대한신경과학회지 제27권 제2호, 2009158

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석회화의 종류와 농도에 따른 CT와 MRI 분석건국대학교 의학전문대학원 영상의학교실, 신경과학교실

a

최영칠 신현준 최진영a

CT and MR Imaging Analysis of Calcification Suspensions of Different

Types and Concentrations

Young-Chil Choi, MD, Hyun-Joon Shin, MD, Jin-Yong Choi, MDa

Department of Radiology and Neurologya, School of Medicine, Konkuk University, Chungju, Korea

Background: High-density calcifications on CT images can appear as high signals on T1-weighted MR images, but

with differing extents and degrees. This study investigated CT and MR images of calcifications of various types and

concentrations.

Methods: We analyzed CT and MR images of two cases of bilateral basal ganglia calcifications and experimental

suspensions of calcifications of different types and concentrations.

Results: The density of CT calcifications increased in proportion to their concentration regardless of their type. However,

the MR signals differed with the types and concentrations of calcification. A high signal was one of the most noticeable

signs on T1-weighted MR images for calcium phosphate, and it increased for concentrations up to 0.2 g/mL before

leveling off. The signal for all types of calcification decreased on T2-weighted and especially fluid-attenuated inversion

recovery (FLAIR) images.

Conclusions: High signals are characteristic of calcification on T1-weighted MR images, and are often stronger than

those on CT images. A low signal appears consistently on FLAIR MR images regardless of the calcification type. These

findings might be helpful in evaluating calcifications apparent in MR images.

J Korean Neurol Assoc 27(2):158-162, 2009

Key Words: Brain, Calcification, Computed tomography, Magnetic resonance

Received November 5, 2008 Revised December 23, 2008

Accepted December 31, 2008＊Jin-Yong Choi, MD

Department of Neurology , School of Medicine, Konkuk University

620-5 Gyohyeon 2-dong, Chungju-si, Chungbuk, 380-704, KoreaTel: +82-43-840-8231 Fax: +82-43-854-2625

E-mail: jychoinr@kku.ac.kr

서 론

뇌 CT에서 고밀도를 보이는 석회화 중 일부는 뇌 MRI T1 강

조영상에서 고신호강도를 보이는 것으로 알려져 있으나,1-4 그

범위와 정도는 CT와 T1 강조 MRI에서 차이가 있다. T2 강조

MRI에서 석회화는 T2 단축과 저신호강도를 보이는 것으로 되어

있으나,1,2,4 액체감쇄반전회복영상(Fluid Attenuated Inver-

sion Recovery: FLAIR) 영상에서 어떻게 나타나는지에 대해서

나 MRI에서 석회화를 정확히 반영하는 영상기법에 대한 연구는

찾지 못했다.

이에 저자들은 석회화가 종류와 농도에 따라 MRI의 여러

영상에서 어떻게 나타나고, CT에서는 어떻게 보이는지를 비교

측정하여 석회화가 있는 병변에 대한 MRI의 판독에 도움을

주고자 하였다.

대상과 방법

뇌 CT에서 양측 바닥핵에 고밀도의 석회화가 관찰되는 환자

2명의 MRI T1강조영상, T2강조영상 및 FLAIR영상을 관찰하

였다.

인산칼슘(calcium phosphate, CaHPO4), 탄산칼슘(calcium

carbonate, CaCo3)과 수산기인회석(hydroxylapatite, 3Ca3

(PO4)2Ca(OH)2)을 초음파 겔(주성분은 물과 소량의 poly-

acrylic acid)에 섞어 다양한 농도의 현탁액을 만들었다. 초음

석회화의 종류와 농도에 따른 CT와 MRI 분석

J Korean Neurol Assoc Volume 27 No. 2, 2009 159

A B

C D

Figure 1. A 30-year-old woman with hypoparathyroidism (case 1). A. High densities are seen on both sides of the basal ganglia on CT images without contrast enhancement. B. High signals appear on a broader area in T1-weighted MR images than on CT images. C. The signal intensities on both sides of the basal ganglia decrease slightly on MR images. D. Decreased signals appear on both sides of the basal ganglia on fluid attenuated inversion recovery T2-weighted MR images.

A B

C D

Figure 2. A 29-year-old man with Down’s syndrome (case 2). A. Layered high densities are seen on both sides of the basal ganglia on CT images without contrast enhancement. B. The high signals are less obvious on T1-weighted MR images than on CT. C. Weak low signals are seen on T2-weighted MR images. D. Relatively prominent low signals are seen on fluid attenuated inversion recovery MR images.

파 겔은 수분을 함유함과 동시에 시약들이 가라앉지 않게 하기

위하여 사용되었다. 농도는 시약의 무게를 전체 부피로 나눈

g/mL를 사용하였고 농도의 범위는 시약이 함유되지 않은 대조

표준(0)에서 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 g/mL으로 하여

각각을 유리용기에 담아 CT와 MRI 영상을 얻었다. 이후에 인

산칼슘만 대조표준, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 g/mL의 농도로 만

들어 MRI 영상을 얻었다.

실험에서 CT (prospeed, GE, USA)는 집단별로 촬영하여 그

밀도를 측정하였고, MRI (magnum 1.0, medison, Korea)는

T1 강조영상(spin echo sequence, TR 450 ms, TE 12.7 ms),

T2 강조영상(fast spin echo sequence, echo train length 12,

TR 4400 ms, TE 108 ms)과 FLAIR 영상(fast spin echo se-

quence, echo train length 8, TR 9000 ms, TI 2200 ms, TE

96 ms)을 얻어 각각의 상대 명암도를 측정하였다. CT와 MRI는

모두 3회 측정하여 그 평균값을 사용하였다.

결 과

뇌 CT에서 양측 바닥핵에 고밀도의 석회화를 보인 2명 중 첫

증례는 부갑상샘기능저하증으로 확인된 30세 여자였고, 두 번

째 증례는 다운증후군 환자로 양측에 미성숙 바닥핵 석회화를

보인 29세 남자였다. 이들은 모두 CT에서는 양측 바닥핵에 고

밀도가 있었고, MRI T1 강조영상에서는 고신호강도, T2강조

영상과 FLAIR 영상에서는 저신호강도를 보였다. 그러나 첫 증례

에서는 CT의 고밀도보다 T1 강조 MRI에서 고신호강도의 범위가

더 넓고 뚜렷했으며, T2 강조영상과 FLAIR 영상에서 보이는

저신호는 이보다는 뚜렷하지 않았다(Fig. 1). 두 번째 증례에서

는 CT의 고밀도보다 T1 강조 MRI의 고신호강도가 뚜렷하지 않

았으나, FLAIR 영상에서 뚜렷한 저신호강도를 보였다(Fig. 2).

인산칼슘, 탄산칼슘과 수산기인회석을 각 농도별로 만든 후

촬영한 CT에서(Fig. 3) 이들 각각의 밀도는 농도에 따라 증가하

였으며 석회화의 종류에 의한 차이는 크지 않았다(Fig. 4).

인산칼슘, 탄산칼슘과 수산화칼슘을 각 농도별로 만든 후 촬

영한 MRI 영상에서는 T1 강조영상에서 인산칼슘은 농도가 증

가함에 따라 신호가 증가하였으나 탄산칼슘과 수산기인회석

최영칠 신현준 최진영

대한신경과학회지 제27권 제2호, 2009160

Figure 3. CT images of calcium suspensions with different concen-trations. The upper left corner is the hydroxylapatite group, the right side is the calcium carbonate group, and the bottom is the calcium phosphate group, arranged from the top left to the bottom right, with concentrations of 0 g/mL, 0.01 g/mL, 0.02 g/mL, 0.05 g/mL, 0.1 g/mL, 0.2 g/mL, and 0.5 g/mL.

A B C

Figure 5. MR images of calcium suspensions with various concentrations arranged in the same sequence as Figure 3. A. T1-weighted images of the calcium phosphate group show a distinct high signal at higher concentration. B. T2-weighted images show that the signal decreases as the concentration increases in the hydroxylapatite group. The rest shows low signals at higher density. C. Fluid attenuated inversion recovery images show a clear decrease of signals as the concentration increases in the hydroxylapatite and calcium carbonate groups. A low signal is also observed with the calcium phosphate group with a high concentration.

Figure 4. A graph based on different CT densities. Their densities increased in proportion to the concentrations do not correspond to the types of calcification.

은 큰 변화가 없었다(Fig. 5). T2 강조영상에서 인산칼슘은

0.1 g/mL까지는 신호가 약간 증가하나 그 후는 감소 경향이

있었고, 탄산칼슘은 뚜렷한 변화가 없었으며, 수산기인회석은

농도의 증가에 따라 신호가 감소하는 경향이 확실했다. FLAIR

영상에서는 T2 강조영상에서 보였던 양상이 더 뚜렷하게 나타

났다(Fig. 6).

두 번째 실험의 결과로 이전 실험의 MRI에서 일정한 경향의

신호를 보였던 인산칼슘을 일정 간격의 농도로 만들어서 얻은

MRI (Fig. 7)에서 인산칼슘은 T1 강조영상에서 0.2 g/mL까지

신호의 증가가 뚜렷하고. 그 이후는 비슷한 고신호강도를 유지

하였으며, T2 강조영상과 FLAIR 영상에서는 0.1 g/mL 이후 농

도의 증가에 따라 신호의 감소 경향이 뚜렷하였다(Fig. 8).

고 찰

MRI T1 강조영상에서 두개내 석회화가 고신호강도를 보인다

는 보고와 실험들은 이전부터 있었다. Dell 등은 가성부갑상샘

기능저하증 환자의 MRI T1 강조영상에서 바닥핵에 고신호강도

가 보이는 석회화를 갖는 경우를 보고하고 인산칼슘의 현탁액

을 사용한 실험모형에서 농도가 증가함에 따라 T1 및 T2 이완시

간이 감소한다고 하였다.1 또한 Henkelman 등은 뇌조직에 MRI

T1 강조영상에서 고신호강도를 보이는 석회화 침착이 있는 경

우들을 제시한 후, 미립자로 된 수산화인회석과 탄산칼슘을 다

양한 농도로 만들어 T1과 T2 이완성과 표면적을 구하여 표면적

이 큰 석회화 입자가 큰 T1 이완성을 보이고 T2는 감소하였으

석회화의 종류와 농도에 따른 CT와 MRI 분석

J Korean Neurol Assoc Volume 27 No. 2, 2009 161

A

B

C

Figure 6. Relative signal intensities of different concentrations on MRI. A. A graph of relative signal intensity on T1-weight MR images. B. A graph of relative signal intensity on T2-weight MR images. C. A graph of relative signal intensity on fluid attenuated inversion recovery MR images.

Figure 7. MR images of the calcium phosphate suspensions from concentrations of 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5 g/mL. T1-weighted images are on top, T2-weighted images at the bottom left, and fluid attenuated inversion recovery images at the bottom right.

Figure 8. Relative signal intensities of calcium phosphate suspen-sions with different concentrations. On T1-weighted MR images, the signal of calcium phosphate increased up to the concentration of 0.2 g/mL before leveling off, whereas the signal clearly decreased gradually on T2-weighted and FLAIR MR images.

며, 칼슘 입자의 농도가 무게의 30%까지 T1 강조영상에서 신호

가 증가하고 그 후는 감소한다고 하였다.2 Boyko 등은 신경영

상에서 메트헤모글로빈과 관계없는 T1 감소는 석회화와 대뇌

경색의 층상 괴사에서 관찰된다고 하였다.3 그 후 Avrahami 등

은 Fahr병 환자 32명의 뇌 CT와 MRI를 비교하여 25명은 CT에

서 석회화를 보이는 부위들이 T1 강조 MRI에서는 고신호강도,

T2 강조영상에서는 저신호 또는 동등신호 강도를 보인다고 하

였으며, 이는 석회화 결정의 표면에 근접해 있는 수소양자의 T1

이완시간의 감소에 의한다고 하였다.4 그러나 Tenner 등은 석

회화된 뇌수막종과 칼슘 수산화인회석 현탁액으로 연구를 하여

석회화된 수막종의 T1 단축은 출혈이 있는 경우라고 하였다.5

이후로 두개내 석회화는 T1 강조 MRI에서 흔하지 않게 고신

호강도를 유발하는 병변으로 보고되었다.6-9,10,11

이들은 모두 이전의 연구1-4에 이론적 바탕을 둔 것으로 더

이상의 실험적 연구나 새로운 사실의 제안은 찾을 수 없었다.

저자들의 연구에서 세 가지의 석회화를 각각 일정한 농도별로

만든 현탁액으로 CT와 MRI를 하여 석회화는 종류에 큰 관계없

이 농도가 증가하면 CT에서 밀도가 증가하나 MRI에서는 종류

나 농도에 따라서 다양하게 나타나며 일정 농도 이상에서는 T1

강조영상에서 고신호강도를, T2 강조영상이나 FLAIR 영상에서

는 저신호강도가 나타나는 것을 확인하였다.

석회화의 종류에 관계없는 MRI 소견은 FLAIR 영상에서 농

도의 증가에 따라 신호강도가 감소하는 것이다. 그리고 T1 강조

영상에서 고신호강도를 보이는 것이 가장 눈에 띄는 소견으로,

최영칠 신현준 최진영

대한신경과학회지 제27권 제2호, 2009162

인산칼슘의 농도가 증가함에 따라 신호강도가 증가하였으나,

0.2 g/mL 이상에서는 거의 비슷한 고신호강도를 보였다. 또한

이 경우 T2 강조영상과 FLAIR 영상에서는 농도가 증가함에 따

라 신호강도가 감소하였다.

결론적으로 석회화는 CT에서는 종류에 관계없이 농도의 증

가에 따라 고밀도로 나타나나, MRI에서는 종류나 농도에 따라

다양하게 나타나고 그 중 FLAIR 영상에서 농도에 따른 신호강

도의 감소가 거의 일정한 소견이며, 종류와 농도에 따라 T1 강

조영상에서 고신호강도를 보이는 경우가 있음을 알 수 있었다.

상기 결과는 MRI에서 석회화의 평가에 도움을 줄 수 있을 것

으로 생각한다.

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