Echo-planar imaging (EPI) techniques have generally been used for fMRI studies due to their fast imaging time. However, it is difficult for studying brain function at the submilliter level using this sequence. In addition, EPI techniques have some drawbacks, such as Nyquist ghosts and geometric distortions in the reconstructed images, and subsequently require additional post-processing to reduce these artifacts. One way of solving these problems is to acquire fMRI data by means of a conventional gradient-echo imaging sequence instead of EPI. To provide a fast imaging time, the proposed method combines higher-order generalized series (HGS) imaging with a parallel imaging technique which is called the HGS-parallel technique. The proposed HGS-parallel technique achieves a 12.8-fold acceleration in imaging time without the cost of spatial resolution. The proposed method was verified through the application of fMRI studies on normal subjects. This study suggests that the proposed method can be used for high-resolution fMRI studies without the geometric distortion and the Nyquist ghost artifacts compared to EPI.
뇌기능 영상을 얻기 위한 자기공명영상 획득에는 현재까지 에코 평면화 영상법(echo planar imaging: EPI)을 주로 사용해 왔다. 에코 평면화 영상법은 자기공명영상을 상당히 빨리 얻을 수 있는 방법 중 하나이나 영상의 해상도를 밀리미터 이하로 낮추기에는 어려움이 있다. 또한 이 방법으로 얻은 데이터를 재구성하면, 영상에 나이퀴스트 유령 인공물(Nyquist ghost artifact)이나 심한 기하학적 왜곡이 나타나는 문제가 있다. 따라서, 에코 평면화 영상법으로 얻은 데이터는 추후에 다른 추가적인 알고리즘을 사용하여 영상을 보정하는 작업이 필요하다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 연구에서는 에코 평면화 영상법이 아닌 일반적인 경사 에코 영상법을 사용하여 뇌기능 영상을 얻고자 한다. 그러나, 일반적인 경사 에코 영상법은 영상 획득 시간이 느리다는 문제가 있는데, 이를 고차 일반급수와 병렬 영상법을 같이 이용하여 해결하고자 한다. 이 두 영상법을 같이 결합함으로써, 뇌기능 영상을 획득하는데 충분한 시간 해상도를 가질 수 있었으며, 공간 해상도를 떨어뜨리지 않으면서, 최대 기존보다 12.8배 영상 속도가 증가하였다.
제안하는 방법을 입증하기 위해 사람을 대상으로 뇌기능 영상을 획득하여 분석하였으며, 기존의 뇌기능 영상법보다 나은 결과를 보여 주었다. 또한, 제안하는 방법은 고자장, 초고자장 자기공명 시스템에 영향을 쉽게 받는 에코 평면화 영상법을 사용하지 않음으로써, 보다 높은 자장을 가진 자기공명 시스템에 쉽게 적용이 가능할 것으로 기대되어진다.
