TR (Repitition Time)

MRI의 고유인자(PD,T1,T2)의 영상화를 위해서 조절되는 부가 인자들이 있습니다.

그 대표적인고 기본적인 인자로 TR을 들 수 있습니다.

위 그림은 SE(Spin Echo) pulse sequence diagram의 일부분 입니다.

SE기법은 90도 RF pulse와 Refocusing 시키는 180도 RF pulse를 인가한 후 만들어지는 하나의 echo를 받아서 영상화 것입니다.

TR은 처음 echo 를 얻기 위해 사용한 90도 RF pulse 에서 다음 echo 를 얻기 위해 이용된 90도 RF pulse까지의 시간을 TR이라고 합니다. 또는 조직이 에너지를 흡수하는 시간이라고도 합니다.

TR은 MR영상에 중요한 인자로 임상에 결정적인 여러 부가인자를 조절하게 됩니다.

가) scan time

2D = TR x Phase encoding x AVG(Nex)

3D = TR x 'phase encoding x AVG(Nex) x Partition(No.slice)

2D TSE = TR x Phase encoding x AVG(Nex)/ETL

(TR↑ = scan time ↑, TR↓ = scan time ↓)

나) SNR(Signal to Noise Ratio)

(TR↑ = SNR↑, TR↓ = SNR↓)

다) Sllice number

(TR↑ = Slice number↑, TR↓ = Slice number↓)

라) 그 외에도 Pre-Saturation 이나 Fat-Saturation 등의 Extra RF pulse 사용 여부등에 관계가 밀접하게 있습니다.

Radio-Log [라디오 로그]

30년 경력 방사선사의 쉽게 이해하는 의료 방사선 정보 및 건강 정보 공유 공간입니다.

daily.ohappyhappy.com

MRI Parameters 부가인자 TR(Repetition Time) 완벽 정리

MRI 영상의 밝기와 촬영시간을 결정하는 중요한 파라미터

MRI 검사를 처음 공부할 때 가장 먼저 접하게 되는 용어가 있습니다.

바로 TR(Repetition Time)입니다.

MRI 콘솔에서 T1WI, T2WI, FLAIR, PD 등의 영상을 확인하다 보면 각각의 영상에 TR과 TE가 서로 다르게 설정되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

그렇다면 TR은 정확히 무엇을 의미할까요?

간단하게 말하면 TR은 동일한 위치에서 RF pulse를 반복해서 인가하는 시간 간격입니다.

TR은 단순히 촬영시간만 결정하는 값이 아닙니다.

TR을 어떻게 설정하느냐에 따라 조직의 T1 회복 정도가 달라지고, 결과적으로 영상의 조직 간 신호강도와 대비에도 영향을 줍니다.

1. TR이란 무엇인가?

TR은 Repetition Time의 약자입니다.

우리말로는 일반적으로 반복시간이라고 합니다.

MRI에서는 RF pulse를 이용해 조직의 종자화(magnetization)를 변화시키고 신호를 얻습니다.

한 번의 RF excitation이 끝난 뒤 일정 시간이 지나면 다시 RF pulse를 인가하게 되는데, 이때 RF pulse를 반복해서 인가하는 시간 간격을 TR이라고 합니다.

쉽게 표현하면 TR = 다음 RF excitation까지 기다리는 시간이라고 이해하면 됩니다.

예를 들어 TR이 500 ms라면 동일한 위치에서 RF excitation이 약 500 ms 간격으로 반복된다는 의미입니다.

2. TR이 중요한 이유

TR은 MRI 영상에서 크게 두 가지에 영향을 줍니다.

첫 번째, T1 대비

TR이 짧으면 조직이 다음 RF pulse를 받기 전에 종자화가 충분히 회복되지 못합니다.

조직마다 T1 relaxation 속도가 다르기 때문에 회복 정도의 차이가 발생하고 이것이 T1 강조 영상의 대비로 나타납니다.

따라서 일반적으로

짧은 TR → T1 weighting 증가라고 이해할 수 있습니다.

반대로 TR을 충분히 길게 설정하면 대부분의 조직이 종자화를 상당 부분 회복하기 때문에 T1 차이에 따른 대비가 감소합니다.

두 번째, 촬영시간

TR은 촬영시간에도 직접적인 영향을 줍니다.

일반적인 2D 또는 3D Cartesian sequence에서는 촬영시간이 TR과 phase encoding 수 등에 영향을 받습니다.

개념적으로는

촬영시간 ∝ TR × Phase Encoding 횟수 라고 생각할 수 있습니다.

따라서 다른 조건이 동일하다면 TR이 길어질수록 촬영시간도 길어지는 경향이 있습니다.

3. TR이 짧으면 왜 T1 강조가 강해질까?

이 부분이 TR을 이해하는 핵심입니다.

RF pulse를 받은 후 longitudinal magnetization은 원래 상태로 회복됩니다.

이 과정이 바로 T1 relaxation입니다.

그런데 TR이 짧다면 충분히 회복하기 전에 다시 RF pulse가 들어갑니다.

그러면 조직마다 T1 relaxation 시간이 다르기 때문에 longitudinal magnetization의 회복 정도가 달라집니다.

결과적으로 조직 간 신호 차이가 커지고 T1 contrast가 증가합니다.

반대로 TR이 길면 조직들이 충분히 회복할 시간이 생깁니다.

따라서 조직 간 회복 차이가 상대적으로 줄어들고 T1 weighting도 감소합니다.

4. T1 강조영상에서 TR의 역할

대표적인 T1-weighted image에서는 일반적으로 짧은 TR + 짧은 TE 조합을 사용합니다.

TR을 짧게 설정하여 T1 relaxation 차이를 강조하고, TE도 짧게 설정하여 T2* 영향은 최소화하는 방식입니다.

그래서 T1WI에서는 일반적으로

지방은 상대적으로 밝게
물이나 CSF는 상대적으로 어둡게

보이는 특징이 나타납니다.

다만 실제 영상의 신호강도는 TR과 TE 하나만으로 결정되는 것이 아닙니다.

Flip angle, 조직의 proton density, T1/T2 relaxation 특성, sequence 종류, field strength, acquisition 방식 등 여러 요인이 함께 작용합니다.

5. TR이 길어지면 어떻게 될까?

TR을 길게 설정하면 조직이 longitudinal magnetization을 회복할 시간이 충분해집니다.

따라서 조직 간 T1 recovery 차이에 의한 신호 차이가 감소합니다.

결과적으로 T1 weighting이 약해지고 다른 대비 요소가 상대적으로 중요해집니다.

특히 T2-weighted imaging에서는 일반적으로 긴 TR + 긴 TE 를 사용합니다.

TR을 길게 하여 T1 영향을 줄이고, 긴 TE를 이용하여 T2 relaxation 차이를 강조하는 것입니다.

따라서 기본적인 영상 대비를 이해할 때는 다음과 같이 기억하면 편합니다.

Paramete	짧게 설정	길게 설정
TR	T1 weighting 증가	T1 영향 감소
TE	T2 영향 감소	T2 weighting 증가

단, 이것은 일반적인 경향이며 sequence 종류에 따라 실제 영상 특성은 달라질 수 있습니다.

6. TR과 TE를 함께 이해해야 하는 이유

MRI parameter를 공부할 때 TR만 따로 외우면 실제 영상과 연결하기 어렵습니다.

TR은 주로 T1 weighting과 관련되고, TE는 주로 *T2/T2 weighting**과 관련됩니다.

대표적인 조합을 보면 다음과 같습니다.

T1-weighted image

Short TR + Short TE

T1 relaxation 차이를 강조합니다.

T2-weighted image

Long TR + Long TE

T1 영향을 줄이고 T2 relaxation 차이를 강조합니다.

Proton Density image

Long TR + Short TE

T1과 T2 weighting을 상대적으로 줄이고 proton density 차이를 이용합니다.

즉,

TR → T1 영향

TE → T2 영향

이라고 기본 개념을 잡으면 MRI parameter를 이해하기가 훨씬 쉬워집니다.

7. TR이 너무 짧으면 어떤 문제가 생길까?

TR을 무조건 짧게 설정한다고 좋은 것은 아닙니다.

TR이 지나치게 짧으면 조직이 충분히 회복하지 못한 상태에서 반복적인 excitation이 발생합니다.

이 때문에 T1 saturation이 증가할 수 있습니다.

또한 sequence의 목적에 따라 원하는 조직 대비가 제대로 나타나지 않을 수도 있습니다.

따라서 TR은 단순히 "짧을수록 좋다"가 아니라 원하는 영상 contrast에 맞게 선택해야 하는 parameter입니다.

8. TR과 촬영시간의 관계

MRI 검사는 CT나 일반 X-ray와 비교하면 검사 시간이 긴 편입니다.

그 이유 중 하나가 MRI sequence에서 TR을 반복적으로 적용하기 때문입니다.

예를 들어 동일한 phase encoding 횟수를 사용한다면 TR이 500 ms 에서 1000 ms로 증가하면 반복에 필요한 시간이 증가합니다.

따라서 다른 조건이 동일하다는 전제에서는 촬영시간이 증가할 수 있습니다.

하지만 실제 MRI 촬영시간은 TR 하나만으로 결정되지 않습니다.

다음과 같은 요소들이 함께 영향을 줍니다.

TR
Phase encoding 수
Frequency encoding
NEX 또는 NSA
Parallel imaging
Partial Fourier
Echo train length
2D 또는 3D acquisition
Sequence 종류

따라서 MRI protocol을 볼 때는 TR만 보고 촬영시간을 판단해서는 안 됩니다.

9. MRI 장비에서 TR 값을 볼 때 주의할 점

같은 T1WI라고 해서 모든 MRI 장비에서 TR 값이 동일한 것은 아닙니다.

예를 들어

1.5T와 3.0T MRI에서도 동일한 영상 목적을 가지고 있더라도 장비의 특성과 protocol에 따라 parameter가 달라질 수 있습니다.

또한 제조사마다 sequence 구현 방식이 다르고 장비의 gradient 성능, coil, parallel imaging 기술 등에 따라서도 적절한 parameter가 달라질 수 있습니다.

따라서 특정 TR 숫자를 무조건 암기하기보다는

왜 이 sequence에서 이 정도의 TR을 사용하는가? 를 이해하는 것이 중요합니다.

10. 실제 MRI 영상 판독에서 TR을 어떻게 생각할까?

MRI 영상을 볼 때 TR 값을 단순한 숫자로만 보지 않는 것이 중요합니다.

예를 들어 lumbar spine MRI에서 T1WI를 확인하면서

"TR이 짧게 설정되어 있구나."라고 확인했다면 다음 단계로

T1 weighting을 충분히 확보하기 위한 sequence인가?를 생각해볼 수 있습니다.

T2WI에서는 상대적으로 긴 TR을 사용하여 T1 효과를 줄이고 T2 contrast를 확보하는 방향으로 이해할 수 있습니다.

즉, MRI parameter는 단순한 장비 설정값이 아니라 영상의 contrast가 만들어지는 과정과 연결해서 이해해야 합니다.

11. TR을 쉽게 기억하는 방법

처음 MRI를 공부한다면 다음 세 가지만 먼저 기억해도 좋습니다.

TR

RF pulse와 다음 RF pulse 사이의 시간

짧은 TR

T1 weighting 증가

긴 TR

T1 영향 감소

그리고 TE까지 연결하면 훨씬 쉽게 정리할 수 있습니다.

Short TR + Short TE → T1WI

Long TR + Long TE → T2WI

Long TR + Short TE → PDWI

물론 실제 임상 protocol에서는 FSE, GRE, STIR, FLAIR, DWI 등 sequence에 따라 parameter의 의미가 조금씩 달라집니다.

마무리

MRI에서 TR(Repetition Time)은 단순히 "반복되는 시간"을 의미하는 숫자가 아닙니다.

TR은 조직의 T1 recovery와 영상의 T1 weighting에 영향을 주며, 동시에 전체적인 촬영시간에도 영향을 미치는 중요한 parameter입니다.

특히 MRI를 공부할 때는 다음과 같이 기억하면 이해가 쉽습니다.

TR이 짧다 → T1 weighting 증가

TR이 길다 → T1 영향 감소

그리고 TR은 TE와 함께 생각해야 합니다.

MRI parameter를 제대로 이해하면 단순히 "이 영상은 T1이다, T2다"라고 외우는 수준을 넘어 왜 해당 영상에서 이런 조직 대비가 나타나는지를 이해할 수 있습니다.

다음 MRI Parameter에서는 TE(Echo Time)를 살펴보면 TR과의 관계를 더욱 명확하게 이해할 수 있습니다.

출처 및 참고

MRI 기본 물리학 및 MRI pulse sequence 관련 교육자료
MRI 장비 제조사 sequence parameter 관련 자료
국제 MRI 교육 자료 및 의학영상 물리학 참고자료
본 글은 MRI parameter의 기본 개념을 이해하기 위한 교육용 자료이며, 실제 임상 protocol의 parameter는 장비·제조사·검사 목적에 따라 달라질 수 있습니다

MRI Parameter TR이란? Repetition Time 쉽게 이해하기

MRI Parameters 부가인자 TR(Repetition Time) 완벽 정리

MRI 영상의 밝기와 촬영시간을 결정하는 중요한 파라미터

1. TR이란 무엇인가?