KR100424238B1 - 자기장 드리프트 보상 방법 및 ｍｒｉ 장치 - Google Patents

자기장 드리프트 보상 방법 및 ｍｒｉ 장치 Download PDF

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Abstract

자기장 드리프트를 보상하고 전체 스캐닝 시간을 단축시키기 위해, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)의 총 횟수는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)의 반복 횟수보다 작고, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im) 사이에 삽입된다.

Description

자기장 드리프트 보상 방법 및 ＭＲＩ 장치{DATA ACQUISITION METHOD OF COMPENSATION FOR MAGNETIC FIELD DRIFT, METHOD OF COMPENSATION FOR MAGNETIC FIELD DRIFT, AND MRI APPARATUS}
본 발명은 자기장 드리프트(magnetic field drift) 보상 데이터 획득 방법, 자기장 드리프트 보상 방법 및 MRI(magnetic resonance imaging) 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자기장 드리프트를 보상하고 전체 스캐닝(scanning) 시간을 단축함으로써 화질을 개선시킬 수 있는 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법, 자기장 드리프트 보상 방법 및 MRI 장치에 관한 것이다.
미심사중인 일본 특허 공개 번호 제 H1-141656 호에 개시된 MRI 장치에서의 자기장 드리프트 보상 방법에 있어서, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터는 획득될 촬상 데이터 각각의 뷰(view)에 대해 수집되는데, 자기장 드리프트 보상을 위해 수집된 데이터에 기초하여 자기장 드리프팅(drifting)을 보상하기 위해, 주 필드 코일을 통해 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
전술한 종래의 방법에 따른 자기장 드리프트 보상에 있어서, 자기장 드리프트는 촬상을 위한 데이터를 수집하는 동안에 자기장 드리프트를 측정함으로써 보상될 것이다. 이 방법은 촬상을 위해 수집된 데이터와는 별도로 자기장 드리프트 보상을 위한 독립 데이터를 수집하는 것보다 더욱 정확하게 보상할 수 있다.
그러나, 이것은 반복 시간(TR)이 길어지는 단점이 있는데, 이는 펄스 시퀀스의 반복 구성(unity)이 촬상 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스와 함께 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스를 포함하기 때문이다. 따라서, 원하는 화상의 콘트라스트가 변할 때, 스캐닝 시간은 전체적으로 길어질 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 자기장 드리프트를 보상하고, 전체 스캐닝 시간을 단축함으로써 화질을 개선시킬 수 있는 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 방법, 자기장 드리프트 보상 방법 및 MRI 장치를 제공하는 것이다.본 발명의 제 1 측면에 따르면, N > M ≥ 2을 특징으로 하는 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법이 제공되는데, 여기서 N은 촬상 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스의 반복 횟수이고, M은 자기장 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스의 총 반복 횟수이며, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 적어도 하나 이상의 펄스 시퀀스를, 촬상 데이터를 수집하기 위한 두 개의 펄스 시퀀스 사이에 삽입(interposing)함으로써 자기장 보상을 위한 데이터를 획득한다.
전술한 제 1 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 있어서, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스의 총 횟수(M)는 촬상 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스의 반복 횟수(N)보다 작을 것이며, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스는, 촬상 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스 사이에 삽입될 것이다. 예를 들어, N = 256이고, M = 128일 때, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 하나의 펄스 시퀀스가, 촬상 데이터를 수집하기 위한 두 개의 펄스 시퀀스 사이에 삽입될 것이다. 이런 식으로, 자기장 드리프트는 촬상 데이터 획득 동안에 측정될 수 있어서, 자기장 드리프트 보상의 독립 데이터를 개별적으로 획득하는 것과 비교할 때 보상 정확성이 개선될 것이다. 또한, 필요한 전체 스캐닝 시간은 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터를 수집하기 위한 하나의 펄스 시퀀스를 촬상 데이터를 수집하기 위한 각각의 펄스 시퀀스에 부가하는 것보다 단축될 것이다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에서, 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드(gradient field)의 적분이 스핀의 정상 상태를 유지하기 위해 각 축에 대한 자기장 필드에서 드리프트 보상 데이터 획득을 위한 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드의 적분과 동일한 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
전술한 제 2 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 있어서, 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드의 적분은 자기장에서 드리프트 보상 데이터 획득을 위한 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드의 적분과 동일하여, 자기장에서 드리프트 보상 데이터 획득을 위한 펄스 시퀀스의 그래디언트 필드는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스 사이에 삽입될 때 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에 영향을 미치지 않도록 할 것이다.
본 발명의 제 3 측면에 따르면, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에서, 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스는 그래디언트 에코(echo)의 수렴을 위한 판독 그래디언트를 갖는 그래디언트 에코 방법의 펄스 시퀀스이고, 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스 동안에 그래디언트 에코의 수렴을 위한 판독 그래디언트와 페이즈된(phased) 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스인 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
전술한 제 3 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 있어서, 그래디언트 에코 방법의 펄스 시퀀스로 촬상 데이터를 획득하는 경우에 바람직하게 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터가 획득될 수 있다.
본 발명의 제 4 측면에 따르면, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에서, 촬상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 90˚RF 펄스와 180˚RF 펄스 사이에 확산된(diffused) 판독 그래디언트를 갖는 스핀 에코 방법에 의한 펄스 시퀀스이고, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 확산 판독 그래디언트 및 180˚RF 펄스 이후의 대응하는 판독 그래디언트와 위상 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스인 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
전술한 제 4 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 있어서, 스피닝(spinning) 에코 방법의 펄스 시퀀스로 촬상 데이터를 획득하는 경우에 바람직하게 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터가 획득될 수 있다.
본 발명의 제 5 측면에 따르면, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에서, 촬상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 90˚RF 펄스와 180˚RF 펄스 사이 및 180˚RF 펄스와 다른 180˚RF 펄스 사이에 확산 판독 그래디언트를 갖는 고속 스피닝 에코 방법의 펄스 시퀀스이고, 자기장 드리프트 보상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 확산 판독 그래디언트 및 180˚RF 펄스 이후의 대응하는 판독 그래디언트와 위상 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스인 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
전술한 제 5 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 있어서, 고속 스피닝 에코 방법(또한 멀티-에코(multi-echo) 방법)의 펄스 시퀀스로 촬상 데이터를 획득하는 경우에 바람직하게 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터가 획득될 수 있다.
본 발명의 제 6 측면에 따르면, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 따라 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 주 필드 코일의 전류를 조절하는 단계를 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 6 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 방법에 있어서, 화질을 개선시키기 위해 자기장 드리프트를 보상하도록 주 필드 코일을 통해 흐르는 전류가 조절된다.
본 발명의 제 7 측면에 따르면, 자기장 드리프트 보상 방법으로서, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 따라 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 송신 주파수를 조절하는 단계를 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 7 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 방법에 있어서, 화질을 개선시키기 위해 자기장 드리프트를 보상하도록 송신 주파수가 조절된다.
본 발명의 제 8 측면에 따르면, 자기장 드리프트 보상 방법으로서, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 따라 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 송신 주파수와 수신 주파수를 조절하는 단계를 특징으로 하는 방법이 제공된다.
전술한 제 8 측면의 자기장 드리프트 보상 방법에 있어서, 화질을 개선시키기 위해 자기장 드리프트를 보상하도록 송신 주파수와 수신 주파수가 조절된다.
본 발명의 제 9 측면에 따르면, 자기장 드리프트 보상 방법으로서, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 따라 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 송신 위상 또는 수신 위상을 조절하는 단계를 특징으로 하는 방법이 제공된다.
전술한 제 9 측면의 자기장 드리프트 보상 방법에 있어서, 화질을 개선시키기 위해 자기장 드리프트를 보상하도록 송신 위상 또는 수신 위상이 조절될 수 있다.
본 발명의 제 10 측면에 따르면, 자기장 드리프트 보상 방법으로서, 전술한 구성의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법에 따라 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 촬상 데이터에 대해 위상 보상 동작을 수행하는 단계를 특징으로 하는 방법이 제공된다.
전술한 제 10 측면의 자기장 드리프트 보상 방법에 있어서, 화질을 개선시키기 위해 자기장 드리프트를 보상하도록 촬상 데이터에 대해 위상 보상 동작이 수행될 것이다.
본 발명의 제 11 측면에 따르면, MRI 장치로서, RF 펄스 송신기 수단과, 그래디언트 펄스 인가기(applicator) 수단, NMR 신호 수신기 수단과, 각각의 수단을 제어함으로써 촬상 데이터를 획득하기 위한 촬상 데이터 획득을 제어하는 수단과, 각각의 수단을 제어함으로써 자기장 드리프트 보상 데이터를 획득하기 위한 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하는 수단을 포함하되, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하는 수단은 N > M ≥ 2를 특징으로 하며, 여기서 N은 촬상 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스의 반복 횟수이고, M은 자기장 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스의 총 반복 횟수이며, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 적어도 하나 이상의 펄스 시퀀스를, 촬상 데이터를 수집하기 위한 두 개의 펄스 시퀀스 사이에 삽입함으로써, 자기장 보상을 위한 데이터를 획득하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 11 측면에 따른 MRI 장치에서, 전술한 본 발명의 제 1 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 12 측면에 따르면, 전술한 구성의 MRI 장치에서 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하기 위한 수단에 있어서, 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드의 적분이 자기장에서 드리프트 보상 데이터 획득을 위한 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드의 적분과 동일할 수 있는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 12 측면에 따른 MRI 장치에서, 전술한 제 2 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 13 측면에 따르면, 전술한 구성의 MRI 장치에서, 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스는 그래디언트 에코의 수렴을 위한 판독 그래디언트를 갖는 그래디언트 에코 방법의 펄스 시퀀스일 수 있고, 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스 동안에 그래디언트 에코의 수렴을 위한 판독 그래디언트와 페이즈된 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스일 수 있는 것을 특징으로 하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 13 측면에 따른 MRI 장치에서, 전술한 제 3 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 14 측면에 따르면, 전술한 구성의 MRI 장치에서, 촬상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 90˚RF 펄스와 180˚RF 펄스 사이에 확산된 판독 그래디언트를 갖는 스핀 에코 방법에 의한 펄스 시퀀스이고, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 확산 판독 그래디언트 및 180˚RF 펄스 이후의 대응하는 판독 그래디언트와 위상 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스인 것을 특징으로 하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 14 측면에 따른 MRI 장치에서, 전술한 본 발명의 제 4 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 15 측면에 따르면, 전술한 구성의 MRI 장치에서, 촬상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 90˚RF 펄스와 180˚RF 펄스 사이 및 180˚RF 펄스와 다른 180˚RF 펄스 사이에 확산 판독 그래디언트를 갖는 고속 스피닝 에코 방법의 펄스 시퀀스이고, 자기장 드리프트 보상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 확산 판독 그래디언트 및 180˚RF 펄스 이후의 대응하는 판독 그래디언트와 위상 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스인 것을 특징으로 하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 15 측면에 따른 MRI 장치에서, 전술한 제 5 측면의 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 16 측면에 따르면, 전술한 구성의 MRI 장치에서, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하는 수단에 의해 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 주 필드 코일의 전류를 제어하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 16 측면에 따른 MRI 장치에서, 전술한 제 6 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 17 측면에 따르면, 전술한 구성의 MRI 장치에서, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하는 수단에 의해 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 송신 주파수를 제어하기 위해 여기 주파수를 제어하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 17 측면에 따른 MRI 장치에서, 전술한 제 7 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 18 측면에 따르면, 전술한 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하는 수단에 의해 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 송신 주파수와 수신 주파수를 제어하기 위해 공진 주파수를 제어하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 18 측면에 따른 MRI 장치에서, 본 발명의 제 8 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 19 측면에 따르면, 전술한 구성의 MRI 장치에서, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하는 수단에 의해 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 송신 위상 또는 수신 위상을 제어하기 위한 위상 제어기 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 19 측면에 따른 MRI 장치에서, 본 발명의 제 9 측면에 따른 자기장 드리프트 보상 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명의 제 20 측면에 따르면, 전술한 구성의 MRI 장치에서 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하는 수단에 의해 수집된 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 촬상 데이터에 대해 위상 보상 동작을 수행하기 위해 위상 보상을 동작시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치가 제공된다.
본 발명의 제 20 측면에 따른 MRI 장치에서, 전술한 제 10 측면의 자기장 드리프트 보상 방법이 바람직하게 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 개시된 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법, 자기장 드리프트 보상 방법 및 MRI 장치는 촬상 데이터 획득 동안에 자기장 드리프트를 측정 및 보상할 수 있어, 보상의 정확성을 개선시킬 수 있다. 전체 스캐닝 시간은 단축될 수 있는데, 이는 자기장 드리프트의 보상 데이터 획득을 위한 펄스 시퀀스의 총 횟수가 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스의 반복 횟수보다 작을 수 있기 때문이다.
본 발명의 또다른 목적과 이점은 첨부한 도면에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 설명으로부터 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 MRI 장치의 개략적인 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 MRI 장치에 따른 데이터 획득 프로세스의 흐름도,
도 3은 도 1에 도시된 MRI 장치에 따른 데이터 획득 프로세스에서의 펄스 시퀀스의 예를 도시하는 도면,
도 4는 도 1에 도시된 MRI 장치에 따른 데이터 획득 프로세스에서의 펄스 시퀀스의 다른 예를 도시하는 도면,
도 5는 도 1에 도시된 MRI 장치에 따른 데이터 획득 프로세스에서의 펄스 시퀀스의 또다른 예를 도시하는 도면.
이제, 도면에 도시되어 있는 본 발명을 구현하는 몇 가지 바람직한 실시예를 세부적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 MRI 장치(100)의 개략적인 블록도이다.
이 MRI 장치(100)에 있어서, 자석 어셈블리(1)는 검사될 피검체를 삽입하기 위한 중앙 루멘(central lumen)(보어(bore))을 가지며, 또한 이 어셈블리는 일정한 강도의 주 자기장을 피검체에 인가하기 위한 주 필드 코일(1p), 슬라이스축, 판독축 및 위상축으로 그래디언트 필드를 생성하기 위한 그래디언트 필드 코일(1g), 피검체내에 원자 스핀을 여기하기 위해 RF 펄스를 인가하기 위한 송신기 코일(1t) 및 피검체로부터 발생된 NMR 신호를 검출하기 위한 수신기 코일(1r)을 갖는데, 보어를 둘러싼다. 주 필드 코일(1p), 그래디언트 필드 코일(1g), 송신기 코일(1t) 및 수신기 코일(1r)은 각각 주 필드 전원(2), 그래디언트 필드 구동 회로(3), RF 파워 증폭기(4) 및 전치증폭기(5)에 접속된다.
영구 자석이 주 필드 코일(1p) 대신에 사용될 수도 있다.
시퀀스 메모리(6)는 컴퓨터(7)로부터의 명령에 따라 저장된 펄스 시퀀스에 기초하여 그래디언트 필드 구동 회로(3)를 구동하여, 자석 어셈블리(1)의 그래디언트 필드 코일(1g)이 그래디언트 필드를 생성하게 한다. 시퀀스 메모리(6)는 또한 게이트 변조기 회로(8)를 구동하여, RF 오실레이터 회로(9)의 반송파 출력 신호를 사전설정된 유형의 포락선(envelopes)과 사전설정된 타이밍을 갖는 펄스 신호로 변조하여 RF 펄스로서 RF 파워 증폭기(4)에 인가한다. RF 펄스는 원하는 슬라이스 영역을 선택적으로 여기하기 위해 RF 파워 증폭기(4)에서 파워가 증폭되어, 자석 어셈블리(1)의 송신기 코일(1t)에 인가될 것이다.
전치증폭기(5)는 위상 검출기(10)에 입력되기 전에 자석 어셈블리(1)의 수신기 코일(1r)에 의해 검출되는 피검체로부터의 NMR 신호를 증폭할 것이다. 위상 검출기(10)는 RF 오실레이터 회로(9)가 생성한 반송파 출력 신호를 참조함으로써 전치 증폭기(5)를 경유한 NMR 신호의 위상을 검출하고, 그 후 이 신호를 A/D 변환기(11)로 전달한다. A/D 변환기(11)는 컴퓨터(7)에 입력되도록 위상이 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 아날로그-디지털 변환할 것이다.
컴퓨터(7)는 A/D 변환기(11)로부터 데이터를 판독하여, 원하는 슬라이스 영역의 화상을 생성하도록 화상 재구성을 수행할 것이다. 이 화상은 디스플레이(13)상에 디스플레이될 것이다. 컴퓨터(7)는 또한 콘솔(console : 12)로부터 정보 입력을 수신하는 것과 같이 전체 시스템을 제어할 것이다.
도 2는 MRI 장치(100)에서의 데이터 획득을 도시하는 흐름도이다. 여기서 N > M ≥2인데, N은 촬상 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스의 반복 횟수이고, M은 자기장 보상을 위한 데이터를 수집하기 위한 펄스 시퀀스의 총 반복 횟수이다.
도 2의 단계(S1)에서, 촬상 데이터 획득 카운터(I)는 '1'로 초기화되도록 지워질 것이다.
단계(S2)에서, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득 카운터(D)는 '1'로 초기화되도록 지워질 것이다.
단계(S3)에서, 'I'번째 촬상 데이터는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스를 사용함으로써 수집될 것이다.
단계(S4)에서, I = DㆍN / M이 참이면, 프로세스가 단계(S5)로 진행하고, 거짓이면, 프로세스가 단계(S7)로 진행한다.
단계(S5)에서, 자기장 드리프트에 관한 'D'번째 보상 데이터는 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스를 사용함으로써 수집될 것이다.
단계(S6)에서, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득 카운터(D)는 '1' 만큼 증가할 것이고, 프로세스는 단계(S7)로 진행한다.
전술한 단계(S3) 내지 단계(S6)에 있어서, N = 256이고, M = 128라고 가정하면, 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득의 하나의 펄스 시퀀스가 I = 2, 4, 6, ... 등등의 이후에, 즉 각각 2번의 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스마다 삽입될 것이다.
단계(S7)에서, I = N이 참이면, 프로세스가 종료되고, 거짓이면, 프로세스가 단계(S8)로 진행한다.
단계(S8)에서, 촬상 데이터 획득 카운터(I)는 '1' 만큼 증가할 것이고, 프로세스는 단계(S3)로 복귀한다.
도 3은 전술한 데이터 획득 프로세스에서의 예시적인 펄스 시퀀스이다.
도시된 펄스 시퀀스에서, 그래디언트 에코 모드의 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)에 대해 사용될 것이다.
또한, 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)에 있어서, 사용되는 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)에서 그래디언트 에코(에코(1), 에코(2))를 수렴하기 위한 판독 그래디언트('rd'와 'rr'의 앞쪽 반) 및 위상 그래디언트('pe' 및 'pr')가 없다. 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터는 FID 신호내에서 얻어질 수 있다.
각각의 축에서 적분 그래디언트를 고르게 분포시킴으로써, 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)에서의 그래디언트 필드('rd', 'rr')의 적분은 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)의 그래디언트 필드('rh')의 적분과 동일할 것이다. 또한, 어떠한 그래디언트 필드도 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)에서의 위상 축에 인가되지 않는데, 이는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)에서의 그래디언트 필드('pe', 'pr')의 적분이 '0'으로 되기 때문이다.
도 4는 전술한 데이터 획득 프로세스에서의 펄스 시퀀스의 다른 예이다.
이러한 펄스 시퀀스에 있어서, 스피닝 에코 모드 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)를 위해 사용된다.
자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)에 있어서, 사용되는 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)에서 90˚RF 펄스(R)와 180˚RF 펄스(P) 사이의 확산 판독 그래디언트('rd'), 180˚RF 펄스(P) 이후의 대응하는 판독 그래디언트('rr'의 앞쪽 반) 및 위상 그래디언트('pe')가 없다. 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터는 스핀-에코 신호내로부터 얻어질 수 있다.
도 5는 전술한 데이터 획득 프로세스에서의 펄스 시퀀스의 또다른 예이다.
이 펄스 시퀀스의 예에서, 고속 스핀 에코 모드의 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)를 위해 사용된다.
자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)에 있어서, 사용되는 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)에서 90˚펄스(R)와 180˚RF 펄스(P) 사이 및 180˚펄스(P)와 다른 180˚펄스(P) 사이의 확산 판독 그래디언트('rd'와 'rr'의 뒤쪽 반) 및 180˚RF 펄스(P) 이후의 대응하는 판독 그래디언트('rr'의 앞쪽 반)와 위상 그래디언트('pe')가 없다. 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터는 제 1 스핀-에코 신호내로부터 얻어질 수 있다.
각각의 축에서 적분 그래디언트를 고르게 분포시킴으로써, 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)에서의 그래디언트 필드('rd', 'rr')의 적분은 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)의 그래디언트 필드('rh')의 적분과 동일할 것이다. 또한, 어떠한 그래디언트 필드도 자기장 드리프트 보상을 위한 데이터 획득 펄스 시퀀스(Md)에서 위상 축에 인가되지 않는데, 이는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스(Im)에서 그래디언트 필드('pe', 'pr')의 적분이 '0'으로 되기 때문이다.
도 5에 도시된 펄스 시퀀스에서 슬라이스 인코딩을 슬라이스축에 인가할 때, 펄스 시퀀스는 3차원이 될 것이다.
전술한 MRI 장치(100)는 다음 중 하나, 즉
(1) 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 주 필드 코일(1p)을 통해 흐르는 전류를 제어함으로써,
(2) 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 RF 오실레이터 회로(9)의 송신 주파수를 제어함으로써,
(3) 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 RF 오실레이터 회로(9)의 송신 주파수와 수신 주파수를 제어함으로써,
(4) 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 게이트 변조기 회로(8)에서의 송신 위상 또는 위상 검출기(10)에서의 수신 위상을 제어함으로써,
(5) 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터에 기초하여 컴퓨터(7)에서 촬상 데이터에 대해 위상 보상을 수행함으로써, 전술한 데이터 획득 프로세스 동안에 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터를 획득한 후에 자기장 드리프트를 보상할 수 있다.
본 명세서에 개시된 MRI 장치(100)에 따르면, 자기장 드리프트는 촬상 데이터의 획득 동안에 측정 및 보상될 수 있어서, 촬상 데이터와 별도로 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터를 별개로 독립적으로 획득하는 것보다 더욱 정확한 보상이 가능하게 한다. 또한, 전체 스캐닝 시간은 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터의 하나의 펄스 시퀀스를 각각의 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에 부가하는 것과 비교할 때 단축될 수 있다.
본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고서 본 발명의 다양한 실시예를 구성할 수 있다. 또한, 본 발명은 첨부한 특허 청구 범위에서 규정된 것을 제외하고는, 본 명세서에서 개시된 특정한 실시예에 한정되지 않음을 이해해야 한다.
본 발명은 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 방법, 자기장 드리프트 보상 방법 및 MRI 장치를 제공하여, 자기장 드리프트를 더욱 정확히 보상하고 전체 스캐닝 시간을 단축함으로써 화질을 개선하는 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 자기장 드리프트(magnetic field drift) 보상 방법에 있어서,
    촬상 데이터를 수집하기 위해 펄스 시퀀스를 인가하는 단계와,
    자기장 보상을 위한 데이터를 수집하기 위해 펄스 시퀀스를 인가하는 단계와,
    자기장 드리프트 보상을 위한 데이터를 수집하기 위해 적어도 하나 이상의 펄스 시퀀스를, 촬상 데이터를 수집하기 위한 두 개의 펄스 시퀀스 사이에 삽입(interposing)함으로써, 자기장 보상을 위한 데이터를 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드(gradient field)의 적분은 스핀의 정상 상태(steady state)를 유지하기 위해 각 축에 대한 상기 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드의 적분과 동일하고,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스는 판독 그래디언트가 없는
    자기장 드리프트 보상 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스는 그래디언트 에코의 수렴(convergence)을 위한 판독 그래디언트를 갖는 그래디언트 에코 방법에 의해 제공된 펄스 시퀀스이고, 상기 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스는 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스 동안에 그래디언트 에코의 수렴을 위한 판독 그래디언트와 페이즈된(phased) 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스인 자기장 드리프트 보상 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 90˚RF 펄스와 180˚RF 펄스 사이에 확산 판독 그래디언트를 갖는 스핀 에코 방법에 의해 제공된 펄스 시퀀스이고, 상기 자기장 드리프트 보상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 상기 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 확산 판독 그래디언트 및 180˚RF 펄스 이후의 대응하는 판독 그래디언트와 위상 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스인 자기장 드리프트 보상 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 90˚RF 펄스와 180˚RF 펄스 사이에 확산 판독 그래디언트를 갖는 고속 스피닝(spinning) 에코 방법에 의해 제공된 펄스 시퀀스이고, 상기 자기장 드리프트 보상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스는 상기 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 확산 판독 그래디언트 및 180˚RF 펄스 이후의 대응하는 판독 그래디언트와 위상 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스인 자기장 드리프트 보상 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 주 필드 코일의 전류를 조절하는 단계를 더 포함하는 자기장 드리프트 보상 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 송신 주파수를 조절하는 단계를 더 포함하는 자기장 드리프트 보상 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 송신 주파수와 수신 주파수를 조절하는 단계를 더 포함하는 자기장 드리프트 보상 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 송신 위상 또는 수신 위상을 조절하는 단계를 더 포함하는 자기장 드리프트 보상 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 촬상 데이터에 대해 위상 보상 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 자기장 드리프트 보상 방법.
  11. MRI 장치에 있어서,
    RF 펄스 송신기와,
    그래디언트 펄스 인가기(applicator)와,
    NMR 신호 수신기와,
    상기 RF 펄스 송신기, 상기 그래디언트 펄스 인가기 및 상기 NMR 신호 수신기를 제어함으로써 촬상 데이터를 획득하기 위해 촬상 데이터 획득을 제어하는 제 1 제어 장치와,
    상기 RF 펄스 송신기, 상기 그래디언트 펄스 인가기 및 상기 NMR 신호 수신기를 제어함으로써 자기장 드리프트 보상 데이터를 획득하기 위해 자기장 드리프트에 대한 보상 데이터 획득을 제어하는 제 2 제어 장치를 포함하되,
    상기 제 2 제어 장치는,
    자기장 드리프트 보상을 위한 데이터를 수집하기 위해 적어도 하나 이상의 펄스 시퀀스를, 촬상 데이터를 수집하기 위한 두 개의 펄스 시퀀스 사이에 삽입함으로써, 자기장 보상을 위한 데이터를 획득하는 수단을 포함하고,
    상기 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드의 적분은 스핀의 정상 상태를 유지하기 위해 각 축에 대한 상기 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 그래디언트 필드의 적분과 동일하며,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스는 판독 그래디언트가 없는
    MRI 장치.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 장치는,
    상기 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스가, 그래디언트 에코의 수렴을 위한 판독 그래디언트를 갖는 그래디언트 에코 방법의 펄스 시퀀스이도록 제어하는 수단과,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터 획득 펄스 시퀀스가, 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스 동안에 그래디언트 에코의 수렴을 위한 판독 그래디언트와 페이즈된 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스이도록 제어하는 수단을 포함하는 MRI 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 장치는,
    상기 촬상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스가, 90˚RF 펄스와 180˚RF 펄스 사이에 확산 판독 그래디언트를 갖는 스핀 에코 방법에 의한 펄스 시퀀스이도록 제어하는 수단과,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스가, 상기 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 확산 판독 그래디언트 및 180˚RF 펄스 이후의 대응하는 판독 그래디언트와 위상 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스이도록 제어하는 수단을 포함하는 MRI 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 장치는,
    상기 촬상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스가, 90˚RF 펄스와 180˚RF 펄스 사이 및 180˚RF 펄스와 다른 180˚RF 펄스 사이에 확산 판독 그래디언트를 갖는 고속 스피닝 에코 방법의 펄스 시퀀스이도록 제어하는 수단과,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스가, 상기 촬상 데이터 획득 펄스 시퀀스에서의 확산 판독 그래디언트 및 180˚RF 펄스 이후의 대응하는 판독 그래디언트와 위상 그래디언트가 없는 펄스 시퀀스이도록 제어하는 수단을 포함하는 MRI 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 주 필드 코일의 전류를 제어하는 제 3 제어 장치를 더 포함하는 MRI 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 송신 또는 수신 주파수를 제어하는 제 3 제어 장치를 더 포함하는 MRI 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 공진 주파수를 제어하는 제 3 제어 장치를 더 포함하는 MRI 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 송신 위상 또는 수신 위상을 제어하는 제 3 제어 장치를 더 포함하는 MRI 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 상기 촬상 데이터에 대해 위상 보상을 수행하는 위상 보상 장치를 더 포함하는 MRI 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 자기장 드리프트 보상 데이터에 기초하여 상기 촬상 데이터에 대해 주파수 보상 동작을 수행하는 주파수 보상 장치를 더 포함하는 MRI 장치.
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