The pulsatile nature of arterial blood flow is exploited for NMR arteriography by using a spectral decomposition and the imaging artifacts arising from the fluctuation flow and motion are reduced in NMR diffusion imaging by using the LPR imaging instead of the Fourier imaging. In abdominal NMR imaging, the respiratory motion effects which also result in the image artifacts such as the ghosts and blurs are analyzed and their correction method is suggested.
Fourier transformation of a series of projection images in the temporal direction along the cardiac cycle results in spectral images where the arteries are included in the images of harmonic components while the stationary tissues and veins are collected into the image corresponding to the dc component. From the magnitude of the spectral images an arteriogram can be obtained by summation of the images corresponding to the harmonic components excluding the dc component. This principle is applied to Fourier imaging in a cine mode data acquisition as well as line scan imaging. Since this technique does not require the flow-encoding gradients, this is free from eddy current artifacts which have been one of the major obstacles to the projection angiography using the flow-encoding gradient.
Diffusion imaging is another imaging modality which is extremely sensitive to flow or motion of the object due to the strong diffusion gradient employed to obtain sufficient attenuation by the diffusion effect. In diffusion imaging techniques based on Fourier imaging, fluctuating flow and irregular motion of the object result in the severe flow artifacts smearing in the phase-encoding direction. These flow artifacts have been reduced by use of LPR imaging method instead of the conventional Fourier imaging. This improvement is much owed to the fact the flow-induced phase shift does not affect the image quality in the back-projection reconstruction since in this method only the magnitude of the projection data is used. Furthermore, in LPR imaging the inhomogeneity artifacts are corrected by applying the view-angle tilting technique together with a new LPR diffusion pulse sequence which is purposely designed to work for anisotropic as well as isotropic diffusion.
In the area of abdominal NMR imaging where respiratory motion affects the image in much similar way to the fluctuating flow, respiratory reordering techniques have been successfully used to correct the ghosts arising from the respiratory motion. By the existing respiratory reordering schemes, however, only the ghosts can be corrected and the blurs still persist. In this regard, a new optima respiratory reordering scheme with which both the ghosts and blurs can be corrected is theoretically derived through an analysis of phase-encoding directional motion effects in Fourier imaging and its performance is studied by both computer simulations and experiments.
핵자기공명 영상법에서 파동흐름과 호흡운동의 영향을 알아보고, 와전류의 영향을 안받는 동맥조영술, 흐름및 움직임에 의한 영상훼손을 감소시킨 확산영상술 및 고스트뿐만 아니라 영상흐림까지도 제거시킬 수 있는 새로운 최적 호흡정렬법을 사용한 복부영상술을 개발하였다.
먼저, 동맥조영술에서는 동맥내에서 피의 유속이 심장주기에 따라 변화하는 맥동성을 이용하였다. 이 방법의 기본개념은 한 심장주기 동안 각각 다른 시간에 얻어진 일련의 영상들을 시간방향으로 푸리에 변환하여 스펙트럼 분해를 하면, 맥동흐름의 동맥피와 기타 조직들을 고조파와 고정성분으로 분리시킬 수 있다는 데 있다. 즉, 동맥영상은 고정성분을 뺀 나머지 고조파성분의 영상들을 합하여 얻을 수 있게 된다. 이 방법은 경사자계를 변화시키지 않으므로 와전류 영향을 받지않게 되어, 동맥에 비해 훨씬 큰 신호크기의 다른 조직들을 깨끗하게 제거시킬 수 있으므로 안정되게 동맥영상을 얻을 수 있는 장점을 갖는다.
확산영상술은 그 임상적 중요성에도 불구하고 불규칙한 흐름및 움직임에 의한 영상훼손 때문에 그 응용이 제한되어 왔었다. 이는 매우 큰 크기로 긴 시간 가해지는 확산감지용 경사자계에 의해 확산뿐 아니라 미세한 흐름및 움직임에 대하여도 핵자기공명 신호의 위상이 민감하게 변화하기 때문이다. 푸리에 영상법에서는 위상정보가 재구성된 영상에서 물체의 위치를 결정하므로 위상정보 훼손이 그대로 영상훼손으로 나타나게 된다. 그러나 선적분 재투영 영상법에서는 위상정보가 아닌 선적분 크기정보만으로 재투영하여 영상을 얻으므로, 흐름및 움직임에 의한 위상정보 변화가 상쇄되어질 수 있다. 한편, 선적분 재투영 영상법 자체의 문제점이 되어왔던 비균일자계에 의한 영상훼손은 경사투영 방법을 응용하여 해결하였으며, 이방성 확산계수에도 적용할 수 있도록 펄스 시퀀스를 고안하였다.
복부영상은 호흡운동에 의한 영상훼손이 문제점으로, 위상-인코딩 경사자계를 호흡에 따라 정렬시킴으로써 고스트는 없앨 수 있었으나, 영상흐림은 여전히 문제점으로 남아있어 왔다. 이는 기존의 호흡정렬법이 움직임의 영향으로부터 최적의 조건을 구하지 않고, 단지 위상-인코딩 주파수 구간동안 재정렬된 움직임이 천천히 부드럽게 한 주기 이내의 움직임을 갖게하면 스펙트럼에서 고스트가 없어진다는 개념에서 고안되었기 때문이다. 본 논문에서는 움직임 영향을 해석하여 고스트뿐만 아니라 영상흐림까지도 없앨 수 있는 최적의 호흡정렬법을 이론적으로 유도하였다.
이상의 세가지 새로운 방법들을 컴퓨터 모의실험및 인체실험을 통하여 그 효용성을 입증하였는 바, 앞으로 실제 임상실험에 그 응용이 기대되어진다.
