Recently, the development of the dynamic functional NMR studies based on the $T_2^*$ effect by using gradient echo imaging brought about a new dimension in the functional imaging. However, these fast gradient echo imaging techniques are not only sensitive to $T_2^*$ effect but are also greatly related to the in-flow effect from the unsaturated arterial blood flowing into the imaging slice. The currently used gradient echo imaging techniques, therefore, that show the signal change is a mixture of the inflow effect due to the blood flow and susceptibility effect, not the susceptibility effect alone.
In this thesis, a new functional activity model is proposed by the numerical simulation based on the published data in human brain activity, and by the repeated experiments using the TRFGE technique which enhances the signal affected by the susceptibility and suppresses the in-flow effect. As a result, the data due to the true oxygenation are obtained in the arterial blood vessel. The proposed model and TRFGE technique which enhances the susceptibility effect is shown to be useful for the definition of the activities in human brain and the more quantitative functional imaging in the near future.
최근에 와서, GRADIENT ECHO 영상에 의한 $T_2^*$ 영향에 바탕을 둔 심도있는 핵자기 공명 뇌기능 영상 연구는 뇌기능 영상 분야에 새로운 지평을 열었다. 그러나 현재의 빠른 GRADIENT ECHO 영상 기법은 $T_2^*$ 영향만을 보는것이 아니라, 혈류 효과에 의해서 영상하고자 하는 단면으로 흐르는 동맥 성향의 혈류에 영향을 받는다. 그러므로, 현재 널리 쓰이는 GRADIENT ECHO 영상 기법은 자화율 효과만의 신호를 보는 것이 아니라, 혈류 효과와 자화율 효과가 혼합된 신호를 보는 것이다.
따라서, 본 논문에서는 뇌기능에 대해서 발표된 자료들을 조사하고, 이를 기초로 하여 시뮬레이션에 의해서 새로운 자극에 대한 뇌기능 모델을 제안하였다. 그리고 자화율 효과에 의한 신호를 향상시키고, 혈류 효과에 의한 신호를 억제하는 TRFGE 영상 기법을 사용한 반복 실험을 통해서, 동맥에서 혈류 효과를 없앤 순수한 산화 현상을 측정한 신호를 얻었다. 따라서 제안된 모델과 TRFGE 영상 기법은 순수한 자화율 효과만을 영상화하는 것으로 정확한 뇌의 각 부분의 기능을 정의하고, 앞으로의 좀더 정량적인 뇌기능 영상 연구에 도움을 주리라 생각한다.
