임상용 3T MR기기를 이용한 중, 소동물의 뇌 실험의 유용성: 3개의 Surface Coil을 이용한 연구

• Published in: Journal of the Korean Society of Radiology pp. 317 - 326
• Main Authors: 박신영, 정미리, 조병만, 김강수, 김학진
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한영상의학회 01.11.2017
• Subjects: 방사선과학
• ISSN: 2951-0805
• DOI: 10.3348/jksr.2017.77.5.317

목적: 임상용 3T MR 시스템에서 15.4 cm 이하 직경의 표면 코일을 이용하였을 때 토끼와 쥐의 뇌 자기공명(MR) 영상을 분석하여 어떤 표면 코일을 사용했을 때 가장 좋은 영상을 얻을 수 있을지를 알아보고 이를 통해 임상용 3T MR 시스템을 이용한 중, 소동물의 전임상 연구에서, 임상장비를 이용한 중, 소동물 MR 영상의 뇌형태 분석에 대한 유용성을 검증하였다. 대상과 방법: 임상용 3T MR 시스템을 이용하여 정상군의 토끼 3 마리(n = 3)에서 쥐용, 고양이용 및 무릎용 표면 코일(각각 직경 5, 12, 15.4 cm)을 사용하고 정상군의 쥐 3 마리(n = 3)에서 쥐용과 고양이용 표면 코일을 사용하여 뇌의 T2-weighted image, T1-weighted image, diffusion-weighted image (이하 DWI), susceptibility-weighted image (이하 SWI) 및 MR angiography image를 얻었다. 각 실험동물의 뇌 MR 영상을 분석하기 위하여 정성적 분석 방법과 정량적 분석 방법을 이용하였으며 정성적 분석을 위하여 2명의 영상의학과 전문의가 합의 판정으로 영상의 질을 판단하였으며 정량적 분석을 위해서는 신호 대 잡음 비(signal-to-noise ratio) 측정을 통한 분산 분석 방법 혹은 t-test 방법을 이용한 통계적 분석을 수행하였다. 상기 실험에서 가장 높은 신호 대 잡음 비를 보인 표면 코일을 이용하여, 트리올레인 유상액을 토끼(n = 3)와 쥐(n = 3)의 경동맥에 주입하여 뇌 지방색전증을 유발하고 2시간 후 T2, DWI, SWI 및 Gd-T1를 얻었으며 병변 소견과 그 영상의 질에 관해 분석하였다. 결과: 토끼의 경우에는 쥐용 코일로 얻은 영상이 다른 두 표면 코일의 경우에 비해 정성적 분석에서 더 나은 영상을 보였고 정량적 분석에서보다 더 높은 신호 대 잡음 비를 보였으며 통계적 의미가 있었다(분산분석, p ＜ 0.05). 쥐의 경우, 정성분석에서는 쥐용 코일로 얻은 영상이 고양이용 코일로 얻은 영상보다는 우수하였으나 각 영상의 신호 대 잡음 비를 정량적으로 분석한 결과에서 통계적 차이는 DWI에서만 나타났다. 트리올레인 유상액으로 유발한 뇌 지방색전증은 T2 고신호강도와 조영증강을 보였으나 뇌경색이나 출혈은 나타나지 않았다. 결론: 중, 소동물을 대상으로 한 이번 실험에서 임상용 3T MR 시스템과 동물용 표면 코일로도 충분히 좋은 뇌 영상을 얻을 수 있으며 그 MR 영상은 동물모델의 뇌 질환의 형태적 연구에 유용하다고 사료된다. Purpose: To evaluate which brain MR images obtained with a clinical 3T MR system using surface coils less than 15.4 cm in diameter are best in rabbit and rat models, and to assess the feasibility of the clinical 3T MR machine in the study of morphologic brain in a preclinical study using medium- and small-sized animal models. Materials and Methods: Brain T2-weighted image (T2WI), T1-weighted image (T1WI), diffusion-weighted image (DWI), and susceptibility-weighted image (SWI) were obtained, and MR angiography was performed with a clinical 3T MR system using a rat, a cat, and a knee coil (5, 12, and 15.4 cm in diameter, respectively) in normal rabbits (n = 3) and using a rat and a cat coil in normal rats (n = 3). MR images were assessed qualitatively by consensus of two neuroradiologists and quantitatively using signal-to-noise ratio (SNR) and statistical analysis (using analysis of variance or t-test) in terms of which images obtained with different coils were the best. Brain T2WI, DWI, SWI, and Gd-T1WI MR images were obtained 2 hours after embolization with triolein emulsion infused into the carotid artery in rabbits (n = 3) and rats (n = 3) using the coil which showed highest SNR in the above study, and the images were assessed in terms of abnormal findings and image quality. Results: Brain MR images obtained with the rat coil revealed better image quality and higher SNR compared with those obtained with other coils, and they showed statistical significance (p < 0.05) in rabbits. In rats, brain MR images obtained with the rat coil were better than those obtained with the cat coil in qualitative analysis; however, they revealed no statistical significance except for DWI in quantitative analysis. MR images obtained after triolein emulsion showed T2 hyperintensity and lesional contrast enhancement on Gd-T1WI without evidence of infarction or hemorrhage. Conclusion: The clinical 3T MR system using surface coils for animals enabled us to obtain good quality brain images in medium- and small-sized animal models in the present study. Brain MR images seem to be feasible for the morphologic evaluation in animal models. KCI Citation Count: 0