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학위논문 상세정보

초고속 자기 공명 영상을 위한 스펙트로미터 및 영상기법 연구 원문보기
A Study on the Spectrometer and Imaging Method for Ultrafast Magnetic Resonance Imaging

  • 저자

    김휴정

  • 학위수여기관

    광운대학교 대학원

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    전기공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2003

  • 총페이지

    xiv, 128 p.

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8628250&outLink=K  

  • 초록

    초고속 자기공명영상 기법은 일반적인 자기 공명 영상에서 수분에서 십여 분까지 걸리는 측정 시간을 수십 ms 이내로 단축시키는 기술로써, 대표적으로 블립드 EPI와 나선 주사 영상 등의 초고속 영상기법들이 있다. 나선 주사 영상의 경우, 영상 기법 특성에 많은 장점이 있음에도 불구하고, 구현하는 것이 어려워 실험적으로만 사용 될 뿐 일반적인 임상에서는 사용이 어려웠다. 기존의 자기공명영상제어장치(스펙트로미터)는 경사자계 파형을 미리 계산하여 메모리에 저장하여 사용하였기 때문에, 나선 주사 영상과 같이 경사자계 파형이 복잡하고 측정시간이 긴 경우, 전체 파형을 메모리에 저장하는 방식으로는 정확한 경사자계 파형을 구현하는데 문제점이 있었다. 본 논문에서는 나선 주사 영상의 정확한 경사자계 파형을 구현하기 위하여, 고속 디지털 신호처리기인 TMS320C6701을 이용한 자기 공명 영상 스펙트로미터를 제작하였다. 설계된 스펙트로미터는 경사자계 파형을 만드는 경사자계부, RF 신호의 변조를 수행하는 송신부, 수신된 자기공명신호를 복조하기 위한 수신부로 구성되어 있으며, 각 부분들은 DSP 기반의 디지털 제어부와 아날로그부로 구성되어 있다. RF 신호의 변조 및 복조회로에 디지털 기술을 사용하여, 주파수와 위상 제어의 정밀도와 안정성을 높였다. 스펙트로미터를 구성하고 있는 여러 장의 보드들 간의 정확한 동기화를 위하여 외부 클럭 보드를 이용하여 각 보드에 클럭을 인가하였으며, 보드들 간의 인터럽트 시 지터 (jitter)가 생기지 않도록 하였다. 또한, 고속 병렬 영상을 위하여 하나의 수신부 보드 당 4 채널까지 수신이 가능하도록 하였고, 고속 DSP를 이용하여 빠른 재구성이 가능하게 하였다. 개발된 스펙트로미터를 1.5 테슬라 전신 자기공명영상 시스템에 장착하여 영상을 획득하였다. 스펙트로미터의 성능을 검증하기 위하여 고속 스핀 에코 영상과 초고속 영상을 얻었다. 또한, 다중 코일을 이용하여 영상을 얻음으로써, 다중 채널 수신시스템의 성능을 검증하였다. 초고속 영상으로는 블립드 EPI와 나선 주사 영상을 얻었으며, 나선 주사 영상의 경우, 고속 DSP를 사용하여 4-interleaved와 8-interleaved 나선 주사 영상의 경사자계 파형을 실시간으로 계산하여, 128x128 영상들과 256x256 영상들을 얻었으며, 영상의 화질이 우수함을 확인하였다. 개발된 스펙트로미터를 사용함으로써 복잡한 경사자계 파형을 실시간으로 계산하고 출력하는 것이 가능해졌으며, 대화식의 파라미터 설정을 통한 회전 행렬 (rotation matrix)의 실시간 계산을 통하여 경사자계를 인가함으로써 심장의 관상 동맥과 같은 부위의 촬영이 용이해졌다. 극좌표계에서 filtered backprojection과 직각좌표계에서 Jacobian deter- minant를 이용한 보간법 (interpolation)방법으로 나선 주사 영상을 재구성하였다. 극좌표계에서 재구성 할 경우 시프트 (shift)성분 보정 과정에서 k 공간의 원점 부근의 데이터가 없게 되어 재구성 영상에서 인공물이 발생하기 때문에, dc 오프셋 보정을 이용한 향상된 영상 재구성 과정을 제안하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 기존의 알고리즘에 나타났던 영상의 인공물이 완전히 사라진 것을 확인하였다.


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