Magnetic Resonance Elastography

자기 공명 탄성법

Conventional MRI methods using T1-, T2-, diffusion-, perfusion-weighting, and functional imaging rely on characterizing the physical and functional properties of the tissue. In this review, we introduce an imaging modality based on measured the mechanical properties of soft tissue, namely magnetic resonance elastography (MRE). The use of palpation to identify the stiffness of tissue remains a fundamental diagnostic tool. MRE can quantify the stiffness of the tissue thereby providing a objective means to measure the mechanical properties. To accomplish a successful clinical setting using MRE, hardware and software techniques in the area of transducer, pulse sequence, and imaging processing algorithm need to be developed. Transducer, a mechanical vibrator, is the core of MRE application to make wave propagate invivo. For this reason, considerations of the frame of human body, pressure and friction of the interface, and high magnetic field of a MRI system needs to be taken into account when designing a transducer. Given that the wave propagates through human body effectively, developing an appropriate pulse sequence is another important issue in obtaining an optimal image. In this review paper, we introduce the technical aspects needed for MRE experiments and introduce several applications of this new field.

기존 MRI, 즉 T1 강조-, T2 강조-, 확산-, 관류-, 기능적-, 등의 영상법은 조직의 물리적 파라미터 그리고 기능적 특성을 알려주는 역할을 한다. 본 종설에서는 최근 관심이 높아지고 있는 영상기법의 하나로 MRE (Magnetic Resonance Elastography, 자기공명탄성법)를 소개하고자 한다. MRE는 기존의 물리적, 기능적 측정을 벗어나 조직의 기계적 특성에 관한 정보를 제공해준다는 면에서 MRI를 이용한 새로운 modality로서의 가능성을 시사해 준다. 예로부터 진단의 가장 기초적인 방법중 하나로서 촉진을 이용하여 조직의 경도를 가늠하여 왔다. MRE는 조직의 경도를 MRI를 이용하여 객관적으로 수치화해준다. MRE 임상실험을 성공적으로 수행하기 위해서는 몇 가지 하드웨어와 소프트웨어(트랜스듀서, 펄스대열, 영상처리 알고리즘)가 구비되어야 한다. 트랜스듀서는 인체에 진동을 전달해주는 부분으로서 MRE 응용을 가능하게 하는 핵심적인 역할을 한다. 따라서 MRI 시스템의 자기장과 인체의 골격, 피부와 트랜스듀서 접촉면의 압력, 마찰을 고려하여 제작하여야 한다. 트랜스듀서를 통해서 인체 내부에 진동이 전달되고 있으면 최적의 영상을 얻기 위하여 고려되어야 할 사항이 펄스대열을 조정하는 것이다. 마지막으로 여러 가지 물질에 대한 가정(등방성, 균질성, 비압축성)하에서 영상처리 알고리즘은 파동방정식(Helmholtz equation)으로 표현되며 이로부터 탄성도(Elasticity or Modulus)를 구할 수 있다. 본 종설에서는 이에 대한 리뷰 및 MRE를 이용한 응용분야에 대하여 살펴본다.