KR20210155772A - Myelin mapping method using magnetic resonance imaging - Google Patents

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KR20210155772A
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박찬아
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Abstract

The present invention relates to a method for evaluating the myelin using magnetic resonance imaging. According to one embodiment of the present invention, the method comprises the following steps: applying a plurality of inverted RF pulses in one sequence, acquiring a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and acquiring a plurality of echo images therefrom; acquiring a first image from the plurality of echo images; and forming a second image capable of evaluating the myelin on the basis of the first image. Accordingly, images can be acquired in a short time, high-resolution images can be acquired, and objective numerical information can be acquired, thereby providing an effect of enabling quantitative evaluation of the myelin. A qualitative myelin map and a quantitative myelin map can be acquired at the same time, thereby providing an advantage of implementing multi-faceted analysis of the myelin.

Description

자기공명영상을 이용한 신경 수초 평가 방법{Myelin mapping method using magnetic resonance imaging}Myelin mapping method using magnetic resonance imaging

본 발명은 자기공명영상을 이용한 신경 수초 평가 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating nerve myelination using magnetic resonance imaging.

신경세포의 축삭 돌기를 감싸고 있는 지방질 물질인 Myelin은 효율적인 뇌 기능을 유지하기 위한 필수 구성 요소이다. Myelin은 신경 섬유의 완전성을 유지하고 뇌의 적절한 기능에 필수적인 활동 전위의 전파 속도를 향상시킨다. 이러한 Myelin이 손상되면 신경의 정상적인 신경 전달을 방해하여 감각, 인지, 행동에 있어 다양한 증상을 유발한다. 그렇기 때문에 Myelin의 정확한 평가는 다발성 경화증(Multiple Sclerosis; MS), 시신경 척수염 범주 질환(NeuroMyelitis Optica Spectrum Disorder; NMOSD), 외상성 뇌 손상(Traumatic Brain Injury; TBI), 알츠하이머 병(Alzheimer's Disease; AD) 등 신경계 장애에서 중요하게 여겨지고 있다.Myelin, a fatty substance that surrounds the axons of nerve cells, is an essential component for maintaining efficient brain function. Myelin maintains the integrity of nerve fibers and improves the rate of propagation of action potentials essential for the proper functioning of the brain. When this myelin is damaged, it interferes with the normal nerve transmission of nerves and causes various symptoms in sense, cognition, and behavior. Therefore, the accurate evaluation of Myelin is based on multiple sclerosis (MS), NeuroMyelitis Optica Spectrum Disorder (NMOSD), Traumatic Brain Injury (TBI), Alzheimer's Disease (AD), etc. considered important in disability.

이러한 Myelin은 조직 병리학적으로 정량적 평가가 가능하나, 이는 사후에만 측정이 가능하기 때문에 최근에는 MRI를 이용한 비침습적인 Myelin 평가 방법에 대한 연구가 다수 진행되고 있다. 현재 임상 연구에서 주로 사용되고 있는 방식은 3T MRI로 촬영한 T1 강조 영상(T1 Weighted Image; T1WI)과 T2* 강조 영상(T2* Weighted Image; T2*WI)을 이용한 Myelin Mapping 기법이며, 임상에서 이미 획득한 일반적인 T1WI, T2*WI를 사용한다는 점에서 큰 장점을 가진다. Myelin은 T1WI, T2*WI로 Myelin의 정도를 확인할 수 있는데, 지방 성분이 밝게 나오는 T1WI를 통해 Myelin의 공간 분포를 알 수 있으며, 양성자 이동, 분자 교환 및 물의 확산과 관련 있는 T2*WI의 낮은 강도는 비교적 큰 Myelin 함량을 반영한다. 이러한 T1WI에서 T2*WI를 나눔으로써, Myelin의 함량 변화 및 염증에 따른 구조적 변화를 확인할 수 있다. 하지만 강조 영상들은 유사 값을 나타낼 뿐, 정확한 정량적 정보는 알 수 없다는 한계점을 가지고 있다.Myelin can be quantitatively evaluated histopathologically, but since it can only be measured post-mortem, a number of studies on non-invasive myelin evaluation methods using MRI have been recently conducted. Current methods that usually used in the clinical study was a T1-weighted images taken with a 3T MRI (T1 Weighted Image; T1WI ) and T2 * weighted images (T2 * Weighted Image; T2 * WI) and Myelin Mapping Technique Using, already obtained in the clinical It has a great advantage in that it uses one general T1WI, T2 * WI. Myelin can check the level of Myelin by T1WI, T2 * WI. The spatial distribution of Myelin can be known through T1WI, where the fat component is bright, and the low intensity of T2 * WI, which is related to proton transfer, molecular exchange, and water diffusion. reflects the relatively large Myelin content. By dividing T2 * WI from this T1WI, a change in Myelin content and a structural change according to inflammation can be confirmed. However, the highlighted images only show similar values and have a limitation in that accurate quantitative information cannot be known.

정성적인 한계점을 극복하기 위한 연구들이 일부 수행되고는 있지만, 다양한 Myelin 평가 방식을 적용하기 어렵다는 한계점이 존재하거나, 촬영 시간이 과도하게 증가하거나, 영상 보정 및 정합을 위한 추가 작업이 필요하다는 단점이 있는 실정이다. Although some studies are being conducted to overcome the qualitative limitations, there are limitations in that it is difficult to apply various Myelin evaluation methods, excessively increasing the shooting time, or additional work for image correction and registration. the current situation.

이에 새로운 방식의 Myelin 평가 방법이 요구되고 있다.Accordingly, a new method of Myelin evaluation is required.

대한민국 등록특허 제10-1771513호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1771513

Ganzetti, M., Wenderoth, N., & Mantini, D. (2014). Whole brain myelin mapping using T1-and T2-weighted MR imaging data. Frontiers in human neuroscience, 8, 671Ganzetti, M., Wenderoth, N., & Mantini, D. (2014). Whole brain myelin mapping using T1-and T2-weighted MR imaging data. Frontiers in human neuroscience, 8, 671

본 발명의 일 측면에서의 목적은 정성적인 Myelin Map과 정량적인 Myelin Map을 동시에 획득하고, 서로 비교하여 Myelin에 대해 다각적인 분석이 가능한 새로운 방식의 신경 수초 평가 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of one aspect of the present invention to provide a new method for evaluating myelin nerve myelination in which a qualitative Myelin Map and a quantitative Myelin Map are simultaneously obtained, and a multi-faceted analysis of Myelin is possible by comparing them with each other.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention

자기공명영상을 이용한 신경 수초(Myelin) 평가 방법에 있어서,In a method for evaluating nerve myelin using magnetic resonance imaging,

하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 단계; applying a plurality of inverted RF pulses in one sequence, obtaining a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtaining a plurality of echo images therefrom;

상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 단계; 및obtaining a first image from the plurality of echo images; and

상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 단계;forming a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;

를 포함하는 신경 수초 평가 방법이 제공된다.There is provided a method for evaluating nerve myelination comprising a.

또한, 본 발명의 다른 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

자기공명영상을 이용한 신경 수초 평가 시스템으로,As a neural myelination evaluation system using magnetic resonance imaging,

하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 에코 영상 획득부; an echo image acquisition unit that applies an inverted RF pulse a plurality of times in one sequence, obtains a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtains a plurality of echo images therefrom;

상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 제1 영상 획득부; 및a first image acquisition unit configured to acquire a first image from the plurality of echo images; and

상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 제2 영상 획득부;a second image acquisition unit configured to form a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;

를 포함하는 신경 수초 평가 시스템이 제공된다.A neural myelination evaluation system comprising a is provided.

나아가, 본 발명의 또 다른 측면에서Furthermore, in another aspect of the present invention

프로세서와 결합되어, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,In a computer program combined with a processor and stored in a computer-readable recording medium,

상기 컴퓨터 프로그램은 상기 기록 매체에 저장된 명령어에 의해 상기 프로세서에서 실행되며,The computer program is executed in the processor by instructions stored in the recording medium,

상기 프로세서는,The processor is

하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 제1 오퍼레이션;a first operation of applying inverted RF pulses a plurality of times within one sequence, obtaining a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtaining a plurality of echo images therefrom;

상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 제2 오퍼레이션; 및a second operation of acquiring a first image from the plurality of echo images; and

상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 제3 오퍼레이션;a third operation of forming a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;

를 포함하는 자기공명영상을 이용한 신경 수초 평가 프로그램이 제공된다.There is provided a neural myelination evaluation program using magnetic resonance imaging, including a.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법은 짧은 시간 안에 영상 획득이 가능하며, 고해상도의 영상을 얻을 수 있고, 객관적인 수치 정보를 얻을 수 있어 신경 수초의 정량적인 평가가 가능하다는 효과가 있다.The neural myelination evaluation method provided in one aspect of the present invention has the effect that it is possible to acquire an image within a short time, obtain a high-resolution image, and obtain objective numerical information, thereby enabling quantitative evaluation of neural myelination.

또한, 정성적인 Myelin Map과 정량적인 Myelin Map을 동시에 획득할 수 있게 함으로써, Myelin에 대한 다각적인 분석이 가능하다는 이점이 있다.In addition, by enabling the simultaneous acquisition of a qualitative Myelin Map and a Quantitative Myelin Map, there is an advantage that multi-faceted analysis of Myelin is possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 수초 평가 방법의 흐름도를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 수초 평가 시 이용하는 자기공명영상의 자기장 세기에 따른 매핑 이미지를 비교하여 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 일 비교예 및 일 실시예의 시퀀스를 비교하여 모식적으로 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 수초 평가 시 영상 처리 및 보정 과정을 모식적으로 나타낸 것이고,
도 5는 본 발명의 다른 일 비교예의 시퀀스를 사용하였을 때의 영상 처리 과정을 모식적으로 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예의 시퀀스를 사용하였을 때의 다양한 영상을 얻는 과정을 모식적으로 나타낸 것이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 수초 평가 시, 최종적으로 신경 수초를 평가 및 분석하는 일 예를 보여주는 그래프이다.
1 schematically shows a flowchart of a neural myelination evaluation method according to an embodiment of the present invention;
2 is a comparison of the mapping images according to the magnetic field strength of the magnetic resonance image used in the evaluation of nerve myelination according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic view by comparing the sequence of a comparative example and an embodiment of the present invention,
4 schematically shows an image processing and correction process when evaluating neural myelination according to an embodiment of the present invention;
5 schematically shows an image processing process when using the sequence of another comparative example of the present invention;
6 schematically shows the process of obtaining various images when using a sequence according to an embodiment of the present invention;
7 is a graph showing an example of finally evaluating and analyzing nerve myelination when evaluating nerve myelination according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related description items or any of a plurality of related description items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. something to do. On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, "제 1"및 "제 2"라는 용어는 본 명세서에서 구별 목적으로만 사용되며, 어떠한 방식으로도 서열 또는 우선 순위를 나타내거나 예상하는 것을 의미하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should also be understood that the terms "first" and "second" are used herein for distinguishing purposes only, and are not meant to indicate or anticipate sequence or priority in any way.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a part includes a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 측면에서In one aspect of the invention

자기공명영상을 이용한 신경 수초(Myelin) 평가 방법에 있어서,In a method for evaluating nerve myelin using magnetic resonance imaging,

하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 단계; applying a plurality of inverted RF pulses in one sequence, obtaining a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtaining a plurality of echo images therefrom;

상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 단계; 및obtaining a first image from the plurality of echo images; and

상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 단계;forming a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;

를 포함하는 신경 수초 평가 방법이 제공된다.There is provided a method for evaluating nerve myelination comprising a.

먼저, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법은 복수의 에코 영상을 얻는 단계를 포함한다.First, the neural myelination evaluation method provided in one aspect of the present invention includes obtaining a plurality of echo images.

상기 단계는 자기공명영상 장치를 이용하여 수행될 수 있다.The step may be performed using a magnetic resonance imaging apparatus.

상기 자기공명영상 장치는 3 T 이상, 바람직하게는 4 T 이상, 더 바람직하게는 7 T 이상의 자기장을 사용할 수 있다.The magnetic resonance imaging apparatus may use a magnetic field of 3 T or more, preferably 4 T or more, and more preferably 7 T or more.

이에 따라, 보다 세밀한 구조 및 분포의 분석이 가능할 수 있다.Accordingly, a more detailed analysis of the structure and distribution may be possible.

상기 단계에서, 하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가할 수 있다.In the above step, the inverted RF pulse may be applied a plurality of times within one sequence.

일 실시예에서 상기 반전 RF펄스는 2번 가할 수 있다.In an embodiment, the inverted RF pulse may be applied twice.

상기 단계에서의 시퀀스는 MP2RAGE(Magnetization Prepared 2 Rapid Gradient Echo) 시퀀스일 수 있다.The sequence in the above step may be a Magnetization Prepared 2 Rapid Gradient Echo (MP2RAGE) sequence.

이 경우, 2번의 반전 RF펄스를 가하여 각각 1개의 에코 영상을 획득하고, 이를 바탕으로 정량적인 T1 Map을 구성할 수 있다(도 2).In this case, one echo image is obtained by applying two inverted RF pulses, and a quantitative T1 map can be constructed based on this (FIG. 2).

T1 Map을 반전시켜 얻은 R1 Map(= 1/T1 Map)은 Myelin의 평가 지표로 사용될 수 있으며, 객관적인 수치 정보를 가지고 있기 때문에 정확한 평가가 가능하다는 장점을 가진다.The R1 Map (= 1/T1 Map) obtained by inverting the T1 Map can be used as an evaluation index for Myelin, and has the advantage of being able to accurately evaluate it because it has objective numerical information.

다만, MP2RAGE 시퀀스만 사용하면 T1WI와 T1 Map만 얻을 수 있기 때문에 T2* Map, T1WI/T2*WI, R1 Map/T2* Map, SWI(QSM)와 같은 다른 Myelin 평가 방식을 적용하지 못한다는 한계점이 있다. ME-GRE와 같은 또 다른 시퀀스를 사용하여 T2*강조 영상을 촬영함으로써 한계점을 극복할 수 있지만, 촬영 시간이 2배 이상 증가한다는 단점과 영상 보정 및 정합에 대한 추가 작업이 필요하다는 단점이 있다.However, since only T1WI and T1 Map can be obtained using only the MP2RAGE sequence, there is a limitation that other Myelin evaluation methods such as T2 * Map, T1WI/T2 * WI, R1 Map/T2 * Map, and SWI (QSM) cannot be applied. have. Using yet another sequence, such as the ME-GRE by taking the T2 * weighted images, but to overcome the critical point, there is a disadvantage that the recording time is further action is required for the disadvantages with image compensation and matching that more than doubled.

이에, 상기 단계에서는 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻을 수 있도록 한다.Accordingly, in the above step, a plurality of echo times are given to each RF pulse to obtain a plurality of echo signals, and a plurality of echo images can be obtained therefrom.

일 실시예에서, 각 RF펄스마다 복수의 에코 신호를 획득하는 ME-MP2RAGE(Multi-Echo Magnetization Prepared 2 RApid Gradient Echo) 기법이 이용될 수 있다.In an embodiment, a Multi-Echo Magnetization Prepared 2 RApid Gradient Echo (ME-MP2RAGE) technique for acquiring a plurality of echo signals for each RF pulse may be used.

이 경우, MP2RAGE의 장점을 살리면서도 상술한 단점을 해결할 수 있다.In this case, the above-described disadvantages can be solved while taking advantage of the advantages of MP2RAGE.

보다 상세하게는 1회 영상 촬영으로 재구성을 통해서 T1 Map과 T2* Map을 동시에 얻을 수 있기 때문에 영상 획득 시간이 짧고, 영상 정합 과정이 불필요하다. In more detail, since the T1 Map and the T2 * Map can be obtained at the same time through reconstruction through one-time image capture, the image acquisition time is short and the image matching process is unnecessary.

도 3에서 확인할 수 있는 본 발명의 일 실시예를 참조하면, ME-MP2RAGE 시퀀스는 2번의 Inversion RF pulse를 가한 이후에 각각 1개의 에코 영상을 획득하는 기존의 촬영 방식과는 달리, 본 발명에서는 각 Inversion에 4번의 Echo Time(TE)을 주어 1st Inversion의 에코 영상 4개와 2nd Inversion의 에코 영상 4개로 총 8개의 영상을 동시에 얻을 수 있도록 하였다(도 3).Referring to the embodiment of the present invention that can be confirmed in FIG. 3 , the ME-MP2RAGE sequence is different from the conventional imaging method in which one echo image is acquired after applying two inversion RF pulses, in the present invention, each given the four echo Time (TE) on Inversion was echo image and four of the 1 st Inversion echo image of four 2 nd Inversion so as to obtain a total of eight images simultaneously (FIG. 3).

다음으로, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법은 상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 단계를 포함한다.Next, the neural myelination evaluation method provided in one aspect of the present invention includes acquiring a first image from the plurality of echo images.

상기 제1 영상은 T1 Map, T2* Map, T1WI 및 T2*WI로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The first image may include at least one selected from the group consisting of T1 Map, T2* Map, T1WI, and T2*WI.

도 6에서 확인할 수 있는 본 발명의 일 실시예를 참조하면, 1st Inversion의 TE1 영상과 2nd Inversion의 TE1 영상으로 T1 값을 정량적으로 추정 하는 영상 신호 평가(Estimation)를 진행하여 T1 Map을 구성하고, 2nd Inversion의 TE1, TE2, TE3, TE4 영상들을 T2* 값을 정량적으로 추정하여 T2* Map을 구성할 수 있다.Referring to the embodiment of the present invention, which can be confirmed in FIG. 6 , the T1 Map is configured by performing image signal estimation for quantitatively estimating the T1 value using the TE1 image of 1 st inversion and the TE1 image of 2 nd inversion. and it may be the TE1, TE2, TE3, TE4 image of the 2 nd Inversion by estimating the T2 * value quantitatively configure the T2 * Map.

뿐만 아니라, 상술한 복수의 에코 영상을 통하여 T1 강조 영상 및 T2 강조 영상인 T1WI와 T2*WI를 만들 수 있다. 일반적으로 T1WI는 short TR과 short TE의 파라미터를 가지게 되는데, 1st Inversion에서의 TE1 혹은 TE2를 사용하면 T1WI를 얻을 수 있다. 또한, long TR과 long TE의 파라미터를 가지는 T2*WI는 2nd Inversion에서의 TE3 혹은 TE4를 사용하여 만들 수 있다(도 6). In addition, T1WI and T2 * WI, which are a T1-weighted image and a T2-weighted image, may be created through the plurality of echo images described above. In general, T1WI has parameters of short TR and short TE. T1WI can be obtained by using TE1 or TE2 in 1st Inversion. In addition, T2 * WI with parameters of the long TR and long TE may be constructed using TE3 or TE4 of the 2 nd Inversion (Fig. 6).

다음으로, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법은 상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 단계를 포함한다.Next, the method for evaluating nerve myelination provided in one aspect of the present invention includes forming a second image capable of evaluating nerve myelination based on the first image.

상기 제2 영상은 상기 신경 수초의 분포를 정량적으로 평가할 수 있는 영상을 포함할 수 있다.The second image may include an image capable of quantitatively evaluating the distribution of the nerve myelin.

상기 제2 영상은 R1 Map, R1 Map/T2* Map 및 T1WI/T2*WI Map으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이 때, R1 Map은 T1 Map을 반전시킨 1/T1 Map을 의미한다.The second image may include at least one selected from the group consisting of R1 Map, R1 Map/T2 * Map, and T1WI/T2 * WI Map. In this case, the R1 Map means a 1/T1 Map in which the T1 Map is inverted.

일반적으로 임상 연구에서 사용되고 있는 Myelin Mapping 기법 중 하나인 T1WI에서 T2*WI를 나누는 방법을 사용하는 경우, 강조 영상을 획득하기 위하여 사용되는 영상 획득 변수들에 의해서 그 결과가 항상 변화될 가능성이 있다. 즉, 강조 영상을 사용하는 것은 유사한 값일 뿐 정량적으로 정해진 객관적인 수치가 아니기 때문에, 이를 보완할 수 있는 R1 Map(= 1 / T1 Map)과 T2* Map 영상의 정량적인 값을 사용하여 아래의 식 1을 이용하여 Myelin Map을 구할 수 있다. When the method of dividing T2 * WI from T1WI, which is one of the Myelin Mapping techniques generally used in clinical research, is used, there is a possibility that the result is always changed depending on the image acquisition parameters used to acquire the emphasized image. In other words, since the use of an emphasis image is a similar value and not a quantitatively determined objective number, the quantitative values of the R1 Map (= 1 / T1 Map) and T2 * Map images that can be supplemented are used in Equation 1 below. can be used to obtain the Myelin Map.

<식 1><Equation 1>

Myelin Map = R1 Map / T2* MapMyelin Map = R1 Map / T2* Map

상기 식 1의 Myelin Map 외에도 R1 Map, R1 Map/T2* Map, T1WI/T2*WI와 같은 영상을 이용하여 신경 수초를 평가할 수 있다. In addition to the Myelin Map of Equation 1, neural myelination can be evaluated using images such as R1 Map, R1 Map/T2 * Map, and T1WI/T2 * WI.

즉, 상기 제2 영상은 정성적인 신경 수초 맵과 정량적인 신경 수초 맵을 모두 포함할 수 있다. 이에, 신경 수초에 대한 다각적인 분석이 가능할 수 있다는 이점이 있다.That is, the second image may include both a qualitative myelination map and a quantitative myelination map. Accordingly, there is an advantage that a multi-faceted analysis of nerve myelination may be possible.

또한, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법은 상기 제2 영상의 형성 전에 상기 제1 영상을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the neural myelination evaluation method provided in an aspect of the present invention may further include correcting the first image before forming the second image.

상기 단계는 상기 에코 영상 중 하나 이상으로부터 마스크 이미지를 형성하는 단계; 및 상기 제1 영상에 마스킹하는 단계;를 포함할 수 있다.The step may include forming a mask image from one or more of the echo images; and masking the first image.

이러한 단계를 통하여 노이즈들이 보정된 제1 영상을 얻을 수 있다.Through these steps, a first image in which noises are corrected may be obtained.

일 실시예에서, 2nd Inversion의 TE1 영상으로 Brain Extraction, Smoothing, Thresholding의 일련의 과정을 거쳐 마스크 이미지를 형성하며, 이를 T1 Map과 T2* Map에 마스킹하여 주변 노이즈들이 보정된 T1 Map 및 T2* Map을 얻게 된다(도 4).In one embodiment, 2 nd Inversion of TE1 images Brain Extraction, Smoothing, and through a series of processes of Thresholding form a mask image, the surrounding noise to the correction by masking them to T1 Map and T2 * Map T1 Map and T2 * A Map is obtained (FIG. 4).

만약, 본 발명과 같이 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 방식이 아니라, MP2RAGE 시퀀스로 TE를 1개만 주어 T1 Map을 구성하고, ME-GRE 시퀀스로 TE를 n개 주어 T2* Map을 구성하는 방법을 사용하는 경우, 추가적인 영상 정합 과정을 거쳐야 한다는 단점이 존재한다.If, as in the present invention, an inverted RF pulse is applied a plurality of times, but a plurality of echo times are given to each RF pulse to obtain a plurality of echo signals, and not a method of obtaining a plurality of echo images from the TE, but a MP2RAGE sequence. When using the method of constructing a T1 Map by giving only one and constructing a T2 * Map by giving n TEs as a ME-GRE sequence, there is a disadvantage in that an additional image matching process must be performed.

즉, 서로 다른 MR 시퀀스로 촬영을 하는 경우에는 움직임으로 인한 불일치나 다른 영상 촬영 시퀀스를 사용함에 따라 두 영상을 합쳐야 하는 문제 등을 보정하기 위하여 추가적인 영상 정합(Image Registration) 과정을 반드시 거쳐야 하는 반면, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법의 경우 동일 시퀀스로 동시에 영상을 촬영하기 때문에 움직임에 대한 우려가 완전히 배제될 수 있다.That is, in the case of shooting with different MR sequences, an additional image registration process must be performed in order to correct the mismatch due to movement or the problem of merging two images due to the use of a different imaging sequence, whereas In the case of the neural myelination evaluation method provided in one aspect of the present invention, since images are simultaneously captured in the same sequence, concerns about movement can be completely excluded.

따라서, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법의 경우에는 별도의 고비용 영상 처리 과정이 불필요하고 단순한 산술연산을 이용하는 영상 처리로 최적의 결과물을 획득할 수 있다는 이점이 있다.Therefore, in the case of the neural myelination evaluation method provided in one aspect of the present invention, a separate expensive image processing process is unnecessary and an optimal result can be obtained by image processing using simple arithmetic operations.

또한, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법은 2 이상의 상기 제2 영상을 획득하여 신경 수초를 평가하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method for evaluating nerve myelination provided in an aspect of the present invention may further include evaluating the nerve myelination by acquiring two or more of the second images.

일 실시예에서, 2 이상의 제2 영상을 활용하여, 관심 영역 내의 신경 수초 함량의 평균, 표준편차 및 분포 등을 확인할 수 있다.In an embodiment, the average, standard deviation, and distribution of nerve myelin content in the region of interest may be checked by using two or more second images.

보다 상세하게는 도 7의 (a)에서 확인할 수 있는 것과 같이 관심 영역(Region Of Interest; ROI) 내의 신경 수초의 함량을 제2 영상의 조합 별로 평균, 표준편차 및 분포를 확인할 수 있도록 그래프로 표현할 수 있다.In more detail, as shown in (a) of FIG. 7 , the content of the nerve myelin in the region of interest (ROI) is expressed in a graph so that the average, standard deviation, and distribution can be confirmed for each combination of the second images. can

다른 일 실시예에서, 복수의 제2 영상 사이의 관계를 확인하여 신경 수초를 평가할 수 있다.In another embodiment, the neural myelin may be evaluated by checking a relationship between the plurality of second images.

보다 상세하게는 도 7의 (b)에서 확인할 수 있는 것과 같이, 복수의 제2 영상끼리 쌍을 이루어 산점도를 나타냄으로써 제2 영상 사이의 관계를 확인할 수 있다.In more detail, as can be seen in FIG. 7B , the relationship between the second images can be confirmed by forming a pair of a plurality of second images to represent a scatter plot.

따라서, 그래프로 신경 수초의 비율 및 분포를 나타냄으로써 단편적인 분석이 아닌 다각도로 신경 수초를 분석할 수 있다는 효과를 가질 수 있다.Accordingly, it is possible to have the effect of being able to analyze the nerve myelination from multiple angles rather than a fragmentary analysis by indicating the ratio and distribution of the nerve myelination in a graph.

이러한 다양한 분포의 변화는 신경 수초가 감소되는 환자군의 특징을 파악하기 위한 중요한 정보로 활용될 수 있으며, 정상인군과의 차이를 분석하는 자료로 이용 가능할 수 있다.This change in various distributions can be used as important information to identify the characteristics of the patient group in which the nerve myelination is reduced, and can be used as data to analyze the difference from the normal group.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 방법은 반전 RF펄스를 복수 번 가하는 시퀀스 내에서 각 펄스마다 동시에 다수의 에코 신호를 획득하여 복수의 에코영상으로부터 객관적이며 정량적인 값을 가지는 제1 영상을 동시에 재구성하고, 이를 바탕으로 신경 수초를 평가할 수 있는 다양한 조합의 제2 영상을 최종적으로 만들 수 있다.The neural myelination evaluation method provided in one aspect of the present invention obtains a plurality of echo signals at the same time for each pulse in a sequence of applying an inverted RF pulse a plurality of times to obtain a first image having an objective and quantitative value from a plurality of echo images At the same time, it is possible to reconstruct and finally create a second image of various combinations capable of evaluating neural myelination based on this.

이는 종래 기술의 정성적 정보만 알 수 있다는 한계점을 보완하여 정량적 수치화가 가능하며, 고해상도 Myelin 분포 영상을 빠르게 획득할 수 있다는 이점도 가지게 된다. 또, 다양한 조합의 Myelin Map을 동시에 확인 및 비교함으로써 다각도로 신경 수초를 분석할 수 있다는 장점도 얻을 수 있다.This compensates for the limitation that only qualitative information of the prior art can be known, so that quantitative quantification is possible, and it also has the advantage of rapidly acquiring a high-resolution Myelin distribution image. In addition, by simultaneously checking and comparing various combinations of Myelin Map, it is possible to obtain the advantage of being able to analyze nerve myelination from multiple angles.

본 발명의 다른 측면에서In another aspect of the invention

자기공명영상을 이용한 신경 수초 평가 시스템으로,As a neural myelination evaluation system using magnetic resonance imaging,

하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 에코 영상 획득부; an echo image acquisition unit that applies an inverted RF pulse a plurality of times in one sequence, obtains a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtains a plurality of echo images therefrom;

상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 제1 영상 획득부; 및a first image acquisition unit configured to acquire a first image from the plurality of echo images; and

상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 제2 영상 획득부;a second image acquisition unit configured to form a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;

를 포함하는 신경 수초 평가 시스템이 제공된다.A neural myelination evaluation system comprising a is provided.

이 때, 상기 신경 수초 평가 시스템은 2 이상의 상기 제2 영상을 획득하여 신경 수초를 평가하는 데이터 처리부를 더 포함할 수 있다.In this case, the neural myelination evaluation system may further include a data processing unit for acquiring two or more of the second images to evaluate the neural myelination.

이 외에, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 시스템은 상기 신경 수초 평가 방법에서 설명한 내용과 동일한 바, 중복하여 설명하지는 않는다.In addition to this, the neural myelination evaluation system provided in another aspect of the present invention is the same as that described in the neural myelination evaluation method, and thus the description thereof will not be repeated.

본 발명의 또 다른 측면에서In another aspect of the invention

프로세서와 결합되어, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,In a computer program combined with a processor and stored in a computer-readable recording medium,

상기 컴퓨터 프로그램은 상기 기록 매체에 저장된 명령어에 의해 상기 프로세서에서 실행되며,The computer program is executed in the processor by instructions stored in the recording medium,

상기 프로세서는,The processor is

하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 제1 오퍼레이션;a first operation of applying inverted RF pulses a plurality of times within one sequence, obtaining a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtaining a plurality of echo images therefrom;

상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 제2 오퍼레이션; 및a second operation of acquiring a first image from the plurality of echo images; and

상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 제3 오퍼레이션;a third operation of forming a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;

를 포함하는 자기공명영상을 이용한 신경 수초 평가 프로그램이 제공된다.There is provided a neural myelination evaluation program using magnetic resonance imaging, including a.

이 때, 상기 프로세서는 2 이상의 상기 제2 영상을 획득하여 신경 수초를 평가하는 제4 오퍼레이션을 더 포함한다.In this case, the processor further includes a fourth operation of acquiring two or more of the second images to evaluate the neural myelination.

이 외에, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 신경 수초 평가 프로그램은 상기 신경 수초 평가 방법에서 설명한 내용과 동일한 바, 중복하여 설명하지는 않는다.In addition to this, the neural myelination evaluation program provided in another aspect of the present invention is the same as that described in the neural myelination evaluation method, and thus the description thereof will not be repeated.

이하, 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples, Comparative Examples and Experimental Examples. The scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art will understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

<실시예 1><Example 1>

각 반전 RF펄스에 4번의 에코 타임(Echo Time, TE)을 주어 1차 반전의 에코 영상 4개와 2차 반전의 에코 영상 4개로 총 8개의 영상을 동시에 얻는다(도 3). 이때, 1차 반전의 TE1 영상과 2차 반전의 TE1 영상으로 T1 값을 정량적으로 추정하는 영상 신호 평가 (Estimation)를 진행하여 T1 Map을 구성하고, 2차 반전의 TE1, TE2, TE3, TE4 영상들로 T2* 값을 정량적으로 추정하여 T2* Map을 구성한다.Four echo times (Echo Time, TE) are given to each inversion RF pulse to obtain a total of eight images simultaneously with four echo images of the first inversion and four echo images of the second inversion (FIG. 3). At this time, image signal evaluation (Estimation) that quantitatively estimates the T1 value is performed using the TE1 image of the first inversion and the TE1 image of the second inversion to configure the T1 Map, and the TE1, TE2, TE3, TE4 images of the second inversion T2 * Map is constructed by quantitatively estimating the T2 * value.

MRI 장비로는 7 T의 초고자장 MRI 장비를 사용하였다.As the MRI equipment, a 7 T ultra-high magnetic field MRI equipment was used.

또한, 2차 반전의 TE1 영상으로 마스크 이미지를 만들어, 추정한 T1 MAP과 T2* Map에 마스킹하여, 보정된 T1 Map 및 T2* Map을 얻었다(도 4).In addition, a mask image was made with the TE1 image of the secondary inversion, and the estimated T1 MAP and T2 * Map were masked to obtain a corrected T1 Map and T2 * Map (FIG. 4).

또한, 도 6에서 볼 수 있듯이 획득한 8개의 영상으로 T1 Map과 T2* Map을 구성할 수 있을 뿐 아니라, T1WI와 T2*WI를 만들 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6 , T1 Map and T2 * Map can be configured with the obtained 8 images, and T1WI and T2 * WI can be created.

이 때, 일반적으로 T1WI는 short TR과 short TE의 파라미터를 가지게 되는데, 1st Inversion에서의 TE1 혹은 TE2를 사용하면 T1WI를 얻을 수 있다. 또한, long TR과 long TE의 파라미터를 가지는 T2*WI는 2nd Inversion에서의 TE3 혹은 TE4를 사용하여 만들 수 있다(도 6). 하지만, 임상 연구에서 사용되고 있는 Myelin Mapping 기법 중 하나인 T1WI에서 T2*WI를 나누는 방법을 사용하는 경우, 강조 영상을 획득하기 위하여 사용되는 영상 획득 변수들에 의해서 그 결과가 항상 변화될 가능성이 있다. In this case, in general, T1WI has parameters of short TR and short TE. T1WI can be obtained by using TE1 or TE2 in 1st Inversion. In addition, T2 * WI with parameters of the long TR and long TE may be constructed using TE3 or TE4 of the 2 nd Inversion (Fig. 6). However, when the method of dividing T2 * WI from T1WI, which is one of the Myelin mapping techniques used in clinical research, is used, there is a possibility that the result will always change depending on the image acquisition parameters used to acquire the emphasized image.

즉, 강조 영상을 사용하는 것은 유사한 값일 뿐 정량적으로 정해진 객관적인 수치가 아니기 때문에, 이를 보완할 수 있는 정량적인 값을 사용할 필요성이 있으며, 실시예 1의 경우 R1 Map(= 1 / T1 Map)과 T2* Map 영상의 정량적인 값을 사용하여 식 1로 Myelin Map을 구하도록 하였다.That is, since using the emphasis image is a similar value and not a quantitatively determined objective value, it is necessary to use a quantitative value that can compensate for this. In Example 1, R1 Map (= 1 / T1 Map) and T2 * Using the quantitative value of the map image, the Myelin Map was obtained by Equation 1.

<식 1><Equation 1>

Myelin Map = R1 Map / T2* MapMyelin Map = R1 Map / T2* Map

<비교예 1><Comparative Example 1>

3 T의 MRI 장비를 사용하였으며, 서로 다른 두 개의 MR 시퀀스를 이용하여 정량적인 T1 영상과 T2* 영상을 각각 영상 처리하여 획득한 이후 두 영상의 비율 (T1 / T2*)을 이용하여 myelin(수초화) 정보를 추출하였다.Was used for MRI equipment of 3 T, to each other after the acquisition by each image processing for quantitative T1 images and T2 * images using the other two MR sequence, using a ratio (T1 / T2 *) of the two images myelin (myelinated ) information was extracted.

(Ganzetti, M., Wenderoth, N., & Mantini, D. (2014). Whole brain myelin mapping using T1-and T2-weighted MR imaging data. Frontiers in human neuroscience, 8, 671)(Ganzetti, M., Wenderoth, N., & Mantini, D. (2014). Whole brain myelin mapping using T1-and T2-weighted MR imaging data. Frontiers in human neuroscience, 8, 671)

<비교예 2><Comparative Example 2>

실시예 1과는 달리 MP2RAGE 시퀀스만을 사용하였다(도 3).Unlike Example 1, only the MP2RAGE sequence was used (FIG. 3).

<비교예 3><Comparative Example 3>

실시예 1과는 달리 MP2RAGE 시퀀스로 TE를 1개만 주어 T1 Map을 구성하고, ME-GRE 시퀀스로 TE를 n개 주어 T2* Map을 구성하였다.Unlike Example 1, only one TE was given as the MP2RAGE sequence to construct a T1 Map, and n TEs were given as the ME-GRE sequence to construct a T2 * Map.

<실험예 1> 실시예 1 및 비교예 1의 비교<Experimental Example 1> Comparison of Example 1 and Comparative Example 1

도 2의 좌측 이미지는 비교예 1, 우측 이미지는 실시예 1로 얻은 미엘린 이미지를 나타낸 것이다. 비교예 1의 이미지는 Ganzetti, M., Wenderoth, N., & Mantini, D. (2014). Whole brain myelin mapping using T1-and T2-weighted MR imaging data. Frontiers in human neuroscience, 8, 671에서 얻은 이미지이다.The left image of FIG. 2 shows the myelin image obtained in Comparative Example 1, and the right image is Example 1. The image of Comparative Example 1 is from Ganzetti, M., Wenderoth, N., & Mantini, D. (2014). Whole brain myelin mapping using T1-and T2-weighted MR imaging data. Images obtained from Frontiers in human neuroscience , 8, 671.

도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 경우 비교예 1에 비하여, 고자장의 MRI 장비로 촬영하여, 고해상도의 영상을 얻을 수 있으며, 그 결과 세밀한 분석이 가능하다.As can be seen in FIG. 2 , in the case of Example 1, compared to Comparative Example 1, a high-resolution image can be obtained by imaging with a high magnetic field MRI apparatus, and as a result, detailed analysis is possible.

<실험예 2> 실시예 1 및 비교예 2의 비교<Experimental Example 2> Comparison of Example 1 and Comparative Example 2

비교예 2의 경우, MP2RAGE 시퀀스를 사용하는 바, 2회의 반전 RF펄스를 가하여 각각 1개의 에코 영상을 획득하게 되며, 이를 바탕으로 정량적인 T1 Map을 구성할 수 있다.In Comparative Example 2, since the MP2RAGE sequence is used, two inverted RF pulses are applied to obtain one echo image, respectively, and a quantitative T1 Map can be constructed based on this.

다만 비교예 2와 같이 MP2RAGE 시퀀스만을 사용하는 경우, T1WI와 T1 Map만을 얻을 수 있기에, T2* Map, T1WI/T2*WI, R1 Map/T2* Map, SWI(QSM)와 같은 다른 신경 수초 평가 방식을 적용하지 못한다는 한계가 있다.However, Comparative Example 2, the case of using only MP2RAGE sequence as shown, because it can only get T1WI and T1 Map, T2 * Map, T1WI / T2 * WI, R1 Map / T2 * Map, SWI other neural plants evaluated in the same way as (QSM) There is a limitation that it cannot be applied.

반면 실시예 1의 경우, 상술한 바와 같이 ME-MP2RAGE 기법으로 얻은 8개의 영상을 이용하여 T1WI, T2*WI, T1 Map, T2* Map을 구할 수 있을 뿐 아니라, T1 Map을 반전시켜 R1 Map까지 얻을 수 있다. 이처럼 ME-MP2RAGE 기법으로 얻은 영상은 활용도가 높기 때문에, 상술한 R1 Map/T2* Map 뿐만 아니라 T2* Map, T1WI/T2WI, SWI(QSM)과 같이, 임상 연구에서 이루어지고 있는 대부분의 Myelin Mapping 방식을 사용하여 Myelin Map을 구할 수 있다(도 1).On the other hand, in the case of Example 1, as described above, T1WI, T2 * WI, T1 Map, and T2 * Map can be obtained using the eight images obtained by the ME-MP2RAGE technique as described above. can be obtained As such, the images obtained by the ME-MP2RAGE technique are highly useful, so most of the Myelin Mapping methods used in clinical studies such as T2 * Map, T1WI/T2WI, SWI (QSM) as well as R1 Map/T2 * Map described above can be used to obtain a Myelin Map (FIG. 1).

이에, 실시예 1의 경우 정성적인 Myelin Map과 정량적인 Myelin Map을 동시에 획득하고, 서로 비교하여 Myelin에 대해 다각적인 분석이 가능하다.Therefore, in the case of Example 1, it is possible to obtain a qualitative Myelin Map and a quantitative Myelin Map at the same time, and compare them with each other to perform multi-faceted analysis on Myelin.

따라서, 실시예 1의 시퀀스를 적용하는 것이 비교예 2의 경우보다 훨씬 더 바람직하다.Therefore, it is much more preferable to apply the sequence of Example 1 than that of Comparative Example 2.

<실험예 3> 실시예 1 및 비교예 3의 비교<Experimental Example 3> Comparison of Example 1 and Comparative Example 3

비교예 3의 경우, MP2RAGE 시퀀스 및 ME-GRE 시퀀스를 사용하기에, 서로 다른 MR 시퀀스로 촬영을 하였는 바, 움직임으로 인한 불일치나 상이한 영상 촬영 시퀀스를 사용함에 따라 두 영상을 합쳐야 하는 문제들이 발생한다. 따라서, 이를 보정하기 위하여 추가적인 영상 정합(Image Registration) 과정을 반드시 거쳐야 한다(도 5).In the case of Comparative Example 3, since the MP2RAGE sequence and the ME-GRE sequence were used, different MR sequences were used to capture the images, so there is a problem in that the two images have to be merged due to inconsistency due to motion or using a different imaging sequence. . Therefore, in order to correct this, an additional image registration process must be performed (FIG. 5).

반면, 실시예 1의 경우, 동일 시퀀스로 동시에 영상을 촬영하기 때문에 움직임에 대한 우려가 완전히 배제될 수 있으며, 이로 인하여 별도의 고비용 영상 처리 과정이 불필요하고 단순한 산술연산을 이용하는 영상 처리로 최적의 결과물을 획득할 수 있다.On the other hand, in the case of Example 1, since images are simultaneously captured in the same sequence, concerns about motion can be completely excluded, which eliminates the need for a separate high-cost image processing process and provides optimal results by image processing using simple arithmetic operations. can be obtained.

따라서, 실시예 1의 시퀀스를 적용하는 것이 비교예 3의 경우보다 훨씬 더 바람직하다.Therefore, it is much more preferable to apply the sequence of Example 1 than that of Comparative Example 3.

<실험예 4> 실시예 1을 이용한 다각적 분석<Experimental Example 4> Multi-faceted analysis using Example 1

도 7에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1에서 획득한 Myelin Map에서 관심 영역(Region Of Interest; ROI)을 설정하였다.As can be seen in FIG. 7 , a region of interest (ROI) was set in the Myelin Map obtained in Example 1.

이 후, 관심 영역 내의 Myelin 함량에 대하여 각 조합 별로 평균, 표준편차 및 분포를 그래프화하여 나타내었다(도 7의 (a)).Thereafter, the average, standard deviation, and distribution for each combination of the Myelin content in the region of interest were graphed and shown (FIG. 7(a)).

또한, 각 조합끼리 쌍을 이루어 산점도를 나타냄으로써 두 Myelin Map 사이의 관계를 확인할 수 있도록 그래프로 나타내었다(도 7의 (b)).In addition, each combination is shown as a graph so that the relationship between the two Myelin Maps can be confirmed by showing a scatter plot by forming a pair (FIG. 7 (b)).

즉, 실시예 1의 경우 그래프로 Myelin의 비율 및 분포를 나타냄으로써 단편적인 분석이 아닌 다각도로 Myelin을 분석할 수 있다는 효과를 가지며, 이러한 다양한 분포의 변화는 Myelin이 감소되는 환자군의 특징을 파악하기 위한 중요한 정보로 활용될 수 있으며, 정상인군과의 차이를 분석하는 자료로 이용 가능하다.That is, in the case of Example 1, by showing the ratio and distribution of Myelin in a graph, it has the effect of being able to analyze Myelin from multiple angles rather than a fragmentary analysis, and the change in these various distributions is to identify the characteristics of the patient group in which Myelin is reduced. It can be used as important information for this purpose, and it can be used as data to analyze the difference from the normal group.

Claims (10)

자기공명영상을 이용한 신경 수초(Myelin) 평가 방법에 있어서,
하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 단계;
상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 단계; 및
상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 단계;
를 포함하는 신경 수초 평가 방법.
In a method for evaluating nerve myelin using magnetic resonance imaging,
applying a plurality of inverted RF pulses in one sequence, obtaining a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtaining a plurality of echo images therefrom;
obtaining a first image from the plurality of echo images; and
forming a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;
Neuromyelination evaluation method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제1 영상은 T1 Map, T2* Map, T1WI 및 T2*WI로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 수초 평가 방법.
According to claim 1,
The first image is a neural myelination evaluation method, characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of T1 Map, T2 * Map, T1WI and T2 * WI.
제1항에 있어서,
상기 제2 영상은 상기 신경 수초의 분포를 정량적으로 평가할 수 있는 영상을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 수초 평가 방법.
According to claim 1,
The second image is a nerve myelination evaluation method, characterized in that it includes an image capable of quantitatively evaluating the distribution of the nerve myelination.
제2항에 있어서,
상기 제2 영상은 R1 Map, R1 Map/T2* Map 및 T1WI/T2*WI Map으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 수초 평가 방법(여기서 R1 Map은 1/T1 Map).
3. The method of claim 2,
The second image is a neural myelination evaluation method comprising at least one selected from the group consisting of R1 Map, R1 Map/T2 * Map, and T1WI/T2 * WI Map (where R1 Map is 1/T1 Map) ).
제1항에 있어서,
상기 신경 수초 평가 방법은 상기 제2 영상의 형성 전에 상기 제1 영상을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 수초 평가 방법.
According to claim 1,
The neural myelination evaluation method further comprises the step of correcting the first image before the formation of the second image.
제1항에 있어서,
상기 신경 수초 평가 방법은
2 이상의 상기 제2 영상을 획득하여 신경 수초를 평가하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 수초 평가 방법.
According to claim 1,
The nerve myelination evaluation method is
evaluating the neural myelin by acquiring two or more of the second images;
Nerve myelination evaluation method, characterized in that it further comprises.
자기공명영상을 이용한 신경 수초 평가 시스템으로,
하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 에코 영상 획득부;
상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 제1 영상 획득부; 및
상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 제2 영상 획득부;
를 포함하는 신경 수초 평가 시스템.
As a neural myelination evaluation system using magnetic resonance imaging,
an echo image acquisition unit that applies an inverted RF pulse a plurality of times in one sequence, obtains a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtains a plurality of echo images therefrom;
a first image acquisition unit configured to acquire a first image from the plurality of echo images; and
a second image acquisition unit configured to form a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;
A neural myelination evaluation system comprising a.
제7항에 있어서,
상기 신경 수초 평가 시스템은
2 이상의 상기 제2 영상을 획득하여 신경 수초를 평가하는 데이터 처리부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 수초 평가 시스템.
8. The method of claim 7,
The neural myelination evaluation system is
a data processing unit that acquires two or more second images to evaluate neural myelination;
Neural myelination evaluation system, characterized in that it further comprises.
프로세서와 결합되어, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
상기 컴퓨터 프로그램은 상기 기록 매체에 저장된 명령어에 의해 상기 프로세서에서 실행되며,
상기 프로세서는,
하나의 시퀀스 내에서 반전 RF펄스를 복수 번 가하되, 각 RF펄스마다 복수의 에코 타임을 주어 복수의 에코 신호를 획득하고, 이로부터 복수의 에코 영상을 얻는 제1 오퍼레이션;
상기 복수의 에코 영상으로부터 제1 영상을 획득하는 제2 오퍼레이션; 및
상기 제1 영상을 기초로 신경 수초를 평가할 수 있는 제2 영상을 형성하는 제3 오퍼레이션;
를 포함하는 자기공명영상을 이용한 신경 수초 평가 프로그램.
In a computer program combined with a processor and stored in a computer-readable recording medium,
The computer program is executed in the processor by instructions stored in the recording medium,
The processor is
a first operation of applying inverted RF pulses a plurality of times within one sequence, obtaining a plurality of echo signals by giving a plurality of echo times to each RF pulse, and obtaining a plurality of echo images therefrom;
a second operation of acquiring a first image from the plurality of echo images; and
a third operation of forming a second image capable of evaluating neural myelination based on the first image;
A neural myelination evaluation program using magnetic resonance imaging, including a.
제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
2 이상의 상기 제2 영상을 획득하여 신경 수초를 평가하는 제4 오퍼레이션;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 수초 평가 프로그램.
10. The method of claim 9,
The processor is
A fourth operation of evaluating neural myelination by acquiring two or more second images.
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KR101771513B1 (en) 2016-06-15 2017-08-28 서울대학교 산학협력단 Method to remove impact of amount of myelin and nurve bunle directivity in R2* in the magnetic resonance imaging
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