Practical Considerations of Arterial Spin Labeling MRI for Measuring the Multi-slice Perfusion in the Human Brain

스핀 라벨링 자기공명영상을 이용한 사람 뇌에서의 뇌 관류영상의 현실적 문제점을 향상 시키는 방법 연구

In this work practical considerations of a pulsed arterial spin labeling MRI are presented to reliable multi-slice perfusion measurements In the human brain. Three parameters were considered in this study. First, In order to improve slice profile and Inversion efficiency of a labeling pulse a high power Inversion pulse of adiabatic hyperbolic secant was designed. A $900^{\circ}$ rotation of the flip angle was provided to make a good slice profile and excellent Inversion efficiency. Second, to minimize contributions of a residual magnetization be4ween Interleaved scans of control and labeling we tested three different conditions which were applied 1) only saturation pulses, 2) only spotter gradients, and 3) combinations of saturation pulses and spotter gradients Applications of bo4h saturation pulses and spoiler gradients minimized the residual magnetization. Finally, to find a minimum gap between a tagged plane and an imaging plane we tested signal changes of the subtracted image between control and labeled Images with varying the gap. The optimum gap was about 20mm. In conclusion, In order to obtain high quality of perfusion Images In human brain It Is Important to use optimum parameters. Before routinely using In clinical studios, we recommend to make optimizations of sequence parameters.

본 연구의 목적은 비침습적 동맥스핀라벨링(arterial spin labeling) 자기공명영상을 이용하여 다편(multislice) 뇌 관류영상(perfusion-weighted Images)을 얻을 수 있는 최적화 방법을 연구하는 데 목적이 있다. 본 연구에서는 세 가지 인자를 최적화하는 데 초점을 두었다. 첫째, 뇌로 흘러 들어오는 혈액을 최적으로 라벨링할 수 있는 펄스를 만드는 것이다. 시뮬레이션 결과 900도의 각을 이루는 반전펄스(adiabatic hyperbolic secant Inversion pulse)는 반전을 효과적으로 할 수 있고 반전을 이루는 형태가 직각에 가깝게 할 수 있는 최적이었다. 둘째, 영상을 얻고 난 후에 계속하여 남아 있는 자화(residual magnetization)을 최소화하는 것이다. 이를 최소화하기 위해서는 포화 펄스(saturation pulses)와 자화를 손상시키는 자장(speller gradients)을 동시에 사용하는 것이 최상의 방법임을 알았다. 마지막으로, 라벨링하는 영역과 영상을 얻는 영역 사이의 거리를 최소화할 수 있는 방법을 연구하였다. 두 영역 간의 최소 거리는 약 20 mm 정도가 최적임을 발견하였다. 위에서 얻은 최적화된 인자들을 바탕으로 13명의 정상인의 뇌에서 관류 영상을 얻은 결과 매우 좋은 대조도의 영상을 얻을 수 있었다.