KR100458774B1 - 위상 오차 측정 방법 및 장치, 기록 매체 및 자기 공명 촬상 장치 - Google Patents

위상 오차 측정 방법 및 장치, 기록 매체 및 자기 공명 촬상 장치 Download PDF

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지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
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Abstract

위상축 방향의 스핀에서 위상 오차를 정확하게 측정하고 보정하기 위하여, 적분값 0을 가지는 그레디언트 자기장을 제 1 의 180°여기 및 제 2 의 180°여기 사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코(SE1)를 판독하고, 적분값 0을 가지는 그레디언트 자기장을 제 2 의 180°여기 및 제 3 의 180°여기 사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코(SE2)를 판독하고, 이들 스핀 에코를 기초로 하여 잔류 자화(Gp0)의 영향에 기인한 위상 오차를 판정한다.

Description

위상 오차 측정 방법 및 장치, 기록 매체 및 자기 공명 촬상 장치{PHASE ERROR MEASURING METHOD AND APPARATUS, PHASE ERROR CORRECTING METHOD AND APPARATUS, RECORDING MEDIUM AND MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS}
본 발명은 위상 오차 측정(phase error measuring) 방법 및 장치와, 위상 오차 보정(phase error correcting) 방법 및 장치와, 기록 매체(recording medium)와 자기 공명 촬상(magnetic resonance imaging) 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 잔류 자화(residual magnetization) 등의 영향으로 인한 스핀(spin)의 위상 오차를 측정하는 방법 및 장치와, 그러한 위상 오차를 보정하는 방법 및 장치와, 컴퓨터가 위상 오차 측정 기능을 수행하도록 작동시키는 프로그램이 기록된 기록 매체와, 컴퓨터가 위상 오차 보정 기능을 수행하도록 작동시키는 프로그램이 기록된 기록 매체와, 위상 오차 측정 수단을 갖춘 자기 공명 촬상 장치와, 위상 오차 보정 수단을 갖춘 자기 공명 촬상 장치에 관한 것이다.
자기 공명 촬상 장치에서는, 마그네트 시스템(magnet system)의 내부공간, 즉, 정자기장(static magnetic field)이 생성되는 공간으로 촬상의 피검체를 반입하고, 그레디언트 자기장 및 고주파수 자기장을 인가하여 피검체내의 스핀(spin)으로부터 자기 공명 신호를 발생시켜, 수신된 신호에 기초하여 단층 이미지(tomographic image)를 재구성한다.
그레디언트 자기장은 세 개의 서로 수직한 축 방향으로 인가된다. 세 개의 서로 수직한 축은, 슬라이스(slice)축, 위상축 및 주파수축이다. 슬라이스축 방향의 그레디언트 자기장은 RF(radio frequency) 여기 신호로 슬라이스축 상의 원하는 슬라이스를 선택적으로 여기시키는 작용을 하는 것으로, 때때로 슬라이스 그레디언트라고도 한다. 위상축 방향의 그레디언트 자기장은 스핀을 위상 인코딩(encoding)하는 작용을 하는 것으로서, 위상 인코딩 그레디언트라고도 한다. 주파수축 방향의 그레디언트 자기장은 자기 공명 신호를 판독(readout)하는 작용을 하는 것으로서, 판독 그레디언트라고도 한다. 자기 공명 신호는 에코(echo) 신호로서 판독된다.
자기 공명 촬상 방법중 하나로써 고속 스핀 에코(FSE : fast spin echo) 기법이 있다. 이러한 기법은 스핀을 90°여기시킨 다음, 180°여기에 의한 스핀의 반전(inversion)을 여러 번 반복하여 각각의 90°여기마다 다수의 뷰(view)를 위한 스핀 에코들을 획득하는 것을 포함한다.
FSE 기법의 펄스 시퀀스(pulse sequence)가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에서, (1)은 90°여기 및 180°여기의 시퀀스이며, (2), (3), (4)는 각각 슬라이스 그레디언트(Gs), 위상 인코딩 그레디언트(Gp), 판독 그레디언트(Gr)의 시퀀스이며, (5)는 스핀 에코(SE)의 시퀀스이다. 이들 시퀀스는 시간축 t를 따라 진행한다.
도시된 바와 같이, 슬라이스 그레디언트(Gs1)를 인가하면서 90°여기가 수행된다. 그런 다음, 시간 주기(U1) 이후에, 슬라이스 그레디언트(Gs2)를 인가하면서 제 1 의 180°여기가 수행된다. 그런 다음, U2의 시간 주기 이후에 슬라이스 그레디언트(Gs3)를 인가하면서 제 2 의 180°여기가 수행된다. 그런 다음 이하 마찬가지 방식으로 매 U2의 시간 주기마다 슬라이스 그레디언트(Gs4, Gs5,...)를 각각 인가하면서 제 3, 제 4,...의 180°여기가 수행된다.
90°여기에서부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안, 판독 그레디언트(Gr1)를 인가하여 스핀의 위상 분산(phase dispersion), 즉 디페이징(dephasing)을 수행한다. 그런 다음, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안, 판독 그레디언트(Gr2)를 인가하여, 스핀의 위상 포커싱(phase focusing), 또는 리페이징(rephasing)을 수행하고 제 1 스핀 에코(SE1)를 발생시킨다. 스핀 에코를 발생시킨 판독 그레디언트(Gr2)는 후반부에서 스핀을 디페이징한다.
판독 그레디언트(Gr2)의 인가 전에, 위상 인코딩 그레디언트(Gp1)를 인가하여 위상 인코딩을 수행하고, 판독 그레디언트(Gr2)의 인가를 완료하고 나면, 위상 인코딩 그레디언트(Gp1)를 역방향으로 인가하여 위상 인코딩을 소거(cancel)한다.
이하 마찬가지 방식으로, 180°여기들 사이의 매 시간 주기마다 판독 그레디언트(Gr3, Gr4,...)를 인가하여 스핀 에코(SE2, SE3,...)를 각각 발생시킨다. 또한, 위상 인코딩 그레디언트(Gp2, Gp3,...)에 의하여 위상 인코딩을 달성한다. 위상 인코딩은 매회 다르다.
스핀 에코는 에코의 중심에서 최대의 진폭을 가지는 RF 신호이다. 제 1 스핀 에코(SE1)의 진폭은, 90°여기에서 부터 시간 주기(TE)(echo time)가 지난 다음에 최대가 된다. 제 2 스핀 에코(SE2)의 피크는 제 1 스핀 에코(SE1)의 피크로부터 시간 주기(TE)가 지난 다음에 발생한다. 그런 다음 마찬가지 방식으로, 시간 주기(TE) 간격으로 스핀 에코들(SE3, SE4,...)의 피크가 발생한다. 피크의 발생을 스핀 에코의 결상(focalization)이라고도 한다.
영구 자석에 의하여 정자기장을 발생시키는 마그네트 시스템에서는, 예컨대 그레디언트 자기장에 의한 영구 자석의 자극편(pole pieces)의 자화때문에 잔류 자화가 발생할 수 있다. 90°여기와 180°여기 사이의 시간 주기 동안 주파수축 방향의 잔류 자화가 스핀의 디페이징에 영향을 미치므로, 스핀 에코 결상의 타이밍, 즉 피크 발생의 타이밍에 오차가 발생한다. 이와 유사한 현상은 맴돌이 전류(eddy current)에 의해서도 발생한다.
예컨대, 제 1 스핀 에코(SE1)가 본래의 TE보다 더 짧은 시간 주기(TE')에서 결상할 경우, 결상의 타이밍 오차 때문에 제 2 스핀 에코(SE2)는 본래의 TE보다 더 긴 시간 주기(TE")에서 결상하고 제 3 스핀 에코(SE3)는 본래의 TE보다 더 짧은 타이밍(TE')에서 결상한다. 그런 다음, 본래의 TE보다 더 긴 시간 주기와 더 짧은 시간 주기가 교번하는 타이밍에서 스핀 에코 (SEi)(i:4,5,6,...)가 결상된다.
이러한 결상 오차는 재구성 이미지에서의 아티팩트 발생(artifact generation) 원인이 되기 때문에, 판독 그레디언트를 조정함으로써 주파수축 방향의 잔류 자화나 맴돌이 전류 등의 영향을 소거하여 결상 오차를 보정하고자 하는 시도가 있었다.
또한 위상축 방향으로 잔류 자화가 존재하는 경우, 그 잔류 자화의 영향으로 인하여 결상 오차가 발생한다. 그러나, 이러한 결상 오차는 판독 그레디언트의 조정에 의해서는 보정될 수 없는데, 그 이유는, 그레디언트 축이 다르기 때문이다. 또한, 무엇보다, 스핀의 위상에 대한 위상축 방향의 잔류 자화 등의 영향을 정확하게 측정할 수가 없다.
그러므로 본 발명의 목적은 위상축 방향의 스핀의 위상 오차를 정확하게 측정하는 방법 및 장치, 그러한 위상 오차를 보정하는 방법 및 장치, 위상 오차 측정 기능을 수행하도록 컴퓨터를 작동시키는 프로그램을 기록한 기록 매체, 위상 오차 보정 기능을 수행하도록 컴퓨터를 작동시키는 프로그램을 기록한 기록 매체, 위상오차 측정 수단을 갖춘 자기 공명 촬상 장치, 그리고 위상 오차 보정 수단을 갖춘 자기 공명 촬상 장치를 제공하는 것이다.
(1) 전술한 과제를 해결하기 위한 하나의 관점에 따르면, 본 발명은 위상 오차 측정 방법으로서 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하는 단계와, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하는 단계와, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 단계와, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 오차 측정 방법이다.
(2) 전술한 과제를 해결하기 위한 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 스핀 여기 수단과, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 에코 판독 수단과, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 위상 오차 계산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 위상 오차 측정 장치이다.
(3) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 컴퓨터로 하여금 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하도록 하는 프로그램이 컴퓨터 판독 가능한 방식으로 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체이다.
(4) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 정자기장, 그레디언트 자기장 및 고주파수 자기장을 이용하여 피검체로부터 자기 공명 신호를 획득하고, 획득한 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 구성하는 자기 공명 촬상 장치로서, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 스핀 여기 수단과, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 에코 판독 수단과, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 위상 오차 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(1)∼(4)에 기재된 각 관점에 있어서 본 발명에 따르면, 90°여기와 180°여기 사이의 시간 주기동안에는 위상축 방향으로 어떠한 그레디언트 자기장도 인가하지 않으며, 180°여기들 간의 시간 주기동안에는 각각 시간 적분값이 0이 되는 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 각각의 스핀 에코 신호를 판독하기 때문에, 90°여기와 180°여기의 사이의 시간 주기동안 위상축 방향의 잔류 자화 등에 의해서 서로에 대하여 반대로 영향을 미치는 2개의 스핀 에코 신호를 얻을 수 있다. 그러므로, 이들 스핀 에코 신호로부터 계산을 거쳐 스핀의 위상 오차를 판정할 수 있다.
(1)∼(4)에 기재된 각 관점에 있어서 본 발명에 따르면, 매 180°여기의 전후에 주파수축 방향으로 크러셔(crusher) 그레디언트 자기장을 인가함으로써, FID 신호에 의한 간섭을 제거하고 또한 유도 에코(stimulated echo)의 생성을 저지하여 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(5) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하는 단계와, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하는 단계와, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 단계와, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 단계와, 상술한 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 시험적으로 상술한 단계를 2회 반복하는 단계와, 먼저 판정된 위상 오차와 뒤에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 오차 측정 방법이다.
(6) 전술한 과제를 해결하기 위한 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 스핀 여기 수단과, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 에코 판독 수단과, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 위상 오차 계산 수단과, 상술한 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 스핀 여기 수단에 의한 스핀 여기와, 에코 판독 수단에 의한 스핀 에코 판독과 위상 오차 계산 수단에 의한 위상 오차 계산을 시험적으로 2회 반복시키는 제어 수단과, 먼저 판정된 위상 오차와 뒤에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 평균 계산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 위상 오차 측정 장치이다.
(7) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 컴퓨터로 하여금 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하고, 상술한 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 시험적으로 상술한 단계를 2회 반복하고, 먼저 판정된 위상 오차와 뒤에 판정된 위상 오차의 평균을 구하도록 하는 프로그램이 컴퓨터 판독 가능한 방식으로 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체이다.
(8) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 정자기장, 그레디언트 자기장 및 고주파수 자기장을 이용하여 피검체로부터 자기 공명 신호를 획득하고, 획득한 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 구성하는 자기 공명 촬상 장치로서, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 스핀 여기 수단과, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 에코 판독 수단과, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 위상 오차 계산 수단과, 상술한 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 스핀 여기 수단에 의한 스핀 여기와 에코 판독 수단에 의한 스핀 에코 판독과 위상 오차 계산 수단에 의한 위상 오차 계산을 시험적으로 2회 반복시키는 제어 수단과, 먼저 판정된 위상 오차와 뒤에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 평균 계산 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(5)∼(8)에 기재된 각 관점에서의 본 발명에 따르면, 90°여기와 180°여기 사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로 어떠한 그레디언트 자기장도 인가하지 않으며, 180°여기 사이의 시간 주기동안 각각 시간 적분값이 0이 되는 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 각각의 스핀 에코 신호를 판독하기 때문에, 90°여기와 180°여기의 사이의 시간 주기동안 위상축 방향의 잔류 자화 등에 의해서 서로에 대하여 반대로 영향을 미치는 2개의 스핀 에코 신호를 얻을 수 있다. 그러므로, 이들 스핀 에코 신호로부터 계산을 거쳐 스핀의 위상 오차를 판정할 수 있다.
그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 시험적으로 그러한 위상 오차 측정을 2회 반복하고, 얻어진 측정값을 평균함으로써, 매 180°여기 사이의 시간 주기 동안 인가된 그레디언트 자기장이 그 측정값에 미치는 영향을 제거하여, 고정밀도의 측정값을 얻을 수 있다.
(5)∼(8)에 기재된 각 관점에 있어서의 본 발명에 따르면, 매 180°여기의 전후에 주파수축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가함으로써, FID 신호에 의한 간섭을 제거하고 또한 유도 에코의 생성을 저지하여 측정의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이러한 경우, 2회의 시험에 있어서 극성을 반전하여 크러셔 그레디언트 자기장을 인가함으로써, 크러셔로서 인가된 그레디언트 자기장이 측정값에 미치는 영향을 제거하여, 한층 높은 고정밀도의 측정을 할 수 있다.
(9) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하는 단계와, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하는 단계와, 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하는 단계와, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 단계와, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 단계와, 그레디언트 자기장을 인가하여 90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차를 0이 되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 오차 보정 방법이다.
(10) 전술한 과제를 해결하기 위한 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 스핀 여기 수단과, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 에코 판독 수단과, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 위상 오차 계산 수단과, 그레디언트 자기장을 인가하여 90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차를 0이 되게 하는 보정 그레디언트 자기장 인가 수단(corrective gradient magnetic field applying means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 오차 보정 장치이다.
(11) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 컴퓨터로 하여금 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하고, 그레디언트 자기장을 인가하여 90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차를 0이 되게 하는 프로그램이 컴퓨터 판독 가능한 방식으로 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체이다.
(12) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 정자기장, 그레디언트 자기장 및 고주파수 자기장을 이용하여 피검체로부터 자기 공명 신호를 획득하고, 획득한 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 구성하는 자기 공명 촬상 장치로서, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 스핀 여기 수단과, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 에코 판독 수단과, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 위상 오차 계산 수단과, 그레디언트 자기장을 인가하여 90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차를 0이 되게 하는 보정 그레디언트 자기장 인가 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(9)∼(12)에 기재된 각 관점에 있어서의 본 발명에 따르면, 본 발명의 (1)∼(4)에 기재된 각 관점과 같이 위상 오차를 측정하여, 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향으로 위상 오차가 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하므로, 위상축 방향의 잔류 그레디언트 자기장에 기인한 위상 오차를 보정할 수 있다.
(13) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하는 단계와, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하는 단계와, 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 단계와, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하는 단계와, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 단계와, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 단계와, 상술한 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 시험적으로 상술한 단계를 2회 반복하는 단계와, 먼저 판정된 위상 오차와 뒤에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 단계와, 그레디언트 자기장을 인가하여 90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차의 평균을 0이 되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 오차 보정 방법이다.
(14) 전술한 과제를 해결하기 위한 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 스핀 여기 수단과, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 에코 판독 수단과, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 위상 오차 계산 수단과, 상술한 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 스핀 여기 수단에 의한 스핀 여기와, 에코 판독 수단에 의한 스핀 에코 판독과 위상 오차 계산 수단에 의한 위상 오차 계산을 시험적으로 2회 반복시키는 제어 수단과, 먼저 판정된 위상 오차와 뒤에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 평균 계산 수단과, 그레디언트 자기장을 인가하여 90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차 평균을 0이 되게 하는 보정 그레디언트 자기장 인가 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 오차 보정 장치이다.
(15) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은, 컴퓨터로 하여금 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하고, 상술한 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 시험적으로 상술한 단계를 2회 반복하고, 먼저 판정된 위상 오차와 뒤에 판정된 위상 오차의 평균을 구하도록 하고, 그레디언트 자기장을 인가하여 90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차 평균을 0이 되게 하는 프로그램이 컴퓨터 판독 가능한 방식으로 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체이다.
(16) 전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 정자기장, 그레디언트 자기장 및 고주파수 자기장을 이용하여 피검체로부터 자기 공명 신호를 획득하고, 획득한 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 구성하는 자기 공명 촬상 장치로서, 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 스핀 여기 수단과, 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 1 스핀 에코 신호를 판독하고, 제 2 의 180°여기에서 부터 제 3 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 시간 적분값이 0인 그레디언트 자기장을 위상축 방향으로 인가하여 제 2 스핀 에코 신호를 판독하는 에코 판독 수단과, 제 1 스핀 에코 신호와 제 2 스핀 에코 신호에 기초하여 상술한 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안의 위상축 방향 스핀의 위상 오차를 판정하는 위상 오차 계산 수단과, 상술한 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 스핀 여기 수단에 의한 스핀 여기와 에코 판독 수단에 의한 스핀 에코 판독과 위상 오차 계산 수단에 의한 위상 오차 계산을 시험적으로 2회 반복시키는 제어 수단과, 먼저 판정된 위상 오차와 뒤에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 평균 계산 수단과, 그레디언트 자기장을 인가하여 90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차 평균을 0이 되게 하는 보정 그레디언트 자기장 인가 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(13)∼(16)에 기재된 각 관점에 있어서의 본 발명에 따르면, 본 발명의 (5)∼(8)에 기재된 각 관점과 같이 위상 오차를 측정하여, 90°여기에서 부터 제 1 의 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향으로 위상 오차가 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하므로, 위상축 방향의 잔류 그레디언트 자기장에 기인한 위상 오차를 보다 정확하게 보정할 수 있다.
그러므로, 본 발명은 위상축 방향으로 스핀의 위상 오차를 정밀하게 측정하는 방법 및 장치와, 그러한 위상 오차를 보정하는 방법 및 장치와, 컴퓨터가 그러한 위상 오차 측정 기능을 수행하도록 작동시키는 프로그램이 기록된 기록 매체와, 컴퓨터가 그러한 위상 오차 보정 기능을 수행하도록 작동시키는 프로그램이 기록된 기록 매체와, 위상 오차 측정 수단을 구비한 자기 공명 촬상 장치와, 위상 오차 보정 수단을 구비한 자기 공명 촬상 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 첨부 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
도 1 은 FSE 기법의 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,
도 2 는 본 발명의 실시예에 따르는 장치의 블록도,
도 3 은 위상 오차 측정을 위한 예시적 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,
도 4 는 위상 오차 계산에 대한 개념적 도면,
도 5 는 위상 오차 측정의 예시적 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,
도 6 은 위상 오차 계산의 개념적 도면,
도 7 은 위상 오차 측정을 위한 예시적 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,
도 8 은 위상 오차 측정을 위한 예시적 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,
도 9 는 자기 공명 촬상을 위한 예시적 펄스 시퀀스를 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 마그네트 시스템 102 : 주자기장 마그네트 섹션
106 : 그레디언트 코일 섹션 108 : RF 코일 섹션
130 : 그레디언트 구동 섹션 140 : RF 구동 섹션
150 : 데이터 수집 섹션 160 : 제어 섹션
170 : 데이터 처리 섹션 180 : 디스플레이 섹션
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예를 상세히 설명할 것이다. 도 2는 본 발명의 일실시예인 자기 공명 촬상 장치의 블록도를 도시하고 있다. 본 장치의 구성은 본 발명에 따르는 장치의 일실시예이다. 본 장치의 동작은 본 발명에 따르는 방법의 일실시예를 나타낸다.
도 2에 도시된 바에 따르면, 본 장치는 마그네트 시스템(magnet system)(100)을 포함한다. 마그네트 시스템(100)은 주자기장 마그네트 섹션(main magnetic field section)(102), 그레디언트 코일 섹션(106) 및 RF 코일 섹션(108)을 구비한다. 주자기장 마그네트 섹션(102) 및 코일 섹션들은 각각 공간을 사이에 두고 서로 대향하는 한 쌍으로 구성된다. 이들 섹션은 일반적으로 원반과 같은 형상을 갖고 중심축을 공유하도록 배치되어 있다. 피검체(300)는 받침대(500)에 눕혀져서 반송 수단(carrier mean)(도시되지 않음)에 의하여 마그네트 시스템(100)의 내부 공간(bore) 안팎으로 반입 반출된다.
주자기장 마그네트 섹션(102)은 마그네트 시스템(100)의 내부 공간에 정자기장을 형성한다. 정자기장의 방향은 일반적으로 피검체(300)의 인체축 방향과 직교한다. 즉, 소위 "수직(vertical)" 자기장을 형성한다. 주자기장 마그네트 섹션(102)은 예컨대, 영구 자석을 이용하여 구성된다.
그레디언트 코일 섹션(106)은 서로 수직인 3개의 축, 즉, 슬라이스축, 위상축 및 주파수축의 방향으로 정자기장 세기에 대하여 그레디언트를 제공하는 3개의 그레디언트 자기장을 생성한다.
정자기장 공간내의 서로 수직한 좌표축들을 x, y, 및 z라고 표시했을 때, 그 축들 중 임의의 하나가 슬라이스축이 될 수 있다. 이러한 경우, 나머지 2개의 축 중에서 한 쪽이 위상축이고, 다른 쪽이 주파수축이다. 또한, 슬라이스축, 위상축 및 주파수축은 서로에 대한 수직성을 유지하면서 x, y, 및 z 축에 대하여 임의의 기울기를 가질 수 있다.
슬라이스축 방향의 그레디언트 자기장을 슬라이스 그레디언트 자기장이라고 부른다. 위상축 방향의 그레디언트 자기장을 위상 인코딩 그레디언트 자기장이라고 부른다. 주파수축 방향의 그레디언트 자기장을 판독 그레디언트 자기장이라고 부른다. 이러한 그레디언트 자기장의 생성을 가능하게 하기 위해서, 그레디언트 코일 섹션(106)은 3개의 그레디언트 코일(도시되지 않음)을 가진다. 이하에서는 그레디언트 자기장을 간단히 그레디언트라고 부를 것이다.
RF 코일 섹션(108)은 정자기장 공간에서 피검체(300) 체내의 스핀을 여기시키는 RF 여기 신호를 송신한다. RF 코일 섹션(108)은 또한 여기된 스핀에 의하여 생성되는 자기 공명 신호를 수신한다.
RF 코일 섹션(108)은 송신 코일 및 수신 코일(도시되지 않음)을 구비한다.송신 코일 및 수신 코일로서, 동일한 코일을 겸용할 수도 있고 또는 별도의 전용 코일을 이용할 수도 있다.
그레디언트 코일 섹션(106)은 그레디언트 구동 섹션(130)과 접속된다. 그레디언트 구동 섹션(130)은 그레디언트 코일 섹션(106)에 구동 신호를 공급하여 그레디언트 자기장을 발생시킨다. 그레디언트 구동 섹션(130)은 그레디언트 코일 섹션(106)내의 3개의 그레디언트 코일에 대응하는 3개의 구동 회로(도시되지 않음)를 갖는다.
RF 코일 섹션(108)은 RF 구동 섹션(140)과 접속된다. RF 구동 섹션(140)은 RF 코일 섹션(108)에 구동 신호를 공급하여 RF 여기 신호를 송신하고, 그에 의해 피검체(300)내의 스핀이 여기된다.
RF 코일 섹션(108)은 데이터 수집 섹션(150)과 접속된다. 데이터 수집 섹션(150)은 RF 코일 섹션(108)이 수신한 수신 신호를 샘플링(sampling)하여 집합시키고 그 신호를 디지털 데이터로서 수집한다.
그레디언트 구동 섹션(130), RF 구동 섹션(140) 및 데이터 수집 섹션(150)은 제어 섹션(160)과 접속된다. 제어 섹션(160)은 그레디언트 구동 섹션(130), RF 구동 섹션(140) 및 데이터 수집 섹션(150)을 제어하여 촬상을 수행한다.
제어 섹션(160)은 예컨대 컴퓨터 등을 이용하여 구성된다. 제어 섹션(160)은 메모리(도시되지 않음)를 포함한다. 메모리는 제어 섹션(160)을 위한 프로그램 및 여러 종류의 데이터를 저장한다. 제어 섹션(160)의 기능은 컴퓨터가 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 달성된다.
데이터 수집 섹션(150)의 출력단은 데이터 처리 섹션(170)과 접속된다. 데이터 수집 섹션(150)이 수집한 데이터는 데이터 처리 섹션(170)으로 입력된다. 데이터 처리 섹션(170)은 예컨대, 컴퓨터 등을 이용하여 구성된다. 데이터 처리 섹션(170)은 메모리(도시되지 않음)를 포함한다. 메모리는 데이터 처리 섹션(170)을 위한 프로그램 및 여러 종류의 데이터를 저장한다.
데이터 처리 섹션(170)은 제어 섹션(160)과 접속된다. 데이터 처리 섹션(170)은 제어 섹션(160)의 상위에 있고 그것을 제어한다. 본 장치의 기능은 데이터 처리 섹션(170)이 메모리에 기억된 프로그램을 실행함으로써 달성된다.
데이터 처리 섹션(170)은 데이터 수집 섹션(150)이 수집한 데이터를 메모리에 저장한다. 메모리 내에 데이터 공간이 형성된다. 이 데이터 공간은 2차원 푸리에(Fourier) 공간을 구성한다. 이하에서는 푸리에 공간을 때때로 k 공간(k-space)이라고도 부를 것이다. 데이터 처리 섹션(170)은 k 공간의 데이터에 대하여 2차원 역푸리에 변환을 수행하여 피검체(300)의 이미지를 재구성한다.
데이터 처리 섹션(170)은 디스플레이 섹션(180) 및 조작 섹션(190)과 접속된다. 디스플레이 섹션(180)은 그래픽 디스플레이 등을 포함한다. 조작 섹션(190)은 지정 장치(pointing device)를 구비한 키보드 등을 포함한다.
디스플레이 섹션(180)은 데이터 처리 섹션(170)으로부터 출력되는 재구성 이미지 및 여러 종류의 정보를 디스플레이한다. 조작 섹션(190)은 사용자에 의하여 조작되며, 각종의 명령이나 정보 등을 데이터 처리 섹션(170)에 입력한다. 사용자는 디스플레이 섹션(180) 및 조작 섹션(190)을 통하여 본 장치를 대화형으로 조작한다.
이러한 본 장치의 구성을 이용하여, 위상축 방향의 잔류 자화에 기인한 위상오차를 측정 및 보정한다. 마그네트 시스템(100), 그레디언트 구동 섹션(130), RF 구동 섹션(140), 데이터 수집 섹션(150), 제어 섹션(160) 및 데이터 처리 섹션(170)으로 구성되는 부분은 본 발명의 위상 오차 측정 장치의 일실시예이다. 또한, 상술한 구성 부분은 본 발명의 위상 오차 보정 장치의 일실시예이다. 본 장치의 구성은 본 발명에 따르는 장치의 일실시예를 나타낸다. 본 장치의 동작은 본 발명에 따르는 방법의 일실시예를 나타낸다.
위상 오차를 측정하는 본 장치가 실행하는 예시적인 펄스 시퀀스가 도 3에 도시된다. 도 3에서, (1)은 RF 여기의 시퀀스이고, (2)는 슬라이스 그레디언트(Gs)의 시퀀스이며, (3)은 위상축 방향의 그레디언트(Gp)의 시퀀스이고, (4)는 주파수축 방향의 그레디언트(Gr)의 시퀀스이고, (5)는 스핀 에코(SE)의 시퀀스이다. 각 시퀀스는 시간축 t를 따라 진행한다.
(1) 및 (2)에 도시된 선택적 여기를 위한 시퀀스는 도 1에 도시된 것과 동일하다. 시퀀스의 실행에 관련되는 마그네트 시스템(100), 그레디언트 구동 섹션(130) 및 RF 구동 섹션(140)으로 구성된 부분은 본 발명에 있어서 스핀 여기 수단의 일실시예이다.
(3)에 도시된 바에 따르면, 제 1 의 180°여기와 제 2 의 180°여기 사이의 시간 주기 동안 극성이 2회 번갈아 바뀌는 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13)를 위상축 방향으로 인가하고, 제 2 의 180°여기와 제 3 의 180°여기 사이의 시간 주기동안 극성이 2회 번갈아 바뀌는 그레디언트(Gp21, Gp22, Gp23)를 인가한다. 90°여기와 제 1 의 180°여기 사이의 시간 주기동안에는 어떠한 그레디언트도 인가하지 않는다. 또한, (4)에 도시된 바와 같이, 본 예에서는 주파수축 방향으로 어떠한 그레디언트도 인가하지 않는다.
제 1 의 180°여기와 제 2 의 180°여기의 사이의 시간 주기동안, 먼저 음극성(negative polarity)의 그레디언트(Gp11)를 인가하고, 극성을 절환하여 양극성(positive polarity)의 그레디언트(Gp12)를 인가하고, 그런 다음 다시 극성을 절환하여 음극성의 그레디언트(Gp13)를 인가한다.
제 2 의 180°여기와 제 3 의 180°여기 사이의 시간 주기동안에도, 먼저 음극성의 그레디언트(Gp21)를 인가하고, 극성을 절환하여 양극성의 그레디언트(Gp22)를 인가하고, 그런 다음 다시 극성을 절환하여 음극성의 그레디언트(Gp23)를 인가한다.
이러한 그레디언트에 의해, 위상축 방향으로 스핀의 디페이징과 리페이징이 교대로 행하여진다. 구체적으로, 그레디언트(Gp11)에 의해 디페이징이 이루어지고, 그레디언트(Gp12)에 의해 리페이징이 이루어지고, 그런 다음 그레디언트(Gp13)에 의해 디페이징이 이루어진다. 이와 마찬가지로, 그레디언트(Gp21, Gp22, Gp23)에 의해서 디페이징, 리페이징, 그리고 디페이징이 각각 이루어진다.
그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13)는 각각 전체 그레디언트에 걸친 시간 적분값이 0이 되도록 고안된다. 즉, 그레디언트(Gp12)의 앞 절반의 시간 적분값은 그레디언트(Gp11)의 시간 적분값과 동일하며, 뒤 절반의 시간 적분값은 그레디언트(Gp13)의 시간 적분값과 동일하다. 그레디언트(Gp21, Gp22, Gp23)에 관해서도 마찬가지이다. 이하, 시간 적분값을 단순히 적분값이라고 부를 것이다.
(5)에 도시되는 바에 따르면, 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13)가 스핀 에코(SE1)를 생성한다. 스핀 에코(SE1)는 그레디언트(Gp12)에 의한 리페이징이 선행 디페이징과 균형을 이루는 지점에서 결상하고, 이 시점에서 최대 진폭값, 즉, 피크를 가진다.
그레디언트(Gp12)의 적분값이 그레디언트(Gp11)의 적분값과 동일해지는 시점, 즉, 90°여기에서 부터 시간(TE)이 지난 다음 스핀 에코(SE1)의 피크가 일어나야 하지만, 위상축 방향으로 잔류 자화(Gp0)가 존재할 경우에는, 90°여기와 180°여기 사이의 시간 주기 동안 그레디언트(Gp0)에 의한 디페이징으로 인하여 스핀 에코(SE1)의 피크 출현 시기에 오차(Δt1)가 발생한다. 맴돌이 전류가 발생하는 경우에도 이와 마찬가지의 효과가 발생한다. 다음으로 잔류 자화의 관점에서 설명이 이루어질 것이다.
오차(Δt1)는 잔류 자화(Gp0)에 의한 디페이징의 방향이 그레디언트(Gp11)에 의한 디페이징과 같은 방향인 경우 포지티브이고, 반대 방향인 경우 네거티브이다. 다음의 설명은 포지티브 오차의 경우에 대하여 이루어질 것이며, 오차가 네거티브인 경우, 포지티브와 네거티브가 교체된다는 점을 제외하고는 마찬가지이다.
그레디언트(Gp21, Gp22, Gp23)는 스핀 에코(SE2)를 생성한다. 스핀 에코(SE2)는 그레디언트(Gp22)에 의한 리페이징이 선행하는 디페이징과 균형을 이루는 지점에서 결상한다. 즉, 스핀 에코(SE1)의 피크 발생후, 그레디언트(Gp21, Gp22)의 적분값이 그레디언트(Gp12, Gp13)의 적분값과 동일한 시점에서 결상이 이루어진다. 그러므로, 스핀 에코(SE2)는 그의 적절한 결상 시점으로부터 -Δt2만큼의 벗어난 시점에서 피크를 가지게 된다.
스핀 에코(SE1, SE2)에 관한 데이터는 데이터 수집 섹션(150)에 의해서 수집된다. 스핀 에코(SEl, SE2)의 발생 및 그 데이터 수집에 관련되는 마그네트 시스템(100), 그레디언트 구동 섹션(130) 및 데이터 수집 섹션(150)으로 이루어지는 부분은 본 발명에 있어서의 에코 판독 수단의 일실시예이다.
오차(+Δt1) 및 오차(-Δt2)간의 차이는 90°여기와 180°여기 사이의 시간 주기동안의 잔류 자화(Gp0)로 인한 스핀의 위상 오차를 나타낸다. 위상 오차는, 그 시간 주기동안의 잔류 자화(Gp0)의 적분값에 비례한다.
이러한 펄스 시퀀스에 있어서 잔류 자화(Gp0)를 제외하고는 90°여기에서 부터 180°여기까지 사이에 위상축 방향으로 어떠한 그레디언트도 존재하지 않기 때문에, +Δt1과 -Δt2의 차이가 잔류 자화(Gp0)에 기인한 위상 오차를 정확하게 나타낸다.
스핀 에코(SE1, SE2)에 관련되는 데이터가 데이터 처리 섹션(170)으로 입력된다. 데이터 처리 섹션(170)은 입력 데이터를 이용하는 계산을 수행하여 위상 오차의 측정값을 판정한다.
데이터 처리 섹션(170)에 의한 위상 오차 계산의 개념적 도면이 도 4에 도시되어 있다. 스핀 에코(SE1)의 데이터는, 도 4의 그래프(1)의 좌측 그래프에서 도시된 바와 같이, 시간축 t 상에서 원점으로부터 +Δt1만큼 변위된 위치에서 피크치를 가진다.
그러한 에코 데이터가 푸리에 변환되면, 복소수의 데이터 시퀀스가 얻어진다. 이 복소수 데이터 시퀀스는, 우측의 그래프에 도시된 바와 같이, 원점에 대하여 대칭적인 선형 위상 프로파일을 갖는다. Δt = O인 때의 위상 프로파일에 있어서, 모든 위상이 0이라고 가정함에 주의해야한다. 이하의 설명에서도 동일한 가정이 이루어진다.
위상 프로파일의 기울기는 스핀 에코(SE1)의 피크 위치의 시프트(+Δt1)를 나타낸다. 기울기의 크기는 피크 위치의 시프트량(Δt1)에 비례한다. 기울기의 부호는 피크 위치 시프트의 부호와 일치하여 포지티브가 된다.
스핀 에코(SE2)의 데이터는, 도 4의 그래프(2)의 좌측 그래프에 도시된 바와 같이, 피크의 위치가 시간축 t 상에서 원점으로부터 -Δt2만큼 변위된 곳에 피크치를 가진다. 그러한 에코 데이터가 푸리에 변환되는 경우, 그 위상 프로파일은, 우측 그래프에 도시된 바와 같이, 원점에 대하여 대칭인 선형 프로파일이 된다.
위상 프로파일의 기울기는 피크 위치의 시프트량(Δt2)에 비례한다. 기울기의 부호는 피크 위치 시프트의 부호와 일치하여 네거티브가 된다.
이들 위상 프로파일 사이에서 차이를 구함으로써, (3)에 도시된 바와 같이, 위상 차이 프로파일이 얻어진다. 이 위상 차이 프로파일은 2개의 스핀 에코의 피크 위치 시프트의 차이, 즉 90°여기와 180°여기 사이의 시간 주기동안의 잔류 자화(Gp0)로 인한 스핀의 위상 오차를 나타낸다. 위상 차이 프로파일은 기울기의 크기에 의하여 위상 오차의 크기를 나타내고, 기울기의 부호에 의하여 위상 오차의 부호를 나타낸다.
전술된 바와 같은 위상 차이 프로파일의 계산이 데이터 처리 섹션(170)에서 수행된다. 데이터 처리 섹션(170)은 본 발명의 위상 오차 계산 수단의 일실시예이다.
그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23)를 인가함으로써 부수적 잔류 자화가 발생하면, 위상 오차 측정값은 그 부수적 잔류 자화의 영향으로 인한 오차를 포함할 수 있다.
그러한 상황을 처리하는 대책으로서, 도 5에 예시적으로 도시된 시퀀스를 이용하여 스핀 에코(SEl', SE2')를 수집하는데, 이 때 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23)의 극성은 모두 반전된다.
도 5 에서의 그레디언트(Gp11', Gp12', Gp13', Gp21', Gp22', Gp23')는 도 3에서의 그레디언트(Gpl1, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23)의 극성과 반대의 극성을 갖는다. 극성 이외의 조건은 도 3 및 도 5의 그레디언트 간에 동일하다.
그러한 스핀 에코(SE1', SE2')의 결상 타이밍 오차(-Δt1', +Δt2') 간의 차이를 기초로 하여 위상 오차를 구함으로써, 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23)에 의한 부수적 잔류 자화의 영향이 반전된 측정값을 얻을 수 있다.
도 6은 스핀 에코(SE1', SE2')를 기초로 하는 위상 오차 계산의 개념적 도면을 도시하고 있다. 스핀 에코(SE1')의 데이터는, 도 6의 그래프(1)의 좌측 그래프에 도시된 바와 같이, 시간축 t 상에서 원점으로부터 -Δtl'만큼 변위된 위치에 피크치를 가진다.
에코 데이터를 푸리에 변환하여 얻어지는 복소수 데이터 시퀀스의 위상 프로파일은 우측 그래프에 도시된 것과 같다. 위상 프로파일의 기울기가 피크위치의 시프트량(Δtl')에 비례한다. 기울기의 부호는 피크 위치의 시프트 방향에 대응하여 네거티브가 된다.
스핀 에코 SE2'의 데이터는 그래프(2)의 좌측 그래프에 도시된 바와 같이, 피크의 위치가 시간축 t 상의 원점으로부터 +Δt2'만큼 변위하여 있다. 이러한 에코 데이터를 푸리에 변환하여 얻어지는 위상 프로파일은 우측 그래프에 도시된바와 같다. 위상 프로파일의 기울기는 피크 위치의 시프트량(+Δt2')에 비례한다. 기울기의 부호는 피크 위치의 시프트 방향에 대응하여 포지티브가 된다.
이들 위상 프로파일들간의 차이를 구함으로써, (3)에 도시된 바와 같은 위상 차이 프로파일이 얻어진다. 그레디언트(Gp11', Gp12', Gp13', Gp21', Gp22', Gp23')의 극성이 반전되기 때문에, (2) -(1)의 뺄셈 작용에 의하여 위상 차이 프로파일이 얻어진다는 점에 주의해야 한다.
이 위상 차이 프로파일은 90°여기와 180°여기 사이 시간 주기 동안의 잔류자화(Gp0)로 인한 스핀의 위상 오차를 나타낸다. 그러나, 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23)에 부수되는 잔류 자화의 영향이 반전된다.
도 3에 도시된 펄스 시퀀스의 실행 및 2개의 스핀 에코(SE1, SE2)에 기초한 위상 오차 계산과, 도 5에 도시된 펄스 시퀀스의 실행 및 2개의 스핀 에코(SE1', SE2')에 기초한 위상 오차 계산은 제어 섹션(160)의 제어하에 순차적으로 수행된다. 제어 섹션(160)은 본 발명의 제어 수단의 일 실시예이다.
도 4의 (3)의 위상 차이 프로파일과 도 6의 (3)의 위상 차이 프로파일을 평균함으로써, 부수적 잔류 자화의 영향으로 인한 오차가 제거될 수 있으며, 그에 따라 양호한 정밀도로 위상 차이 프로파일, 즉 위상 오차 측정값을 얻을 수 있다.
2개의 위상 차이 프로파일을 평균하는 것은 데이터 처리 섹션(170)에 의해서 수행된다. 데이터 처리 섹션(170)은 본 발명의 평균 계산 수단의 일실시예이다.
제 1 의 180°여기에 수반하여 발생하는 FID(Free Induction Decay) 신호가 잡음으로서 스핀 에코(SE1)에 혼입되어, 위상 오차 측정의 정밀도에 악영향을 미친다.
따라서, FID 신호에 근거한 잡음을 제거하기 위하여, 도 7의 (4)에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제 1 의 180°여기의 전,후에 그레디언트(Gr11, Gr12)가 주파수축 방향으로 각각 인가되고, 제 2 의 180° 여기의 전후로 그레디언트(Gr21, Gr22)가 인가된다.
제 1 의 180°여기 이후에 인가된 그레디언트(Gr12)는 소위 크러셔(crusher)로써, 여기된 스핀의 위상을 분산시켜 FID 신호의 신호 강도가 0이 되게 함으로써, 스핀 에코(SE1)에 대한 잡음을 방지한다.
제 1 의 180°여기 이전에 인가되는 그레디언트(Gr11)는 스핀 에코(SE1)가 크러셔에 의한 영향을 받지 않도록, 사전에 스핀의 위상을 분산시키는 그레디언트이다. 그레디언트(Gr11)에 의해 분산된 위상은 180°여기 이후에 인가되는 그레디언트(Gr12)에 의해서 리페이징되어 원래 상태로 복귀한다.
제 2 의 180°여기 이후에 인가되는 그레디언트(Gr22)도 크러셔로써, 여기된 스핀의 위상을 분산시켜 FID 신호의 신호 강도가 0이 되게 함으로써, 스핀 에코(SE2)에 대한 잡음을 방지한다.
제 2 의 180°여기 이전에 인가되는 그레디언트(Gr21)는 스핀 에코(SE2)가 크러셔에 의한 영향을 받지 않도록, 사전에 스핀의 위상을 분산시키는 그레디언트이다. 그레디언트(Gr21)에 의해 분산된 위상은 180°여기 이후에 인가되는 그레디언트(Gr22)에 의해서 리페이징되어 원래 상태로 복귀한다.
제 2 의 180°여기이후에 인가되는 그레디언트(Gr22)는 유도 에코에 대한 크러셔이다. 유도 에코를 발생시키는 스핀은 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 의 180°여기까지 세로 자화(longitudinal magnetization)로서 존재하고, 이 시간 주기동안에는 그레디언트 자기장에 의한 영향을 받지 않는다.
세로 자화는 제 2 의 180°여기에 의해서 가로 자화로 바뀌어 유도 에코 발생의 소스가 된다. 크러셔(Gr22)에 의하여 위상을 분산시킴으로써, 에코의 결상을 저지하고, 그에 의해 유도 에코의 발생을 방지한다. 이로써, 유도 에코가 스핀 에코(SE2)로 혼입되어 위상 오차 측정을 방해하는 것이 방지된다.
그레디언트(Gr11, Gr12, Gr21, Gr22)의 인가와 관련되는 마그네트 시스템(100) 및 그레디언트 구동 섹션(130)으로 이루어지는 부분은 본 발명의 크러셔 그레디언트 자기장 인가 수단의 일실시예이다.
그레디언트(Grl1, Gr12, Gr21, Gr22)를 인가함으로써 부수적 잔류 자화가 발생하는 경우, 위상 오차 측정값은 그 부수적 잔류 자화의 영향에 기인한 오차를 포함할 수 있다.
그러한 상황을 처리하기 위한 대책으로서, 도 8에 예시적으로 도시된 시퀀스가 이용되어 스핀 에코(SE1', SE2')를 수집하는데, 여기서 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23)의 극성 및 그레디언트(Grl1, Gr12, Gr21, Gr22)의 극성은 모두 반전된다.
도 7의 그레디언트(Gp11', Gp12', Gp13', Gp21', Gp22', Gp23') 및 그레디언트(Gr11', Gr12', Gr21', Gr22')는 각각 도 6의 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23) 및 그레디언트(Gr11, Gr12, Gr21, Gr22)의 극성과 반대되는 극성을 갖는다. 극성이외의 조건은 도 7과 도 8의 그레디언트간에 있어서 동일하다.
그러한 스핀 에코(SE1', SE2')의 결상 타이밍의 오차(-Δt1',+Δt2')들의 차이를 기초로 하여 위상 오차를 구함으로써, 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23) 및 그레디언트(Gr11, Gr12, Gr21, Gr22)에 의한 부수적 잔류 자화의 영향이 반전되는 측정값을 얻을 수 있다.
그러므로, 도 7의 스핀 에코(SE1, SE2)로부터 얻어진 위상 오차, 즉 위상 차이 프로파일과, 도 8의 스핀 에코(SE1', SE2')로부터 얻어진 위상 오차, 즉 위상 차이 프로파일을 평균함으로써, 그레디언트(Gp11, Gp12, Gp13, Gp21, Gp22, Gp23) 및 그레디언트(Grl1, Gr12, Gr21, Gr22)에 기인한 부수적 잔류 자화의 영향을 받지 않는 위상 오차 측정값을 얻을 수 있다.
이렇게 얻어진 위상 오차를 기초로 하여, 위상 오차의 보정을 수행한다. 위상 오차는 90°여기와 180°여기의 사이의 시간 주기동안의 잔류 자화(Gp0)에 의한디페이징에 의해서 발생하므로, 그 시간 주기내에 잔류 자화(Gp0)의 적분값과 동일한 적분값을 갖는 그레디언트가 역으로 인가될 수 있다.
그레디언트의 적분값과 디페이징량의 관계가 이론적으로 결정되기 때문에, 위상 오차 측정값을 기초로 하여 계산을 거쳐 위상 오차 보정을 위한 그레디언트 적분값이 얻어질 수 있다.
FSE 기법에 의한 자기 공명 촬상을 수행함에 있어서, 그러한 적분값을 가지는 그레디언트를 위상축 방향으로 부가하는 펄스 시퀀스에 의해서 스캔을 수행한다. 이와 같은 펄스 시퀀스의 일례가 도 8에 도시되어 있다.
도 9의 (3)에 도시된 바와 같이, 그레디언트(Gp0')는 90°여기와 180°여기 사이의 시간 주기 동안 위상축 방향으로 인가된다. 그레디언트(Gp0')의 적분값은 그 주기내에서의 잔류 자화(Gp0)의 적분값과 동일하고 반대의 극성을 갖는다. 이로써 그 주기내의 디페이징이 0이 되어 위상 오차를 없앤다. 그레디언트(Gp0')의 인가에 관련되는 마그네트 시스템(100) 및 그레디언트 구동 섹션(130)으로 구성되는 부분은 본 발명에 있어서 보정 그레디언트 자기장 인가 수단의 일실시예이다.
이러한 펄스 시퀀스는, 그레디언트(Gp0')를 제외하고, 도 1에 도시된 보통의 FSE 기법에 있어서의 펄스 시퀀스와 동일하다. 이 펄스 시퀀스에 의해서, 예컨대, 일회의 90°여기에 대하여 16개의 뷰를 위한 스핀 에코 데이터가 수집된다. 예컨대, 이러한 수집을 32회 반복함으로써, 512개의 뷰를 위한 스핀 에코 데이터가 얻어진다. 이들 스핀 에코 데이터를 2차원 역푸리에 변환함으로써 이미지가 재구성된다.
어떠한 위상 오차도 없기 때문에, 모든 스핀 에코의 피크가 적절한 타이밍에 발생한다. 따라서, 위상 오차에 기인한 부수적 아티팩트를 포함하지 않는 고품질의 재구성 이미지를 얻을 수 있다.
위상 오차의 측정 및 보정은 바람직하게 FSE 기법에 의한 촬상을 하기 전에 매회 실행된다. 이는 이전에 수행된 스캔에 의해서 잔류 자화의 상태가 변화되더라도 그 스캔을 항상 가장 최근의 상태로 적응되도록 하여, 항상 고품질의 재구성 이미지를 얻을 수 있도록 한다.
전술된 위상 오차 측정 및 보정은 FSE 기법을 이용하는 촬상뿐만 아니라, 예컨대 IR-FSE(Inversion Recovery FSE) 기법이나, 고속 FLAIR(Fast Fluid Attenuated Inversion Recovery) 기법 등과 같은 FSE 기법으로부터 유도된 펄스 시퀀스를 이용하는 촬상과 조합될 수 있다는 점을 주의해야 한다.
전술된 위상 오차 측정 기능을 컴퓨터가 수행하도록 동작시키는 프로그램이 기록 매체에 컴퓨터 판독 가능한 형태로 기록된다. 그 기록 매체로서는, 예컨대, 자기 기록 매체, 광(optical) 기록 매체, 광자기(magneto-optical) 기록 매체 또는 기타 임의의 적절한 유형의 기록 매체가 이용될 수 있다. 기록 매체는 반도체 저장 매체일 수도 있다. 본 명세서에서는 저장 매체가 기록 매체와 동의어로 이용된다.
또한, 전술된 위상 오차 보정 기능을 컴퓨터가 수행하도록 동작시키는 프로그램이 기록 매체에 컴퓨터 판독 가능한 형태로 기록된다. 그 기록 매체로서는, 예컨대, 자기 기록 매체, 광 기록 매체, 광자기 기록 매체 및 기타 임의의 적절한유형의 기록 매체가 이용될 수 있다. 기록 매체는 반도체 저장 매체일 수도 있다. 본 명세서에서는 저장 매체가 기록 매체와 동의어로 이용된다.
본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위에서 본 발명의 광범위하게 다양한 실시예들이 구성될 수 있다. 본 발명은, 다음의 청구 범위로 정의되는 점을 제외하고는, 본 명세서에 설명된 특정 실시예로 제한되는 것이 아님을 이해해야 할 것이다.
본 발명은 위상축 방향으로 스핀의 위상 오차를 정밀하게 측정하는 방법 및 장치와, 그러한 위상 오차를 보정하는 방법 및 장치와, 컴퓨터가 그러한 위상 오차 측정 기능을 수행하도록 작동시키는 프로그램을 기록한 기록 매체와, 컴퓨터가 그러한 위상 오차 보정 기능을 수행하도록 작동시키는 프로그램을 기록한 기록 매체와, 위상 오차 측정 수단을 구비한 자기 공명 촬상 장치와, 위상 오차 보정 수단을 구비한 자기 공명 촬상 장치를 제공할 수 있다.

Claims (44)

  1. 위상 오차 측정 방법(phase error measuring method)으로서,
    피검체의 스핀에 대하여 90°여기(excitation)를 실행하는 단계와,
    상기 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하는 단계와,
    상기 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하는 단계와,
    상기 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 단계와,
    제 1 극성의 제 1 펄스와, 상기 제 1 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 펄스 및 상기 제 2 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성의 제 3 펄스를 포함하고, 상기 제 1의 180°여기와 상기 제 2의 180°사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로의 시간 적분값이 0인 제 1의 그레디언트 자기장을 인가하여, 제 1 스핀 에코 신호 - 상기 제 1 스핀 에코 신호의 피크치에서 부터 상기 제 1 펄스와 상기 제 2 펄스의 시간 적분값이 동일하게 되는 시점까지의 거리에 의해 제 1 위상 오차가 결정됨 - 를 생성하는 단계와,
    제 1 극성의 제 1 펄스와, 상기 제 1 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 펄스 및 상기 제 2 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성의 제 3 펄스를 포함하고, 상기 제 2의 180°여기와 상기 제 3의 180°여기 사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로의 시간 적분값이 0인 제 2 그레디언트 자기장을 인가하여, 제 2 스핀 에코 신호 - 상기 제 2 스핀 에코 신호의 피크치에서 부터 상기 1 펄스와 상기 제 2 펄스의 시간 적분값이 동일하게 되는 시점까지의 거리에 의해 제 2 위상 오차가 결정됨 - 를 생성하는 단계, 및
    상기 제 1 및 제 2 스핀 에코 신호의 상기 제 1 위상 오차 및 제 2 위상 오차를 이용한 계산에 기초하여 상기 90°여기에서 부터 상기 제 1의 180°여기까지의 시간 주기동안의, 잔류 자화나 에디 전류 또는 그들의 조합에 기인한 위상축 방향의 스핀의 위상 오차를 판정하는 단계를 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 180°여기 각각의 전후에 주파수축 방향으로 크러셔(crusher) 그레디언트 자기장을 인가하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 그레디언트 자기장의 극성(polarity)을 반전(inverted)하여 상기 단계들을 2회 반복하여 시행하는 단계와,
    이전에 판정된 위상 오차와 나중에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 180°여기 각각의 전후에 주파수축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    극성을 반전하여 2회 반복 시행하는 상기 단계시에 상기 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 위상 오차 측정 장치(phase error measuring apparatus)로서,
    피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 상기 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 상기 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 상기 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 제 1 수단과,
    제 1 극성의 제 1 펄스와, 상기 제 1 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 펄스 및 상기 제 2 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성의 제 3 펄스를 포함하고, 상기 제 1의 180°여기와 상기 제 2의 180°사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로의 시간 적분값이 0인 제 1의 그레디언트 자기장을 인가하여, 제 1 스핀 에코 신호 - 상기 제 1 스핀 에코 신호의 피크치에서 부터 상기 제 1 펄스와 상기 제 2 펄스의 시간 적분값이 동일하게 되는 시점까지의 거리에 의해 제 1 위상 오차가 결정됨 - 를 생성하고, 제 1 극성의 제 1 펄스와, 상기 제 1 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 펄스 및 상기 제 2 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성의 제 3 펄스를 포함하고, 상기 제 2의 180°여기와 상기 제 3의 180°여기 사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로 시간 적분값이 0인 제 2 그레디언트 자기장을 인가하여, 제 2 스핀 에코 신호 - 상기 제 2 스핀 에코 신호의 피크치에서 부터 상기 1 펄스와 상기 제 2 펄스의 시간 적분값이 동일하게 되는 시점까지의 거리에 의해 제 2 위상 오차가 결정됨 - 를 생성하는 제 2 수단, 및
    상기 제 1 및 제 2 스핀 에코 신호의 상기 제 1 위상 오차 및 제 2 위상 오차를 이용한 계산에 기초하여 상기 90°여기에서 부터 상기 제 1의 180°여기까지의 시간 주기동안의, 잔류 자화나 에디 전류 또는 그들의 조합에 기인한 위상축 방향의 스핀의 위상 오차를 판정하는 제 3 수단을 구비하는
    위상 오차 측정 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 180°여기 각각의 전후에 주파수 축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 제 4 수단을 더 구비하는
    위상 오차 측정 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 상기 제 1 수단에 의한 스핀 여기와, 상기 제 2 수단에 의한 스핀 에코 판독, 및 상기 제 3 수단에 의한 위상 오차 계산을 2 회 반복하여 시행하는 제 5 수단과,
    이전에 판정된 위상 오차와 나중에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 제 6 수단을 더 구비하는
    위상 오차 측정 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 180° 여기 각각의 전후에 주파수 축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 제 4 수단을 더 구비하는
    위상 오차 측정 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 5 수단에 의한, 상기 극성을 반전하여 2회 반복 시행시에 상기 제 4 수단이 상기 크러셔 그레디언트 자기장을 하는
    위상 오차 측정 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고,
    상기 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고,
    상기 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고,
    상기 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하고,
    제 1 극성의 제 1 펄스와, 상기 제 1 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 펄스 및 상기 제 2 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성의 제 3 펄스를 포함하고, 상기 제 1의 180°여기와 상기 제 2의 180°사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로의 시간 적분값이 0인 제 1의 그레디언트 자기장을 인가하여, 제 1 스핀 에코 신호 - 상기 제 1 스핀 에코 신호의 피크치에서 부터 상기 제 1 펄스와 상기 제 2 펄스의 시간 적분값이 동일하게 되는 시점까지의 거리에 의해 제 1 위상 오차가 결정됨 - 를 생성하고,
    제 1 극성의 제 1 펄스와, 상기 제 1 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 펄스 및 상기 제 2 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성의 제 3 펄스를 포함하고, 상기 제 2의 180°여기와 상기 제 3의 180°여기 사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로의 시간 적분값이 0인 제 2 그레디언트 자기장을 인가하여, 제 2 스핀 에코 신호 - 상기 제 2 스핀 에코 신호의 피크치에서 부터 상기 1 펄스와 상기 제 2 펄스의 시간 적분값이 동일하게 되는 시점까지의 거리에 의해 제 2 위상 오차가 결정됨 - 를 생성하고,
    상기 제 1 및 제 2 스핀 에코 신호의 상기 제 1 위상 오차 및 제 2 위상 오차를 이용한 계산에 기초하여 상기 90°여기에서 부터 상기 제 1의 180°여기까지의 시간 주기동안의, 잔류 자화나 에디 전류 또는 그들의 조합에 기인한 위상축 방향의 스핀의 위상 오차를 판정하는 기능들을
    컴퓨터가 실행하도록 하는 프로그램이 컴퓨터 독출 가능 방식으로 기록된
    기록 매체.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 시험적으로 상기 기능들을 2회 반복 실행하고,
    이전에 판정된 위상 오차와 나중에 판정된 위상 오차의 평균을 구하도록 하는 기능을 컴퓨터가 추가로 실행하도록 하는 프로그램이 기록된
    기록 매체.
  23. 제 21 항에 있어서,
    90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 상기 위상축 방향의 상기 위상 오차가 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하는 기능을 컴퓨터가 추가로 실행하도록 하는 프로그램이 기록된
    기록 매체.
  24. 제 22 항에 있어서,
    90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 상기 위상축 방향의 상기 위상 오차 평균가 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하는 기능을 컴퓨터거 추가로 실행하도록 하는 프로그램이 기록된
    기록 매체.
  25. 정자기장(static gradient field), 그레디언트 자기장 및 고주파수 자기장을 이용하여 피검체로부터 자기 공명 신호(magnetic resonance signal)를 획득하고, 상기 획득한 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 구성하는 자기 공명 촬상 장치로서,
    상기 피검체의 스핀에 대하여 90°여기를 실행하고, 상기 90°여기에서 부터 제 1 시간 주기가 지난 다음 제 1 의 180°여기를 실행하고, 상기 제 1 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 2 의 180°여기를 실행하고, 상기 제 2 의 180°여기에서 부터 제 2 시간 주기가 지난 다음 제 3 의 180°여기를 실행하는 제 1 수단과,
    제 1 극성의 제 1 펄스와, 상기 제 1 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 펄스 및 상기 제 2 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성의 제 3 펄스를 포함하고, 상기 제 1의 180°여기와 상기 제 2의 180°사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로의 시간 적분값이 0인 제 1의 그레디언트 자기장을 인가하여, 제 1 스핀 에코 신호 - 상기 제 1 스핀 에코 신호의 피크치에서 부터 상기 제 1 펄스와 상기 제 2 펄스의 시간 적분값이 동일하게 되는 시점까지의 거리에 의해 제 1 위상 오차가 결정됨 - 를 생성하고, 제 1 극성의 제 1 펄스와, 상기 제 1 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 펄스 및 상기 제 2 펄스의 바로 다음에 있는 상기 제 1 극성의 제 3 펄스를 포함하고, 상기 제 2의 180°여기와 상기 제 3의 180°여기 사이의 시간 주기동안 위상축 방향으로 시간 적분값이 0인 제 2 그레디언트 자기장을 인가하여, 제 2 스핀 에코 신호 - 상기 제 2 스핀 에코 신호의 피크치에서 부터 상기 1 펄스와 상기 제 2 펄스의 시간 적분값이 동일하게 되는 시점까지의 거리에 의해 제 2 위상 오차가 결정됨 - 를 생성하는 제 2 수단, 및
    상기 제 1 및 제 2 스핀 에코 신호의 상기 제 1 위상 오차 및 제 2 위상 오차를 이용한 계산에 기초하여 상기 90°여기에서 부터 상기 제 1의 180°여기까지의 시간 주기동안의, 잔류 자화나 에디 전류 또는 그들의 조합에 기인한 위상축 방향의 스핀의 위상 오차를 판정하는 제 3 수단을 구비하는
    자기 공명 촬상 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 180° 여기 각각의 전후에 주파수 축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 제 4 수단을 더 구비하는
    자기 공명 촬상 장치.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 그레디언트 자기장의 극성을 반전하여 상기 제 1 수단에 의한 스핀 여기와, 상기 제 2 수단에 의한 스핀 에코 판독과, 상기 제 3 수단에 의한 위상 오차 계산을 2회 반복 시행하는 제 5 수단과,
    이전에 판정된 위상 오차와 나중에 판정된 위상 오차의 평균을 구하는 제 6 수단을 더 구비하는
    자기 공명 촬상 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 180° 여기 각각의 전후에 주파수 축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 제 4 수단을 더 구비하는
    자기 공명 촬상 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 5 수단에 의한, 상기 극성을 반전하여 2회 반복 시행시에 상기 제 4 수단이 상기 크러셔 그레디언트 자기장을 하는
    자기 공명 촬상 장치.
  30. 제 25 항에 있어서,
    90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 상기 위상축 방향의 상기 위상 오차가 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하는 제 6 수단을 구비하는
    자기 공명 촬상 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 180° 여기 각각의 전후에 주파수 축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 제 4 수단을 더 구비하는
    자기 공명 촬상 장치.
  32. 제 27 항에 있어서,
    90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 상기 위상축 방향의 상기 위상 오차 평균을 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하는 제 7 수단을 더 구비하는
    자기 공명 촬상 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 180° 여기 각각의 전후에 주파수 축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 제 4 수단을 더 구비하는
    자기 공명 촬상 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 5 수단에 의한, 상기 극성을 반전하여 2회 반복 시행시에 상기 제 4 수단이 상기 크러셔 그레디언트 자기장을 하는
    자기 공명 촬상 장치.
  35. 제 1 항에 있어서,
    90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차를 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 180°여기 각각의 전후에 주파수축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  37. 제 3 항에 있어서,
    90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 위상축 방향의 상기 위상 오차의 평균이 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 180°여기 각각의 전후에 주파수축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    극성을 반전하여 2회 반복 시행하는 상기 단계시에 상기 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 단계를 더 포함하는
    위상 오차 측정 방법.
  40. 제 11 항에 있어서,
    90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 상기 위상축 방향의 상기 위상 오차를 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하는 제 6 수단을 더 구비하는
    위상 오차 측정 장치.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 180° 여기 각각의 전후에 주파수 축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 제 4 수단을 더 구비하는
    위상 오차 측정 장치.
  42. 제 13 항에 있어서,
    90°여기에서 부터 180°여기까지의 시간 주기 동안 상기 위상축 방향의 상기 위상 오차의 평균이 0이 되게 하는 그레디언트 자기장을 인가하는 제 7 수단을 더 구비하는
    위상 오차 측정 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 180° 여기 각각의 전후에 주파수 축 방향으로 크러셔 그레디언트 자기장을 인가하는 제 4 수단을 더 구비하는
    위상 오차 측정 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    제 5 수단에 의한, 상기 극성을 반전하여 2회 반복 시행시에 상기 제 4 수단이 상기 크러셔 그레디언트 자기장을 하는
    위상 오차 측정 장치.
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