위암의 자기공명영상과 절제한 위조직의 수소 자기공명분광 분석 = MR imaging of stomach cancer and ex vivo ¹H MR spectroscopy of the resected stomach
연구배경 및 목적 : 위암의 수술 전 자기공명 (Magnetic Resonance, MR) 영상진단과 병기결정에 대한 MR 영상의 정확성을 알아보고, 수술 후 절제한 비 암 조직과 위암 조직에서 MR 영상진단 및 ex vivo 수소 자기공명분광 (proton magnetic resonance spctroscopy, ^(1)H MRS)의 분석을 시행하여 그 소견을 알아보고자 하였다.
연구대상 및 방법 : ^(1)H MRS는 먼저 기초자료를 마련하기위해 9.4T (400 MHz)의 장치에서 두 위 조직의 고해상도 MRS를 얻었고, 이후 1.5 T (64 MHz)에서 얻은 MRS와 비교하였다.
1.5 T MRS에서 56개의 조직 (28개의 비 암 조직, 28개의 위암 조직)에서 MRS를 시행하였고, 조직은 위암으로 수술한 환자의 수술조직에서 얻었으며며, 조직학적검사를 시행하여 비 암 조직 또는 위암 조직 여부를 판단하였다. MRS는 점막층/점막하층과 근육층으로 구분하여 분광신호를 측정하였고, 단일체적 PRESS 기법(TR/TE = 2000/30msec, 평균수=256)을 이용하였다. 위암 수술 전 21명의 환자에서 MR 영상을 시행하였고 MR 영상 T병기와 수술 후 확진된 T병기를 비교하였다. 수술 후 얻은 비 암 조직과 위암 조직 시편에서 여러 매개 변수 하에 다양한 영상을 얻어 위벽의 층 수와 각층의 신호강도를 관찰하고 이를 조직소견과 비교하였다.
결과 : 비 암 조직의 MRS에서 9.4T (400 MHz) ^(1)H MRS에서 0.9 ppm (지질), 1.3 ppm (지질), 1.58 ppm (알라닌), 2.03 ppm (시알릭산), 2.25 ppm (글루타시온)의 피크들이 관찰되었고, 1.5T (64 MHz) ^(1)H MRS에서는 400MHz의 결과보다 피크들의 구별성이 떨어져서 0.9 ppm, 1.3 ppm, 2.0 ppm, 2.2 ppm에서 각각 피크들이 관찰되었다. 위암 조직의 경부는 비 암 조직에서는 보이지 않던 3.11 ppm의 콜린 피크의 증가가 관찰되었고, 1.3 ppm의 지방 피크가 감소하고 1.25 ppm과 1.36 ppm의 두개의 젖산 피크로 나뉘어졌다.
수술 전 MR 영상 소견에서 위암은 T1 강조영상에서는 중간신호로, T2 강조영상에서는 중관 또는 저신호로, T1 SPCR 영상에서는 중간 또는 고신호 강도로 보였고, 조영증강 T1 SPCR 영상에서는 초기부터 조영증강이 잘되고 후기까지 지속적인 조영증강 페턴을 보였다. 전반적인 T-병기의 정확도는 80% (12/15), N-병기의 정확도는 86.7%(13/15)였다. 수술 후 절제한 비 암 조직의 MR 영상에서는 구분되는 3개 층의 위벽이 관찰되었고 3개 층은 조직 소견과 비교하였을 때 각각 점막층-점막하층-근층에 해당하였다. 위암 조직은 T1 및 3D SPGR 영상에서는 고신호로, T2 강 FSE에서는 중등도신호로, fast GRE, FLAIR, STIR 영상에서는 다양한 신호강도로 관찰되었다.
결론 : 위암 환자에서 수술 전 MR 영상진단방법이 위암의 침윤 정도를 알아보는데 유용하였고, 술 후 고해상도 MR 영상에서 3개의 분리된 위벽 층을 볼 수 있었다. Ex vivo ^(1)H MRS에서 관찰된 3.21 ppm 콜린 피크의 증가, 1.3 ppm지방 피크의 감소와 두개의 젖산 피크로의 분리가 위암 침윤 소견임을 알 수 있어 비 암 조직으로부터 위암을 구별하는데 우용한 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.
Purpose: To evaluate the usefulness of magnetic resonance (MR) imaging and ex-vivo ^(1)H MR spectrosvopy (MRS) to distinguish normal gastric tissue from tumor invasion of gastric wall.
Materials & Methods : Two specimens of human were examined with MR imaging and single-voxel ^(1)H MRS with a high-resolution 9.4T MR imaging equipped with custom-made surface coll and NMR spectyrometer.
Fifty six surgical specimens (20 of normal tissues and 28 of cancer tissues) obtained from surgery of proven gastric cancer patients were examined at 1.5T MR imaging and ^(1)H MRS. Histopathologic examinations were performed to determine the invasion of tumor cells into layer. Spectral measurements were performed in two gastric layers, proper muscle layer and composite mucosa-submurosa layer.
Before spectroscopy, 3D SPGR images were used to determine the voxel size and the position for MRS aata collection. For all spectra, a point resolved surface coil spectroscopy, or PRESS technique with parameters of TR/TE=2000/30msec and 256 averages was used to suppress the water signal.
Twenty one patients was done preoperative MRI, and compared diagnestic T-, and N-staging with postoperative confirmed staging. High-resolution MR imaging was performed on resected non-cancerous and cancerous specimen and evaluated gastric wall layer and signal intensities and correlated with histopathologic examinations.
Results : The results of ^(1)H MRS with 9.4T (400MHz) ^(1)H HMR Spectrometer showed the metabolite peaks are present at 0.9 (Lipid), 1,3 (Lipid), 1.58 (Alanine), 2.03 (Static acid) and 2.2sppm (Clutathlon) and with resonance spectra of 1.5T (64MHz) MR system, pears are present at 0.5, 1.3, 2.0 and 2.2ppm in normal gastric tissue. The peak levels o4 choline at 3.22ppm was increased and metabolite peaks of lipid was decreased and splitted into 1.25ppm and 1.36ppm in gastric cancer tissues.
Patient with gastric cancer showed various signal intensities in MRI preoperatively ; intermediate signal intensity on T1-weighted image, intermediate or low signal intensity on T2-weighted image, intermediate or high signal intensity on T1 SPGR image and revealed early enhancement and prolonged delayed enhancement. The overall accuracy was 80% (12/15) in T-staging and was 85.7% (13/15) in N-staging.
MR imaging of resected specimen clearly showed three different layers of normal tissue of gastric walls. MR imaging of resected specimen of cancerous tissues demonstrated high signal intensity on T1 SPGR and 3D SPGR, intermediate signal intensity on T2-weighted image, various signal intensities on fast GRE. FLAIR and STIR images.
Conousion : In evaluating the extent of gastric carcinoma, differentiation of up to three layers of the gastric wall was possible on ex vivo high resolution MRI. In the area of focal tumor invasion, the spectra obtained during ^(1)H MRS were useful, and a lipid peak decreased and choline showed spiliting into two resonance peaks.
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