Abstract
In this study, we evaluated diffusion weighted imaging (DWI) to investigate whether the DWI parameters can predict characteristic parameters on pathologic specimens of tumor or not. CFPAC-1 was injected subcutaneously on the back flank of athymic nude mice (n=13) then two tumors were initiated on each mouse (2${\times}$13=26 tumors). The mice were sacrificed to make specimen immediately after initial MR imaging then were compared with the MR image. A dedicated high-field (7T) small-animal MR scanner was used for image acquisitions. A T1 and T2 weighted axial image using RARE technique was acquired to measure the T2 values and tumor size. DWI MR was performed for calculating ADC values. To evaluate tumor cellularity and determine the levels of MVD, tumor cells were excised and processed for H-E staining and immunostaining using CD31. T2 values and ADC values were computed and analyzed for each half of the tumors and compared to the correlated specimens slide. Median ADC within each half of mass was compared to the cellularity and MVD in the correlated area of pathologic slide. The mean of ADC value is $0.7327{\times}10^{-3}$ $mm^2/s$ and standard deviation is $0.1075{\times}10^{-3}$ $mm^2/s$. There is a linear relationship between ADC value and tumor necrosis (R2=0.697, p< 0.001). DW image parameters including the ADC values can be utilized as surrogate markers to assess intratumoral neoangiogenesis and change of the internal structure of tumor cells.
고자장 실험용 자기공명영상장치를 이용하여 인간의 췌장암 세포를 이종 이식한 쥐에서 확산강조영상을 획득하였으며, 동물 실험에서 밝혀진 종양특성과 비교 분석을 하여 보고 현성확산계수영상이 췌장암 이종 이식 모형의 종양세포의 내부 구조에 관하여 비교 분석하고자 한다. 무모 생쥐 13마리에 각각 2개의 종양을 전형적으로 이식한 뒤, 종양의 직경이 5~10 mm를 성장하였을 때 영상화하였다. 7.0T 자기공명영상장치(Bruker, BioSpin, GmbH, Rheinstetten, Germany)를 사용하여 T2강조 영상을 얻었다, 확산강조영상은 single-shot EPI sequence 사용하여 b값을 0, 200, 500, 1,000, 2,000 $sec/mm^2$로 증가하면서 영상을 획득하였다. 종양은 H&E 염색과 CD-31의 면역화학염색을 이용하여 종양의 세포밀도와 미세혈관 밀도, 종양 내 괴사 정도를 평가하였다. 암 세포주에 대하여 연속함수간의 연관성 검사는 스피어만 순위 상관계수(Spearman Rank correlation statistic)를 사용하였으며 연속변수간의 선형 관계성 여부를 구하기 위해 regression model을 적용하였다. 췌장암 세포주의 현성확산계수는 평균 $0.7327{\times}10^{-3}$ $mm^2/s$ 표준편차 $0.1075{\times}10^{-3}$ $mm^2/s$였으며, T2영상의 신호강도는 평균 624,656, 표준편차 62,608.5로 나타났다. 췌장암 세포주의 조직학적 분석의 결과 고배율 사진에서 세포의 개수는 평균 122개, 미세혈관밀도는 평균 18개, 종양의 괴사정도는 26.5%였다. 현성확산계수와 종양내의 괴사정도와의 상관계수가 유의한 관계를 나타냈다(R = 0.7417, p < 0.01). 이와 같이 고자장 실험용 자기공명영상장치를 이용한 췌장암 세포주 이종 이식 쥐의 확산강조영상에서 현성확산계수는 종양 내괴사 정도 등의 현미경적 구조 변화를 반영하는 대리인자로 사용될 수 있음을 확인하였다.