Quantitative Analysis of Susceptibility Effects in TRFGE and CGE Sequences for Functional MRI

뇌기능 영상을 위한 TRFGE와 CGE 기법에서 자화율 효과의 정량적 해석

fMRI, functional MRI introduced receently appears based on the gradient echo technique which is sensitive to the field inhomogeneity developed due to the local susceptibility changes of blood oxygenation and deoxygenation. There has been many variants of the basic gradient echo sequence which is sensitive to the local inhomogeniety, among others such as GRASS or SSFP to EPISTAR are the most commonly used gradient echo techniques. Common to all these gradient echo techniques is that the signal due to the susceptibility effects is generally decreased with increasing inhomogeneity due to the $T2^{*}$ effect or conventionally konwn as blood oxygenation level dependent(BOLD) effect. It is, also found that the BOLD sensitivity is also dependent on the imaging modes, namely whether the imaging is in axial, or coronal or sagittal mode as well as the directions of the vessels against the main magnetic field. We have, therefore, launched a systematic study of imaging mode dependent signal change or BOLD sensitivity as well as the signal changes due tothe tilting angle of the imaging planes. Study has been made for both TRFGE sequence and CGE sequence to compare the distinctions of the each mode since each technique has different sensitivity againsst susceptibility effect. Method of computation and both the computer simulations and their corresponding experimental results are presented.

혈액의 산소화와 불 산소화에 따른 국부적인 자화율 효과의 변화에 의한 자장의 불 균일성에 민감한 경사 자장 에코 기법은 현재의 뇌기능 MR 영상의 기본이 되고 있다. 일반적으로 이러한 경사 자장 에코기법은 $T2^{*}$ 혹은 BOLD효과에 의한 자장의 불 균일성의 증가가 신호의 감소로 나타난다. BOLD 효과는 주자장에 대한 핏줄의 방향이나 영상 형식, 즉, 횡단면, 관상면, 또는 시상면에 따라 달라진다. 그래서 영상 형식과 영상면에 대한 기울임 각에 따른 신호의 변화와 BOLD 효과의 변화에 대한 정량적인 연구를 하였다. 연구는 자화율 효과에 대해 다른 민감도를 가지는 TRFGE 와 CGE 기법으로 이루어졌다. 컴퓨터 모의 실험과 실험 결과를 본 논문에 나타내었다.