Ultrashort Echo Time MRI with Hyaluronic Acid-Functionalized Magnetic Nanoparticles for Radiomic Analysis in Gastric Cancer

위암은 전 세계적으로 높은 발생률과 사망률을 보이는 대표적인 악성 종양으로, 조기 진단과 정확한 영상 판독은 환자의 생존율을 향상시키는 데 핵심적인 역할을 한다. 하지만 현재 널리 사용되는 내시경 및 조직 생검은 침습적일 뿐만 아니라, 특히 점막하에 국한된 조기 병변을 놓칠 수 있다는 한계가 있다. 이를 보완하기 위해, 본 연구는 비침습적이고 고해상도의 분자영상 기법을 적용한 새로운 진단 전략을 제시한다. 본 연구에서는 위암 세포에서 과발현되는 CD44 수용체를 표적으로 하는 히알루론산코팅 자성 나노입자(HA-MNPs)를 분자영상용 조영제로 활용하였으며, 위암을 이식한 마우스 모델에서 초단 에코 시간(Ultra-short Echo Time, UTE) 기반 자기공명영상(MRI)을 적용하여 영상을 획득하였다. 기존의 T2 가중 터보 스핀 에코(T2SE) 영상은 위의 연동운동 및 호흡에 의한 움직임으로 인한 화질 저하 문제가 존재하지만, UTE 영상은 짧은 신호 획득 시간을 통해 이러한 아티팩트를 최소화할 수 있다. 그러나 실제 영상에서는 조기 병변이 작거나 조영제 결합 효율이 낮은 경우, 육안으로 병변을 식별하기 어려운 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 이러한 영상 내 미세한 변화를 정량적으로 분석하기 위해 Radiomics 분석을 도입하였다. Radiomics는 의료영상으로부터 고차원의 질감 및 공간 정보를 정량적으로 추출하여 병변의 특성과 진단적 유의성을 평가할 수 있는 기법이다. 본 연구에서는 T2SE 및 UTE 영상으로부터 Otsu 이진화, DWT(이산 웨이블릿 변환), GLCM(그레이-레벨 공존 행렬) 분석을 수행하고, 추가적으로 신경망 기반의 회귀 분석 및 클러스터링을 통해 정량적 예측성과 군집 패턴을 평가하였다. 그 결과, UTE 영상은 T2SE 대비 더 높은 균일도(homogeneity)와 공간 상관성(correlation)을 나타내며, 움직임에 대한 민감도가 낮고 병변의 구조적 특징을 효과적으로 반영하는 것으로 확인되었다. 결론적으로, 본 연구는 HA-MNPs 기반의 UTE molecular MR Imaging이 조기 위암의 영상화 및 치료 반응 모니터링에 효과적인 영상 기법임을 라디오믹스 관점에서 제시하며, 특히 조영 반응이 미미한 상황에서도 유효한 진단 정보를 추출할 수 있는 분석 프레임을 제안했다. 이러한 접근은 향후 정밀의학(precision medicine) 실현을 위한 분자영상 기술의 임상적 확장을 위한 중요한 기초자료가 될 수 있다.