초록
두정부 백질 물질 NAA, Choline(Cho), Creatine(Cr), choline chloride, glutamin 등으로 자체 제작한 phantom을 이용하여 고 자장(4.7T)과 중자장(1.5T)에서의 신호강도 대 잡음비, 스펙트럼 분해능을 알아 볼 수 있는 선폭과 $T_2$, 그리고 $T_E$값의 변화에 따른 각 대사물질의 변화별 스펙트럼 등을 구하여 이론적인 정보와 실제적인 정보와의 차이를 알아보고자 한다. 이용된 기기는 Bruker Biospec 4.7T와 1.5T GE SIGNA를 이용하여 MRS의 결과를 얻었다. 관심영역에서 얻은 정보에서 분광 peak의 면적을 구하였다. 통계처리는 Microsoft사의 Excel program내에 있는 통계 package를 이용하였다. 중자장(1.5T)과 고자장(4.7T)에서의 각각의 대사물질의 스펙트럼을 얻어 본 결과 자장의 균일도와 SNR과 $T_2$값의 차이가 이론적인 값보다는 직선성을 보이지 않았다. 1.5T에서의 선폭은 Cho, Cr, NAA 순서로 $5.30{\pm}1.07,\;4.81{\pm}0.14,\;5.49{\pm}0$, 이에 반해 4.7T에서는 $9.14{\pm}0.55,\;8.87{\pm}0.67,\;9.65{\pm}0.56$ Hz 값이 나왔다. 평균 SNR은 NAA의 물질의 경우를 3회 측정하였는데 그 평균치는 63%의 증가를 보였다. $T_E$ 변화로 스펙트럼을 분석했을 때 $T_E=60ms$일 때 가장 SNR이 좋은 값을 보였고 $T_E=135ms$일 때 가장 낮은 값을 나타나 보였다. 두정부 백질 물질 Phantom을 제작하여 자장의 강도 즉 중자장(1.5T)과 고자장(4.7T)에 따라 분석하게 되었는데 고자장의 영역으로 갈수록 분해능, SNR은 좋아져 보이나 자장의 세기가 커질수록 이론적인 수치보다는 상당히 적은 증가를 보이고 있다는 것을 이 연구를 통해 알게 되었다.
The purpose of this study is to compare both 1.5T and 4.7T in Praietal White matter material Phantom using the same methodology at both field strengths. Data at both field strengths are compared in terms of $T_2$ relaxation times, line widths and SNRs MR imaging and $^1H$ MR spectroscopy were performed on GE 1.5T SIGNA system and Broker Biospec 4.7T/30 MRI/MRS system. After phantom axial scan $^1H$ MRS was obtained from T2 weighted image by 3-dimensional localization technique(PRESS : Point RE solved spectroscopy Sequence) this phantom is composed of an aqueous solution 36.7 mmol/L of NAA, 25.0 mmol/L of Cr, 6.3 mmol/L of choline chloride, 30.0 mmol/L or Glu, and 22.5 mmol/L of MI(adjusted to a pH of 7,15 in a phosphate buffet). Data processed using software developed inhouse. At 1.5T, T2 relaxation times for Cho, Cr, and NAA were $0.41{\pm}0.07,\;0.26{\pm}0.04,\;0.46{\pm}0.07$ while at 4.7T they were $0.17{\pm}0.03,\;0.14{\pm}0.05,\;0.20{\pm}0.03$ respectively. At 1.5T, line widths for water, Cho, Cr and NAA were $2.9{\pm}0.7,\;1.6{\pm}0.7,\;1.7{\pm}0.8,\;2.2{\pm}0.02Hz$ while at 4.7T they were $5.2{\pm}1.1,\;4.6{\pm}1.9,\;4.01{\pm}1.8,\;4.8{\pm}1.9Hz$ respectively. It can be seen that $T_2$ relaxation times were significantly shorter at 4.7 compared to 1.5T and that the line widths were also broader. The average SNRs for NAA for subjects at short and long TEs were $23.5{\pm}11.3$ at TE=20 msec ; $15.4{\pm}7.7$ at TE=272 msec at 1.5T and $40{\pm}8.3$ and $17{\pm}3.5$ respectively at 4.7T higher field strength is superior because of improved sensitivity and chemical shift dispersion. However these improvements are partially offset by increased line widths and decrease $T_2$ relaxation times, which act to reduce both sensitivity and resolution. In our experiments with the equipment available to us, 4.7T proton spectra at short TEs exhibit moderately improved sensitivity compared to 1.5T.