정량적 자기공명영상을 위한 영상 획득 및 후처리 방법 개발

Abstract

자기공명영상 (Magnetic Resonance Imaging, MRI) 은 핵자기공명 영상의 원리를 이용하여 특정 원소들로부터 신호를 획득할ㅠ수 있는 비침습적 영상법이다. 자기공명영상은 신경계 및, 신체 내부의 연부조직을 촬영하는데 있어 다른 비침습적 영상법과 비교했을 때 월등한 해상도의 영상 획득을 가능하게 하며, 방사선과 같은 외부적 위험 요인에 노출되지 않는다는 큰 장점을 가지고 있다. 자기공명영상은 지금껏 영상의 대조비를 이용하여 진단을 내리는 정성적인 방식에 의존되어 왔다. 이에 반해 정량적 자기공명영상은 자기공명 신호로부터 정량적인 정보를 추출하여, 절대적으로 사용될 수 있는 정보를 제공할 수 있다. 이는 자기공명영상을 구성하는 하드웨어 및 신호처리 기술의 발전으로 인해 더욱 큰 잠재력을 가지고 있다. 올바른 정량적 자기공명영상법을 위해서는 추출하고자 하는 정보에 특정한 신호 획득 및 후처리 방법이 필요하다. 본 연구에서는 그 응용으로서 신경수초물영상 (myelin water imaging) 과 T2 추정 방법이 가지고 있는 기존의 한계점을 소개하며, 이를 극복할 수 있는 새로운 신호 획득 방법 및 후처리 방법을 제시한다. 이러한 방법들의 유효성을 검증하기 위해 수치적 시뮬레이션을 이용했으며, 이를 뒷받침 할 수 있는 in vivo 실험을 동반하여 기존의 방법 및 효용성을 검증했다. 본 연구에서 제안한 새로운 영상 처리 및 후처리 기법은 임상적 응용이 가능할 것으로 기대된다.

Magnetic resonance imaging (MRI) is a non-invasive imaging technology that utilizes nuclear resonance. MRI does not involve exposure to radiation, which can be safely used compared to the other imaging methods such as CT and PET. Also, they particularly show superior image resolution for soft tissue structures such as cartilage, and organs such as the brain, heart, and liver, etc. Conventionally, diagnosis and comparison based on MRI images are qualitative, which are based on the visual inspection. On the other hands, quantitative MRI which takes advantages of numerical values of the information that has been derived from the image has strong potential in many applications. In this study, we tackled some challenges that hinder the qualitative approach for MRI in specific applications such as myelin water imaging and T2 mapping. We proposed novel acquisition and post-processing methods which handle the challenges and improve the image quality, precision and robustness.