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  • [IEEE Trans Med Imaging.] Model-Based Chemical Exchange Saturation Transfer MRI for Robust z-Spectrum Analysis.

    [IEEE Trans Med Imaging.] Model-Based Chemical Exchange Saturation Transfer MRI for Robust z-Spectrum Analysis.

    고려대, 성균관대 / 이훈재, 한재호*, 박재석*

  • 출처
    IEEE Trans Med Imaging.
  • 등재일
    2020 Feb
  • 저널이슈번호
    39(2):283-293. doi: 10.1109/TMI.2019.2898672. Epub 2019 Feb 12.
  • 내용

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    Abstract
    This paper introduces a novel, model-based chemical exchange saturation transfer (CEST) magnetic resonance imaging (MRI), in which asymmetric spectra of interest are directly estimated from complete or incomplete measurements by incorporating subspace-based spectral signal decomposition into the measurement model of CEST MRI for a robust z-spectrum analysis. Spectral signals are decomposed into symmetric and asymmetric components. The symmetric component, which varies smoothly, is delineated by the linear superposition of a finite set of vectors in a basis trained from the simulated (Lorentzian) signal vectors augmented with data-driven signal vectors, while the asymmetric component is to be inherently lower than or equal to zero due to saturation transfer phenomena. Spectral decomposition is performed directly on the measured spectral data by solving a constrained optimization problem that employs the linearized spectral decomposition model for the symmetric component and the weighted Frobenius norm regularization for the asymmetric component while utilizing additional spatial sparsity and low-rank priors. The simulations and in vivo experiments were performed to demonstrate the feasibility of the proposed method as a reliable molecular MRI.

     

    왼쪽부터 Glioma 암환자에서 T2-강조 MRI, T1-강조 MRI, Proton-Exchange 기반 MRI 

     

    Author information

    Lee H, Chung JJ, Lee J, Kim SG, Han JH, Park J.

  • 연구소개
    분자영상의 대표적 영상모달리티는 양전자방출단층장치 (PET: positron emission tomography)이며, PET 분자영상의 높은 민감도와 신뢰도는 임상에서 널리 활용되고 있습니다. 본 연구논문은 비침습적이고 이온화 방사선 노출이 없으면서, 고주파 펄스 여기를 통해 인체 내 양성자 교환을 유도하여 분자영상 정보를 획득하는 새로운 자기공명영상기법에 관한 내용입니다. 본 논문에서는 시스템의 불완전성이 있는 상황에서도 강건하고 초고속으로 분자영상 스펙트럼을 획득하고 분석하기 위해, 해당동적신호를 저차원 공간 표현형 모델과 시공간정보의 상관관계를 이용하여 새로운 신호처리 최적화 문제 및 솔루션을 제시하고 있습니다.
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