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초고자장 강도의 7T MRA를 이용한 뇌의 미세혈관 영상화는 침습적인 시술 없이 인간 생체 연구를 가능하게 하여, 뇌졸중(중풍) 초기 단계 연구와 같은 미세 혈관 이상 연구에 중요한 역할을 하게 될 것으로 기대된다.

• 뇌졸중 & 미세혈관 연구

그림1. (A) LSA의 해부학적 스케치, (B) DSA로 촬영한 영상, (C) 7.0T 과 (D) 1.5T MRI 스캐너로 촬영한 MRA 영상.


7T MRI는 초고장을 이용해 인체조직의 T1을 증가 시키고 T2를 감소시킴으로 높은 혈관 대 세포의 대조도를 높일 수 있어 혈관조영술 기법에서 다양한 활용이 기대된다. 천공동맥 [Lenticulostriate Artery, LSA] 의 7T MRA 영상이 기존의 침습적 혈관 조영술인 컴퓨터 조영 엑스레이 촬영법 [Digital Subtraction Angiography, DSA] 로 촬영된 영상보다 우수한지 소뇌AVM의 병력 (2008년 Stroke; 2009년 MRM) 이 있는 젊은 환자를 통해 조사했다. 그 결과 7T MRA 영상이 LSA 패턴을 보다 선명하고 분명하게 그려내고 있는 것을 확인했다. 또한 일반 임상 장비인 1.5T MRA로 촬영된 LSA도 7T MRA영상과는 비교가 되지 않았다 (그림 1. 참조).


그림2. 시각자극 동안 시각피질을 공급하는 뇌혈관계의 변화.


7T MRI가 제공하는 혈류영상은 충분한 해상도와 신호대잡음비(SNR)을 제공해 외부 자극 동안 신경활동과 연관된 미세한 혈관의 직접적인 혈관 반응을 관찰 할 수 있다. 이 같은 기능혈류영상(fMRA)는 특히 신경활동 동안 혈관계 메커니즘 연구에 있어서 잠재적인 기술이 될 것이다 (2008년, Neuroimage). 화살표는 표적 혈관을 가리키며, 자극이 주어진 동안 후두엽에 혈액을 공급하는 혈관이 최대 변화를 보이는 것을 확인 할 수 있다 (그림 2. 참조).

• fMRA - A new high Resolution fMRI?

그림3. 시각자극 동안 시각피질에서의 신호의 변화를 fMRA 와 fMRI를 통해서 관찰한 결과.


기능적 자기공명영상 (fMRI)는 뇌기능 연구에 잘 활용되고 있는 기법이다. 신호의 기전은 혈류와 산소의 대사 등 복잡한 요소들에 의해 야기되기 때문에 실제적인 뇌기능 연구에 제한적이기도 하다. 반면 fMRA는 뇌기능이 활성화되는 중에 이들의 혈류역학을 직접적으로 조사할 수 있기 때문에 외부 자극에 따른 개별 혈관의 변화를 직접 측정함으로써 생체 내 뇌기능을 검사할 수 있다. 시각자극 동안 혈과 변화 조사를 위해 영상영역이 선택되고 간단한 블록도안이 사용됐으며, 그리고는 시각 자극 동안 혈관변화를 관찰해 기능혈류영상(fMRA)과 비교했다 (그림 3. 참조).

• 참고문헌

- Cho, Z.H., Kang, C.K., Han, J.Y., Kim, S.H., Kim, K.N., Hong, S.M., Park, C.W., Kim, Y.B., 2008. Observation of the Lenticulostriate Arteries in the Human Brain in-vivo using 7.0T MR Angiography. Stroke 39, 1604-1606.
- Cho, Z.H., Kang, C.K., Han, J.Y., Kim, S.H., Park, C.A., Kim, K.N., Hong, S.M., Park, C.W., Kim, Y.B., 2008. Functional MR angiography with 7.0 T Is direct observation of arterial response during neural activity possible? Neuroimage 42, 70-75.
- Kang, C.K., Park, C.W., Han, J.Y., Kim, S.H., Park, C.A., Kim, K.N., Hong, S.M., Kim, Y.B., Lee, K., Cho, Z.H., 2009. “Imaging and Analysis of Lenticulostriate Arteries using 7.0 Tesla Magnetic Resonance Angiography”. Magn. Reson. Med. 61:1:136-144..

• 관심연구분야

초고자장 7T MR 혈관조영술
미소 혈관계
소혈관 질환
기능 MRA
기능 정맥 조영술
뇌 기능
혈류 역락