• 한국방사선학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2021

방사선에 의한 피폭 없이 대조도가 우수한 영상의 획득이 가능한 자기공명영상은 진단에 필수적이지만 영상에서의 노이즈 발생은 불가피한 요소이기 때문에 이를 보완하기 위해 자기공명영상장치의 변수들을 조절하여 우수한 특성을 가진 영상을 획득할 수 있다. 이 중, 여기횟수 (NEX; number of excitation)는 추가적인 영상 특성의 저하 없이 우수한 특성의 영상을 획득할 수 있지만 scan time이 증가하여 motion artifact를 발생시킬 수 있고, scan time의 증가에 비례하여 영상의 특성이 향상되지 않기 때문에 적절한 NEX의 설정이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 MRiLab simulation program을 통해 자기공명영상의 모든 변수들을 고정시킨 후, NEX만을 조절하여 획득한 뇌 T2 강조 영상의 정량적 평가를 통해 NEX 변화에 따른 영상 특성의 경향성을 평가하고자 하였다. 획득한 영상의 노이즈 레벨 및 유사도 평가를 하기 위해 신호 대 잡음비 (SNR; signal to noise ratio), 대조도 대 잡음비 (CNR; contrast to noise ratio), 평균 제곱근 오차 (RMSE; root mean square error) 그리고 최대 신호 대 잡음비 (PSNR; peak signal to noise ratio)를 계산하였다. 결과적으로, 노이즈 레벨 및 유사도 평가 인자 모두 NEX가 증가함에 따라 개선된 값을 보였으나, 점차 증가폭이 감소함을 보였다. 따라서, 과도하게 큰 NEX는 장시간의 scan에 따른 motion artifact를 발생시켜 영상 특성을 저하시킬 수 있으므로, 적절한 NEX의 설정이 중요함을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.245-250
• /
• 2011

Parallel imaging technique can provide several advantages for a multitude of MRI applications. Especially, in SENSE technique, sensitivity maps were always required in order to determine the reconstruction matrix, therefore, a number of difference approaches using sensitivity information from coils have been demonstrated to improve of image quality. Moreover, many filtering methods were proposed such as adaptive matched filter and nonlinear diffusion technique to optimize the suppression of background noise and to improve of image quality. In this study, we performed SENSE reconstruction using computer simulations to confirm the most suitable method for the feasibility of filtering effect and according to changing order of polynomial fit that were applied on variation of spatial resolution of sensitivity map. The image was obtained at 0.32T(Magfinder II, Genpia, Korea) MRI system using spin-echo pulse sequence(TR/TE = 500/20 ms, FOV = 300 mm, matrix = $128{\times}128$, thickness = 8 mm). For the simulation, obtained image was multiplied with four linear-array coil sensitivities which were formed of 2D-gaussian distribution and the image was complex white gaussian noise was added. Image processing was separated to apply two methods which were polynomial fitting and filtering according to spatial resolution of sensitivity map and each coil image was subsampled corresponding to reduction factor(r-factor) of 2 and 4. The results were compared to mean value of geomety factor(g-factor) and artifact power(AP) according to r-factor 2 and 4. Our results were represented while changing of spatial resolution of sensitivity map and r-factor, polynomial fit methods were represented the better results compared with general filtering methods. Although our result had limitation of computer simulation study instead of applying to experiment and coil geometric array such as linear, our method may be useful for determination of optimal sensitivity map in a linear coil array.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제21권4호
• /
• pp.210-222
• /
• 2017

Purpose: To develop a novel combination of controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration (CAIPIRINHA) with integrated SSFP (CAIPI-iSSFP) for accelerated SSFP imaging without banding artifacts at 3T. Materials and Methods: CAIPI-iSSFP was developed by adding a dephasing gradient to the balanced SSFP (bSSFP) pulse sequence with a gradient area that results in $2{\pi}$ dephasing across a single pixel. Extended phase graph (EPG) simulations were performed to show the signal behaviors of iSSFP, bSSFP, and RF-spoiled gradient echo (SPGR) sequences. In vivo experiments were performed for brain and abdominal imaging at 3T with simultaneous multi-slice (SMS) acceleration factors of 2, 3 and 4 with CAIPI-iSSFP and CAIPI-bSSFP. The image quality was evaluated by measuring the relative contrast-to-noise ratio (CNR) and by qualitatively assessing banding artifact removal in the brain. Results: Banding artifacts were removed using CAIPI-iSSFP compared to CAIPI-bSSFP up to an SMS factor of 4 and 3 on brain and liver imaging, respectively. The relative CNRs between gray and white matter were on average 18% lower in CAIPI-iSSFP compared to that of CAIPI-bSSFP. Conclusion: This study demonstrated that CAIPI-iSSFP provides up to a factor of four acceleration, while minimizing the banding artifacts with up to a 20% decrease in the relative CNR.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제25권3호
• /
• pp.141-155
• /
• 2021

Purpose: To develop a 3D magnetic resonance fingerprinting (MRF) method for application in high resolution knee cartilage PD, T₁, T₂ mapping. Materials and Methods: A novel 3D acquisition trajectory with golden-angle rotating radial in k_xy direction and interleaved echo planar imaging (EPI) acquisition in the k_z direction was implemented in the MRF framework. A centric order was applied to the interleaved EPI acquisition to reduce Nyquist ghosting artifact due to field inhomogeneity. For the reconstruction, singular value decomposition (SVD) compression method was used to accelerate reconstruction time and conjugate gradient sensitivity-encoding (CG-SENSE) was performed to overcome low SNR of the high resolution data. Phantom experiments were performed to verify the proposed method. In vivo experiments were performed on 6 healthy volunteers and 2 early osteoarthritis (OA) patients. Results: In the phantom experiments, the T₁ and T₂ values of the proposed method were in good agreement with the spin-echo references. The results from the in vivo scans showed high quality proton density (PD), T₁, T₂ map with EPI echo train length (N_ETL = 4), acceleration factor in through plane (R_z = 5), and number of radial spokes (N_spk = 4). In patients, high T₂ values (50-60 ms) were seen in all transverse, sagittal, and coronal views and the damaged cartilage regions were in agreement with the hyper-intensity regions shown on conventional turbo spin-echo (TSE) images. Conclusion: The proposed 3D MRF method can acquire high resolution (0.5 mm³) quantitative maps in practical scan time (~ 7 min and 10 sec) with full coverage of the knee (FOV: 160 × 160 × 120 mm³).

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제22권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2018

Purpose: This study was designed to optimize the flip angle (FA) and scan timing of the hepatobiliary phase (HBP) using the 3D T1-weighted, gradient-echo (GRE) imaging with controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration (CAIPIRINHA) technique on gadoxetic acid-enhanced 3T liver MR imaging. Materials and Methods: Sixty-two patients who underwent gadoxetic acid-enhanced 3T liver MR imaging were included in this study. Four 3D T1-weighted GRE imaging studies using the CAIPIRINHA technique and FAs of $9^{\circ}$ and $13^{\circ}$ were acquired during HBP at 15 and 20 min after intravenous injection of gadoxetic acid. Two abdominal radiologists, who were blinded to the FA and the timing of image acquisition, assessed the sharpness of liver edge, hepatic vessel clarity, lesion conspicuity, artifact severity, and overall image quality using a five-point scale. Quantitative analysis was performed by another radiologist to estimate the relative liver enhancement (RLE) and the signal-to-noise ratio (SNR). Statistical analyses were performed using the Wilcoxon signed rank test and one-way analysis of variance. Results: The scores of the HBP with an FA of $13^{\circ}$ during the same delayed time were significantly higher than those of the HBP with an FA of $9^{\circ}$ in all the assessment items (P < 0.01). In terms of the delay time, images at the same FA obtained with a 20-min-HBP showed better quality than those obtained with a 15-min-HBP. There was no significant difference in qualitative scores between the 20-min-HBP and the 15-min-HBP images in the non-liver cirrhosis (LC) group except for the hepatic vessel clarity score with $9^{\circ}$ FA. In the quantitative analysis, a statistically significant difference was found in the degree of RLE in the four HBP images (P = 0.012). However, in the subgroup analysis, no significant difference in RLE was found in the four HBP images in either the LC or the non-LC groups. The SNR did not differ significantly in the four HBP images. In the subgroup analysis, 20-min-HBP imaging with a $13^{\circ}$ FA showed the highest SNR value in the LC-group, whereas 15-min-HBP imaging with a $13^{\circ}$ FA showed the best value of SNR in the non-LC group. Conclusion: The use of a moderately high FA improves the image quality and lesion conspicuity on 3D, T1-weighted GRE imaging using the CAIPIRINHA technique on gadoxetic acid, 3T liver MR imaging. In patients with normal liver function, the 15-min-HBP with a $13^{\circ}$ FA represents a feasible option without a significant decrease in image quality.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제17권2호
• /
• pp.83-90
• /
• 2013

목적: 본 연구의 목적은 환자에서 임상적으로 사용되는 영상 프로토콜을 이용하여 시행된 3.0 T 심장자기공명영상을 1.5 T 와 비교하여 그 유용성을 알아보고자 하는데 있다. 대상과 방법: 10개월간 30명의 환자에서 얻은 1.5 T 자기공명영상과 20명의 3.0 T 영상을 후향적으로 비교하였다. 각각의 영상에 대하여 신호 대 잡음비 (signal-to-noise ratio: SNR), 대조도 대 잡음비 (contrast-to-noise ratio: CNR), 영상 화질 (artifact의 정도에 따라서 5단계로 분류)을 평가하고 비교하였다. 결과: T1심장 형태 영상 및 심근 생존능 평가 영상에서는 3.0 T 자기공명영상에서 영상화질 (T1: $3.8{\pm}0.9$ vs. $3.9{\pm}0.7$, p=0.438; T2-SPAIR: $3.8{\pm}0.9$ vs. $3.9{\pm}0.5$, p=0.744; 지연기 조영 증강 영상: $4.5{\pm}0.8$ vs. $4.7{\pm}0.6$, p=0.254)의 유의한 저하 없이 SNR과 CNR의 향상을 보였다 (T1: SNR 29%, p < 0.001, CNR 37%, p < 0.001; T2-SPAIR: SNR 13%, p=0.068, CNR 18%, p=0.059; 지연기 조영 증강 영상: SNR 45%, p=0.017, CNR 37%, p=0.135). 심장Cine 영상에서 3.0 T 심장영상이 1.5 T 영상과 비교하여 영상화질($3.6{\pm}0.7$ vs. $4.2{\pm}0.6$, p < 0.001)이 다소 떨어졌으나 SNR과 CNR의 유의한 상승을 보였다 (SNR 143% 상승, CNR 108% 상승, p < 0.001). 심근관류영상에서는 SNR (11% 감소, p=0.172)과 CNR (7% 감소, p=0.638) 이 통계적으로 유의하지 않은 정도로 감소되었으나 영상화질($4.6{\pm}0.5$ vs. $4.0{\pm}0.8$, p=0.006)은 유의한 향상을 보였다. 결론: 실제 임상영역에서 사용되는 영상 프로토콜로 시행된 3.0 T 심장자기공명영상은 1.5T 영상과 비교하여 충분한 영상의 질을 제공하였다.

• 한국자기학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.219-225
• /
• 2016

퇴행성 슬관절 연골 질환의 평가를 위하여 지방 신호 억제 3D SPGR 기법과 지방 신호 억제 3D $T2^*$ weighted 기법을 이용하여 자기공명영상을 획득하였다. 정량적 평가를 위해서 슬관절 연골을 내측대퇴연골(medial femoral cartilage, MFC), 내측경골연골(medial tibial cartilage, MTC), 외측대퇴연골(lateral femoral cartilage, LFC), 외측경골연골(lateral femoral cartilage, LFC), 슬개연골(patella cartilage, Pat) 구역으로 분류하여 관심영역을 설정한 후 각각의 신호강도, 신호 대 잡음비, 대조도 대 잡음비를 측정하였다. 측정된 값은 Mann-Whitney U-검정을 이용 두 기법간의 통계적 유의성을 검증하였다. 정성적 평가를 위해서 각각의 영상을 2명의 영상의학의가 관찰한 후 영상 내 인공음영, 연골의 경계, 조직 간 대조도, 병소의 묘사정도를 4점 척도(1점: 나쁨, 2점: 적당함, 3점: 좋음, 4점: 매우 좋음)로 평가하고, 그 결과를 바탕으로 Kappa-value 검정을 통해 통계적 유의성을 검증하였다. 영상획득에 사용된 장비는 3.0T MR system과 HD T/R 8ch knee array coil을 사용하였다. 정량적 분석결과, SNR 측정값을 토대로 한 두 기법 간의 통계적 유의성 검증 결과 MFC, LFC, LTC, Pat에서는 통계적으로 유의한 결과(p < 0.05)를 보였으나, MTC에서는 유의하지 않은 결과(p > 0.05)를 보였다. CNR 측정값의 통계적 유의성 검증 결과 MFC, LFC, Pat에서는 통계적으로 유의한 결과(p < 0.05)를 보였으나, MTC, LTC에서는 유의하지 않은 결과(p > 0.05)를 보였다. 정성적 분석결과, 영상의 평가항목별 결과 값의 평균을 비교해 보면 3D $T2^*$ weighted 영상에서 조금 높은 결과를 보였고, Kappa-value test를 이용한 두 관찰자간의 일치성 검증에서는 모든 평가항목에서 통계적으로 의미 있는 결과(p < 0.05)를 보였다. 결론적으로 3D $T2^*$ weighted 영상 기법은 3D SPGR 영상기법과의 비교에서 슬관절 연골의 묘사와 주변 조직 간의 대조도 및 병소의 묘사 등 영상의 평가에서 동등 및 그 이상의 진단적 가치를 낼 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제39권1호
• /
• pp.51-57
• /
• 2016

뇌 자기공명영상(Magnetic Resornance Imaging; MRI)에서 검사 중 발생되는 소음을 줄이기 위한 기법으로 경사 파형을 변경한 Quiet $T_2$-weighted Turbo Spin-Echo(이하 Q-$T_2$)와 일반적으로 사용되는 $T_2$-weighted Turbo Spin-Echo(이하 $T_2$) 영상의 소음수준 및 영상의 질을 비교하여 그 유용성을 알아보고자 하였다. 3.0T MR 기기로 뇌 MR 검사를 받은 60명(남자 29명, 여자 31명, 평균 연령 60.1세)의 환자를 대상으로 하였다. Q-$T_2$와 $T_2$ 각각의 영상에서 소음 및 심박동수를 측정하였다. 정량적 분석은 Q-$T_2$와 $T_2$의 SNR, CNR, SIR 값을 측정한 뒤 독립표본 T검정을 이용하여 통계적 분석을 하였다. 정성적 분석은 Q-$T_2$와 $T_2$의 전체적인 영상의 질에 대하여 육안으로 평가하였다. 평가는 5점 척도로서 우수(excellent) 5점, 양호(good) 4점, 보통(fair) 3점, 불량(poor) 2점, 평가불가(unacceptable) 1점으로 평가하였다. Q-$T_2$와 $T_2$ 검사 중 평균소음과 peak소음은 Q-$T_2$가 기존 $T_2$에 비해 각각 $15dB_A$, $10dB_A$ 감소하였다. 또한 각각의 검사 중 120초 동안 심박동수의 평균값은 Q-$T_2$에서 더 낮은 값으로 나타났지만 통계적인 유의성은 없었다. 정량적 분석의 결과 CNR과 SIR은 유의한 차이가 없었으며, SNR은 Q-$T_2$가 더 낮은 평균값을 보임으로서 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 정성적 분석은 59개의 Q-$T_2$와 $T_2$ 영상의 질이 동일하게 우수(excellent) 5점으로 평가되었으며, 1개의 영상에서 모션 아티팩트로 인해 양호(good) 4점으로 평가되었다. Q-$T_2$는 기존의 $T_2$와 같이 검사시간 및 진단의 정확도는 동일하지만 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 이로인하여 환자 편의를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제14권1호
• /
• pp.31-40
• /
• 2010

목적: 간의 국소병변에 대한 3T 자기공명영상에서 초상자성산화철 조영증강영상을 얻기 위한 여러 급속호흡정지대열들의 상대적 가치를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 간의 자기공명영상을 시행하였던 환자들 중 한 개 이상의 악성 고형병소를 가진 102명의 연속으로 모은 환자들을 대상으로 초상자성산화철 조영제의 정맥주사 후 촬영한 3종류의 각각 다른 에코시간(2.4 msec [GRE_2.4], 5.8 msec [GRE_5.8], and 10 msec [GRE_10])을 갖는 $T2^*$ 강조 경사에코영상들과 하나의 T2 강조 고속스핀에코영상(TSE)을 비교하였다. 두 명의 관찰자가 독립적으로 간의 윤곽, 혈관지표, 인공물, 병변의 명확도에 대해 각각 4점 스케일로 질적분석을 시행하였다. 양적분석을 위해 1 cm 이상의 크기를 갖는 170개의 병변들(간세포암 107개, 담도암 9개, 간전이암 54개)에 대하여 대조도잡음비를 측정하였다. 결과: GRE_5.8은 간윤곽, 혈관지표, 인공물에 대해 질적으로 가장 높은 점수를 받았으며(p<.001) 간 병변의 명확도는 GRE_5.8과 GRE_10간에 유의한 차이가 없었다(p=.414). 전체적으로 평균 대조도잡음비는 GRE_10($24.4{\pm}14.5$), GRE_5.8($14.8{\pm}9.4$), FSE($9.7{\pm}6.3$), GRE_2.4($7.9{\pm}6.4$)의 순으로 높았으며(p<.001), 영상기법에 상관없이 담관암과 전이암의 평균 대조도잡음비가 간세포암에 비해 높았다(p<0.05). 결론: 3T 기기에서 악성 고형 간 병변의 진단을 위한 초상자성산화철 조영증강 급속 호흡정지기법들 중 5.8 msec의 중등도의 에코시간을 갖는 경사에코영상은 10 msec의 에코시간에 비해 대조도잡음비가 낮지만 전체적인 양적 및 질적 평가를 종합하여 볼 때 가장 우수한 영상을 제공할 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제15권7호
• /
• pp.991-998
• /
• 2021

본 연구의 목적은 뇌 자기공명영상에서 확산강조 검사에 대한 SE-EPI 기법과 SSH - TSE 기법에 대한 영상의 질을 알아보고자 한다. MRDWI 검사를 시행한 환자를 무작위로 선정한 PACS 전송 데이터 35명 중 정상 남자 12명, 정상 여자 13명, 뇌경색 10명 중 남자 5 여자 5, 평균나이 68 ± 7.32를 대상으로 데이터를 분석하였다. 사용된 장비는 Ingenia CX 3.0T을 사용하였고 데이터 획득을 위하여 SSH-TSE, SE-EPI 펄스시퀀스와 32 Channel Head Coil를 이용하였다. 영상평가는 paired t-test와 Wilcoxon 검정을 하였으며 p 값이 0.05 이하 일 때 유의성이 있는 것으로 간주하였다. DWI 영상에 대한 SNR대한 정량적 분석 결과 ADC(s/mm2), Diffusion b=0, 1000영상에서 4 부위(WM, GM, BG, Cerebellum)의 평균 및 표준편차 값이 SE-EPI기법(ADC:120.50 ± 40, b=0: 54.50 ± 35.91, b=1000: 91.61 ± 36.63)이 SSH-TSE(ADC:99.69 ± 31.10, b=0: 43.52 ± 25.00 , b=1000: 60.74 ± 24.85) 보다 높게 나타났다(p<0.05). GM-WM, BG-WM 부위에 대한 CNR 값 또한 SE-EPI기법(ADC:116.08 ± 43.30 , b=0: 27.23 ± 09.10 , b=1000: 78.50 ± 16.56)이 SSH-TSE(ADC:101.08 ± 36.81, b=0: 23.96 ± 07.79 , b=1000: 74.30 ± 14.22) 보다 높게 나타났다(p<0.05). 관찰자의 시각적 평가로서 SSH-TSE, SE-TSE에 대한 Ghost 인공물 자화율 인공물, 전반적인 영상의질 모두 SSH-TSE 기법이 높은 결과를 얻었다(ADC:3.6 ± 0.1, 2.8 ± 0.2, b=0: 4.3 ± 0.3, 3.4 ± 0.1 b=1000: 4.3 ± 0.2, 3.5 ± 0.2, p=0.000). 결론적으로, SSH-TSE, SE-EPI를 사용한 SNR, CNR 측정에서 SE-EPI 기법이 우위의 결과를 얻었다. 정성적 분석에서는 펄스시퀀스 특성에 따라 SSH-TSE 펄스시퀀스가 높은 결과를 얻었다.