쥐 유방종양평가에 있어서 자기공명영상기기의 Gd-DTPA 투여 후 동시획득 T1 & T2* 역동관류연구의 적용

Abstract

[한글]

본 연구의 목적은 자기공명영상기기의 Gd-DTPA 투여 후 동시획득 T1 & T2* 역동적 관류연구의 의미를 발암물질 투여로 유발된 쥐 유방암 조직에서 알아보는 것이다. 교정된 DR2*를 구하고 시간곡선을 구해서 곡선의 특징을 알아보고 아울러 투과도와 종양조직의 평균혈관밀도를 계산하고 측정하여 종양조직의 양성과 악성유무, 그리고 유방암 등급에 따른 차이를 알아보고자 한다.

45, 180mg/kg의 ethyl-N-nitrosurea를 30일 된 암컷쥐에 복강 투여하고 약 3개월 후부터 종양의 생성이 확인되었고 자기공명영상 영상연쇄를 T2강조영상, T1, T2, 그리고 rho 지도, 단일절편 동시획득 역동적 T1/T2* 경사 이중에코-영상지표, 조영증강후 T1강조 지방억제영상 등을 얻었다. 동시획득 역동적 T1/T2* 경사 이중에코를 이용하여 한번의 급속주입 조영증강과 DR2* 의 교정으로 T1 단축과 T2* 단축효과를 동시에 획득하였다. 교정된 DR2* 곡선은 종양의 관심영역을 그린 후 그래프로 나타내었으며 혈관양지도(vascular volume map)에서 높은 혈관영역을 관심영역으로 설정하였다. 혈관투과성(K1, K2)는 각각의 종양에서 계산되었다. ketamine과 lumpun의 근육내 주사로 마취를 시행하였으며 영상획득이 끝난 직후 정맥내 마취제 주사로 쥐를 치사한 후 종양을 획득하였다. Hematoxylin & Eosin (H&E)과 CD31면역 염색을 시행하였다. Scarff-Bloom-Richardson (SBR) 방법으로 종양의 등급을 나누었다.

9마리의 쥐에서 종양획득을 하였으며 각각 2-섬유샘종, 4-low grade carcinoma, 1-intermediate grade carcinoma, 그리고 2-high grade carcinoma 이었다. 교정된 DR2* 곡선에서 악성유방종양은 조영증강 후 DR2*의 빠른 증가와 정점 후 빠른 감소를 보였다. 양성유방종양은 DR2*의 느린 증가와 정점 후 느린 감소를 보였다. 정점의 신호강도까지 도달하는 시간이 양성종양과 악성종양간에 차이가 있었다. R2*의 기저와 정점의 차이는 연관이 없었다. K1과 K2는 종양의 등급 혹은 양성 악성 유방종양 사이에 유방암의 조직 소견과 평균혈관밀도와 연관성이 없었다.

동시획득 T1 & T2* 역동적 관류로 교정된 R2*의 획득은 양성과 악성종양의 감별에 유용하다. 그러나 투과도는 양성과 악성의 감별이나 유방암의 등급의 감별에 효과가 없다.

[영문]

Purpose: To test the application of simultaneously acquired T1/T2* dynamic perfusion using Gd-DTPA in breast tumors of the rat, and to test the differential diagnosis between benign and malignant breast tumor using permeability and corrected T2* perfusion.

Materials and methods: Ethyl-N-nitrosourea (45, 180mg/kg) was inoculated intra-peritoneally at 30-day-old female Sprague-Dawley rats. After 3-4months later, benign fibroadenoma and malignant carcinoma were developed in breast of the rat. In each tumor the perfusion and vascular permeability were measured by using Gd-DTPA at a dose of 0.2mmol

kg. The MRI study protocol consisted of (Philips Intera 1.5T) T2-weighted anatomic imaging; T1, T2, and density map (TR/IR/TE = 1448/1848/20-160, matrix = 256x192, slice thickness/gap = 5mm/1mm, 5 slices, TSE factor=8, acquisition time = 8 min 27 sec); single slice dynamic T1/T2* gradient dual echo sequence (1000 phases, TR/TE1/TE2/a = 10/2/8msec/30°, temporal resolution = 1.28 sec, FOV = 20cm, slice thickness=5mm, matrix size=128´128); post-contrast T1-weighted, fat-suppressed imaging. The Scarff-Bloom-Richardson (SBR) method was applied for tumor grading, range from 3 to 9 points. Special stain using CD31 for the evaluation of microvessel density (MVD) was also acquired. MVD was counted in 20 high power fields (400X) in areas of highest MVD, range from 56 to 318.

Results: 9 rats developed mammary tumors: 2 fibroadenoma; 5 low grade carcinoma; 1 intermediate grade carcinoma; 2 high grade carcinoma. K1 and K2 was not correlated with SBR and MVD. Dynamic curve pattern of DR2* was different between benign and malignant breast tumor. Corrected DR2* curve in breast carcinomas showed rapid rise and fall and steady state, whereas fibroadenomas showed gradual rise and gradual decrease.

Conclusion: The method to correct DR2* using simultaneous T1/T2* gradient dual echo sequence could differentiate between benign breast tumor and malignant breast carcinoma in rat tumor model. Vascular permeability using Gd-DTPA could not differentiate between benign breast tumor and malignant breast carcinoma.