MRI의 원리 3편(T1 강조영상)

MRI의 원리 3편

MRI의 원리 3편

 

 

 

T1 강조영상 (T1 weighted image)

 

MRI(자기 공명영상)란 인체 내에 있는 원자핵에 외부로부터 에너지를 주
어 그 핵에서 발생하는 신호 (signal)를 얻어 영상화하는 것인데, MRI에서
주로 이용되는 원자핵은 수소원자핵 내의 양성자(proton)이다. 결국, 해당
양성자와 외부 에너지와의 상호작용에 의해 MR 영상에 관련된 대조도를
묘사할 수 있는데, 그 대조도는 Fat과 Water 두 가지 물질이 기준이 된다.
지방(Fat)의 T1시간은 물(Water) 보다 짧기 때문에 Fat의 종축자화는 RF
excitation pulse 후 본래상태로 회복되는 시간이 물보다 빠르게 된다.
Fat과 Water 사이에 종축으로 회복되는 T1 시간 차이의 기전을 이용하
여 영상화한 것을 T1강조 영상이라고 하고, 다른 조직들의 T1 회복시간은
Fat과 Water사이에 존재한다. 정확한 T1강조 영상을 얻기 위해서는 T2
효과가 없는 상태에서 영상의 data를 받아야 하는데, 이런 상황을 만들기
위해 임의적으로 조절하는 것이 TR(Time Repetition), TE(Time Echo) 이
다.
MRI Parameters and Pulse Sequences
Fat과 Water 두 조직의 T1 이완을 나타낸 것으로, 에너지를
인가하는 TR을 B 이후에서 선택해 RF pulse를 주면 Fat과 Water 가 모
두 회복되어 큰 T1 contrast를 나타낼 수가 없다.
T1강조 영상에 가장 적절한 TR은 A지점도 아닌, 두 조직 T1 이완의 차
이가 클 때(A와 B 사이) 선택하는 것이 영상화에 가장 적절한 TR로 적용
된다.
(400ms ∼ 600ms)
TR에 의한 Fat과 Water회복시간

 

T1 강조영상과 신호 및 대조도

T1강조영상을 위한 TR과 TE 관계를 동시에 나타낸 그림인데,
Fat과 Water 두 조직 T1 회복시간이 선으로 표시되어 있고, 수직의 점선
은 TR 과 signal 크기를 나타낸 것으로, 짧은 TR(500ms)을 선택하면 Fat
과 Water는 큰 차이의 신호를 만든다.
또한 횡축은 TE를 나타낸 선으로 TE가 15ms 일 때 두 조직의 Signal차
이가 크게 형성되고, TE를 더욱 짧게 한다면 더 큰 차이의 T1 강조영상이
되지만, 고유물질의 신호 대 잡음 비 및 T1 시간을 고려하여야 하며, 장치
의 성능도 이를 뒷받침될 수 있어야 한다. (현재 8ms까지 가능)
여기서 TE가 15ms 보다 큰 쪽으로 선택한다면, T1 강조가 감소된
Signal이 나올 것이다. 결론적으로, T1 weighted 영상은 TR, TE 모두 짧
게 해야 된다.(TR : 400∼600ms, TE : 10∼30ms).
임상적으로 T1 강조 영상은 해부학적 정보에 주로 이용되는 영상으로,
조직 간의 대조도를 증가시킬 목적으로 조영제 사용 시 이용되고 있다.
MRI Parameters and Pulse Sequences

 

T2 강조영상 (T2 weighted image)

우리 인체에 영상을 만들기 위한 필요 에너지 즉, 공명주파수(RF pulse)
를 가한 직 후 RF pulse를 끊는 순간부터 Fat과 Water의 횡축 자기화는
Spin-Spin 상호 간의 간섭과 local magnetic field inhomogenity에 의해서
빠르게 Dephasing 된다.
Fat은 물보다 빠르게 Dephasing 되고, Water는 서서히 Dephasing 되어,
일정 시간(80ms) 후에 Fat의 신호는 물보다 작게 보이고, Water의 신호는
크게 보이는데, 이런 영상을 T2 강조 영상이라고 한다. T2 강조영상도 T1
강조영상처럼 TR과 TE 두 Factor를 조절하여 영상화할 수 있다.

T2-weighted image의 Diagram으로 T1-weighted image를
위해서는 TR을 두 조직에 T1 성분차이가 많은 A지점에서 주었고, T2 강조
영상은 TR을 T1 성분이 되도록 없는 상태에서 이루어져야 하기 때문에 두
조 직 이 거 의 다 회 복 되는 B 지 점에 서 T R을 선 택 해 야 한 다.
또한 RF pulse를 가한 직 후, Signal을 받는 시간(TE)이 중요한데, T2 강
조 영상은 에너지를 받은 원자핵이 열을 방출하는 차이를 이용하는 것이므
로 긴 TE(80ms 이상)를 선택해 신호를 받으면 Fat과 Water 두 조직의
Signal 차이가 큰 T2강조영상이 된다. 결국, T2강조영상은 가능한 TR을
T 1 성분이 없는 긴 T R 이어야 하 고 ( 1 0 0 0 m s 이 상 ) TE는 길게
(80∼150ms)) 선택해 T2차이가 많은 신호를 하며 받아야 된다. 즉, TR
과 TE 모두 길게 하고, 임상적으로 병소를 찾는데 이용된다.