消除磁振造影中移動假影的方法

技術摘要

磁振造影是現今醫學領域中一種屬於零輻射、非侵入性且安全的醫學影像檢查方法，能以多角度掃描，提供對比度與解析度極佳的軟組織成像，是臨床診斷上相當重要的醫學影像技術。而其中又以擴散磁振造影為目前唯一能以非侵入式方式了解大腦各腦區間神經連結的影像技術，該技術藉由偵測水分子在組織中擴散現象，來描繪組織的微結構環境。由於水分子擴散尺度遠小於受試者移動或因呼吸、心跳的生理反應所產生的位置變化，故容易在影像上產生因受試者移動所形成的影像假影。在磁振造影掃描過程中，若是遇到影像因為受試者呼吸或自主的移動而產生影像上的假影時，大多僅能要求受試者盡量維持不動然後重新掃描，而不同影像的掃描，根據其所使用的成像序列，掃瞄時間大約從數分鐘至數十分鐘不等，對於影像掃描的成本以及影像產出速度有不良的影響，嚴重情況下可能無法取得符合臨床診斷需求的影像，透過修正受測者移動所產生的影像假影，可增加符合臨床診斷要求的影像取得機率，降低掃描所花費的時間與成本。

目前去除影像假影的相關技術，主要分為使用領航迴訊(navigator echo)以及多通道訊號修正技術。前者需要修改磁振造影成像序列，受限於各廠牌所使用的軟體；而後者則需要線圈陣列收取多通道訊號，其效果受限於通道數量。而我們所提出的假影修正技術對於磁振造影儀的軟硬體並無特定需求，可用於各廠牌不同型號的磁振造影儀的即時重建上，消除受試者移動造成的影像假影，大幅降低重新掃描的機率。依衛福部108下半年統計，台灣約有270台磁振造影儀，此外再加上國內有十數台動物專用磁振造影儀，若能針對上述磁振造影儀提供即時重建功能，預估將有極大的市場價值；除此之外，本技術所採用之方法，亦可採用獨立軟體的方式，應用於已取得之磁振造影影像上進行假影消除，讓臨床使用者透過影像後處理的方式進行假影修正，得到假影消除後的清晰影像，增進診斷的準確度，並預期可降低龐大的醫療支出與社會成本。

技術內容

由於磁振造影成像時，經由數次至數十次的取樣過程得到一張影像所需之完整資料，進行重建後得到一張掃描影像。而根據磁振造影的影像重建理論，若受試者因為移動，使得在兩次的取樣過程中的位置產生變化，會造成此兩次取樣過程中所得到的資料產生額外的相位干擾，此相位干擾則會造成影像上的假影，若能推估該相位干擾並於影像重建前補償之，便能得到經假影消除的乾淨影像。故我們採用最佳化演算法，持續尋找因移動所造成的相位干擾數值並補償之，直到重建的磁振造影影像上無法觀察到假影為止。

我們將本技術應用於擴散磁振造影影像上，結果顯示本技術能在擴散磁振造影原始影像上，大幅度的降低影像上的移動假影。除此之外，我們將假影消除後的擴散磁振造影影像進行擴散張量造影的重建，並與未經假影消除的結果進行比較，結果顯示，因移動假影所造成的結構缺失能夠藉由假影消除技術而正確的還原。本技術除了已成功獲得中華民國專利外，我們亦完成影像重建軟體的開發，並建構網站提供雲端重建服務，透過雲端重建服務累積更多的臨床驗證資料，將有利於未來國際專利的申請。

團隊簡介或技術聯絡人

國衛院醫工奈米所磁振造影研究團隊由郭立威副研究員帶領，並與國立聯合大學電子系卓冠宏助理教授共同研發此技術，團隊長期致力於研發前瞻磁振造影成像技術、磁振神經造影與分析技術、與高階磁振造影系統平台整合。主要研究目標為透過磁振造影技術之發展，突破時間解析度、空間解析度與訊噪比之物理限制，並發展影像為基礎之量化生物標誌，應用於基礎研究與轉譯研究上。近年來，團隊執行多項研究計畫，包含工程處專題研究計畫與整合型研究計畫、生科處整合型研究計畫、人文處腦與心智研究計畫、國合處之台德雙邊合作計畫與歐盟先期規劃計畫等。於產業發展上，團隊與耀登科技共同執行國科會產學計畫「植入式醫材於磁振造影系統之模擬與驗證：磁場、射頻與溫度之效應評估」，發展評估植入式醫材之磁振相容性的量測技術；並曾執行經濟部計畫「新世代磁振造影系統平台」。郭副研究員帶領研發團隊整合磁振造影系統平台，已建構國內第一台自主自建之多尺度磁振造影系統，帶動國內轉譯動物影像研究之發展。

郭立威 副研究員
生醫工程與奈米醫學研究所
國家衛生研究院
Email: lwkuo@nhri.edu.tw