KR101663651B1 - 예상 움직임 보정을 포함한 자기 공명 검사를 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 자기 공명 시스템 - Google Patents

예상 움직임 보정을 포함한 자기 공명 검사를 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 자기 공명 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 자기 공명 신호들의 기록을 포함하는 예상 움직임 보정에 의해 자기 공명 검사를 수행하기 위한 방법에 관한 것이고, 이 방법은, 검사 체적을 설정하는 단계, 탐색기 신호를 기록하기 위한 탐색기 체적을 설정하는 단계 ― 검사 체적 및 탐색기 체적은 동일하지 않음 ―, 시간(t0)에서 적어도 하나의 탐색기 기준 신호를 기록하는 단계, 시간(t1>t0)에서 적어도 하나의 탐색기 신호를 기록하는 단계, 탐색기 신호 및 탐색기 기준 신호로부터 움직임 정보를 결정하는 단계, 및 움직임 정보의 함수로서 기록 파라미터들을 설정하고 적어도 하나의 추가적인 자기 공명 신호를 기록하는 단계를 포함한다. 본 발명은 추가로 전술된 방법이 수행될 수 있는 자기 공명 시스템에 관한 것이다.

Description

예상 움직임 보정을 포함한 자기 공명 검사를 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 자기 공명 시스템{METHOD FOR CONDUCTING A MAGNETIC RESONANCE EXAMINATION INCLUDING PROSPECTIVE CORRECTION OF MOVEMENTS AND A MAGNETIC RESONANCE SYSTEM FOR THE PURPOSE}
본 개시내용은 예상 움직임 보정에 의해 자기 공명 검사를 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 자기 공명 시스템에 관한 것이다.
자기 공명 신호들 또는 측정된 신호들은, 이들로부터 스펙트럼들 또는 이미지들을 생성하기 위해, 자기 공명 검사시에 기록된다. 이미지들이 기록될 때, 이미지들을 계산하는 k-공간이 라인별로 또는 점별로 기록될 수 있다.
일부 시퀀스들에서 그리고 최적의 기본 조건들에서, 이제 소위 4D 데이터 기록들을 기록하는 것이 가능하다. 이들은 연속하여 반복적으로 기록된 3D 데이터 기록들이다. 이는 수용가능한 시간 분해능(acceptable time resolution)을 가지는 4D 데이터 기록들이 특정 도전과제를 나타내기 때문에 시간 소모적이다. 그러나, 이러한 방식으로 획득된 이미지들만이 해부학적 구조들을 보여준다.
반면, 기능적 MRI뿐만 아니라 T1 맵(map)들에 대한 자기 공명 검사들은 본질적으로 적어도 수 분을 요구하는데, 왜냐하면 T1 이완 곡선이 심지어 가장 효율적인 방법을 사용하더라도 더 이상 빨리 스캔될 수 없기 때문이다.
여기서의 문제점은, 검사 대상이 이 기간 동안 움직이거나 움직일 수 있다는 점이다. 이러한 움직임들은 재구성된 이미지들에서의 움직임 아티팩트(motion artifacts)를 초래한다.
움직임 아티팩트를 방지하기 위한 몇몇 방법들이 공지되어 있다.
먼저, 게이팅 방법들(gating methods)이 공지되어 있다. 이들 방법에서, 검사 대상이 기준 위치를 벗어나 이동한 경우 자기 공명 검사가 중단된다. 이것이 다시 채택되자마자 자기 공명 검사가 계속된다. 호흡 또는 심박과 같은 주기적 운동의 경우, 이는 간단하게 구현될 수 있으며 EKG에 의해 트리거(trigger)될 수 있다. 그러나, 이 방법은, 또한 "벌크 모션(bulk motion)"이라고도 하는 병진 운동들(translatory motions)의 경우 사용될 수 없는데, 왜냐하면 이러한 경우 기준 위치가 때때로 더 이상 달성될 수 없기 때문이다. 추가로, 이 방법을 이용하면, 이미지 획득 상수에 대한 시간적 반복률(temporal repetition rate)을 유지하는 것이 가능하지 않다.
또한, 자기 공명 신호들이 가역적으로, 다시 말해 기록 이후에 보정되는 것이 공지되어 있다. 몇몇 변형들이 이 카테고리에서 가능하다.
먼저, 마커(marker)들이 환자에게 단단히 부착될 수 있고, 이들의 움직임이 도식화될 수 있다. 또한, 탐색기 에코(navigator echo)들로서 공지되어 있는 것을 기록하는 것이 가능하다. 기록된 측정 신호들의 이러한 타입의 가역적 보정은 예를 들어, 공보 US 4,937,526 또는 US 5,539,312로부터 공지되어 있다.
또한, 측정된 신호들을 예상하여 보정하는 것이 가능하다. 이 경우, 예를 들어, 경사도 설정들(gradient settings)을 조정함으로써, 움직임에 대한 후속적인 데이터 기록을 조정하기 위해, 검사 대상이 움직였는지를 알아보기 위한 연속적인 점검이 검사 동안 이루어진다. 이는 측정된 신호들이 기록 이후 직접 추가로 프로세싱될 수 있다는 장점을 갖는다. 예상 움직임 보정(prospective motion correction)은 문헌(Tisdall et al., MPRAGE Using EPI Navigators for Prospective Motion Correction, Proc. Intl. Soc. Magn. Reson. Med., 17, p. 4656, 2009)으로부터 공지되어 있다.
예상 움직임 보정에서, 탐색기 신호가 신속하게 프로세싱될 필요가 있다. 따라서, 강성 등록(rigid registration)이 탄성 등록(elastic registration)보다 선호된다.
이것의 문제점은, 특히 검사되는 것이 머리일 때, 부정확한 등록이 발생한다는 데에 있다. 이들 부정확한 등록은 움직임 보정에도 불구하고 여전히 존재하는 움직임 아티팩트로서 명백해진다.
따라서, 본 발명의 목적은 예상 움직임 보정에 의해 자기 공명 검사를 수행하기 위한 에러가 덜 발생하는 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에서 청구된 바와 같은 자기 공명 시스템을 작동시키기 위한 방법에 의해 달성된다. 발명의 유리한 전개들이 종속 청구항들의 발명 대상이다.
발명에 대한 핵심은 탐색기 신호들이 획득되는 체적 및 측정된 신호들이 기록되는 검사 체적이 동일하지 않다는 사실이다. 검사 체적에서의 비-강성 움직임들이, 강성 등록에 의한 움직임 보정을 크게 방해할 수 있고, 그러한 이유로 움직임 보정이 최적으로 수행되지 않는다는 점이 입증되었다. 따라서, 과거에 지속적으로 사용된 절차는 또한 검사 체적을 탐색기 체적으로서, 다시 말해 탐색기 신호가 획득되는 체적으로서 사용하는 것으로부터 출발한다. 이것은 2D 및 3D 이미지 데이터뿐만 아니라 스펙트럼에 대해서도 적용된다. 슬라이스(slice)들이 기록될 때라도, 이것은 본 출원에서 체적과 관련된다.
원칙적으로, 모든 편차가 포함되며, 판독 방향 및/또는 위상 방향 및/또는 슬라이스 방향에서 길이에서의 변경이 이루어질 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 탐색기 체적은 또한 검사 체적에 비해 시프트되거나 회전될 수 있다.
바람직하게는, 검사 체적보다 더 작은 탐색기 체적이 사용될 수 있다. 기술된 바와 같이, 교란 효과들이 등록 동안 회피되어야 한다. 따라서, 등록 동안 특히 문제가 있는 이미지 영역들을 생략하는 것이 방책이다. 탐색기 체적은 이후 검사 체적보다 더 작도록 선택되어야 한다.
특히 유리하게는, 검사 체적의 부분 체적이 탐색기 체적으로 사용될 수 있다. 원칙적으로, 검사 체적과 탐색기 체적이 서로 강성으로 링크된 경우, 탐색기 신호들을 기록하기 위해 검사 체적 밖의 영역을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 선택된 분해능에 따라 수 ㎛ 범위 내의 편차들이라도 문제가 될 수 있기 때문에, 이러한 에러의 원인들을 방지하기 위한 탐색기 체적은 검사 체적의 부분 체적이다. 이것은 검사 체적의 축과 탐색기 체적의 축이 병렬로 정렬될 것을 요구하지 않는다. 이것은 단지 하나의 가능한 구성이다.
특히 바람직하게는, 탐색기 체적의 정렬이 검사 대상의 부분 영역의 함수로서 결정된다. 검사 체적이 전체 검사 대상에 맞춰 정렬되는 반면, 탐색기 체적은 검사 대상의 부분 영역의 함수로서 정렬된다. 검사 대상은 이 경우 환자의 일부분 또는 데이터 기록 동안 캡쳐되는 검사의 다른 대상이다. 따라서, 검사 대상은 검사 체적 내에 있는 부분이다.
유리하게는, 머리 검사 동안 턱 위의, 특히 코 위의 체적이 탐색기 체적으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 턱 위의 체적 또는 탐색기 체적은 바람직하게는 검사 체적의 부분 체적이다. 여기서 탐색기 체적으로서 사용되는 체적은 특히 두개골을 포함한다. 바람직하게는 탐색기 체적은 두개골에 제한되며, 안면골을 포함하지 않는다.
바람직하게는, 본질적으로 강성인 검사 영역의 일부가 탐색기 체적으로서 사용될 수 있다. 다시 말해, 검사 영역의 이 부분의 움직임들이 전체 영역에서 균일하게 발생한다. 이로써, 강성 등록의 경우 에러가 최소화된다.
바람직하게는, 마커-기반 움직임 정보(marker-based motion information)가 움직임 보정을 위해 사용될 수 있다. 모든 공지된 마커들이 마커들, 특히 레이저-기반 마커들로서 사용될 수 있다. 마커들은 검사 대상의 외부에 부착된다. 그 위치는 이들 마커들에 의해 연속적으로 캡쳐된다. 이것은 예를 들어, 광학 측정 장치들을 사용하여 이루어진다. 바람직하게는, 마커-기반 움직임 정보는, 이로부터 결정된 움직임이 미리 제공된 임계 값을 초과하는 경우에만 고려된다. 마커-기반 움직임 정보는 이 경우, 그것이 픽셀 또는 복셀의 폭의 배수인 움직임들을 캡쳐하기 위해 사용될 수 있도록 탐색기-기반 움직임 정보를 보완해야 한다.
특히 유리하게는 움직임 정보가 강성 등록 기반으로 결정될 수 있다. 특히 움직임 정보는 교차-상관 분석(cross-correlation analysis)을 사용하여 결정될 수 있다. 여기서, 몇몇 교차-상관 계수들이 계산되며, 가장 높은 수치 값을 가지는 교차-상관 계수는 기준 데이터와 현재 탐색기 에코로부터 획득된 데이터 사이의 최상의 정합 위치를 나타낸다.
바람직하게는, 탐색기 에코들이 탐색기 신호들로서 사용될 수 있다.
바람직하게는, 시간(t1)에서 기록된 탐색기 신호가 추후 시간(t2)에서 탐색기 기준 신호로서 사용될 수 있다. 다시 말해, 가장 최근에 측정된 탐색기 신호가 각각의 경우 탐색기 기준 신호로서 사용된다. 따라서 탐색기 기준 신호는 지속적으로 변한다. 대안적으로, 탐색기 기준 신호가 모든 제2, 제3, 제4 등의 측정된 신호 기록 동안 변경될 수 있는 것이 제공될 수 있다. 이는 탐색기 신호들 및 탐색기 기준 신호들이 항상 서로 훨씬 더 멀리 발산하는 것을 방지한다. 이 경우, 탐색기 기준 신호로서 사용될 탐색기 신호는, 가역적 움직임 보정의 경우에 발생하는 바와 같이, 기록 파라미터들의 변경이 존재할 때 변경된 파라미터들로 적응되어야 한다.
명백히, 탐색기 신호는 교차-상관 분석 이전에 베이스라인 보정, 제로 필링(zero filling) 및/또는 푸리에 변환(Fourier transformation)과 같은 후처리 단계들을 거칠 수 있다.
바람직하게는, 3D 이미지 데이터 기록이 움직임 정보를 결정하기 위해 각각의 경우 탐색기 신호 및 탐색기 기준 신호로서 사용될 수 있다. 3D 체적의 커버리지에 의해, 모든 움직임이 캡쳐될 수 있다. 따라서, 움직임의 6개 자유도, 말하자면 3개의 병진 자유도 및 3개의 회전 자유도가 커버될 수 있다.
또한, 본 발명이 기반으로 하는 목적은 자기 공명 시스템을 이용하여 달성된다. 이는 적어도 하나의 고주파수 코일 및 제어 설비를 포함한다. 자기 공명 시스템은 제어 설비가 기술된 바와 같은 방법을 수행하도록 설계된다는 점을 특징으로 한다.
바람직하게, 고주파수 코일은 표면 코일, 버드케이지 코일(birdcage coil) 또는 코일 어레이로서 설계된다.
전술된 방법들은 제어 장치 내에서 소프트웨어로서 또는 그렇지 않은 경우 (고정 배선된) 하드웨어로서 구현될 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 유리한 실시예들은 본 발명의 자기 공명 시스템의 대응하는 실시예들에 대응한다. 따라서 불필요한 반복들을 피하기 위해, 대응하는 방법 특징들 및 그 장점들이 참조된다.
본 발명의 다른 장점들, 특징들 및 공간적 특성들은 하기에 기술하는 발명의 유리한 실시예들로부터 드러난다.
도 1은 자기 공명 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3은 검사 영역을 도시한 도면이다.
도 1은 적어도 하나의 고주파수 코일(2)을 가지는 자기 공명 시스템(1)을 도시한다. 고주파수 코일(2)은 수신 코일이며, 검사 영역에 대해 구체적으로 조정된다. 머리에 대한 측정의 경우, 그것은 헤드 코일로서 공지되어 있는 것이다. 제어 설비(3)가 또한 존재한다. 모든 측정 절차들은 제어 설비(3)에 측정 프로토콜들로서 저장된다.
환자가 환자 테이블 위에 위치되고 자기 공명 시스템의 보어(bore)(4) 내로 들어가면, 심 코일(shim coil)들의 설정 및 공명 주파수의 결정과 같은 조정 측정들이 이루어진다. 실제 자기 공명 검사들이 이후 시작한다. 자기 공명 검사를 수행하기 위해, 측정 프로토콜이 정상적으로 로딩되고 그 설정들이 점검된다. 예를 들어 공명 주파수와 같은 파라미터들의 대부분은 미리 설정되거나 또는 자동으로 입력된다. 검사 체적은 수동으로 최적화될 수 있지만, 또한 검사 체적을 자동으로 설정하기 위한 절차들이 존재한다.
검사 대상이 환자인 경우, 검사 영역은 머리, 무릎, 가슴 등일 수 있다. 검사 체적은 검사 영역을 포함하거나 형성한다.
도 2는 흐름도로서 예상 움직임 보정에 의해 자기 공명 검사의 수행을 도시하는 반면, 도 3은 검사 체적을 단면으로 도시한다. 단계(S1)에서 측정 프로토콜이 로딩된다. 소위 스카우트 측정들(scout measurements) 또는 다른 측정된 데이터에 기반하여, 또는 그렇지 않은 경우 자동으로, 단계(S2)에서 검사 체적(5)이 설정되고, 단계(S3)에서 탐색기 체적(6)이 설정된다.
환자(8)의 머리(7) 또는 머리(7)의 일부분이 검사 영역으로서 제공된다. 탐색기 체적(6)은 바람직하게는 검사 체적(5)의 부분 체적이다. 이는 머리(7)의 두개골에 위치된다. 이 영역에서, 머리(7)는 강성인데, 즉, 이 영역에서, 머리는 전체적으로만 움직이며, 턱의 영역에서 이루어질 수 있는 바와 같은 역회전 움직임(counter-rotating movement)들은 전혀 수행되지 않는다.
탐색기 체적(6)이 검사 체적(5) 내에 완전히 놓이지는 않지만, 외부 부분은 노이즈 신호들만을 제공한다. 이 경우, 역시 탐색기 체적(6)이 검사 체적(5)의 부분 체적으로서 간주된다.
추가로, 탐색기 체적(6)이 검사 체적(5)에 부분적으로만 겹치는 것도 가능하다. 이후, 탐색기 신호의 일부분은 검사 체적(5) 외부에서 획득된다.
극단적인 경우, 탐색기 체적(6) 및 검사 체적(5)은 전혀 겹치지 않는다. 이것의 장점은 검사 체적(5)에서의 이완 경로가 동일하며, 탐색기 측정들에 의해 부분적으로 변경되지 않는다는 점이다.
마커들(9)은 선택적으로 머리(7)에도 부착된다. 이들의 위치는 머리(7)의 움직임들을 설정하기 위해, 광학 측정 장치, 특히 레이저 측정 장치를 사용하여 검출된다. 마커들은 더 큰 움직임들, 특히 10개 복셀 또는 픽셀의 폭보다 더 긴 움직임들을 식별하는 역할을 한다. 이러한 타입의 큰 움직임들은 교차-상관 분석 동안 에러를 초래할 수 있다. 마커들(9)을 사용한 움직임 검출은 큰 움직임들의 경우 탐색기 에코들로 예상 움직임 보정을 보완한다. 그에 반해, 더 작은 움직임들, 즉, 10개 복셀의 폭보다 더 작거나 같은 움직임들의 경우, 움직임 보정은 탐색기 에코들로부터의 움직임 정보를 사용하여 더 큰 가중에 의해 이루어진다. 10개 폭들이 아닌 제한 값이 또한 미리 정의될 수 있다. 보완 움직임 정보가 고려될 수 있다는 점은 중요하다. 이는 전체 움직임 정보를 생성하기 위해 가중되는 방식으로 평균화될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 단계들(S2 및 S3)이 또한 반대 순서로 수행될 수 있다는 점이 언급될 수 있다. 탐색기 체적(6) 및 검사 체적(5)이 서로 독립적이므로, 이들은 또한 서로 무관하게 설정될 수 있다. 그러나, 이후, 순서는 중요하지 않다.
탐색기 기준 측정이 시간(t0)에서 단계(S4)로서 이루어진다. 이 단계는 탐색기 체적(6)이 설정될 때까지 발생할 수 없지만, 바로 직후에 발생할 필요는 없다. 바람직하게는, 예를 들어, 32 x 32 x 32 복셀의 분해능을 가지는 3D 이미지 데이터 기록들이 여기서 사용된다. 또한 EPI가 바람직하게는 시퀀스로서 사용된다.
단계(S5)에서 측정된 신호가 기록된다. 이는 바람직하게는 에코, 다시 말해 k-공간 라인이다. 그러나, 그것은 스펙트럼을 계산하기 위해 사용되는 FID일 수도 있다. 장시간 분광분석 측정(spectroscopic sustained measurement)들에서, 움직임 아티팩트는 이미지 형성 동안의 경우만큼만 스펙트럼을 저하시킬 수 있다.
측정된 신호들 및 탐색기 신호들은 둘 모두 자기 공명 신호들인데, 하나 이상의 이미지들 또는 스펙트럼은 측정된 신호들로부터 획득되고, 움직임 정보는 탐색기 신호들로부터 획득된다.
3개의 탐색기 신호가 이후 시간(t1)에서 단계(S6)로서 기록되며, 탐색기 신호들은 단계(S4)에서의 탐색기 기준 신호들과 똑같은 방식으로 인코딩된다. 따라서 신호들에서의 차이점은 머리의 움직임으로부터 기인한다.
그에 따라, 탐색기 신호들 및 탐색기 기준 신호들로부터의 움직임 정보의 결정은 단계(S7)로서 발생한다. 또한, 이것에 의해, 움직임이 몇몇 방향들로, 다시 말해, 3개의 병진 방향 및 3개의 회전 방향으로 발생할 수 있다는 점이 이해된다. 움직임 정보는 최적화 절차를 사용하여 3D 이미지 데이터 기록들로부터 획득된다.
단계(S8)에서, 기록 파라미터들, 특히 경사도 설정들이 설정된다. 경사도 값들은 움직임이 단계(S7)에서 식별된 경우 변경된다. 한 방향으로 각각의 경우 설정된 움직임들이 더해져 전체 움직임을 형성할 수 있거나, 또는 각 방향에 대해 경사도 보정(gradient correction)이 이루어져서, 그 보정들이 더해질 수 있다. 단계(S7)에서 움직임이 설정되지 않은 경우, 경사도 값들은 변경되지 않은 채 유지된다. 기록 파라미터들의 보정 또는 유지라는 대안들(alternatives) 모두가 용어 "기록 파라미터들의 설정"에 포함된다.
추가의 측정된 신호가 이후 단계(S9)에서 획득된다. 그 다음에, 탐색기 신호들이 단계(S10)에서 다시 기록되고, 움직임 정보가 단계(S11)에서 결정되고, 기록 파라미터들이 단계(S12)에서 설정된다.
움직임 보정이 측정된 신호들의 기록 이전에/동안에 그리고 자기 공명 검사 동안에 발생하기 때문에, 이것은 예상 움직임 보정이다.
모든 측정된 신호들이 획득될 때까지, 측정된 신호들 및 탐색기 신호들은 이후 교대로(alternately) 기록되고, 움직임 정보가 결정되고, 기록 파라미터가 설정된다. 마지막으로 측정된 신호가 기록되면, 자기 공명 검사를 수행하기 위한 방법이 종료된다. 측정된 신호들은 또한 코일 어레이를 사용하여 기록될 수 있다.

Claims (14)

  1. 복수의 측정된 신호들의 기록을 포함하는 예상 움직임 보정(prospective motion correction)에 의해 자기 공명 검사를 수행하기 위한 방법으로서,
    a) 측정된 신호들을 기록하기 위한 검사 체적(examination volume)(5)을 설정하는 단계,
    b) 탐색기 신호들(navigator signals)을 기록하기 위한 탐색기 체적(navigator volume)(6)을 설정하는 단계 ― 상기 검사 체적(5) 및 상기 탐색기 체적(6)은 동일하지 않음 ―,
    c) 시간(t0)에서 적어도 하나의 탐색기 기준 신호를 기록하는 단계,
    d) 시간(t1 > t0)에서 적어도 하나의 탐색기 신호를 기록하는 단계,
    e) 상기 탐색기 신호 및 상기 탐색기 기준 신호로부터 움직임 정보를 결정하는 단계,
    f) 상기 움직임 정보의 함수로서 기록 파라미터들을 설정하고 적어도 하나의 추가의 측정된 신호를 기록하는 단계, 및
    g) 모든 측정된 신호들이 기록될 때까지 단계들 d) 내지 f)를 반복하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사 체적(5)보다 더 작은 탐색기 체적(6)이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 검사 체적(5)의 부분 체적이 탐색기 체적(6)으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    머리(7)의 검사 동안, 턱 위의 부분 체적이 탐색기 체적(6)으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    본질적으로 강성인 검사 영역의 부분 체적이 탐색기 체적(6)으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    마커-기반 움직임 정보(marker-based motion information)가 움직임 보정을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 움직임 정보는 강성 등록에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탐색기 체적(6)의 정렬은 검사 대상의 부분적 영역의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    탐색기 에코(navigator echo)들이 탐색기 신호들로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    시간(t1)에서 기록된 탐색기 신호는 추후 시간(t2)에서 탐색기 기준 신호로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    움직임 정보를 결정하기 위해 탐색기 신호 및 탐색기 기준 신호로서 각각 3D 이미지 데이터 기록이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탐색기 체적(6)은 자동으로 랜드마크들(landmarks)에 기초하여, 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    경사도 값들이 기록 파라미터들로서 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 자기 공명 신호들을 기록하기 위한 적어도 하나의 고주파수 코일(2), 및 제어 설비(3)를 포함하는 자기 공명 시스템(1)에 있어서,
    상기 제어 설비(3)는 제1항 또는 제2항의 방법을 수행하도록 설계된 것을 특징으로 하는 자기 공명 시스템.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015207591A1 (de) * 2015-04-24 2016-10-27 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zu einer Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten
US9945923B2 (en) * 2015-08-06 2018-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for prospective motion correction using volume navigators in magnetic resonance imaging
DE102016204198B4 (de) 2016-03-15 2018-06-07 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Erzeugung von MR-Bildern mit prospektiver Bewegungskorrektur und teilvolumenspezifischer Gewichtung der Bildinformation
DE102016223478A1 (de) 2016-11-25 2018-05-30 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren und System zum Ermitteln von Magnetresonanzbilddaten in Abhängigkeit von physiologischen Signalen
DE102016223809B4 (de) 2016-11-30 2022-03-03 Siemens Healthcare Gmbh Verarbeitung von Bewegungssignalen während einer Magnetresonanzmessung
US11835612B2 (en) 2019-03-12 2023-12-05 University Of Cincinnati System and method for motion correction of magnetic resonance image
US11894126B1 (en) * 2023-02-24 2024-02-06 Ix Innovation Llc Systems and methods for tracking movement of a wearable device for advanced image stabilization

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003190117A (ja) 2001-12-25 2003-07-08 Hitachi Medical Corp 手術支援システム
JP2009279209A (ja) 2008-05-23 2009-12-03 Hitachi Medical Corp 術具誘導手術支援装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4937526A (en) 1988-11-23 1990-06-26 Mayo Foundation For Medical Education And Research Adaptive method for reducing motion and flow artifacts in NMR images
US5539312A (en) 1995-02-02 1996-07-23 Mayo Foundation For Medical Education And Research Detection and measurement of motion during NMR imaging using orbital navigator echo signals
JP3815585B2 (ja) 1997-10-17 2006-08-30 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
US20030135105A1 (en) * 2000-04-26 2003-07-17 Jack Clifford R. Alignment of multiple MR images using navigator signals
DE10056874C2 (de) * 2000-11-16 2003-02-06 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts, bei dem Lageveränderungen mittels orbitaler Navigatorechos erfasst werden
CN101427284B (zh) * 2006-04-20 2013-10-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于没有计时约束的动态体积对准的运动校正方法
US7348776B1 (en) * 2006-09-01 2008-03-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Motion corrected magnetic resonance imaging
WO2011127942A1 (en) * 2010-04-14 2011-10-20 Universitätsklinikum Freiburg Method for correcting susceptibility-induced image artifacts in mri after prospective motion correction
EP2461175A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. MR imaging using a multi-point Dixon technique
CN103403569B (zh) * 2010-12-22 2016-02-03 皇家飞利浦有限公司 使用校准扫描、线圈灵敏度图和导航器针对刚性运动补偿的并行mri方法
WO2013032933A2 (en) * 2011-08-26 2013-03-07 Kinecticor, Inc. Methods, systems, and devices for intra-scan motion correction
EP2626718A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. MRI with motion correction using navigators acquired using a Dixon technique
WO2014154544A1 (en) * 2013-03-25 2014-10-02 Fatnav Ekonomisk Förening Real-time motion correction for mri using fat navigators

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003190117A (ja) 2001-12-25 2003-07-08 Hitachi Medical Corp 手術支援システム
JP2009279209A (ja) 2008-05-23 2009-12-03 Hitachi Medical Corp 術具誘導手術支援装置

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Publication number Publication date
KR20150139460A (ko) 2015-12-11
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US20150346307A1 (en) 2015-12-03
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US10018699B2 (en) 2018-07-10
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CN105266809B (zh) 2019-08-09

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