Abstract
Purpose : $T_2$-weighted half courier Echo Planar Imaging (T2HEPI) method is proposed to reduce measurement time of existing EPI by a factor of 2. In addition, high $T_2$ contrast is obtained for clinical applications. High resolution single-shot EPI images with $T_2$ contrast are obtained with $128{\times}128$ matrix size by the proposed method. Materials and methods : In order to reduce measurement time in EPI, half courier space is measured, and rest of half courier data is obtained by conjugate symmetric filling. Thus high resolution single shot EPI image with $128{\times}128$ matrix size is obtained with 64 echoes. By the arrangement of phase encoding gradients, high $T_2$ weighted images are obtained. The acquired data in k-space are shifted if there exists residual gradient field due to eddy current along phase encoding gradient, which results in a serious problem in the reconstructed image. The residual field is estimated by the correlation coefficient between the echo signal for dc and the corresponding reference data acquired during the pre-scan. Once the residual gradient field is properly estimated, it can be removed by the adjustment of initial phase encoding gradient field between $70^{\circ}$ and $180^{\circ}$ rf pulses. Results : The suggested T2EPl is implemented in a 1.0 Tela whole body MRI system. Experiments are done with the effective echo times of 72ms and 96ms with single shot acquisitions. High resolution($128{\times}128$) volunteer head images with high $T_2$ contrast are obtained in a single scan by the proposed method. Conclusion : Using the half courier technique, higher resolution EPI images are obtained with matrix size of $128{\times}128$ in a single scan. Furthermore $T_2$ contrast is controlled by the effective echo time. Since the suggested method can be implemented by software alone (pulse sequence and corresponding tuning and reconstruction algorithms) without addition of special hardware, it can be widely used in existing MRI systems.
목적 : 초고속 Echo Planar Imaging (EPI) 의 데이터 측정시간을 반으로 단축시킨 half courier EPI와 임상에서 널리 사용하는 $T_2$ 강조 영상을 결합한 $T_2$-weighted half courier EPI(T2HEPl) 영상기법을 제안하였다. 제안한 방법으로 강한 $T_2$ 대조도를 갖는 $128{\times}128$의 고해상도 EPI 영상을 single scan으로 얻고자 한다. 대상 및 방법 : 초고속 EPI 기법의 데이터 측정시간을 줄이기 위하여 k-space의 절반만을 측정하고, 나머지 절반은 conjugate symmetry 성질을 이용하여 재구성한다. 따라서 64개의 에코로 $128{\times}128$의 고해상도 single shot 영상을 얻을 수 있다. 또한 k-space 데이터의 순서를 시간 축에서 조절하여 강한 $T_2$ 대조도를 갖는 영상을 얻을 수 있다 Eddy current의 영향으로 phase encoding 방향으로 잔류 경사자계가 있을 경우 측정된 데이터들은 k-space에서 이동이 되며 , 이것은 재구성 영상에 심각한 문제점을 초래하게 된다. 본 논문에서는 pre-scan에서 얻은 기준 데이터와 dc에 해당하는 에코간의 상관도를 측정하여 이동을 추정하며, 초기의 phase encoding gradient의 크기를 조정하여 이러한 이동을 제거한다. 결과 : 제안한 $T_2$-weighted half courier EPI 영상기법을 1.0 Tesla 전신 MRI 시스템에 적용하였다. 실험 조건은 single shot으로 TR은 무한대이고, TE는 72ms와 96ms로 설정하였다. 제안한 영상기법을 이용하여 single scan으로 강한 $T_2$ 대조도를 갖는 128x128의 고해상도 EPI 영상을 얻을 수 있었다. 결론 : 제안한 Half Fourier기법을 이용하여 기존의 $64{\times}64$ 영상보다 해상도를 높인 $128{\times}128$ EPI영상을 single scan으로 얻을수 있었으며, 에코의 적절한 배치를 통해 임상에서 널리 사용되는 $T_2$ 대조도를 얻을 수 있었다. 제안한 방법은 특별한 하드웨어의 추가 없이, 펄스 시퀀스와 tuning 및 재구성 알고리즘 등의 소프트웨어적인 방법만으로 구현이 가능하여 많은 임상 응용이 기대된다.
