뇌영역의 동적 자화율 대조도 영상에서 Gd-DTPA 조영제의 비투과성 조사: 새로운 비선형 곡선조화 알고리즘 개발의 예비연구

Assessment of Non-permeability of Gd-DTPA for Dynamic Susceptibility Contrast in Human Brain: A Preliminary Study Using Non-linear Curve Fitting

목적: 정상인의 뇌영역의 동적 자화율 대조도 (dynamic susceptibility contrast)에서 새로운 비선형 곡선조화 알고리즘을 사용한 Gd-DTPA의 비투과성 (non-permeability)을 조사하고자 한다. 대상 및 방법: 전반적인 혈관내의 이동에 대한 전달함수($K^{trans}$)에 대하여 첫 번째 통과된 조합변수인자의 화소에 대한 정량적인 분석을 실시하였다. 정확한 복셀값의 산출을 위하여 개선된 알고리즘에 의한 경계값을 적용하여 최적화 과정을 반복수행하였다. 결과: 비선형 곡선조화 알고리즘을 적용함으로서, 뇌혈류와 뇌혈류량 측정은 $T2^*$-강조 dynamic contrast enhanced (DCE)에서 상당히 개선 되었다. 재산출된 인자들로부터 뇌관류 강조영상의 형성은 수정된 비선형 곡선조화 알고리즘을 사용하여 획득하였다. 가상공간의 계산과 데이터 입력은 $T2^*$-강조 DCE 영상에서 조영제 포화도를 산출하였다. 결론: 본 연구에서 개발한 새로운 비선형 곡선조화 알고리즘을 사용하여 DCE-$T2^*$ 강조 자기공명영상 데이터를 얻은 후에 역동학적 인자들의 정확성 및 효율성을 개선시키는데 도움을 주는 것으로 확인되었다.

To develop an advanced non-linear curve fitting (NLCF) algorithm for performing dynamic susceptibility contrast study of the brain. The first pass effects give rise to spuriously high estimates of $K^{trans}$ for the voxels that represent the large vascular components. An explicit threshold value was used to reject voxels. The blood perfusion and volume estimation were accurately evaluated in the $T2^*$-weighted dynamic contrast enhanced (DCE)-MR images. From each of the recalculated parameters, a perfusion weighted image was outlined by using the modified non-linear curve fitting algorithm. The present study demonstrated an improvement of an estimation of the kinetic parameters from the DCE $T2^*$-weighted magnetic resonance imaging data with using contrast agents.