KR20040017030A - New Reference Scan Method for Diffusion Imaging - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A phase correction method is provided to achieve improved quality of diffusion image and accuracy of phase correction by obtaining reference scan data at the state where the diffusion gradient is turned off. CONSTITUTION: A phase correction method is characterized in that the same pulse sequence is not used in the reference scan and the actual image scan, and positions and phases between echoes are corrected by performing a one-dimensional Fourier transform and a linear phase correction on the time domain signal of the reference scan data at the state where the diffusion gradient is turned off.

Description

디퓨젼 영상기법에서의 위상 보정방법{New Reference Scan Method for Diffusion Imaging}Phase correction method in diffusion imaging technique {New Reference Scan Method for Diffusion Imaging}

본 발명은 자기공명영상진단기(Magnetic Resonance Imaging;MRI)의 위상보정(Phase Correction)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레퍼런스 스캔(Reference Scan) 데이터의 타임도메인 신호를 1D FT후에 선형 위상보정으로 에코간의 위치와 위상을 보정하여서 디퓨젼영상의 위상보정을 이룰 수 있는 디퓨젼 영상기법에서의 위상 보정방법에 관한 것이다.The present invention relates to phase correction of magnetic resonance imaging (MRI). More specifically, the time domain signal of the reference scan data is linearly compensated after 1D FT. The present invention relates to a phase correction method in a diffusion imaging technique capable of achieving phase correction of a diffusion image by correcting a position and a phase.

일반적으로 위상은 자기공명영상진단기(Magnetic Resonance Imaging;MRI)의 영상에 아주 중요한 역할을 한다. 위상이 제대로 얻어지지 못했을 경우, 재구성된 영상은 심한 왜곡을 갖게 되고, 원래 있던 자리에서 이동을 하기도 한다.In general, phase plays a very important role in the imaging of Magnetic Resonance Imaging (MRI). If the phase is not properly obtained, the reconstructed image will have severe distortion and may shift from where it was.

종래의 영상 방법은 영상 데이터를 받을 때마다 위상을 초기화시킬 수 있으므로, 정확한 위상을 얻을 수 있다. 그러나 EPI같은 영상 방법은 위상이 계속 누적되면서, 위상을 정확히 얻을 수 없게 된다In the conventional imaging method, the phase may be initialized every time the image data is received, thereby obtaining an accurate phase. However, imaging methods like EPI do not accumulate the phase as the phases continue to accumulate.

그러므로, 레퍼런스 스캔(reference scan), 네버게이터 에코(navigator echo)등의 방법(기법)을 이용하여 정확한 위상을 얻고 그 위상으로 실재 실험한 영상 데이터의 위상을 보정한다.Therefore, a correct phase is obtained by using a method such as a reference scan or a navigator echo, and the phase of the image data actually experimented with the phase is corrected.

MRI에서 영상 데이터를 받기 위해서는 펄스 시퀸스(pulse sequence)라는 프로그램을 수행하게 된다. 이 펄스 시퀸스(pulse sequence)에는 경사자계(gradient) 3축에 대해 시간에 따른 정보가 있는데, 이를 바탕으로 스펙트로미터를 구동하여 정확한 펄스시퀸스(pulse sequence)를 출력하게 된다. 이 3축은 셀렉션 경사자계(selection gradient), 위상 암호화 경사자계(phase encoding gradient), 그리고, 주파수 암호화 경사 자계(readout gradient)로 구성되어 있는데, 이 3축의 조합으로 영상을 얻을 수 있다.In order to receive image data from the MRI, a program called a pulse sequence is performed. This pulse sequence contains time-dependent information on three axes of gradient. Based on this, the spectrometer is driven to output an accurate pulse sequence. The three axes consist of a selection gradient, a phase encoding gradient, and a frequency coded readout gradient. The combination of these three axes provides an image.

그러나 종래의 위상보정에 있어서는 레퍼런스 스캔을 할 때, 디퓨젼 경사 자계를 인가하게 되므로, 레퍼런스 스캔에서 정확한 위상 정보를 얻을 수 없게 된다.However, in the conventional phase correction, since the diffusion gradient magnetic field is applied during the reference scan, accurate phase information cannot be obtained in the reference scan.

그러므로, 본 발명에서는 이 디퓨젼 경사 자계를 인가하지 않고 받음으로써 더욱 정확한 위상 정보를 얻을 수 있는 것이다.Therefore, in the present invention, more accurate phase information can be obtained by receiving the diffusion gradient magnetic field without applying it.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자기공명영상진단기의 위상보정(Phase Correction)이 레퍼런스 스캔(reference scan) 데이터의 타임도멘인 신호를 1D FT후에 선형 위상보정으로 에코간의 위치와 위상을 보정을 이루도록 하여서 디퓨젼 영상의 위상보정의 효과를 높이고 궁극적으로는 디퓨젼 영상의 성능을 높일 수 있는 디퓨젼 영상기법에서의 위상 보정방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the phase correction (Phase Correction) of the magnetic resonance imaging diagnostic apparatus is the time domain of the reference scan (reference scan) signal after the 1D FT linear echo between the echo It is to provide a phase correction method in the diffusion imaging technique that can improve the effect of the phase correction of the diffusion image and ultimately increase the performance of the diffusion image by adjusting the position and phase.

도 1은 본 발명에 의한 영상 재구성을 위한 순서도이고,1 is a flowchart for image reconstruction according to the present invention;

도 2는 디퓨젼 영상을 얻기 위한 펄스 시퀀스이고,2 is a pulse sequence for obtaining a diffusion image,

도 3은 본 발명의 레퍼런스 스캔시 사용한 펄스 시퀀스이다.3 is a pulse sequence used in the reference scan of the present invention.

이하에서, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 영상 재구성을 위한 순서도이고, 도 2와 도 3은 디퓨젼 영상을 얻기 위한 펄스 시퀀스를 그린 도면으로, 도 2는 실재 영상을 얻는 스캔에서 사용되며, 도 3의 레퍼런스 스탠은 위상보정을 위한 데이터를 얻기 위해서 사용하였다.1 is a flowchart for reconstructing an image according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 illustrate pulse sequences for obtaining a diffusion image. FIG. 2 is used in a scan for obtaining a real image, and the reference stand of FIG. Was used to obtain the data for phase correction.

도 1 내지 도 3에서와 같이 본 발명의 디퓨젼 영상기법에서의 위상 보정방법은 디퓨젼(Diffusion) 영상을 얻기 위해서 레퍼런스 스캔(reference scan)을 이용한 위상보정(phase correction) 기법이 적용된다.As shown in FIGS. 1 to 3, the phase correction method in the diffusion imaging method of the present invention is applied with a phase correction method using a reference scan to obtain a diffusion image.

먼저 위상 보정을 하기 위해서는 위상 암호화 경사 자계(phase encoding gradient)만을 끄고 데이터를 받으면 된다. 위상 보정에 대한 설명을 하면 다음과 같다.First, in order to perform phase correction, only the phase encoding gradient is turned off and data is received. The description of the phase correction is as follows.

첫 번째로 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan date) 즉, 위상 암호화 경사자계(phase encoding gradient)를 끄고 받은 데이터를 얻고, 그 데이터로 식 1-1과 같은 계산을 한다.First, the reference scan data (ie, phase encoding gradient) is turned off to obtain the received data, and the data is calculated as shown in Equation 1-1.

(1-1) (1-1)

이 부분에서는 분모를 일정이상의 수보다 작으면, P(r)과 P(i)를 제로(zero)로 처리하게 된다.In this part, if the denominator is smaller than a certain number, P (r) and P (i) are treated as zero.

두 번째는 첫 번째 단계에서 위상 암호화 경사 자계(phase encoding)을 켜고 실재 실험 데이터를 받고, 그 결과를 식(1-2)에 적용하는 것이다.The second step is to turn on phase encoding gradient field in the first step, receive the actual experimental data, and apply the result to equation (1-2).

(1-2) (1-2)

여기서, P(r)과 P(i)는 식 (1-1)의 결과 값이고, R, I는 실재 실험 데이터를 의미한다.Here, P (r) and P (i) are the result values of Formula (1-1), and R and I represent actual experimental data.

두 단계를 거치면 위상보정(phase correction)을 완료하게 되고 이 데이터를 세로로 1차원 fft를 수행하여 재구성된 영상을 얻을 수 있다.In two steps, phase correction is completed, and the reconstructed image can be obtained by vertically performing one-dimensional fft of the data.

도 1은 재구성단계를 그린 도면이다.1 is a diagram illustrating a reconstruction step.

영상을 재구성하는 단계를 크게 4단계로 나눌 수 있다.Reconstructing the image can be divided into four stages.

1단계는 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 구동하여 원 MRI 데이터를 받는 단계이고, 여기서는 실재 실험 데이터와 위상 보정(phase correction)을 위한 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)를 각각 받는다. 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)는 실재 영상 스캔에서 위상 암호화 경사자계(phase encoding gradient)만을 제로(zero)로 하여 실험을 하게 된다.In the first step, a pulse sequence is driven to receive original MRI data, and in this case, actual test data and reference scan data for phase correction are respectively received. Reference scan data is experimented with only a phase encoding gradient zero in the real image scan.

2단계는 전송된 원 MRI 데이터에서 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)를 이용하여 P(r)과 P(i)를 구하는 단계이다. 이 과정에서 레퍼런스 스캔데이터(reference scan data)로부터 위상 정보를 얻게 된다. 여기서, 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)로 인해 위상 보정이 정확히 되지 않는 것을 미연에 방지하기 위해, 분모 값에 따라 도 1에서처럼 조건 식을 거쳐 1 단계 처리과정을 거치게 된다.Step 2 is a step of obtaining P (r) and P (i) using reference scan data from the transmitted original MRI data. In this process, phase information is obtained from reference scan data. Here, in order to prevent the phase correction from being correct due to the reference scan data, a one-step process is performed through a conditional expression as shown in FIG. 1 according to the denominator value.

3단계는 위상 결과를 가지고 실재 실험 데이터에 곱하여 위상 보정을 수행한다.Step 3 takes the phase result and multiplies the actual experimental data to perform phase correction.

4단계는 데이터를 세로로 1차원 fft를 하면, 영상이 재구성되게 된다.Step 4 is to reconstruct the image if the data is vertically one-dimensional fft.

레퍼런스 스캔(Reference scan)은 실재 영상 스캔과 거의 비슷하므로, 위상암호화 경사 자계(phase encoding gradient)을 켰을 때의 실험과 거의 비슷하게 에코의 위치와 위상을 갖게 된다. 그러므로, 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)의 타임 도메인 신호를 1D FT후에 선형 위상 보정을 하게 되면, 에코간의 위치와 위상을 보정할 수 있게 된다. 그리고 상기에서와 같이, 레퍼런스 스캔(reference scan)과 실재 영상 스캔 간은 동일한 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 사용하여야 한다.Since the reference scan is almost similar to the real image scan, it has an echo position and phase almost similar to the experiment when the phase encoding gradient field is turned on. Therefore, if linear phase correction is performed on the time domain signal of reference scan data after 1D FT, the position and phase between echoes can be corrected. As described above, the same pulse sequence should be used between the reference scan and the real image scan.

본 설명에서 적용한 기법을 상세하게 설명하면, 다음과 같다.The technique applied in the present description will be described in detail as follows.

위상 보정(Phase correction)에 필요한 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)를 얻기 위해서, 위상 암호화 경사자계(phase encoding gradient)를 끄고 데이터를 얻는데 (종래의 방법), 여기에 더해, 디퓨젼 경사자계(diffusion gradient)도 끄고 데이터를 얻는다.To obtain the reference scan data required for phase correction, turn off the phase encoding gradient and obtain the data (conventional method), in addition to the diffusion gradient Turn off the gradient to get the data.

도면으로 설명하면, 종래의 방법은 도 2에서 위상 부호화 경사자계만을 끄고 데이터를 받게 되나, 본 발명은 도 3에서와 같이 디퓨젼 경사자계도 끄고 받는다.Referring to the drawings, the conventional method turns off only the phase coded gradient field in FIG. 2 and receives data, but the present invention turns off the gradient gradient field as shown in FIG.

다시설명하면, 일반적으로 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)를 받는 펄스 시퀀스(pulse sequence)의 경우, 종래의 방법으로 할 경우, 완전히 동일한 펄스 시퀀스(pulse sequence)에 위상 암호화 경사 자계(phase encoding gradient)만을 끄고 받는데, 본 발명에서는 디퓨젼 경사자계(diffusion gradient)까지도 끄고 받는 것이 기존의 방식과 다른 점이다.In other words, in the case of a pulse sequence that generally receives reference scan data, in the conventional method, a phase encoding gradient is performed in exactly the same pulse sequence. Turning off and receiving only, in the present invention, turning off and receiving a diffusion gradient is different from the conventional method.

그리고 실제 스캔을 하고, 종래의 방식과 동일하게 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)로 위상 보정(phase correction) 기법을 수행한다.The actual scan is performed, and a phase correction technique is performed with reference scan data in the same manner as the conventional method.

위상보정(Phase correction)을 하기 위해서는 실재의 스캔 전에 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)를 얻어야 한다. 이때 레퍼런스 스캔(reference scan)은 위상 암호화 경사 자계(phase encoding gradient)를 끄고 데이터를 얻게 되는데, 본 발명에서는 디퓨젼 경사자계(diffusion gradient)까지 끄고 데이터를 얻어 디퓨젼 경사자계(diffusion gradient) 적용에 의한 에코 신호의 왜곡을 줄임으로써 정확한 위상 정보를 얻을 수 있도록 하여 디퓨젼 영상의 질을 높일 수 있도록 한다.In order to perform phase correction, reference scan data must be obtained before the actual scan. In this case, the reference scan turns off the phase encoding gradient and obtains data. In the present invention, the data is turned off to the diffusion gradient and the data is applied to the diffusion gradient application. By reducing the distortion of the echo signal, it is possible to obtain accurate phase information to improve the quality of the diffusion image.

디퓨젼 경사자계(Diffusion gradient)는 일반적으로 물 신호를 확산시키는데 사용하므로, 에코 신호가 작아질 수 밖에 없으며, 그 만큼 원하는 정보를 얻을 수 없게 한다. 그러므로, 여기서 얻는 위상 정보로는 정확한 보정을 할 수 없게 된다.Since diffusion gradients are generally used to spread water signals, echo signals are inevitably reduced, and thus the desired information cannot be obtained. Therefore, accurate correction cannot be performed with the phase information obtained here.

그러므로, 펄스 시퀀스(pulse sequence)는 동일하고 디퓨젼 경사자계(diffusion gradient)만을 끔으로써, 종래의 방법보다 더 정확한 위상 정보를 얻을 수 있는 것이다.Therefore, the pulse sequence is the same and only by turning off the diffusion gradient, it is possible to obtain more accurate phase information than the conventional method.

이상 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 디퓨젼 영상기법에 의하면, 위상 보정(phase correction)을 위한 레퍼런스 스캔 데이터(reference scan data)를 얻을 때, 디퓨젼 경사자계(diffusion gradient)를 끄고 얻음으로써 디퓨젼 영상의 질을 높일 수 있으며 기존의 방법에 비해 위상 보정을 더 정확히 할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the diffusion imaging method according to the present invention, when obtaining reference scan data for phase correction, the diffusion is turned off and obtained by turning off the diffusion gradient. The image quality can be improved and the phase correction can be made more accurate than the conventional method.

Claims (1)

자기공명영상진단기(MRI)의 디퓨젼 영상을 얻는 방법에 있어서,In the method of obtaining a diffusion image of a magnetic resonance imaging diagnostic apparatus (MRI), 레퍼런스 스캔(reference scan)과 실재 영상 스캔(scan)간은 동일한 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 사용하지 않으며, 디퓨젼 경사자계를 인가 하지 않고 레퍼런스 스캔 데이터의 타임 도메인 신호를 1D FT후에 선형 위상 보정을 하여 에코간의 위치와 위상을 보정하는 것을 특징으로 하는 디퓨젼 영상기법에서의 위상 보정방법..The same pulse sequence is not used between the reference scan and the real image scan, and linear phase correction is performed after 1D FT of the time domain signal of the reference scan data without applying a diffusion gradient magnetic field. And correcting the position and phase between the echoes.
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