MRI is widely used in many clinical applications because it is a flexible diagnostic imaging modality, and is possible to characterize many parameters in human body such as relaxation times, perfusion, diffusion, and so on. The reason why MRI becomes more valuable in clinical fields is not only these advantages as stated above but also the developments of sequences and techniques for fast and better imaging to break the limitations of temporal resolution or long scan time. Compressed Sensing is one of the promising techniques for these improvements of MRI in dynamic imaging. In this paper, accelerations of two dynamic MR applications are implemented using compressed sensing. One is T2 prime (T2`) parameter mapping which may provide better information to predict infarct growth in acute stroke patients than diffusion weighted imaging (DWI) that was commonly used. To investigate the possibility of reducing total scan time, the images are reconstructed from highly downsampled dynamic MR data using compressed sensing with patch based low rank penalty. Then, T2 maps are constructed from the reconstruction images and compared with the maps from full data. The other application is dual echo of dynamic contrast enhanced (DCE) and dynamic susceptibility contrast (DSC) MRI which has capability to extract some clinically important parameters of tumor hemodynamics for the diagnosis of cancer. In vivo accelerated acquisition is implemented in compressed sensing scheme and its econstruction result is compared to images from the full data which means not accelerated and the reconstruction images of downsampled data from the full data. The principles of MRI, compressed sensing and the two dynamic MR applications are also introduced.
MRI는 비침습적이며 인체 내부를 고해상도 이미지로 얻을 수 있는 장점을 토대로 암의 진단 등, 최근 그 의학적 이용가치가 높다. 그러나 이미지를 얻는 데에 많은 시간이 걸리고 긴 시간 해상도를 지니는 단점이 있으며, 이에 병렬 이미징 등의 여러가지 방법을 통해 이 문제를 해결하고자 하는 시도가 있어왔다. 본 학위 논문에서는 MRI 촬영의 기본 원리에서 시작하여, 압축센싱 기법의 이론, 그리고 두가지 MRI 촬영 응용기법에 대해 알아본다. 첫번째는 패치 기반 로우 랭크 페널티를 기반으로 한 압축센싱기법을 이용, 주로 뇌졸중 초기 진단에 사용되는 T2 파라미터 맵핑 기법을 고속화하여 전체 이미지 촬영 시간을 줄일 수 있는 가능성을 확인하였다. 두번째로 종양 혈류 연구와 진단 등에 이용되는 이중 에코 동적조영증강 기법을 고속화하여, 그 시간해상도를 향상 시키고, 결과적으로 촬영에 필요한 시간 및 비용 절감과 더불어 조영제의 투여량도 줄여 환자의 안전성을 높일 수 있음을 확인하였다.
