Cancellation of MRI Motion Artifact in Image Plane

촬상단면내의 MRI 체동 아티팩트의 제거

  • 김응규 (대전산업대학교 정보통신.컴퓨터공학부)
  • Published : 2000.04.15

Abstract

In this study, a new algorithm for canceling MRI artifact due to translational motion in image plane is described. Unlike the conventional iterative phase retrieval algorithm, in which there is no guarantee for the convergence, a direct method for estimating the motion is presented. In previous approaches, the motions in the x(read out) direction and the y(phase encoding) direction are estimated simultaneously. However, the features of x and y directional motions are different from each other. By analyzing their features, each x and y directional motion is canceled by different algorithms in two steps. First, it is noticed that the x directional motion corresponds to a shift of the x directional spectrum of the MRI signal, and the non-zero area of the spectrum just corresponds to the projected area of the density function on the x-axis. So the motion is estimated by tracing the edges between non-zero area and zero area of the spectrum, and the x directional motion is canceled by shifting the spectrum in inverse direction. Next, the y directional motion is canceled by using a new constraint condition, with which the motion component and the true image component can be separated. This algorithm is shown to be effective by using a phantom image with simulated motion.

본 연구에서는 촬상단면 내의 평행이동에 기인한 MRI 아티팩트를 제거하는 새로운 알고리즘으로서, 수렴에 대한 보증이 없는 기존의 반복적인 위상탐색에 의한 알고리즘과는 달리, MRI 촬상원리에 근거한 체동량을 탐색하기 위한 직접적인 방법이 제안된다. 기존의 접근방법에는 x(read out) 방향과 y(phase encoding) 방향의 체동이 동시에 탐색되었다. 하지만 x 방향과 y 방향에 대한 각각의 체동특성이 서로 다르기 때문에 본 방법에서는 이들의 체동특성의 해석에 기초해서 두 단계의 서로 다른 알고리즘을 적용함으로써 x 방향과 y 방향의 각 체동이 제거된다. 우선, x 방향의 체동은 MRI 신호의 x 방향 스펙트럼 변위에 해당하고, 그 스펙트럼의 비제로 영역(non-zero area)은 밀도함수의 x축 투영영역과 일치함에 주목한다. 따라서 체동은 스펙트럼의 비제로 영역과 제로영역(zero area)의 경계를 검출함으로써 추정되며, x 방향의 체동은 역방향으로 스펙트럼을 변위시킴으로써 제거된다. 그 다음으로, y 방향의 체동은 그 체동성분과 실제의 화상성분을 분리할 수 있는 구속조건을 적용함으로써 제거된다. 최종적으로 phantom 화상을 사용한 시뮬레이션을 통해서 본 방법의 유효성을 확인하였으며, 그 결과 제안한 방법이 기존의 방법에 비해 포괄적으로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

Keywords

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