MRI의 정의 14편(자기공명 혈관 조영술 (MR Angiography) 1편)

 

4-4 자기공명 혈관 조영술 (MR Angiography)

자기공명 혈관조영술은 MR을 이용하여 혈관영상을 얻는 방법으로써 비침습적이며, 혈관자체만의 

묘사뿐만 아니라 기능적인 정보까지 제공한다는 장점을 가지고 있다. 혈관을 영상화하기 위해서는 

어떤 기법을 사용하던지 간에 혈관과 주위 조직 간의 차이를 만들고 이를 적당한 방법으로 나타내야 한다.
MRA는 혈관의 형태학적 정보를 비 침습적으로 제공하는 MRI의 한 분야로 혈류의 신호강도를 최대화하고 

정지된 물질에서 나오는 신호는 최소화함으로써 양자 간에 대조도를 극대화시켜 얻은 영상들을 최대강도

투사(Maximum Intensity Projection, 이하 MIP) 방법을 이용하여 영상을 얻는다. 

자기 공명 혈관 조영술의 방법에는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 고식적 혈관 조영술과 조영제를 

사용하는 조영 증강 기법이다. 고식적 혈관조영기법은 대체로 두 가지 방법으로 나눌 수 있다. 

한 가지는 Time-of-Flight(이하 TOF) 효과를 이용한 혈관 영상이고 다른 하나는 PhaseContrast(이하 PC) 방법에 의한 기법이다. 또한 조영제를 사용한 호흡정지혈관 영상기법이 개발되어 임상적용의 범위를 넓혔다.

4-4-1 TOF (Time of Flight)

유속신호증강효과(Flow related enhancement)를 이용하여 특정 용적(volume) 내로 들어오는 

proton의 map을 그리는 방법으로서 포화펄스(Saturation pulse)에 의해 절편이 포화되었을 때, 

RF Pulse를 경험하지 않은 비포화 상태의 새로운 혈액스핀이 영상 단면 안으로 들어오면

RFFlow Phenomena and MR AngioPulse를 처음 받게 되어 큰 신호를 내며 정상 조직에서는 작은 신호를 

낸다. 이를 이용한 방법이 Time-Of-Flight이다. 이 방법은 기존 영상기법과 같이 2D 영상기법과 3D 영상기법을 모두 사용할 수 있으며 2D TOF 혹은 3D TOF라고 부른다.
기본적으로 어느 위치의 spin은 한 번의 고주파(RF)로 선택(selection) 된 후 일정시간이 지난 후 검출 detect)

되는데 (readout), 이 시간간격 사이에 spin의 위치이동이 있으면 시간흐름(time-of-flight) 효과가 나타나는데 이러한 현상에 의해 혈류가 고 신호 강도로 보이게 된다.

4-4-1-1 2D TOF MRA 방법

기본적으로 혈류보상 gradient echo 영상 방법이다. 영상절편(Imaging slice) 내에 있는 조직의 

정지된 spin은 RF pulse에 의해 포화(saturation)되어 있으나 imaging slice로 들어오는 혈류는 완전히 

자화 되어 고 신호 강도를 보이게 된다. 만일 imaging slice의 위, 혹은 아래에서 포화 pulse를 주면 

(사전포화 : presaturation), 그 방향에서 들어오는 혈류의 신호를 모두 없앨 수 있어 선택된 방향의 

혈류만 볼 수 있게 된다.
영상에 영향을 미치는 요인으로는 1) 혈류 속도, 2) 혈류 방향, 3) 혈관의 모양, 

4) 혈액 및 조직의 T1, 5) pulse parameters 등이 있다. Imagingslice 내에서 혈관의 모양에 따라 신호강도가

 달라질 수 있다. 혈관이 imaging slice 내를 비스듬히 달릴 때 혈액은 상대적으로 많은 고주파를
받게 되므로 slice 내에서 포화될 수 있다. 따라서 imaging plane과 평행하게 달리는 혈관이 잘 보이지 않게 

되는 현상이 생길 수 있다. 만일절편두께(slice thickness)를 매우 얇게 한다면 

이러한 “in-phase signalloss”를 감소시킬 수 있으나, 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)
Flow Phenomena and MR Angio가 감소하는 단점도 있다. 그 밖에도 급경사의 경사자계가 필요하게 되고
큰 혈류 보상 경사자계가 필요하여 TE를 증가시킬 수밖에 없는 제약이 있다.

2D TOF MRA는 일정 두께를 가지는 절편을 순차적으로 scan 한 후 영상을 재구성하여 보여주는 방법인데

이때 짧은 TR(50 msec), flip angle( 45～60°), 짧은 TE(9 msec)를 사용한다. 장점은 각각의 절편이 모두 주입
되는 절편이므로 유속신호강조효과를 최대화할 수 있고, 3D 보다 절편두께(slice thickness)가 두꺼우므로

검사시간이 짧다는 것이다. 따라서 비교적 느린 혈류를 관찰하기에 용이하며, 협착부위에서 흔히 

나타나는 난류 (turbulance or votex flow) 현상에 의한 신호 소실에 매우 민감하다.