KR20230007892A - 자화준비 이미징을 위한 싱글-샷 의사-센트릭 epi 방법 - Google Patents

자화준비 이미징을 위한 싱글-샷 의사-센트릭 epi 방법 Download PDF

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Abstract

MRI 컴퓨팅 장치가 RF 여기 펄스를 인가하는 단계, 및 상기 MRI 컴퓨팅 장치가 상기 RF 여기 펄스를 인가한 이후 다른 RF 여기 펄스를 인가하지 않은 상태에서, 복수 개의 위상부호화라인 그룹들을 획득하여 K-스페이스를 완성하는 단계를 포함하며, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹들은 복수 개의 위상부호화라인들로 구성되어 있으며, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 먼저 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균 위상부호화 크기의 절대값은 나중에 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균 위상부호화 크기의 절대값보다 크지 않은, MRI 데이터 생성방법을 공개한다.

Description

자화준비 이미징을 위한 싱글-샷 의사-센트릭 EPI 방법{Single-shot Pseudo-centric EPI for Magnetization-Prepared Imaging method}
본 발명은, MRI 이미징에 관한 것으로서, 에코시간(TE)을 크게 줄여 자화-준비 이미징을 위한 SNR을 개선할 수 있는 싱글-샷 센트릭-재정렬 EPI (1sh-CenEPI) 기술에 관한 것이다.
싱글-샷 에코 평면 이미징(1sh-EPI)은 빠르게 진동하는 판독 그레디언트들 및 위상인코딩(PE) 블립(blip)들이 통합되어 단일 RF 여기(single RF excitation)에서 전체 2차원 k-스페이스를 획득하는 대표적인 고속 MR 이미징 기술이다. 따라서 1sh-EPI는 확산(diffusion), 관류(perfusion), 및 fMRI와 같은 높은 시간적 해상도가 필요한 다양한 MR 이미징 기술들의 판독 시퀀스로 널리 사용된다. 그러나 1sh-EPI는 단극(unipolar) / 단방향(unistep) 위상인코딩 블립들을 사용하여 일 가장자리에서 다른 가장자리로 이동하는 특별한 지그재그 k-스페이스 궤적 때문에 본질적으로 선형 위상인코딩 정렬(linear PE order)로 제한된다. 1sh-EPI의 에코시간(TE)은 RF 펄스의 센터(center)와 k-스페이스 센터가 획득되는 순간 사이의 기간이므로 선형으로 정렬된 1sh-EPI(1sh-LinEPI)는 다른 그레디언트 에코 시퀀스들과 비교하여 상대적으로 긴 에코시간(> 30ms, 병렬 이미징 없이)를 가진다.
에코시간(TE)은 이미지 획득 전에 얼마나 많은 신호가 감쇠하는지를 결정하기 때문에 대부분의 자화-준비 이미징 기술들(예컨대, 확산, 관류, 자화 전달, 반전 복구 이미징)에서 선형 정렬보다 센트릭 위상인코딩 정렬이 선호된다. 1sh-EPI에서 에코시간을 줄이기 위해, 일반적인 방법은 k-스페이스의 일부(>50%) 만 획득하고, Hermitian 대칭을 활용하여 전체 k-스페이스를 재구성하는 부분 푸리에(Fourier)를 활용하는 것이다. 멀티 샷 세그먼트 획득(multishot segmented acquisition)은 또한 k-스페이스의 세그먼트가 RF 펄스 여기로 인코딩되고 여러 RF 여기들이 전체 k-스페이스를 인코딩하는 데 사용되는 대체 방법이 될 수 있다. 특히, 2-shot 중앙-출력 EPI (2sh-CenEPI)는 에코시간을 감소시켜 관류 신호들의 SNR을 증가시키기 위해 제안되었다. 그러나 2sh-CenEPI는 일반적으로 낮은 SNR을 보상하기 위해 반복적인 측정들이 필요한 자화-준비 이미징에 적합하지 않으므로 멀티 샷(shot) 이미징을 위한 많은 준비 시간이 발생한다. 상술한 방법은 결국 샷(shot)들의 수에 비례하여 총 스캔 시간을 연장시킨다.
이전 연구에서, 위상인코딩 그룹화는 센트릭 재정렬 bSSFP(balanced steady-state free precession)에서 와전류(eddy-current) 아티팩트(artifact)들을 완화하기 위해 제안되었다. 기존의 센트릭 및 선형 위상인코딩 정렬들을 결합하여 연속적인 N개의 위상인코딩 라인들은 그룹으로 선형으로 인코딩되고 여러 위상인코딩 그룹들은 의사-센트릭 방식으로 중앙에서 가장자리까지 k-스페이스를 인코딩한다. 이 방법은 위상인코딩 방향을 따라 갑작스런 점프들의 수를 1/N로 줄였고, 따라서 와전류로 인한 디페이싱(dephasing)이 그에 따라 감소되었다.
대한민국 특허공개번호 10-2017-0024243에는 선형 위상인코딩 오더, 센트릭 위상인코딩 오더, 페어링 위상인코딩 오더, dAVE 위상인코딩 오더, 얼터네이팅 선형 위상인코딩 오더 방식에 따른 MRI 데이터 획득 방법이 제시되어 있다. 이 선행문헌에 공개된 내용은 본 발명의 이해를 돕기 위한 기초자료로서 활용될 수 있다.
본 발명에서는 에코시간을 크게 줄일 수 있으며 자화-준비 이미징의 SNR을 개선할 수 있는 기술로서, 데카르트 좌표(Cartesian coordinate)의 싱글-샷 EPI에서 센트릭 재정렬을 달성할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명에서는 데카르트 좌표의 싱글-샷 EPI에서 센트릭 재정렬을 달성하기 위해 위상인코딩 그룹화 개념을 1sh-EPI에 도입한다.
본 발명의 일 관점에 따라, 그룹화 된 오실레이팅 판독 그레디언트들, 각 그룹 내의 위상-인코딩 블립(blip)들, 및 두 연속 그룹들 간의 큰 위상-인코딩 점프가 통합되어 중앙에서 가장자리들까지 싱글-샷으로 전체 k-스페이스를 인코딩하는 1sh-CenEPI가 제안된다.
본 발명의 일 관점에 따라 제공되는 1sh-CenEPI의 타당성은 팬텀 및 생체 내 뇌 실험으로 평가될 수 있다. 또한, 1sh-CenEPI를 pCASL(pseudo continuous arterial spin labeling) 이미징에 적용하여 자화-준비 이미징의 성능을 조사할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따라 제공되는 MRI 데이터 생성방법은, MRI 스캐너가, RF 여기 펄스를 인가하는 단계(applying an RF excitation pulse); 및 상기 MRI 스캐너가, 상기 RF 여기 펄스를 인가한 이후 다른 RF 여기 펄스를 인가하지 않은 상태에서, 복수 개의 위상부호화라인 그룹들을 획득하여 K-스페이스를 완성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 각각의 위상부호화라인 그룹들은 복수 개의 위상부호화라인들로 구성되어 있을 수 있다. 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 먼저 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균 위상부호화 크기의 절대값은 나중에 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균 위상부호화 크기의 절대값보다 크지 않을 수 있다.
이때, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들은 연속적인 위상부호화 크기를 가질 수 있다. 여기서 상기 '연속적'의 의미는, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹에 포함된 상기 복수 개의 위상부호화 라인들 중 시간 축에서 연속적으로 획득된 임의의 두 개의 위상부호화 라인들인 제1위상부호화 라인과 제2위상부호화 라인이 있을 때에, 상기 완성된 K-스페이스를 구성하는 어떠한 다른 위상부호화 라인의 위상부호화 크기도 상기 제1위상부호화 라인의 위상부호화 크기와 상기 제2위상부호화 라인의 위상부호화 크기 사이의 값을 갖지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
이때, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들의 위상부호화 크기들의 절대값들은 시간에 대하여 선형성을 가질 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1위상부호화라인 그룹 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인의 경사자계 크기는, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1위상부호화라인 그룹을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인 그룹 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인의 경사자계 크기에 대해 불연속적일 수 있다.
이때, 각각의 상기 위상부호화라인 그룹 내의 제1위상부호화라인을 획득한 시각과 상기 제1위상부호화라인을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인을 획득한 시각 간의 시간간격은 제1시간간격이고, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1위상부호화라인 그룹 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인을 획득한 시각과, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1위상부호화라인 그룹을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인 그룹 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인을 획득한 시각 간의 간격은 제2시간간격이고, 상기 제2시간간격은 상기 제1시간간격보다 클 수 있다.
본 발명과 같이 1샷 방식에서는 블립-업 방식(blip up approach)과 블립-다운 방식(blip down approach)이 함께 사용되어야 할 수 있으며, 이로 인해 문제가 발생할 수 있다.
상기 블립-업 방식은 GPE를 양의 값으로 설정하여 획득하는 방식이다.
상기 문제를 해결하기 위한 방법으로 아래의 구성들이 제공될 수 있다.
상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-업 방식(blip up approach)으로 획득된 것이고, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들을 제외한 나머지 위상부호화라인 그룹들로 구성된 제2세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-다운 방식으로 획득된 것일 수 있다.
상기 블립-다운 방식은 GPE를 음의 값으로 설정하여 획득하는 방식이다.
이때, 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 각각의 위상부호화라인 그룹의 평균 위상부호화 크기는 양의 값을 가지며, 상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 각각의 위상부호화라인 그룹의 평균 위상부호화 크기는 음의 값을 가질 수 있다.
이때, MRI 데이터 생성방법은, 상기 MRI 스캐너가, 상기 K-스페이스에서 상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-업 K-스페이스를 생성하고, 상기 K-스페이스에서 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-다운 K-스페이스를 생성하는 단계; 상기 MRI 스캐너가, 상기 블립-업 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-업 왜곡 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-다운 왜곡 이미지를 생성하는 단계; 상기 MRI 스캐너가, 상기 블립-업 왜곡 이미지를 제1방향으로 언워핑(unwarping)하여 보정한 블립-업 보정 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 왜곡 이미지를 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 언워핑하여 보정한 블립-다운 보정 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 MRI 스캐너가, 상기 블립-업 보정 이미지와 상기 블립-다운 보정 이미지의 복소 평균을 기초로 최종 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 블립-업 왜곡 이미지와 상기 블립-다운 왜곡 이미지는 서로에 대하여 반대되는 공간 왜곡을 가지며, 상기 제1방향은 이마(Anterior)로부터 머리의 뒷부분(Posterior)를 향하는 방향이며, 상기 제2방향은 머리의 뒷부분(Posterior)로부터 이마(Anterior)를 향하는 방향일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라 제공되는 MRI 데이터 생성방법은, MRI 컴퓨팅 장치가, RF 여기 펄스를 인가하는 단계(applying an RF excitation pulse); 및 상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 RF 여기 펄스를 인가한 이후 다른 RF 여기 펄스를 인가하지 않은 상태에서, 복수 개의 위상부호화라인 그룹들을 획득하여 K-스페이스를 완성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-업 방식(blip up approach)으로 획득된 것이고, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들을 제외한 나머지 위상부호화라인 그룹들로 구성된 제2세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-다운 방식으로 획득된 것일 수 있다.
이때, 상기 MRI 데이터 생성방법은, 상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 K-스페이스에서 상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-업 K-스페이스를 생성하고, 상기 K-스페이스에서 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-다운 K-스페이스를 생성하는 단계; 상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-업 왜곡 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-다운 왜곡 이미지를 생성하는 단계; 상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 왜곡 이미지를 제1방향으로 언워핑(unwarping)하여 보정한 블립-업 보정 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 왜곡 이미지를 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 언워핑하여 보정한 블립-다운 보정 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 보정 이미지와 상기 블립-다운 보정 이미지의 복소 평균을 기초로 최종 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따라 MRI 스캐너와 통신하기 위한 통신 인터페이스 및 처리부를 포함하는 MRI 컴퓨팅 장치가 제공될 수 있다. 상기 처리부는, 상기 MRI 스캐너로 하여금 RF 여기 펄스를 인가하도록 하는 명령을 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 MRI 스캐너에게 전송하며, 그리고 상기 MRI 스캐너가 상기 RF 여기 펄스를 인가한 이후 다른 RF 여기 펄스를 인가하지 않은 상태에서 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 MRI 스캐너로부터 복수 개의 위상부호화라인 그룹들을 획득하여 K-스페이스를 완성하도록 되어 있다. 이때, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹들은 복수 개의 위상부호화라인들로 구성되어 있다. 그리고 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 먼저 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기의 절대값은 나중에 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기의 절대값보다 크지 않다.
이때, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들의 위상부호화 크기들의 절대값들은 시간에 대하여 선형성을 가질 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1위상부호화라인 그룹 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인의 경사자계 크기는, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1위상부호화라인 그룹을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인 그룹 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인의 경사자계 크기에 대해 불연속적일 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-업 방식(blip up approach)으로 획득된 것이고, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들을 제외한 나머지 위상부호화라인 그룹들로 구성된 제2세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-다운 방식으로 획득된 것이며, 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 각각의 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기는 양의 값을 가지며, 상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 각각의 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기는 음의 값을 가질 수 있다.
이때, 상기 처리부는, 상기 K-스페이스에서 상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-업 K-스페이스를 생성하고, 상기 K-스페이스에서 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-다운 K-스페이스를 생성하고, 상기 블립-업 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-업 왜곡 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-다운 왜곡 이미지를 생성하며, 상기 블립-업 왜곡 이미지를 제1방향으로 언워핑하여 보정한 블립-업 보정 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 왜곡 이미지를 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 언워핑하여 보정한 블립-다운 보정 이미지를 생성하고, 그리고 상기 블립-업 보정 이미지와 상기 블립-다운 보정 이미지의 복소 평균을 기초로 최종 이미지를 생성하도록 되어 있을 수 있다.
본 발명은 3T에서 팬텀과 인간의 뇌에서 테스트되는 데에 사용될 수 있다. 또한 제안된 재정렬 방식은 자화-준비 이미징에서 센트릭 재정렬의 효율성을 평가하기 위해 pCASL (pseudo-continuous arterial spin labeling)에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따라 제안된 1sh-CenEPI에 의하면, 유사한 판독 창(readout window)을 유지하고 기존의 선형 및 다중-샷 중앙-출력 EPI 이미지들과 유사한 이미지들을 제공하면서 에코시간을 크게 줄일 수 있으며, 이는 자화-준비 이미징의 SNR을 개선한다. 본 발명은 다양한 자화-준비 이미징 기술에 대한 새로운 판독 기술로 이용될 수 있다.
본 발명에서 제안한 1sh-CenEPI는 에코시간을 그레디언트-에코 EPI의 경우 50ms에서 1.4ms로, 스핀-에코 EPI의 경우 100ms에서 7ms로 감소시켰으며, 판독 기간(readout duration)의 연장은 대부분의 케이스들에서 전체 판독 기간의 10% 미만이었다. 상기 1sh-CenEPI 이미지는 기존의 2-shot 중앙-출력(center-out) EPI (2sh-CenEPI)와 비교할 때 팬텀과 인간의 뇌 모두에서 뚜렷한 기하학적 왜곡(geometric distortion)을 나타내지 않았다. pCASL 결과들에서, 관류 가중 이미지들(perfusion-weighted images) 내의 3-폴드(3-fold)의 시간적 SNR 증가와 2-폴드의 공간적 SNR 증가가 기존의 선형 정렬(ordering)에 비해 1sh-CenEPI에 의해 달성되었고, 반면, 대뇌 혈류(cerebral blood flow)(CBF) 값들은 이전 연구와 일치했다.
본 발명에 따르면 에코시간을 크게 줄일 수 있으며 자화-준비 이미징의 SNR을 개선할 수 있는 기술로서, 데카르트 좌표(Cartesian coordinate)의 싱글-샷 EPI에서 센트릭 재정렬을 달성할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
본 발명에 따라 제안된 싱글-샷 의사-센트릭 EPI(1sh-CenEPI)가 에코시간을 ~ 1ms로 감소시켜, 종래의 2-샷 센트릭 EPI (2sh-CenEPI)와 비슷한 이미지 품질을 보여 주며 종래의 싱글-샷 선형 EPI (1sh-LinEPI)에 비해 pCASL 신호들의 SNR이 크게 향상될 수 있다. 본 발명에 따라 제안된 방법에 따르면 에코시간을 줄임으로써 자화-준비 이미징의 품질을 크게 향상시킬 수 있으며 더 빠른 이미지 재구성을 위해 데카르트 좌표의 UTE 이미징에 잠재적으로 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 스캐너 및 MRI 컴퓨팅 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 1sh-CenEPI의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제안된 1sh-CenEPI을 위하여 왜곡을 교정하는 방법을 나타낸 스키매틱이다.
도 4는 1sh-LinEPI와 본 발명에 의해 제안된 1sh-CenEPI 간의 판독 기간 및 최소 에코시간의 비교를 위해 제시된 표이다.
도 5는 1sh-CenEPI 이미지에 위상 보정을 한 효과를 설명하는 자료이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 재정렬 스킴들로 획득한 팬텀 및 사람 뇌 GE-EPI 이미지들을 나타낸 것이다.
도 7은 다양한 위상/기하 왜곡 보정 방법들로 보정된 멀티-슬라이스 사람 뇌 1sh-CenEPI 이미지들, 1sh-LinEPI 이미지들, 및 GRE 이미지들을 나타낸 것이다.
도 8은 1sh-LinEPI와 1sh-CenEPI를 이용하여 얻은 5명의 피험자들에 대한 관류-가중 이미지들을 나타낸 것이다.
도 9는 도 2 및 도 3에서 상술한 MRI 데이터 생성방법의 각 단계들을 순서도로서 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 스캐너 및 MRI 컴퓨팅 장치를 도시한 것이다.
MRI 컴퓨팅 장치(2)는 MRI 스캐너(1)에 연결되어 있는 장치이다.
이하에서 설명하는 MRI 데이터 생성방법은, MRI 컴퓨팅 장치(2)가 MRI 스캐너(1)로 하여금 각 단계를 수행하도록 하여 MRI 스캐너(1)에서 수행될 수 있다. 또는 MRI 컴퓨팅 장치(2)에서 각 단계가 수행될 수도 있다.
<펄스 시퀀스의 생성 방법>
이하, 서술하는 도 2a, 도 2b, 도 2c, 및 도 2d를 통틀어 도 2라고 지칭할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 1sh-CenEPI의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 1sh-CenEPI의 시간 축에서의 펄스 시퀀스 다이어그램을 나타낸 것이다.
도 2a에서는 펄스 시퀀스 다이어그램들로서, RF 펄스 시퀀스 다이어그램, GSS 펄스 시퀀스 다이어그램, GPE 펄스 시퀀스 다이어그램, 및 GRO 펄스 시퀀스 다이어그램을 제시하였으며, 이들은 k-스페이스를 얻기 위한 펄스 시퀀스 다이어그램들이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 1sh-CenEPI의 시간 축에서의 K-스페이스 궤적을 도시한 것이다.
도 2c는 도 2b의 제1그룹과 제2그룹만을 나타낸 것이다.
도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 1sh-CenEPI의 공간 도메인을 도시한 것이다.
이하, 도 1 및 도 2a 내지 도 2d를 함께 참조하여 MRI 데이터 생성방법을 설명한다.
본 발명에 따른 MRI 데이터 생성방법은, 아래의 단계(S10) 및 단계(S20)를 포함할 수 있다.
단계(S10)에서, MRI 컴퓨팅 장치(2)(또는 MRI 스캐너(1))가, RF 여기 펄스를 인가(applying an RF excitation pulse)할 수 있다. 도 2a에서, RF 여기 펄스(11)가 한번만 인가됨을 알 수 있다.
단계(S20)에서, MRI 컴퓨팅 장치(2)(또는 MRI 스캐너(1))가, 상기 RF 여기 펄스(11)를 인가한 이후 다른 RF 여기 펄스를 인가하지 않은 상태에서, 복수 개의 위상부호화라인 그룹들(g1~g4)을 획득하여 K-스페이스(20)를 완성할 수 있다.
즉, 도 2d를 참조하면, 단계(S10)에서의 싱글 RF 여기 이후에, 오실레이팅 판독 그레디언트들로 된 소정 개수의 그룹(예컨대, g1~g4)과, 상기 그룹들(g1~g4) 간의 점프 위상 인코딩 그레디언트들이 결합되어 중앙으로부터 가장자리까지 전체 k-스페이스(20)를 커버할 수 있다. 이때, 상기 그레디언트는 이하에서 위상인코딩라인으로 지칭될 수도 있다. 상기 그레디언트에 대해서는 이후에 자세히 설명한다.
도 2d와 같이, 양(+)의 ky 및 음(-)의 ky 모두를 커버하도록, 도 2a와 같이, 위상인코딩 블립들(31, 32, 33)의 극성은 각 그룹에서 번갈아 엇갈린다(alternate). 즉, 도 2a에서, GPE 펄스 시퀀스 다이어그램을 살펴보면, 블립들(31, 32, 33)의 극성이 양의 극성과 음의 극성으로 번갈아 반복됨을 알 수 있다. 이때, 양의 극성인 블립들(31, 33)은 양의 방향의 삼각형으로 표시되고, 음의 극성인 블립들(32)은 음의 방향의 역삼각형으로 표시될 수 있다.
도 2a의 GRO 펄스 시퀀스 다이어그램을 참조하면, 한 세트의 블립(31, 32, 33, ...)들에 하나의 그룹(g1, g2, g3, ...)이 대응되어 생성될 수 있음을 확인할 수 있다.
이하, 상기 그룹들(g1~g4)에 대해 설명한다.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 각 그룹(예컨대, g1) 내의 판독 그레디언트들(L11, L12, L13, ...)의 개수는 N(예컨대, 4)으로 지칭될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 1sh-CenEPI에서는, 특정 숫자(N, 예컨대, 4)를 가진 양극성 판독 그레디언트들(bipolar readout gradients)이 하나의 그룹으로서 선형 인코딩되었으며, 여기에는 중앙에서 가장자리까지 센트릭 방식으로 k-스페이스(20)를 인코딩하는 여러 그룹들(예컨대, g1~g4)이 있다. 각 판독 그룹 내에서 동일한 위상인코딩 블립(blip)들이 사용되었으며 연속된 두 그룹들 간에 위상인코딩 점프들이 존재한다. 효율적인 센트릭 정렬을 위해 위상인코딩 블립들의 극성은 그룹마다 교차된다.
예컨대, 도 2a 및 도 2d를 함께 참조하면, 블립들(31)이 양의 극성을 갖는 구간 동안 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1)의 평균 위상부호화 크기(ky)는 양의 값(41)을 가지며, 이후의 블립들(32)이 음의 극성을 갖는 구간 동안 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2)의 평균 위상부호화 크기(ky)는 음의 값(42)을 가지고, 이후의 다음 블립들(33)이 양의 극성을 갖는 구간 동안 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3)의 평균 위상부호화 크기(ky)는 양의 값(43)을 가질 수 있다.
도 2d에서, ky축의 왼쪽 옆에 제시된 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1)과 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3)의 옆에 제시된 두 개의 위쪽 방향을 향하는 화살표들은 블립-업을 나타낸다. 그리고, ky축의 왼쪽 옆에 제시된 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2)과 제4세트의 위상부호화라인 그룹(g4)의 옆에 제시된 두 개의 아래쪽 방향을 향하는 화살표들은 블립-다운을 나타낸다.
즉, 블립들의 극성이 반복됨에 따라 그룹들의 평균 위상부호화 크기 값도 양의 값, 및 음의 값을 번갈아 가며 가질 수 있다.
다시 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 예컨대, 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1)에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들(예컨대, N=4)(L11 내지 L14)은 연속적인 위상부호화 크기를 가질 수 있다. 또한, 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1)에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들(예컨대, N=4)(L11 내지 L14)의 위상부호화 크기(ky)들의 절대값들은 시간에 대하여 선형성을 가질 수 있다.
제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2)에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들(예컨대, 4개)(L21 내지 L24)은 연속적인 위상부호화 크기를 가질 수 있다. 또한, 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2)에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들(예컨대, N=4)(L21 내지 L24)의 위상부호화 크기(ky)들의 절대값들은 시간에 대하여 선형성을 가질 수 있다.
제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3)에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들(예컨대, N=4)(L31 내지 L34)은 연속적인 위상부호화 크기를 가질 수 있다. 또한, 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3)에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들(예컨대, N=4)(L31 내지 L34)의 위상부호화 크기(ky)들의 절대값들은 시간에 대하여 선형성을 가질 수 있다.
제4세트의 위상부호화라인 그룹(g4)에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들(예컨대, N=4)(L41 내지 L44)은 연속적인 위상부호화 크기를 가질 수 있다. 또한, 제4세트의 위상부호화라인 그룹(g4)에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들(예컨대, N=4)(L41 내지 L44)의 위상부호화 크기(ky)들의 절대값들은 시간에 대하여 선형성을 가질 수 있다.
이때, 도 2c를 참조하면, 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1) 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인(L14)의 경사자계 크기(ky)는 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1)을 획득한 직후에 획득한 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2) 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인(L21)의 경사자계 크기(ky)에 대해 불연속적일 수 있다.
마찬가지로, 도 2b를 참조하면, 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2) 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인(L24)의 경사자계 크기(ky)는 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2)을 획득한 직후에 획득한 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3) 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인(L31)의 경사자계 크기(ky)에 대해 불연속적일 수 있다.
그리고 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3) 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인(L34)의 경사자계 크기(ky)는 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3)을 획득한 직후에 획득한 제4세트의 위상부호화라인 그룹(g4) 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인(L41)의 경사자계 크기(ky)에 대해 불연속적일 수 있다.
이때, 판독 그레디언트들의 두 개의 램프(ramp) 시간에 맞을(fit) 수 없는 그룹들(예컨대, g1과 g2) 간의 커다란 위상인코딩 점프(jump)들로 인해, 위상인코딩 점프들 동안 작은 시간 간격(갭, gap)들(도 2a의 T1, T2, ..., 도 2c의 T12)이 삽입될 수 있다. 원칙적으로 상기 시간 간격들의 총량은 N의 값에 따라 달라질 수 있다.
다시, 도 2c를 참조하면, 각각의 위상부호화라인 그룹(에컨대, g1) 내의 제1위상부호화라인(L11)을 획득한 시각과 상기 제1위상부호화라인(L11)을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인(L12)을 획득한 시각 간의 시간간격은 제1시간간격(T11)이라고 정의할 수 있다.
그리고 복수 개의 위상부호화라인 그룹들(g1~g4) 중 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1) 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인(L14)을 획득한 시각과, 복수 개의 위상부호화라인 그룹들(g1~g4) 중 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1)을 획득한 직후에 획득한 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2) 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인(L21)을 획득한 시각 간의 간격은 제2시간간격(T12)이라고 정의할 수 있다.
이때, 상기 제2시간간격(T12)은 상기 제1시간간격(T11)보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 그룹들(g1과 g2, g2와 g3, 또는 g3과 g4) 간의 시간 간격은 위상인코딩 점프 그레디언트들의 진폭과 무관하게, 동일하게 설정될 수 있다.
상술한 내용을 종합하여 다시 도 2d에 대해 설명하면, 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1) 및 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3)은 블립-업 방식(blip up approach)으로 획득되었으며(도 2a의 블립(31), 블립(33)), 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2) 및 제4세트의 위상부호화라인 그룹(g4)은 블립-다운 방식으로 획득되었음을 이해할 수 있다(도 2a의 블립(32)).
제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1)은 양의 극성을 갖는 블립들(31)로 인해 평균 위상부호화 크기(ky 값)가 양의 값을 가지며, 그 다음 획득한 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2)은 음의 극성을 갖는 블립들(32)로 인해 평균 위상부호화 크기(ky 값)가 음의 값을 가질 수 있다.
이때, 제1세트의 위상부호화라인 그룹(g1)의 평균 위상부호화 크기의 절대값은 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2)의 평균 위상부호화 크기의 절대값보다 크지 않을 수 있다.
마찬가지로, 제2세트의 위상부호화라인 그룹(g2)의 평균 위상부호화 크기의 절대값은 나중에 획득한 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3)의 평균 위상부호화 크기의 절대값보다 크지 않을 수 있다.
그리고 제3세트의 위상부호화라인 그룹(g3)의 평균 위상부호화 크기의 절대값은 나중에 획득한 제4세트의 위상부호화라인 그룹(g4)의 평균 위상부호화 크기의 절대값보다 크지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 에코시간을 더 줄이기 위해 최소-위상 RF 펄스가 사용될 수 있다.
본 발명에서는 상기 제안된 의사-센트릭 정렬 방식을 싱글-샷 SE-EPI (spin-echo EPI)에도 적용할 수 있다.
<위상 보정 방법>
종래의 1sh-LinEPI에서는 일반적으로 데이터 수집 전에 위상인코딩 그레디언트 없이 세 개의 네비게이터 에코들을 얻고 세 개의 에코들에서 계산된 위상 오프셋들은 반대 판독 그레디언트 극성들(opposite readout gradient polarities)로 획득한 홀수 에코들과 짝수 에코들 사이의 오정렬(misalignment)을 보정하기 위해 사용된다(3-에코 위상 보정 방법).
그러나 도 2a에 도시된 GRO 펄스 시퀀스 다이어그램을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제안된 1sh-CenEPI의 경우, 그룹들 간 다중 위상인코딩 점프들은 각 그룹에 대해 ~100μs의 시간 지연(T1, T2)을 유발하므로, 이는 위상 보정에서도 고려되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 1sh-CenEPI 궤적의 위상 보정을 위해, 위상인코딩 그레디언트들 없이 전체 k-스페이스를 획득하여 양극 판독 그레디언트들로부터의 위상 오프셋뿐만 아니라 시간 지연에 의해 유도된 위상 오프셋도 측정할 수 있다. 이러한 전체-에코 위상-보정 방법에서, 원래의(original) EPI k-스페이스와 기준(reference) k-스페이스 데이터는 모두 판독 방향을 따라 1차원-푸리에 변환된다.
본 발명의 일 실시예에서는 각 위상인코딩 라인에 대한 1차원-푸리에 변환된 기준(reference) 이미지에서 측정된 위상을 사용하여 원래 EPI 데이터 세트의 해당 에코 신호 위상을 수정할 수 있다. 그런 다음, 위상 보정된 신호를 위상인코딩 방향을 따라 1차원-푸리에 변환하여 최종 이미지를 획득할 수 있다.
기존의 3-에코 위상 보정 방법은 1sh-CenEPI 이미징을 위한 전체 에코 위상 보정 방법과 비교될 수 있다.
<왜곡 보정 방법>
EPI에 대해 가장 널리 사용되는 왜곡 보정 방법들 중 하나는 B0 필드 맵 접근 방식이며, 이때, 상기 B0 필드 맵은, 서로 다른 에코시간들을 이용하되 EPI와 공간 해상도(spatial resolution)가 동일한 두 개의 그레디언트 에코 이미지들로부터 계산된다. PSM (pixel shift map)은 위상인코딩 방향을 따라 대역폭으로 나뉘어 상기 획득한 필드 맵으로부터 유도될 수 있다. 그런 다음 왜곡된 EPI 이미지를 사용하여 PSM의 1차원 보간을 통해 픽셀 위치가 수정되는데, 이를 언랩핑(unwarping) 프로세스라고 지칭한다. lsh-LinEPI에서, 상기 위상인코딩 방향은 블립-업(blip-up) 또는 블립-다운(blip-down)으로 단방향이며, 본 발명에서 제안한 1sh-CenEPI는 두 세그먼트들이 반대 위상인코딩 방향들을 갖기 때문에 양방향이다. 따라서 기존의 필드 맵을 이용한 왜곡 보정 방식은 본 발명의 1sh-CenEPI에 직접 적용할 수 없다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제안된 1sh-CenEPI을 위하여 왜곡을 교정하는 방법을 나타낸 스키매틱이다.
본 발명에서는 제안된 1sh-CenEPI을 위하여 상기 기존의 필드 맵 방법을 수정했다.
이하, 도 1, 및 도 3을 함께 참조하여 상술한 왜곡을 교정하는 방법을 설명한다.
단계(S110)에서, MRI 컴퓨팅 장치(2)가, 우선 센트릭 EPI에 의해 얻은 오리지널 이미지(100)를 FFT하여 센트릭 EPI에 의한 오리지널 k-스페이스(110)를 생성할 수 있다.
그 다음, 단계(S120)에서, MRI 컴퓨팅 장치(2)가, 싱글 k-스페이스에서 두 개의 서로 다른 위상인코딩 방향들을 고려하여, 상기 오리지널 k-스페이스(110)를 두 개의 서로 다른 k-스페이스 데이터 세트들(120, 130)로 나눌 수 있다. 이때, 두 개의 서로 다른 k-스페이스 데이터 세트들(120, 130) 중 하나는 오리지널 k-스페이스(110)의 상반부(upper-half)(blip-up)(120a)를 갖는 블립-업(blip-up) k-스페이스(120)이고, 다른 하나는 오리지널 k-스페이스(110)의 하반부(lower-half)(blip-down)(130b)를 갖는 블립-다운(blip-down) k-스페이스(130)이다. 각 k-스페이스(120, 130)의 나머지(120b, 130a)는 영(0)들로 채워진다.
그 다음, 단계(S130)에서, MRI 컴퓨팅 장치(2)가, 상기 블립-업 k-스페이스(120)를 역 푸리에 변환하여 블립-업 왜곡 이미지(121)를 생성하고, 상기 블립-다운 k-스페이스(130)를 역 푸리에 변환하여 블립-다운 왜곡 이미지(131)를 생성할 수 있다. 이때, 상기 블립-업 왜곡 이미지(121)와 상기 블립-다운 왜곡 이미지(131)는 서로에 대하여 반대되는 공간 왜곡(spatial distortion)들을 갖는 이미지들이다.
그런 다음, 단계(S140)에서, 동일한 B0-map-기반 PSM(140)을 사용하여 서로 반대의 극성으로 상기 왜곡된 각 이미지(121, 131)를 수정할 수 있다. 즉, 상기 블립-업 왜곡 이미지(121)를 P→A 언래핑(unwarping)하여 보정한 블립-업 보정 이미지(122)를 생성하고, 상기 블립-다운 왜곡 이미지(131)를 A→P 언래핑하여 보정한 블립-다운 보정 이미지(132)를 생성할 수 있다.
마지막으로, 단계(S150)에서, 상기 블립-업 보정 이미지(122)와 상기 블립-다운 보정 이미지(132)의 복소 평균(complex average)을 산출하는 방식으로 상기 블립-업 보정 이미지(122)와 상기 블립-다운 보정 이미지(132)를 서로 결합하여, 왜곡없는 최종 이미지(150)를 생성할 수 있다. 이때, FSL (FMRIB Software Library v5.0, University of Oxford, Oxford, UK, http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/) 패키지에서 FUGUE 및 PRELUDE를 사용하여 필드 맵 수정 및 언랩핑을 각각 수행할 수 있다.
<본 발명의 실시 및 효과 검증>
이하 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 MRI 데이터 생성방법의 실제 실시 사례를 설명한다. 아래 제시하는 내용은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위는 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
1. 데이터의 취득
본 발명의 검증을 위한 실험은, 20-채널(ch) 헤드 코일이 있는 3T (Skyra, Siemens, Erlangen)를 사용하여 지역 기관 검토위원회의 승인을 받아 도핑된 물 구형 헤드 팬텀(doped water spherical head phantom)(직경 170mm의 Siemens D170)과 5 명의 건강한 지원자들에 대해 수행되었다. 플립 각도(flip angle) (Ernst 각도)를 제외하고는 팬텀 및 생체 내(in vivo) 실험들에 동일한 매개 변수들이 사용되었다. GE-EPI의 이미징 매개 변수들은 다음과 같다 : TR = 300ms, TE = 최소값, 매트릭스 크기 = 96 × 96, FOV = 192 × 192 mm2, 슬라이스 두께 = 5mm, 슬라이스들의 수 = 1, FA = 60° (팬텀) / 35° (생체 내), 수신기 대역폭 = 1580Hz/px, 위상인코딩 방향 = A-P. 여기서 상기 'A-P'에서 'A'는 anterior, 'P'는 posterior를 의미한다. 'A-P' 방향은 'R-L' (right-left) 방향 및 'H-F' (head-feet) 방향과는 구분되는 개념이다.
체내 뇌 이미징(in vivo brain imaging)을 위해 지방 억제 모듈(fat suppression module)을 적용했다. 생체 내 데이터 세트는 24개의 완전히 샘플링 된 레퍼런스 라인들 (즉, ACS = 24)을 사용하여 위상인코딩 방향(A-P)을 따라 GRAPPA(generalized autocalibrating partially parallel acquisitions, 일반화 된 자동 보정 부분 병렬 획득) 을 통해 2-폴드(fold) 가속을 사용하거나 사용하지 않고 모두 획득했다. SE-EPI 이미징의 경우, 매트릭스 크기 = 64 × 64, 대역폭 = 2520Hz/px를 제외하고 동일한 매개 변수가 사용되었다. 다중-슬라이스 이미징(multi-slice imaging)의 경우, 슬라이스들의 수 = 7, 슬라이스 두께 = 5mm, 슬라이스 간격 = 1mm 이며, 나머지 매개 변수들은 동일했다. B0 매핑의 경우, 4.92ms 및 7.38ms의 서로 다른 에코시간들과 GE-EPI의 것들과 동일한 FOV 및 매트릭스 크기들로 두 개의 표준 GE 이미지들을 획득했다. 본 발명의 모든 데이터 분석 및 후 처리는 MATLAB (The MathWorks, Inc)을 사용하여 수행되었다.
2. pCASL 이미징에 적용
자화-준비 이미징에 대한 유망한 응용분야들(applications) 중 하나로서, 상기 본 발명에 의해 제안된 1sh-cenEPI는 1sh-LinEPI와 비교하여, 동일한 5 명의 건강한 지원자들에 대해 2D pCASL 시퀀스들을 사용하여 평가되었다. 2D EPI 판독의 이미징 매개 변수(parameter)들은 다음과 같다: TR = 4000ms, TE = 최소값(지원(sup) 표 S1), 플립 각도 = 90°, FOV = 192 × 192 mm2, 슬라이스 두께 = 5mm, 수신기 대역폭 = 1565Hz/pixel, 매트릭스 크기 = 64 × 64. 상기 pCASL 라벨링 매개 변수들은 다음과 같다: RF 펄스 모양 = 해닝 창(hanning window), RF 지속 시간 = 0.5ms, 플립 각도 = 25°, 두 개의 RF 펄스들 사이의 간격 = 320us, 슬라이스 선택 그레디언트들 = 6mT/m, 라벨 지속 시간 = 1500ms, 포스트(post)-라벨링 지연 = 1200ms, 라벨링과 이미징 평면 사이의 거리 = 9cm, 균형 잡힌 태깅 방식 및 배경 억제 없음. 총 36 쌍의 라벨 및 제어 이미지들이 각 데이터 세트에 대해 ~ 5 분의 총 스캔 시간으로 획득되었다.
관류 이미지들(perfusion images)은 대조군(control) 및 라벨 이미지들의 쌍별(pair-wise) 차감(subtraction)으로부터 유도되었다. 정상 상태(steady state) 조건의 경우, 처음 두 개의 동적 이미지들 (즉, 하나의 라벨-제어 쌍)은 평균화하기 전에 제외되었다. 또한 각 복셀(voxel)의 대뇌 혈류(cerebral blood flow)(CBF)는 다음 [식 1]을 사용하여 계산되었다.
[식 1]
Figure pat00001
여기서 SIcontrol, SIlabel 및 SIPD는 대조군, 라벨, 및 양성자 밀도 가중치 (M0) 이미지들의 평균 신호 강도들이며, λ는 혈액-뇌 분할 계수(blood-brain partition coefficient)(= 0.9ml/g), T1,blood는 혈액의 세로 이완 시간(longitudinal relaxation time)(=1.65초), α는 라벨링 효율성(=0.85), τ는 라벨링 지속 시간(=1.5초)이다.
관류 신호들의 정량적 비교를 위해, 시간적 SNR(tSNR), 공간적 SNR(sSNR) 및 GM-WM 콘트라스트 비율을 측정하고 비교했다. 상기 tSNR은 평균 관류 신호를 그 표준 편차로 나눈 동적 관류 이미지들에서 계산되었다. sSNR 값들은 관심 영역 (ROI)의 평균 관류 신호 강도들을 배경 내의 소음의 표준 편차로 나눈 평균 관류 가중치 이미지들에서 계산되었다. GM-WM 콘트라스트 비율은 두 영역들의 평균 CBF 값의 비율로 계산되었다.
3. 결과
3.1. 최소 에코시간 및 판독 기간
도 4는 1sh-LinEPI와 본 발명에 의해 제안된 1sh-CenEPI 간의 판독 기간 및 최소 에코시간의 비교를 위해 제시된 표이다.
도 4에서, 최소 에코시간(Minimum TE)들 및 판독 기간(Readout Duration)들은 다양한 서로 다른 N들(예컨대, N=1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12, 24)을 사용하여 1sh-LinEPI 및 1sh-CenEPI에 대해 비교되고 측정되었다.
즉, 표의 제1열은 최소 에코시간(Minimum TE)들의 값을 나타내고, 제2열은 판독 기간(Readout Duration)들의 값을 나타내며, 각 행은 1sh-LinEPI, 및 서로 다른 N들이 사용된 1sh-CenEPI를 나타낸다.
상기 최소 에코시간은 1sh-LinEPI(첫번째 행의 ss-EPI(Linear))의 경우 50.4ms에서 1sh-CenEPI(두 번째 행 내지 열 번째 행)의 경우 1.4ms로 크게 감소한 반면, 판독 기간의 차이는 N≥4의 경우 10 % 미만이었다. 1sh-CenEPI의 경우, 180° RF 펄스와 센터 에코 간의 지속 시간이 2ms 미만으로 줄어들 수 있으며 이는 에코시간을 크게 감소시킨다.
3.2. 위상 보정 결과
도 5는 1sh-CenEPI 이미지에 위상 보정을 한 효과를 설명하는 자료이다.
도 5의 (a), (b), 및 (c)는 팬텀에 대한 이미지들이고, 도 5의 (d), (e), 및 (f)는 사람의 뇌에 대한 이미지들이다.
도 5의 (a) 및 (d)는 1sh-CenEPI 이미지에 위상 보정을 하기 이전의 이미지이다. 팬텀과 뇌 모두에 대한 1sh-CenEPI 이미지들 (N = 4)에서 심각한 N/2 고스트 아티팩트들(ghost artifacts)과 기하학적 왜곡들이 관찰되었다.
도 5의 (b) 및 (e)는 종래의 3-에코(three echo) 보정을 한 경우의 이미지이다. 기존의 3-에코 위상 보정은 N/2 고스트 아티팩트들의 대부분을 줄였지만, 약한 기하학적 왜곡들과 블러링(blurring)은 여전히 팬텀과 뇌 이미지들 모두에 남아 있다. 상기 남아 있는 왜곡들과 블러링은 도 5의 (b)의 하단 그리고 도 5의 (e)의 상단에 있다.
도 5의 (c) 및 (f)는 전체에코(whole-echo) 보정을 한 경우의 이미지이다. 상기 왜곡들은 전체 에코 위상 보정 방법에서 크게 감소했다
전체에코 보정을 종래의 3-에코를 이용한 EPI 위상 보정과 비교하면, 위상 에러들에 의한 이미지 왜곡 및 신호 드롭아웃(dropout)이 전체에코 위상 보정 이후에 명백하게 감소함을 확인할 수 있다.
3.3. 실험 결과
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 재정렬 스킴들로 획득한 팬텀 및 사람 뇌 GE-EPI 이미지들을 나타낸 것이다.
도 6의 (a)는 종래 방법들(GRE, 1sh-LinEPI, 2sh-CenEPI)에 따라 획득된 팬텀 GE-EPI 이미지들이다. GRE에 따라 획득된 팬텀 GE-EPI 이미지는 참조번호 201과 같고, 1sh-LinEPI에 따라 획득된 팬텀 GE-EPI 이미지는 참조번호 202와 같고, 2sh-CenEPI에 따라 획득된 팬텀 GE-EPI 이미지는 참조번호 203과 같다.
도 6의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된 서로 다른 6개의 N값들 (N=1, 2, 4, 6, 8, 24)을 갖는 1sh-CenEPI에 따라 획득된 팬텀 GE-EPI 이미지들이다.
도 6의 (c)의 왼쪽은 종래의 그레디언트 에코, 중앙은 1sh-LinEPI, 우측은 2sh-CenEPI에 따라 획득한 이미지들이다. 즉, 종래의 그레디언트 에코에 따라 획득한 이미지는 참조번호 211의 이미지이며, 1sh-LinEPI에 따라 획득한 이미지는 참조번호 212의 이미지이며, 2sh-CenEPI에 따라 획득한 이미지는 참조번호 213의 이미지이다.
도 6의 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된 서로 다른 10개의 N값들 (N=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 24)을 갖는 1sh-CenEPI에 따라 획득된 이미지들이다. 위쪽은 GRAPPA가 적용되지 않은 것이고, 아래쪽은 GRAPPA가 적용된 것이다.
도 6의 (b)를 참조하면, 상기 이미지들은 6개의 서로 다른 N들 모두에서 최소한의 기하학적 왜곡들을 나타냈으며, 이는 도 6의 (a)에 나타낸 기존의 그레디언트 에코 이미지들뿐만 아니라 1sh-LinEPI, 2sh-CenEPI 이미지들과도 비슷했다.
도 6의 (d)의 상단(첫번째 행, No GRAPPA)을 참조하면, 대표적인 인간 뇌 EPI 이미지들에서, 본 발명에서 제안한 상기 1sh-CenEPI는 광범위한 N들(N=1, 2, 3,… 및 24)에 대해 2sh-CenEPI 이미지들과 비교할만한 이미지 품질을 보여주었다.
도 6의 (d)의 하단(두번째 행, GRAPPA(r=2))을 참조하면, GRAPPA는 뇌 앞쪽 부분(anterior part)의 왜곡들을 더욱 줄였다.
도 6의 (c)의 왼쪽에 제시된 왜곡이 없는 그레디언트 에코 이미지(211)와 비교하여, 도 6의 (c)의 중앙에 제시된 기존의 1sh-LinEPI의 이미지(212)는 뇌의 앞쪽 부분에서 왜곡들을 보였으며, 도 6의 (c)의 우측에 제시된 이미지(213)와 같이 이는 2sh-CenEPI에서는 감소했다.
상기 제안된 1sh-CenEPI는 1sh-LinEPI와 비교하여, 유사한 전방 부분에서 경미한 기하학적 왜곡들을 보였지만 1sh-LinEPI과는 다른 패턴을 보였다. 마찬가지로, 싱글-샷 SE-EPI의 경우, 팬텀 및 인간 뇌 이미지들은 제안된 1sh-CenEPI에서 최소한의 기하학적 왜곡들을 보였으며, 이는 왜곡 없는 그레디언트 에코 이미지들과 비슷했다.
3.4. 왜곡 보정 결과
도 7은 다양한 위상/기하 왜곡 보정 방법들로 보정된 멀티-슬라이스 사람 뇌 1sh-CenEPI 이미지들, 1sh-LinEPI 이미지들, 및 GRE 이미지들을 나타낸 것이다.
도 7의 (a)는 1sh-LinEPI로 획득한 이미지들을 3-에코 보정법에 의해 보정한 결과이다.
도 7의 (b)는 1sh-CenEPI로 획득한 이미지들을 3-에코 보정법에 의해 보정한 결과이다.
도 7의 (c)는 1sh-CenEPI로 획득한 이미지들을 전체-에코 보정법에 의해 보정한 결과이다.
도 7의 (d)는 1sh-CenEPI로 획득한 이미지들을 종래의 왜곡 보정법에 의해 보정한 결과이다.
도 7의 (e)는 1sh-CenEPI로 획득한 이미지들을 본 발명에서 제한한 왜곡 보정법에 의해 보정한 결과이다.
도 7의 (f)는 왜곡 없는 GRE 이미지들이다.
도 7에서, 수정된 필드 맵-기반 왜곡 보정을 적용하기 전후에, 7개의 서로 다른 슬라이스들이 있는 1sh-CenEPI를 비교했다. 도 7의 (c)의 전체 에코 보정(whole echo correction)은 도 7의 (b)와 같은 기존의 3-에코 보정에 비해 1sh-CenEPI 이미지들의 기하학적 왜곡을 줄였다. 그러나 부비강(sinus cavities)의 공기/조직 계면 근처의 하부 슬라이스들은 여전히 자기 불균일성(magnetic inhomogeneity)으로 인해 심각한 공간 왜곡을 보였다.
도 7의 (e)와 같이 본 발명에 따라 수정된 왜곡 보정 방식을 사용하면, 대부분의 기하학적 왜곡들과 블러링이 제거되었으며, 이는 도 7의 (f)와 같이 기존의 왜곡 없는 그레디언트 에코 이미지들에 의해 확인할 수 있다. 이 결과는 수정된 왜곡 보정 방법이 제안된 1sh-CenEPI와 잘 작동함을 보여준다.
3.5. pCASL 결과
이하 설명하는 도 8a, 도 8b, 도 8c, 및 도 8d를 통칭하여 도 8이라고 지칭할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 1sh-LinEPI와 1sh-CenEPI를 이용하여 얻은 5명의 피험자들에 대한 관류-가중 이미지들을 나타낸 것이다.
도 8a에서 각 행은 서로 다른 5명의 피험자를 나타낸다.
도 8a에서 제1열은 1sh-LinEPI를 이용한 결과이고, 제2열은 1sh-CenEPI(N=4)를 이용한 결과이고, 제3열은 1sh-CenEPI(N=8)를 이용한 결과이고, 제4열은 1sh-CenEPI(N=16)를 이용한 결과이다.
도 8a에서 확인 가능하듯이, 1sh-CenEPI 관류-가중 이미지들의 신호 강도는 모든 피험자들의 육안 검사에서 1sh-LinEPI의 신호 강도보다 훨씬 높았다.
도 8b는 1sh-LinEPI와 1sh-CenEPI를 이용하여 얻은 회백질 내에서의 ROI로부터 측정된 시간 SNR(tSNR) 그래프를 나타낸다.
SNR 그래프에서 가로축은 각각 차례대로 sh-LinEPI, 1sh-CenEPI(N=4), 1sh-CenEPI(N=8), 1sh-CenEPI(N=16)를 나타내고, 세로축(y)은 tSNR 값을 나타낸다.
모든 서로 다른 N 값들(각각 N = 4, 8, 16인 경우에 tSNR=8.0, 7.3, 6.5)에 대한 1sh-CenEPI의 tSNR 값들은 1sh-LinEPI(tSNR=3.7)보다 2배 이상 높았다.
도 8c는 회백질 ROI로부터 관류-가중 이미지들의 공간 SNR(sSNR)을 나타낸다. sSNR 그래프에서 가로축은 각각 차례대로 1sh-LinEPI, 1sh-CenEPI(N=4), 1sh-CenEPI(N=8), 1sh-CenEPI(N=16)를 나타내고, 세로축(y)은 sSNR 값을 나타낸다. 1sh-CenEPI의 sSNR 값들은 1sh-LinEPI의 sSNR 값들보다 ~ 1.5 배 더 높았다.
도 8d는 1sh-LinEPI와 1sh-CenEPI로 얻은 대표적인 정량적 CBF 맵들이다. 1sh-LinEPI와 제안된 1sh-CenEPI 모두 유사한 정량적 CBF 값들을 보였지만 1sh-CenEPI의 맵들(302~304)은 시각적 및 정량적으로 1sh-LinEPI의 맵(301)보다 더 높은 SNR을 나타냈다.
본 발명에서는 위상인코딩 그룹화의 개념을 사용하여 싱글-샷 EPI에서 센트릭 재정렬을 구현하는, 새로운 데이터 수집 방법인 1sh-CenEPI를 제안했다. 1sh-CenEPI의 기준 이미지들은 팬텀 및 생체 내 뇌에서 기존의 1sh-LinEPI 및 2sh-CenEPI의 이미지들와 비교하여, B0 맵을 사용한 수정된 기하학적 왜곡 보정 및 전체 에코 위상 보정 후 최소한의 기하학적 왜곡들을 나타냈다.
기존의 3-에코 위상 보정은, 전체 에코 위상 보정 방법으로 해결할 수 있는 판독 그룹들 간의 위상 불연속성 때문에 제안된 1sh-CenEPI에 적합하지 않았다. 또한 기존의 B0 map 기반의 기하학적 왜곡 보정 방법은 하나의 k-스페이스에서 위상인코딩 방향들이 반대이므로 제안된 1sh-CenEPI에 대해서도 수정 및 최적화되어야 한다.
본 발명에 따라 수정된 기하학적 왜곡 보정은 블립-업 그룹과 블립-다운 그룹 간의 이질적인 공간 픽셀 이동을 성공적으로 수정했다.
본 발명의 발명자들이 아는 한, 본 발명은 데카르트 좌표의 싱글-샷 EPI에서 센트릭 위상인코딩 정렬을 가능하게 하는 첫 번째 발명이다. 자화-준비 이미징에 적용할 때, 제안된 1sh-CenEPI는 기존의 1sh-LinEPI 및 2sh-CenEPI 모두에 비해 분명히 유리하다. 1sh-LinEPI와 비교하여, 1sh-CenEPI는 도 4에 제시한 바와 같이 짧은 에코시간 덕분에 관류 가중 이미지들에서 훨씬 더 높은 SNR을 달성 할 수 있다. 1sh-CenEPI는 단일 준비 시간이 필요하지만 2sh-CenEPI는 전체 이미지를 획득하는 데 두 배의 준비 시간이 필요하므로 총 스캔 시간이 두 배가 된다. 도 6의 c 및 도 6의 d를 참조하면, 상기 제안된 1sh-CenEPI는 2sh-CenEPI보다 판독 기간이 두 배 더 길어 약간의 흐릿함이 발생한다. 도 6의 d의 하단을 참조하면, SNR이 약간 감소했음에도 불구하고 유사한 에코 트레인(train) 길이 (즉, 유사한 판독 기간)를 달성 할 수 있는 1sh-CenEPI에 GRAPPA를 사용하여 상술한 문제를 완화할 수 있다.
최적의 N 값의 선택은 제안된 1sh-CenEPI의 중요한 문제들 중 하나가 될 수 있다. 1sh-CenEPI의 기준 이미지 품질(baseline image quality)은 도 6과 같이 다양한 N 값들에 대하여 일정했다. 총 판독 창(window)의 연장을 고려할 때, 총 지연이 총 판독 시간의 10 % 미만이기 때문에 N≥4 인 1sh-CenEPI이 권장될 수 있다(도 4 참고). 자화-준비 이미징을 고려할 때 더 큰 N을 갖는 1sh-CenEPI는, 모든 첫 번째 그룹 라인들을 획득 한 후 k-스페이스의 나머지 절반의 센트릭 라인들을 획득하기 때문에, SNR이 손실될 수 있다. 도 8의 b에 나타낸 것과 같이, 이 패턴은 N값이 증가함에 따라 관류 신호의 tSNR이 감소했지만 여전히 1sh-CenEPI의 tSNR(N=16)이 1sh-LinEPI의 tSNR보다 훨씬 높았다는 점에서 실험적으로 확인되었다. 이러한 의미에서 N=4는 판독 기간 및 자화-준비 이미징의 SNR 측면에서 좋은 균형으로 보인다.
제안된 1sh-CenEPI는 새로운 UTE 판독으로 활용될 수 있다. 1sh-CenEPI는 데카르트 좌표로 구현된다는 점에서 방사형 또는 나선형 궤적과 같은 기존의 UTE 판독보다 유리하므로 추가 보간이나 리그리딩(regridding)이 필요하지 않다. 단순 푸리에 변환은 최종 1sh-CenEPI 이미지들을 직접 재구성 할 수 있으므로 실시간 이미징 및 디스플레이에 유용하다. 또한, 중앙을 벗어난 흐림 효과에 대한 취약성과 같은 기존 방사형 및 나선형 판독의 중요한 문제들은 제안된 의사-센트릭 EPI로 해결할 수 있다. 이 연구에서 에코시간은 ~ 1ms 였지만, RF 펄스 여기의 절반과 슬라이스-선택 그레디언트들을 번갈아 가며 결합하여 수십 또는 수백 마이크로 초 미만으로 더 줄일 수 있으며, 이는 좋은 UTE 판독 후보로서 1sh-CenEPI의 실현 가능성을 높일 수 있다.
본 발명에서 제안된 1sh-CenEPI를 2차원 싱글 슬라이스 pCASL 이미징에 적용할 수 있다. 제안된 1sh-CenEPI와 동시 SMS(simultaneous multislice imaging) 기술의 조합은 pCASL의 적용 범위를 싱글 슬라이스에서 전체 뇌로 확장할 것이며, 이는 향후 작업으로 또 다른 좋은 후보가 될 수 있다.
본 발명에서 제안된 싱글-샷 의사-센트릭 EPI (1sh-CenEPI)가 에코시간을 ~ 1ms로 감소시켜, 종래의 2-샷 센트릭 EPI (2sh-CenEPI)와 비슷한 이미지 품질을 보여 주며 종래의 싱글-샷 선형 EPI (1sh-LinEPI)에 비해 pCASL 신호들의 SNR이 크게 향상되었음을 확인하였다. 제안된 접근 방식은 에코시간을 줄임으로써 자화-준비 이미징의 품질을 크게 향상시킬 수 있으며 더 빠른 이미지 재구성을 위해 데카르트 좌표의 UTE 이미징에 잠재적으로 적용할 수 있다.
도 9는 도 2 및 도 3에서 상술한 MRI 데이터 생성방법의 각 단계들을 순서도로서 나타낸 것이다.
단계(S200)에서, MRI 컴퓨팅 장치가( 또는 스캐너로 하여금), RF 여기 펄스를 인가할 수 있다.
단계(S210)에서, MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 RF 여기 펄스를 인가한 이후 다른 RF 여기 펄스를 인가하지 않은 상태에서, 복수 개의 위상부호화라인 그룹들을 획득하여 K-스페이스를 완성할 수 있다.
단계(S220)에서, MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 K-스페이스에서 상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-업 K-스페이스를 생성하고, 상기 K-스페이스에서 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-다운 K-스페이스를 생성할 수 있다.
단계(S230)에서, MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-업 왜곡 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-다운 왜곡 이미지를 생성할 수 있다.
이때, 상기 블립-업 왜곡 이미지와 상기 블립-다운 왜곡 이미지는 서로에 대하여 반대되는 공간 왜곡을 가질 수 있다.
단계(S240)에서, MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 왜곡 이미지를 제1방향으로 언워핑(unwarping)하여 보정한 블립-업 보정 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 왜곡 이미지를 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 언워핑하여 보정한 블립-다운 보정 이미지를 생성할 수 있다.
이때, 상기 제1방향은 이마(Anterior)으로부터 머리의 뒷부분(Posterior)를 향하는 방향이며, 상기 제2방향은 머리의 뒷부분(Posterior)로부터 이마(Anterior)를 향하는 방향일 수 있다.
단계(S250)에서, MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 보정 이미지와 상기 블립-다운 보정 이미지의 복소 평균을 기초로 최종 이미지를 생성할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.

Claims (14)

  1. MRI 컴퓨팅 장치가, MRI 스캐너로 하여금 RF 여기 펄스를 인가하도록 하는 단계; 및
    상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 RF 여기 펄스를 인가한 이후 다른 RF 여기 펄스를 인가하지 않은 상태에서, 상기 MRI 스캐너를 통해 복수 개의 위상부호화라인 그룹들을 획득하여 K-스페이스를 완성하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 각각의 위상부호화라인 그룹들은 복수 개의 위상부호화라인들로 구성되어 있으며,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 먼저 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기의 절대값은 나중에 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기의 절대값보다 크지 않은,
    MRI 데이터 생성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들은 연속적인 위상부호화 크기를 갖는, MRI 데이터 생성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들의 위상부호화 크기들의 절대값들은 시간에 대하여 선형성을 갖는, MRI 데이터 생성방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1위상부호화라인 그룹 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인의 경사자계 크기는,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1위상부호화라인 그룹을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인 그룹 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인의 경사자계 크기에 대해 불연속적인,
    MRI 데이터 생성방법.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 위상부호화라인 그룹 내의 제1위상부호화라인을 획득한 시각과 상기 제1위상부호화라인을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인을 획득한 시각 간의 시간간격은 제1시간간격이고,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1위상부호화라인 그룹 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인을 획득한 시각과, 상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1위상부호화라인 그룹을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인 그룹 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인을 획득한 시각 간의 간격은 제2시간간격이고,
    상기 제2시간간격은 상기 제1시간간격보다 큰,
    MRI 데이터 생성방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-업 방식(blip up approach)으로 획득된 것이고,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들을 제외한 나머지 위상부호화라인 그룹들로 구성된 제2세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-다운 방식으로 획득된 것인,
    MRI 데이터 생성방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 각각의 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기는 양의 값을 가지며,
    상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 각각의 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기는 음의 값을 갖는,
    MRI 데이터 생성방법.
  8. 제6항에 있어서
    상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 K-스페이스에서 상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-업 K-스페이스를 생성하고, 상기 K-스페이스에서 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-다운 K-스페이스를 생성하는 단계;
    상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-업 왜곡 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-다운 왜곡 이미지를 생성하는 단계;
    상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 왜곡 이미지를 제1방향으로 언워핑(unwarping)하여 보정한 블립-업 보정 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 왜곡 이미지를 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 언워핑하여 보정한 블립-다운 보정 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 MRI 컴퓨팅 장치가, 상기 블립-업 보정 이미지와 상기 블립-다운 보정 이미지의 복소 평균을 기초로 최종 이미지를 생성하는 단계;
    를 더 포함하는,
    MRI 데이터 생성방법.
  9. 제8항에 있어서
    상기 블립-업 왜곡 이미지와 상기 블립-다운 왜곡 이미지는 서로에 대하여 반대되는 공간 왜곡을 가지며,
    상기 제1방향은 이마(Anterior)으로부터 머리의 뒷부분(Posterior)를 향하는 방향이며, 상기 제2방향은 머리의 뒷부분(Posterior)로부터 이마(Anterior)를 향하는 방향인,
    MRI 데이터 생성방법.
  10. MRI 스캐너와 통신하기 위한 통신 인터페이스 및 처리부를 포함하는 MRI 컴퓨팅 장치로서,
    상기 처리부는, 상기 MRI 스캐너로 하여금 RF 여기 펄스를 인가하도록 하는 명령을 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 MRI 스캐너에게 전송하며, 그리고 상기 MRI 스캐너가 상기 RF 여기 펄스를 인가한 이후 다른 RF 여기 펄스를 인가하지 않은 상태에서 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 MRI 스캐너로부터 복수 개의 위상부호화라인 그룹들을 획득하여 K-스페이스를 완성하도록 되어 있고,
    상기 각각의 위상부호화라인 그룹들은 복수 개의 위상부호화라인들로 구성되어 있으며,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 먼저 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기의 절대값은 나중에 획득한 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기의 절대값보다 크지 않은,
    MRI 컴퓨팅 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 각각의 위상부호화라인 그룹에 포함된 복수 개의 위상부호화라인들의 위상부호화 크기들의 절대값들은 시간에 대하여 선형성을 갖는, MRI 컴퓨팅 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1위상부호화라인 그룹 내에서 마지막에 획득한 위상부호화라인의 경사자계 크기는,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1위상부호화라인 그룹을 획득한 직후에 획득한 제2위상부호화라인 그룹 내에서 첫 번째에 획득한 위상부호화라인의 경사자계 크기에 대해 불연속적인,
    MRI 컴퓨팅 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 제1세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-업 방식(blip up approach)으로 획득된 것이고,
    상기 복수 개의 위상부호화라인 그룹들 중 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들을 제외한 나머지 위상부호화라인 그룹들로 구성된 제2세트의 위상부호화라인 그룹들은 블립-다운 방식으로 획득된 것이며,
    상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 각각의 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기는 양의 값을 가지며,
    상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 각각의 위상부호화라인 그룹의 평균적인 위상부호화 크기는 음의 값을 갖는,
    MRI 컴퓨팅 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 K-스페이스에서 상기 제2세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-업 K-스페이스를 생성하고, 상기 K-스페이스에서 상기 제1세트의 위상부호화라인 그룹들의 값을 영(0)으로 대체한 블립-다운 K-스페이스를 생성하고,
    상기 블립-업 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-업 왜곡 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 K-스페이스를 역 푸리에 변환하여 블립-다운 왜곡 이미지를 생성하며,
    상기 블립-업 왜곡 이미지를 제1방향으로 언워핑하여 보정한 블립-업 보정 이미지를 생성하고, 상기 블립-다운 왜곡 이미지를 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 언워핑하여 보정한 블립-다운 보정 이미지를 생성하고, 그리고
    상기 블립-업 보정 이미지와 상기 블립-다운 보정 이미지의 복소 평균을 기초로 최종 이미지를 생성하도록 되어 있는,
    MRI 컴퓨팅 장치.
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