자기공명영상 검사 시 인공 고관절에 의해 발생하는 금속 인공물 감소에 관한 연구 = A Study on the Reduction of Metallic Artifact Caused by Implant Stem during MRI Examination

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 MRI 검사 시 자기장의 세기 변화와 수신대역폭을 변화시켜 인공 고관절에 의해 나타나는 금속 인공물의 발생 정도를 정량적으로 분석하고 평가하였다. 이를 위해 티타늄 합금 재질의 인공 고관절로 제작한 팬텀을 대상으로 1.5T, 3.0T MR 장비를 사용하여 자기장 세기 변화를 주었으며, 10, 40, 80, 120, 150 Hz/PX로 수신대역폭 변화 를 주어 영상을 획득하였다. 2D FSE 펄스시퀀스로 T2WI 영상을 획득하였고 Image J를 사용하여 금속 인공물의 면적을 신호 소실과 신호 중첩의 합으로 측정하였다. 자기장 세기 차이의 따른 결과 1.5T MRI의 경우 평균 4772.45 ㎟, 3.0T MRI의 경우 평균 5267.41 ㎟로 나타났으며 수신대역폭 10, 40, 80 Hz/PX은 금속 인공물 발생 면적이 큰 폭으로 감소하였지만 120, 150 Hz/PX 에서는 금속 인공물의 감소폭은 상대적으로 적었으며 이는 통계적 으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 따라서, 저자기장(1.5T)을 사용하였을 때 금속 인공물 감소에 효과적이며 수신대역폭을 늘려 검사했을 때는 금속 인공물을 줄일 수 있지만 SNR의 감소를 초래하므로 합리적인 수신대역폭 선택이 필요하다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study quantitatively evaluated metallic artifacts from hip implant in MRI with respect to magnetic field strength and receiver bandwidth. A phantom containing a titanium alloy hip implant was scanned on 1.5T and 3.0T systems with receiver bandwidths of 10, 40, 80, 120, and 150 Hz/PX. T2-weighted images were acquired using a 2D FSE sequence, and artifact areas were measured in Image-J as the sum of signal attenuation and enhancement. The mean artifact areas were 4772.45 ㎟ at 1.5T and 5267.41 ㎟ at 3.0T. Increasing the receiver bandwidth from 10 to 80 Hz/PX produced a marked reduction in artifact size, while further increases to 120 and 150 Hz/PX resulted in smaller reductions, which were statistically significant (p < 0.05). In conclusion, lower magnetic field strength is effective in reducing metallic artifacts, and although higher receiver bandwidths can further suppress artifacts, they also reduce SNR. Therefore, careful selection of receiver bandwidth is essential to balance artifact reduction and image quality.