Evaluation of the Quality of Images using the Compressed SENSE(CS) and SENSE Algorithms on 3.0T MRI Devices

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 MRI의 새로운 기법인 CS 기법과 SENSE 기법을 활용하여 Aneurysm 환자와 정상인 환자의 뇌혈관 검사 통해 어느 검사 방법이 우수한 영상을 도출하는지 알아보고자 하였다. Aneurysm 환자 15명(남자 8명, 여자 7명 평균나 이 47.59 ± 4.16)과 정상인 20명(남자 11명, 여자 9명 평균나이 38.31 ± 6.25)을 대상으로 연구를 진행하였다. 촬영 장비는 Ingenia CX 3.0T(Philips, Healthcare, Cleveland, USA)를 사용하였다. 정량적 분석의 경우 Aneurysm 환자와 정상인 모두 SNR과 CNR을 측정하였으며, Aneurysm 환자는 M1 영역을, 정상인은 M1과 M2, M3를 ROI로 설정하여 측정하였다. 정성적 분석은 영상의 질, 병변의 명확도, 경계면의 뚜렷한 여부, 움직임 인공물을 기준으로 5점 척도로 측정하였다(p<0.05). 데이터 분석에는 image j와 독립표본 T 검증(Independent t-test)과 Mann Whiteny U를 사용하였다. 통계프로그램은 SPSS(Version 22.0 for windows software package, Chicago, IL, USA)를 사용 하였으며 p 값이 0.05 이하일 경우 통계의 유의성을 두었다. 정량적 평가의 결과 M1 Aneurysm 환자의 CS 기법을 적용한 SNR값은 280.45±12.10, CNR 값은 103.97±6.49이다. SENSE 기법을 적용한 SNR값은 113.12±9.54이고, CNR 값은 SENSE는 51.36±4.26이다. 정상인의 M1, M2, M3의 CS 기법을 적용한 SNR값은 397.31±16.49, 200.91±17.13, 213.56±18.24이고, SENSE 기법의 SNR값은 174.49±11.37, 130.64±13.81, 148.73±7.55이다. CS 기법을 적용한 CNR 값은 276.16±17.48, 148.03±12.06, 139.16±14.06이고, SENSE 기법을 적용한 CNR 값은 79.25±3.04, 61.64±5.97, 35.89±1.89이다. Aneurysm 환자의 SNR값과 CNR 값이 정상인보다 낮은 수치를 얻었 지만, 두 데이터 모두 CS 기법이 우수한 결과값을 얻었다. 정성적 평가의 결과 CS 기법의 경우 영상의 질은 4.46±1.92, 병변의 명확도는 4.31±0.54, 경계면의 뚜렷함은 4.23±1.43, 움직임 인공물은 4.95±1.80이다. SENSE 기법의 경우 영상의 질은 3.52±1.59, 병변의 명확도는 3.88±1.04, 움직임 인공물은 4.06±1.86, 경계면의 뚜렷한 여부는 3.64±1.49이다. 정량적 평가와 정성적 평가 모두 정상 환자의 경우 결과적으로 CS 기법이 SENSE 기법보다 우수한 결과값을 도출했다. 이를 통해 환자의 영상을 평가하는 기법으로 CS 기법이 더 유용할 것으로 판단된다. 하지만 실제 임상의 경우 환자에 따라 다양한 변수가 존재하기 때문에 CS와 SENSE 기법을 적절히 활용하여 환자에게 필요한 진단적 정보를 제공할 것이다. 이러한 연구 결과는 향후 임상적인 기초자료와 MRI 사용자에게 교육자료 제공에 유용할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study attempted to find out which test method derives excellent images through cerebrovascular examination of Aneurysm patients and normal patients using CS and SENSE techniques, which are new techniques for MRI. The study was conducted with 15 Aneurysm patients (8 males, 7 females, average age 47.59 ± 4.16) and 20 normal people (11 males, 9 females, average age 38.31 ± 6.25). The Ingenia CX 3.0T (Philips, Healthcare, Cleveland, USA) was used as the imaging equipment. In the case of quantitative analysis, SNR and CNR were measured for both Aneurysm patients and normal people, and M1, M2, and M3 for normal people were set as ROI for Aneurysm patients. Qualitative analysis was measured on a 5-point scale based on image quality, lesion clarity, clear boundary, and motion artifacts (p<0.05). For data analysis, image j, independent t-test, and Mann Whitening U were used. The statistical program used Version 22.0 for Windows software package (SPSS), Chicago, IL, USA), and statistics were significant if the p value was less than 0.05. As a result of the quantitative evaluation, the SNR value applied with the CS technique in patients with M1 Aneurysm was 280.45±12.10 and the CNR value was 103.97±6.49. The SNR value applied with the SENSE technique is 113.12±9.54, and the CNR value is 51.36±4.26. The SNR values of M1, M2, and M3 of normal persons are 397.31±16.49, 200.91±17.13, and 213.56±18.24, and the SNR values of SENSE techniques are 174.49±11.37, 130.64±13.81, and 148.73±7.55. CNR values applied with the CS technique are 276.16±17.48, 148.03±12.06, 139.16±14.06, and CNR values applied with the SENSE technique are 79.25±3.04, 61.64±5.97, and 35.89±1.89. The SNR and CNR values of Aneurysm patients were lower than normal people, but both data showed excellent results from the CS technique. As a result of the qualitative evaluation, the quality of the image is 4.46±1.92, the clarity of the lesion is 4.31±0.54, the clarity of the boundary is 4.23±1.43, and the moving artifact is 4.95±1.80. For the SENSE technique, the quality of the image is 3.52±1.59, the clarity of the lesion is 3.88±1.04, the motion artifact is 4.06±1.86, and the boundary is 3.64±1.49. In both quantitative and qualitative evaluations, in normal patients, the CS technique resulted in better results than the SENSE technique. Through this, the CS technique is considered to be more useful as a technique for evaluating the patient's image. However, in the case of actual clinical trials, there are various variables depending on the patient, so CS and SENSE techniques will be appropriately utilized to provide the necessary diagnostic information to the patient. These findings will be useful for providing clinical basic data and educational materials to MRI users in the future.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 대상 및 방법
• 1. 연구 대상
• 2. 자료수집
• 3. 분석 방법
• 4. 통계 분석
• Ⅲ. 결과
• 1. SNR과 CNR 값에 관한 결과
• 2. 영상의 정성적 평가
• Ⅳ. 고찰
• Ⅴ. 결론
• Ⅵ. 참고문헌
• 요약