Using the magnetic resonance imaging (MRI), a high-resolution-tomographic image can be obtained. Unlike other imaging modalities, magnetic resonance (MR) signal has complex values so that phase information as well as magnitude information provides physiological characteristics in the body. In this work, the high-resolution MR-imaging methods using phase information of moving objects are proposed for cardiac and perfusion imaging.
In the CMR part, to obtain multi-phase cardiac cine images with high resolution, a novel self-gating method for both cardiac and respiratory motions is proposed. The proposed method uses the phase of projection data obtained from a separate axial slice to measure cardiac and respiratory motion, after the acquisition of every k-space line in the image plane. Cardiac motion is estimated from the phase of the projection data passing through the aorta, which is amplified by superior-inferior directional bi-polar gradients, whereas respiratory motion is estimated from the phase of the left-right directional projection data of the abdomen. Then, the proposed method can capture time-resolved cardiac and respiratory motion from the phase information of the projection data. To verify the proposed self-gating method, a simulation and the in-vivo SSFP cardiac imaging were performed.
In the PWI part, to obtain a high-resolution perfusion-weighted image with quantitative perfusion information, a novel perfusion-weighted imaging method and its signal model are proposed. The proposed method is based on the perfusion model of intravoxel inherent motion (IVIM), which assumes that perfusion is a microcirculation of blood in the capillary network. The proposed method introduces two-types of bi-polar gradients in a radial spin-echo sequence with a new ordering of bi-polar gradients for isotropic perfusion weighting. Then, the isotropic perfusion-weighting scheme can reduce imaging time by avoiding repetitive scans. To verify the proposed method, a computer simulation and the in-vivo imaging in 3 T MRI was performed to compare with the conventional echo-planar-imaging (EPI)-based arterial spin labeling (ASL) technique. The further works will be to apply the proposed PWI to the 7 T MRI system.
자기공명 영상장치를 이용하면 고해상도의 단층 영상을 얻을 수 있다. 다른 영상장치들과는 달리, 자기공명 신호는 복소수 값을 갖기 때문에 크기 정보뿐만 아니라 위상 정보도 인체의 생물학적 특징을 제공해준다. 본 논문은 위상정보를 활용하여 동적인 물체의 고해상도 자기공명 영상법을 심장과 관류에 적용한 것에 대해서 제안하였다.
먼저 심장 자기공명 영상 부분에서, 고해상도로 심장 박동에 대한 영상들을 얻기 위해서 심장과 호흡 움직임을 위한 새로운 자가 게이팅 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 심장 움직임과 호흡 움직임 정보를 얻기 위해서 영상화 하고자 하는 단면의 데이터를 얻을 때마다 독립된 게이팅 단면으로부터 얻어진 투사데이터의 위상신호를 이용한다. 심장 움직임은 위-아래 방향으로 가해져 있는 양극 경사자계로 강조된 대동맥을 투사하는 투사 데이터의 위상신호를 이용하는 반면, 호흡 움직임은 복부의 좌-우 방향으로 투사된 투사 데이터의 위상정보를 활용한다. 제안하는 방법으로 얻어진 움직임 정보를 활용하여 심장과 호흡의 움직임 상태에 따라 분리해 낸 영상들을 얻을 수 있다. 제안하는 자가 게이팅 방법을 검증하기 위해서 컴퓨터 모의 실험과 정상상태의 인체 실험을 수행하였다.
다음으로 관류 강조 영상 부분에서는 고해상도로 관류 강조 영상과 양적인 정보를 얻기 위해서 새로운 관류 강조 영상법과 신호 모델을 제안하였다. 제안하는 방법은 관류는 모세혈관 네트워크에서의 혈류 순환과정이라고 정의하고 있는 복셀 내의 일관성 없는 움직임 모델에 기반한다. 제안하는 방법은 두 가지 형태의 양극 경사자계를 등방형 관류 강조 방법과 조합하여 방사형 스핀에코 시퀀스에 적용하였다. 적용된 등방형 관류 강조 기법을 통해 반복되는 영상 획득을 피하여 전체 영상 획득 시간을 줄 일 수 있다. 제안하는 방법을 검증하기 위해서 컴퓨터 모의 실험과 3 테슬라 자기공명 영상장치에서 기존의 방법과 비교하여 실험을 수행하였다. 마지막으로 제안하는 방법을 7 테슬라 자기공명 영상장치에 확장할 수 있다.
