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고주파 분광 영상을 위한 펄스 전송과 신호 획득 방법


<재단 제26기 해외유학장학생 MIT 전기전자공학 박사, 현 연세대학교 나노메디컬센터 연구원>


이 논문에서는 병렬 전송 자기 공명 영상 시스템 (여러 개의 전송 채널을 이용) 에 필요한 고주파 펄스와 자기 공명 영상에 관한 세가지 문제점과 그에 관한 해결책을 제시한다.

최근 연구를 통해보면 병렬 전송 자기 공명 영상 시스템을 이용하면, 흔히 이용되는 한 채널 시스템에 비해, 사용자가 B1 (자화)을 조작할 수 있는 자유도가 크게 증가함을 알 수 있다. 고자장 병렬 전송 자기 공명 영상 시스템을 인체 실험이나 임상적으로 사용하기 위해서 여러 가지 문제점을 해결해야 하는데 이 논문에서는 그 중 두 가지를 다루고 있다. 첫째는 빠르고 안정적으로 여러 개의 전송 채널의 B1의 경향을 획득하는 방법이다. 우리의 제시한 방법을 통하면 한 단면에 대해서는 20초 정도의 시간이 걸리고, 20개의 단면에 대해서도 2분 안에 측정할 수 있다.


병렬 전송 자기 공명 영상 시스템의 근본적인 문제는, 전자파 비흡수율로 개량화 할 수 있는, 인체 조직에 흡수되는 에너지를 관리하는 방법의 어려움이다. 한 채널 시스템에서 볼 수 없는 복잡한 전자파 비흡수율의 분포를 해결하기 위해, 우리는 최대 전자파 비흡수율을 직접 펄스 설계 방법에 고려하였다. 제시하는 방법은 실제 사람을 찍는 동안에 펄스를 계산할 수 있다. 우리의 방법은 최근에 개발된 모델 압축 기술에 기초를 두고 있으며, 기존 방법에 비해, 7T 병렬 전송 자기 공명 영상 시스템에서 최대 전자파 비흡수율을 20~40% 정도 낮추는 결과를 얻었다.


뇌에 대한 자기 공명 분광 영상은 피하조직에 있는 지방 성분에 의해 큰 영향을 받는다. 이 영향을 해결하기 위해, 우리는 두 가지 방법을 개발하였다. 하나는 영상 획득 단계에서 필터를 이용하여 그 영향을 줄이는 것이고, 다른 하나는 후처리 과정에서 뇌와 지방의 사전 정보를 이용하는 것이다. 이 방법을 통해서 20~40 dB 정도의 지방 성분을 줄일 수 있었다.


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