Abstract
Purpose: To evaluate the differences of functional imaging patterns between conventional spoiled gradient echo (SPGR) and echo planar imaging (EPI) methods in cerebral motor cortex activation. Materials and Methods: Functional MR imaging of cerebral motor cortex activation was examined on a 1.5T MR unit with SPGR (TRfrE/flip angle=50ms/4Oms/$30^{\circ}$, FOV=300mm, matrix $size=256{\times}256$, slice thickness=5mm) and an interleaved single shot gradient echo EPI (TRfrE/flip angle = 3000ms/40ms/$90^{\circ}$, FOV=300mm, matrix $size=128{\times}128$, slice thickness=5mm) techniques in five male healthy volunteers. A total of 160 images in one slice and 960 images in 6 slices were obtained with SPGR and EPI, respectively. A right finger movement was accomplished with a paradigm of an 8 activation/ 8 rest periods. The cross-correlation was used for a statistical mapping algorithm. We evaluated any differences of the time series and the signal intensity changes between the rest and activation periods obtained with two techniques. Also, the locations and areas of the activation sites were compared between two techniques. Results: The activation sites in the motor cortex were accurately localized with both methods. In the signal intensity changes between the rest and activation periods at the activation regions, no significant differences were found between EPI and SPGR. Signal to noise ratio (SNR) of the time series data was higher in EPI than in SPGR by two folds. Also, larger pixels were distributed over small p-values at the activation sites in EPI. Conclusions: Good quality functional MR imaging of the cerebral motor cortex activation could be obtained with both SPGR and EPI. However, EPI is preferable because it provides more precise information on hemodynamics related to neural activities than SPGR due to high sensitivity.
목적: 고식적인 spoiled gradient echo(SPGR) 기법과 EPI기법간의 뇌의 운동피질에 대한 기능적 영상의 차이를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 5명의 정상 성인을 대상으로 1.5T 자기공명영상기기에서 SPGR기법(TR/TE/flep angle=50ms / 40ms / $30^{\circ}$, FOV=300mm, matrix $size=256{\times}256$, 단면두께=5mm)과 기법(TR / TE / flip angle=3000ms / 40ms / $90^{\circ}$, FOV=300mm, matrix $size=128{\times}128$, 단면두께=5mm)을 사용하여 MR 에이터를 얻었다. EPI기법의 경우, 총 6개의 단면에 대해 총 960개의 영상을 얻었고 SPGR 기법 겨우, 위 6개의 단면 중 운동중추영역이 포함된 한 단면에 대해 총 160개의 영상을 얻었다. 사용된 paradigm은 각각 8번의 휴지 기간과 활성 기간으로 구성되었고 활성기간동안에 시행된 작업은 오른손 손가락의 쥠과 펼침 운동이었다. 뇌의 활성영역을 국소화 하기 위해 사용된 통게적인 처리방법은 cross-correlation 방법이었다. 두 기법의 활성화 영상에 대해 활성 영역에서의 휴지 기간과 활성 기간간의 신호 크기의 변화와 연속적인 MR 데이터의 신호 대 잡음비의 측정, 그리고 활성 영역의 위치와 그 범위를 비교 분석하였다. 결과: 두 기법 모두에서 운동중추영역인 전운동피질이 잘 관찰되었다. 휴지 기간과 활성 기간간의 신호 크기의 변화는 두 기법간의 유의한 차이가 없었다. 그러나, 연속적인 MR 데이터의 신호 대 잡음비에 있어서는 EPI 기법이 SPGR 기법보다 약 2배 높았다. 또한, 활성 영역에 있어서 EPI 기법이 SPGR기법보다 낮은 쪽으로의 p값의 분포를 보여 주었다. 결론: 본 연구는 운동중추영역에 대한 뇌의 기능적 영상을 얻는 데에 있어서 두 기법 모두 유용함을 보여주었다. 그러나, EPI 기법에서 얻을 수 있는 높은 신호 감도 특성에 의해 EPI 기법이 SPGR 기법보다 뇌의 기능적 영역에 대한 더 정확한 정보를 제공하는 장점을 지닌다.
