KR100458781B1 - 공진 주파수 변동 보정 방법 및 ｍｒｉ 장치 - Google Patents

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Abstract

시간 변화가 느린 주파수 드리프트와, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트와, 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트를 포함하는 전체 주파수 드리프트를 처리할 수 있는 공진 주파수 변동 보정 방법 및 MRI 장치가 제공된다. 공진 주파수 변동량을 측정하고, 그 공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우는 주파수 변동 보정을 하고 공진 주파수 변동량을 저장하지 않는다. 반면, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우는, 그 공진 주파수 변동량을 저장하고, 이후 이에 근거하여 보정 연산을 실시한다.

Description

공진 주파수 변동 보정 방법 및 ＭＲＩ 장치{METHOD OF CORRECTING RESONANCE FREQUENCY VARIATION AND MRI APPARATUS}
본 발명은 공진 주파수 변동 보정 방법(method of correcting a resonance frequency variation) 및 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 시간 변화(time change)가 느린 주파수 드리프트(frequency drift)와, 슬라이스 방향(slice direction)의 주파수 드리프트, 및 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트를 포함해서 자기장 변동(fluctuation)으로 야기되는 주파수 드리프트 모두를 처리할 수 있는 공진 주파수 변동 보정 방법에 관한 것이다.
제 1 종래 기술로서, 일본 특허 공개 공보 제 1-141656호는, 위상 인코드량(phase encoding quantity)이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스(a sequence of imaging pulse)를 다수 회 반복함으로써 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집할 때에 보정 데이터(correction data)도 수집하고, 그 수집한 보정 데이터에 근거하여 정자기장 코일(magnetostatic coil)을 통해 흐르는 전류량을 조절하여, 자기장 변동으로 인한 주파수 드리프트(공진 주파수 변동)를 보정하는 기술을 설명하고 있다.
제 2 종래 기술로서, 일본 특허 제 2528864호는, 여러 지점의 정자기장 강도(intensity)를 측정하고 저장함으로써 정자기장 강도에 따라 촬상 데이터에 대한 위상 보정 연산을 실시하는 기술을 설명하고 있다.
앞서의 제 1 종래 기술에서는, 특정 시간의 촬상 펄스 시퀀스 시에 수집된 보정 데이터를 근거로 하는 보정이 해당 시간의 촬상 데이터에 대해서는 시간 상 맞지 않고, 다음 번의 촬상 데이터에 대해서 유효하게 되므로, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트는 문제가 없지만, 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트는 처리될 수없다.
앞서의 제 2 종래 기술에서는, 특정 시간에 수집된 촬상 데이터가 그 시간의 촬상 펄스 시퀀스 시에 수집된 보정 데이터를 근거로 보정될 수 있으므로, 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트도 처리될 수 있다. 그러나, 데이터 수집 이후에 처리가 이루어지므로, 보정은 단지 슬라이스 표면(slice surface)에 대해서 유효하고, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트는 처리될 수 없다.
그러므로, 본 발명의 목적은 시간 변화가 느린 주파수 드리프트와, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트와, 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트 모두를 포함하여 전체 주파수 드리프트를 처리할 수 있는 공진 주파수 변동 보정 방법 및 MRI 장치를 제공하는 것이다.
제 1 관점에 따르면, 본 발명은 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서, 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집할 때마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와, 공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우는 주파수 변동을 보정하고, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우는 주파수 변동을 보정하지 않고서 해당 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 그 공진 주파수를 저장하는 단계와, k 공간을 채우는 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우는, 그 공진 주파수 변동이 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트가 아니기 때문에, 다음 번 촬상 데이터에 대한 보정이 유효하다면 해당 회의 촬상 데이터를 보정하지 않아도 된다. 그러므로, 주파수 변동 보정만 실행하면 되고, 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수를 저장할 필요가 없다. 반면, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우는, 그 공진 주파수 변동이 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트이기 때문에, 해당 회의 촬상 데이터에 대해서도 보정을 해야만 한다. 따라서, 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수를 저장해야 하고, 그에 기초하여 보정 연산이 실시될 수 있다.
본 발명의 제 1 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법은, 전술한 원리를 기초로 하는 것으로서, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트에 대하여 주파수 변동을 보정하며, 따라서 슬라이스 방향의 주파수 드리프트도 처리할 수 있게 된다. 한편, 이후에 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트에 대한 보정 연산을 수행하므로, 해당 회의 촬상 데이터를 보정할 수 있다. 이후에 보정 연산을 수행하는 경우, 제어를 간단하게 하기 위하여 주파수 변동 보정은 하지 않는다.
제 2 관점에 따르면, 본 발명은 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서, 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집할 때마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와, 주파수 변동을 보정하는 단계와, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우는 해당 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 그 공진 주파수를 저장하는 단계와, k 공간을 채우는 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 2 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법은, 전술한 원리를 기초로 하는 것으로서, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트에 대하여 주파수 변동을 보정하며, 따라서 슬라이스 방향의 주파수 드리프트도 처리할 수 있게 된다. 한편, 이후에 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트에 대한 보정 연산을 수행하므로, 해당 회의 촬상 데이터를 보정할 수 있다. 이후에 보정 연산을 수행하는 경우에도 주파수 변동 보정이 이루어지므로, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트가 항상 처리될 수 있다.
제 3 관점에 따르면, 본 발명은 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서, 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와, 공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우는 주파수 변동을 보정하고, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우는 주파수 변동을 보정하지 않고서 그 다수 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 그 공진 주파수를 저장하는 단계와, k 공간을 채우는 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법은, 전술한 원리를 기초로 하는 것으로서, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트에 대하여 주파수 변동을 보정하며, 따라서 슬라이스 방향의 주파수 드리프트도 처리할 수 있게 된다. 한편, 이후에 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트에 대한 보정 연산을 수행하므로, 해당 회의 촬상 데이터를 보정할 수 있다. 이후에 보정 연산을 수행하는 경우, 제어를 간단하게 하기 위하여 주파수 변동 보정은 하지 않는다. 다수의 촬상 펄스 시퀀스 전체에서 한 번 공진 주파수 변동이 측정되므로, 전체 스캐닝 시간이 단축될 수 있다.
제 4 관점에 따르면, 본 발명은 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서, 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와, 주파수 변동을 보정하는 단계와, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우는 주파수 변동을 보정하지 않고서 그 다수 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 그 공진 주파수를 저장하는 단계와, k 공간을 채우는 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 4 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법은, 전술한 원리를 기초로 하는 것으로서, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트에 대하여 주파수 변동을 보정하며, 따라서 슬라이스 방향의 주파수 드리프트도 처리할 수 있게 된다. 반면, 이후에 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트에 대한 보정 연산을 수행하므로, 해당 회의 촬상 데이터를 보정할 수 있다. 한편, 이후에 보정 연산을 수행하는 경우에도 주파수 변동 보정이 수행되므로, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트가 항상 처리될 수 있다. 다수의 촬상 펄스 시퀀스 전체에서 한 번 공진 주파수 변동량이 측정되므로, 전체 스캐닝 시간이 단축될 수 있다.
제 5 관점에 따르면, 본 발명은 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서, 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집할 때마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와, 주파수변동을 보정하는 단계와, 해당 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 그 공진 주파수를 저장하는 단계와, k 공간을 채우는 촬상 데이터를 수집한 이후에 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 5 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법은, 전술한 원리를 기초로 하는 것으로서, 주파수 변동 보정을 수행하고 또한 이후에 보정 연산을 수행하여, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트 및 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트 양자 모두를 처리하는 것이 가능해진다.
제 6 관점에 따르면, 본 발명은 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서, 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와, 주파수 변동을 보정하는 단계와, 그 다수 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 그 공진 주파수를 저장하는 단계와, k 공간을 채우는 촬상 데이터를 수집한 이후에 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 6 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법은, 전술한 원리를 기초로 하는 것으로서, 주파수 변동 보정을 수행하고 또한 이후에 보정 연산을 수행하여, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트 및 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트 양자 모두를 처리하는 것이 가능해진다.
제 7 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 공진 주파수 변동 보정 방법으로서,공진 주파수를 측정하고, 그 측정된 공진 주파수와 일정한(fixed) 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 공진 주파수 변동량으로 하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 7 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 앞서의 방법에서는, 측정된 공진 주파수와 일정한 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 공진 주파수 변동량으로 하므로, 공진 주파수 변동량으로부터 공진 주파수를 쉽게 구할 수 있다.
제 8 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 공진 주파수 변동 보정 방법으로서, 공진 주파수를 측정하고, 그 측정된 공진 주파수와 이전에 측정된 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 공진 주파수 변동량으로 하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 8 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법에서는, 측정된 공진 주파수와 이전에 측정된 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 공진 주파수 변동량으로 하므로, 변화의 크기를 쉽게 파악할 수 있다.
제 9 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 공진 주파수 변동 보정 방법으로서, 임계값을 일정한 값으로 하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 9 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법에서는, 임계값을 일정한 값으로 하기 때문에, 그 처리가 용이해진다.
제 10 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 공진 주파수 변동 보정 방법으로서, 공진 주파수 변동량의 변화에 따라 임계값을 변경하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 10 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법에서는, 공진 주파수 변동량의 변화에 따라 임계값을 변경하므로, 그 임계값이 동적으로 최적화될 수 있다.
제 11 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 공진 주파수 변동 보정 방법으로서, 주자기장 코일(main magnetic field coil)을 통하여 흐르는 전류의 양을 조절하여 주파수 변동을 보정하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 11 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법에서는, 주자기장 코일을 통하여 흐르는 전류의 양을 조절하여 주파수 드리프트를 보정하므로, 화질을 개선할 수 있다.
제 12 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 공진 주파수 변동 보정 방법으로서, 송신 주파수(transmitting frequency)를 조절하여 주파수 변동을 보정하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 12 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법에서는, 송신 주파수를 조절하여 주파수 드리프트를 보정하므로, 화질을 개선할 수 있다.
제 13 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 공진 주파수 변동 보정 방법으로서, 송신 주파수 및 수신 주파수를 조절하여 주파수 변동을 보정하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 13 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법에서는, 송신 주파수 및 수신 주파수를 조절하여 자기장 드리프트를 보정하므로, 화질을 개선할 수 있다.
제 14 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 공진 주파수 변동 보정 방법으로서, 송신 위상(transmitting phase) 또는 수신 위상(receiving phase)을 조절하여 주파수 변동을 보정하는 공진 주파수 변동 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 제 14 관점에 따라 공진 주파수 변동을 보정하는 방법에서는, 송신 위상 또는 수신 위상을 조절하여 자기장 드리프트를 보정하므로, 화질을 개선할 수 있다.
제 15 관점에 따르면, 본 발명은 MRI 장치로서, RF 펄스 송신 수단(RF pulse transmitting mean)과, 그래디언트 펄스 인가 수단(gradient pulse application mean)과, NMR 신호 수신 수단(NMR signal receiving mean)과, 전술한 각 수단을 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 수단(imaging data collection control mean)과, 촬상 데이터를 수집할 때 마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 수단(frequency variation measurement control mean)과, 공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우 주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 수단(frequency variation correction mean)과, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 해당 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 수단(frequency variation storage mean)과, k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 수단(correction operation mean)과, 보정 연산을 필요로 하지 않는 촬상 데이터와 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 수단(reconstruction operation mean)을 구비한 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 15 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 1 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 16 관점에 따르면, 본 발명은 MRI 장치로서, RF 펄스 송신 수단과, 그래디언트 펄스 인가 수단과, NMR 신호 수신 수단과, 전술한 각 수단을 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 수단과, 촬상 데이터를 수집할 때 마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 수단과, 주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 수단과, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 해당 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 수단과, k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 수단과, 보정 연산을 필요로 하지 않는 촬상 데이터와 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 수단을 구비한 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 16 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 2관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 17 관점에 따르면, 본 발명은 MRI 장치로서, RF 펄스 송신 수단과, 그래디언트 펄스 인가 수단과, NMR 신호 수신 수단과, 전술한 각 수단을 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 수단과, 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 수단과, 공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우 주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 수단과, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 그 다수 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 수단과, k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 수단과, 보정 연산을 필요로 하지 않는 촬상 데이터와 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 수단을 구비한 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 17 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 3 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 18 관점에 따르면, 본 발명은 MRI 장치로서, RF 펄스 송신 수단과, 그래디언트 펄스 인가 수단과, NMR 신호 수신 수단과, 전술한 각 수단을 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 수단과, 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 수단과, 주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 수단과, 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 그 다수 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 수단과, k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 수단과, 보정 연산을 필요로 하지 않는 촬상 데이터와 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 수단을 구비한 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 18 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 4 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 19 관점에 따르면, 본 발명은 MRI 장치로서, RF 펄스 송신 수단과, 그래디언트 펄스 인가 수단과, NMR 신호 수신 수단과, 전술한 각 수단을 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 수단과, 촬상 데이터를 수집할 때 마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 수단과, 주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 수단과, 해당 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 수단과, k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집한 이후에 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 수단과, 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 수단을 구비한 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 19 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 5 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 20 관점에 따르면, 본 발명은 MRI 장치로서, RF 펄스 송신 수단과, 그래디언트 펄스 인가 수단과, NMR 신호 수신 수단과, 전술한 각 수단을 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 수단과, 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 수단과, 주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 수단과, 그 다수 회의 촬상 데이터에 대응하여 그 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 수단과, k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집한 이후에 그 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 수단과, 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 수단을 구비한 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 20 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 6 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 21 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 MRI 장치로서, 전술한 주파수 변동 측정 제어 수단이 공진 주파수를 측정하고, 그 측정된 공진 주파수와 일정한 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 공진 주파수 변동량으로 하는 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 21 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 7 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 22 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 MRI 장치로서, 전술한 주파수 변동 측정 제어 수단이 공진 주파수를 측정하고, 그 측정된 공진 주파수와 이전에 측정된 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 공진 주파수 변동량으로 하는 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 22 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 8 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 23 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 MRI 장치로서, 그 임계값이 일정한 값인 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 23 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 9 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 24 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 MRI 장치로서, 공진 주파수 변동량의 변화에 따라서 임계값을 변경시키는 임계값 변동 수단(threshold value altering mean)을 구비한 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 24 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 10 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 25 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 MRI 장치로서, 전술한 주파수 변동 보정 수단이 주자기장 코일을 통하여 흐르는 전류의 양을 조절하는 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 25 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 제 11 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 26 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 MRI 장치로서, 전술한 주파수 변동 보정 수단이 송신 주파수를 조절하는 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 26 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 12 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
제 27 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 MRI 장치로서, 전술한 주파수 변동 보정 수단이 송신 주파수 및 수신 주파수를 조절하는 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 27 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 13 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 바람직하게 실시할 수 있다.
제 28 관점에 따르면, 본 발명은 전술한 MRI 장치로서, 전술한 주파수 변동 보정 수단이 송신 위상 또는 수신 위상을 조절하는 MRI 장치를 제공한다.
본 발명의 제 28 관점에 따른 MRI 장치에서는, 바람직하게 본 발명의 제 14 관점에 따른 공진 주파수 변동 보정 방법을 실시할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 공진 주파수 변동 보정 방법과 MRI 장치에 따르면, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트와, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트와, 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트 등을 포함하여 전체 주파수 드리프트가 처리될 수 있고, 이로써 화질을 개선할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 첨부 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 다음의 설명으로 명백해질 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 MRI 장치 블록도,
도 2는 제 1 실시예에 따른 데이터 수집 처리의 흐름도,
도 3은 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스 및 촬상 펄스 시퀀스에 대한 제 1 실시예를 나타낸 도면,
도 4는 제 1 실시예에 따른 수치값을 도시하는 도면,
도 5는 제 1 실시예에 따른 이미지 재구성 처리의 흐름도,
도 6은 제 2 실시예에 따른 데이터 수집 처리의 흐름도,
도 7은 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스와 촬상 펄스 시퀀스에 대한 제 2 실시예를 나타낸 도면,
도 8은 제 4 실시예에 따른 임계값 변경 처리의 흐름도,
도 9는 제 4 실시예에 따른 수치값을 도시하는 도면,
도 10은 제 5 실시예에 따른 수치값을 도시하는 도면,
도 11은 제 6 실시예에 따른 수치값을 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 마그네트 어셈블리 1g : 그래디언트 자기장 코일
1p : 주자기장 코일 1r : 수신 코일
1t : 송신 코일 2 : 주자기장 전원
3 : 그래디언트 자기장 구동 회로 4 : RF 파워 증폭기
5 : 전치 증폭기 6 : 시퀀스 메모리 회로
본 발명은 첨부 도면에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
- 제 1 실시예 -
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 MRI 장치(100)의 블록도이다.
본 MRI 장치(100)에 있어서, 마그네트 어셈블리(magnet assembly)(1)는 그 내부에 피검체(sample)를 삽입하기 위한 내부 공간(bore)을 구비하며, 피검체에 일정한 주자기장을 인가하는 주자기장 코일(1p)과, 슬라이스축(slice axis), 판독 축(read axis), 및 위상 축(phase axis)에 대한 그래디언트 자기장을 생성하는 그래디언트 자기장 코일(gradient magnetic field coil)(1g)과, 피검체 내의 원자핵(atomic nucleus)의 스핀(spin)을 여기시키도록 RF 펄스를 부여하는 송신 코일(1t)과, 피검체에서 NMR 신호를 검출하는 수신 코일(1r)(이들 모두는 앞서의 내부 공간을 둘러싸도록 배치되어 있음)을 포함한다. 앞서의 주자기장 코일(1p)과, 그래디언트 자기장 코일(1g)과, 송신 코일(1t)과, 수신 코일(1r)은 각각 주자기장 전원(main magnetic field power source)(2), 그래디언트 자기장 구동 회로(gradient magnetic field drive circuit)(3), RF 파워 증폭기(RF power amplifier)(4), 및 전치 증폭기(pre-amplifier)(5)에 접속되어 있다.
주자기장 코일(1p) 대신에 영구 자석(permanent magnet)이 이용될 수도 있다.
시퀀스 메모리 회로(6)는, 컴퓨터(7)로부터의 명령에 따라서, 저장되어 있는 펄스 시퀀스를 근거로 그래디언트 자기장 구동 회로(3)를 활성화하여 전술한 마그네트 어셈블리(1)의 그래디언트 자기장 코일(1g)에서 그래디언트 자기장을 발생시키고, 게이트 변조 회로(gate modulator circuit)(8)를 활성화하여 RF 발진 회로(RF oscillation circuit)(9)의 캐리어 출력 신호(carrier output signal)를 사전 결정된 타이밍(predetermined timing)/사전 결정된 포락선 형상(predetermined envelope-shaped) 펄스 신호로 변조하고, 그 펄스 신호를 RF 펄스로서 RF 파워 증폭기(4)에 인가하여 그 RF 파워 증폭기(4)로 파워 증폭시켜서 전술한 마그네트 어셈블리(1)의 송신 코일(1t)로 부가하여 원하는 슬라이스 영역을 선택하고 여기시킨다.
전치 증폭기(5)는, 마그네트 어셈블리(1)의 수신 코일(1r)에 의하여 검출된 피검체로부터의 NMR 신호를 증폭하여, 그 증폭된 신호를 위상 검출기(phase detector)(10)로 입력한다. 위상 검출기(10)는, RF 발진 회로(RF oscillation circuit)(9)의 캐리어 출력 신호에 기초하여 전치 증폭기(5)로부터의 NMR 신호의 위상을, 참조 신호로써 검출하고, 검출된 신호를 AD 변환기(AD converter)(11)에 인가한다. AD 변환기(11)는 위상 검출 이후의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 그 디지털 신호를 컴퓨터(7)에 인가한다.
컴퓨터(7)는 AD 변환기(11)로부터 데이터를 판독하고, 이미지 재구성 연산을 수행하여 원하는 슬라이스 영역에 대한 이미지를 생성한다. 이러한 이미지가 디스플레이 장치(13) 상에 표시된다. 또한, 컴퓨터(7)는 조작 콘솔(operation console)(12)로부터의 정보를 수신하는 등 전체적인 제어를 담당한다.
도 2는 앞서의 MRI 장치(100)에 의한 데이터 수집 처리를 설명하는 흐름도이다. 촬상 펄스 시퀀스의 반복 회수를 N으로 하고, 공진 주파수 측정의 전체 회수를 M으로 하면, N ≥ M ≥ 1이 된다.
단계(S1)에서, 촬상 데이터 카운터(n)를 "1"로 초기화한다.
단계(S2)에서, 공진 주파수 측정 카운터(d)를 "1"로 초기화한다.
단계(S3)에서, n=d·N/M이면, 단계(S4)로 진행하고, n≠d·N/M이면, 단계(S6)로 진행한다.
단계(S4)에서는, 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스에 의하여 d회째 공진 주파수(fd)를 측정한다.
단계(S5)에서는, 공진 주파수 측정 카운터 d를 "1"만큼 증가시킨다. 그런 다음, 처리는 단계(S6)로 진행한다.
단계(S6)에서, 촬상 펄스 시퀀스에 의하여 n회째 촬상 데이터(Dn)를 수집한다.
도 3은, N = 256, M = 256인 경우 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스(Md)와 촬상 펄스 시퀀스(Im)의 예를 도시한다.
그래디언트 에코 방법의 펄스 시퀀스가 촬상 펄스 시퀀스(Im)로서 이용된다.
전술한 촬상 펄스 시퀀스(Im)에 있어서 그래디언트 에코(에코1,에코2)를 수렴하기 위한 판독 그래디언트 부분(rd 및 rr의 전반부) 및 위상 그래디언트(pe 및 pr)를 생략한 펄스 시퀀스가 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스(Md)로서 이용된다. 공진 주파수(fd)는 FID 신호로부터 수집된 데이터에서 구한다.
각 축에 대하여 전체 그래디언트 양을 동등하게 하기 위하여, 앞서의 촬상 펄스 시퀀스(Im)에서의 그래디언트 자기장(rd, rr)의 적분량과 상기 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스(Md)에서의 그래디언트 자기장(rh)의 적분량을 동등하게 한다. 또한, 앞서의 촬상 펄스 시퀀스(Im)에서의 그래디언트 자기장(pe, pr)의 적분량은 "0"이 되기 때문에, 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스(Md)에서는 위상축에 그래디언트 자기장이 인가되지 않는다.
도 2로 되돌아가, 단계(S7)에서, d회째 공진 주파수 변동량(Δfd)을 계산한다. 공진 주파수 변동량(Δfd)은, 예컨대 다음 식 중 어느 하나를 이용하여 구할 수 있다.
(1) 기준 공진 주파수(f0)와의 주파수 차이
(2) 이전에 측정된 공진 주파수(fd-1)와의 주파수 차이
단계(S8)에서는, 공진 주파수 변동량(Δfd)의 절대값｜Δfd｜가 임계값(R)미만인 경우는 처리가 단계(S9)로 진행하고, 임계값 이상인 경우는 단계(S10)로 진행한다. 여기서, 임계값(R)은 경험적으로 얻어진 적당한 값으로 사전 설정된다.
단계(S9)에서는, 주파수 변동 보정을 실행한다. 다음 처리 중 어느 하나를이용하여 주파수 변동 보정을 실행할 수 있다.
(a) 공진 주파수 변동량(Δfd)에 근거하여, 주자기장 코일(1p)을 통하여 흐르는 전류의 양을 조절한다.
(b) 공진 주파수 변동량(Δfd)에 근거하여, RF 발진 회로(9)의 송신 주파수를 조절한다.
(c) 공진 주파수 변동량(Δfd)에 근거하여, RF 발진 회로(9)의 송신 주파수 및 수신 주파수를 조절한다.
(d) 공진 주파수 변동량(Δfd)에 근거하여, 게이트 변조 회로(8)의 송신 위상 또는 위상 검출기(10)의 수신 위상을 조절한다.
처리 과정이 단계(S12)로 진행한다.
단계(S1O)에서, (n+1-N/M) 내지 n회째의 촬상 데이터 Dn+1-N/M내지Dn에 대응하여 공진 주파수 변동량(Δfd)을 저장한다. 그런 다음, 처리가 단계(S12)로 진행한다.
단계(S12)에서, 촬상 데이터 수집 카운터(n)를 "1"만큼 증가시킨다.
단계(S13)에서는, n > N인 경우 처리를 종료하고, 그렇지 않은 경우 처리를 단계(S3)로 되돌린다.
도 4는 공진 주파수 변동량 Δfd= fd- f0이고, N = M인 경우의 수치값을 보여주고 있다.
임계값 R = 5인 경우, n이 1 내지 6인 범위에서는, ｜Δfd｜ < R이므로, 주파수 변동 보정이 실행된다. n이 7 내지 13인 범위에서는, ｜Δfd｜ ≥ R이므로, 주파수 변동 보정이 실행되지 않고, 두꺼운 테두리내의 공진 주파수 변동량(Δfd)이 n회째 촬상 데이터(Dn)에 대응하여 저장된다.
도 5는 전술한 MRI 장치(100)에 의하여 이미지를 생성하는 처리 과정을 나타내는 흐름도이다. 단계(G1)에서는, 촬상 데이터 카운터(n)를 "1"로 초기화한다.
단계(G2)에서는, 촬상 데이터(Dn)에 대응하여 공진 주파수 변동량(Δfd)이 저장되어 있으면, 그 처리가 단계(G3)로 진행하고, 저장되어 있지 않으면, 단계(G4)로 진행한다.
단계(G3)에서는, 공진 주파수 변동량(Δfd)에 근거하여 촬상 데이터(Dn)에 대한 위상 보정 연산을 실시한다.
단계(G4)에서는, 촬상 데이터 카운터(n)를 "1"만큼 증가시킨다.
단계(G5)에서는, n > N인 경우 처리가 단계(G6)로 진행하고, 그렇지 않은 경우 처리가 이전의 단계(G2)로 되돌아간다.
단계(G6)에서는, 촬상 데이터 D1내지 DN으로부터 이미지를 재구성한다. 그런 다음, 처리를 종료한다.
앞서의 제 1 실시예에 따른 MRI 장치(100)에서는, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트에 대한 주파수 변동 보정을 실행하여, 후속 공진 주파수 변동을 처리할 수 있다. 또한, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트도 처리할 수 있다. 한편, 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트에 대한 위상 보정 연산이 나중에 실시되기 때문에, 그 주파수 드리프트 개시때의 촬상 데이터도 보정할 수 있게 된다.
- 제 2 실시예 -
도 6은 제 2 실시예에 따른 MRI 장치에 의하여 데이터를 수집하는 처리 과정을 나타내는 흐름도이다.
단계(S1) 내지 단계(S7)는 제 1 실시예에 따른 데이터 수집 처리의 경우와 동일하다.
단계(S8')에서는, 공진 주파수 변동량(Δfd)의 절대값｜Δfd｜가 임계값(R)미만인 경우 처리가 단계(S11)로 진행하고, 임계값 이상인 경우 처리가 단계(S10)로 진행한다.
단계(S10)는 제 1 실시예에 따른 데이터 수집 처리의 경우와 동일하다.
단계(S11)는 제 1 실시예에 따른 데이터 수집 처리의 단계(S9)와 동일하다.
단계(S12) 및 단계(S13)는 제 1 실시예에 따른 데이터 수집 처리의 경우와 동일하다.
앞서 제 2 실시예에 따른 MRI 장치에 있어서, 항상 주파수 드리프트에 대한 주파수 변동 보정이 실행되므로, 후속 공진 주파수 변동을 처리할 수 있다. 또한, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트도 처리할 수 있다. 반면, 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트에 대한 위상 보정 연산은 나중에 이루어지므로, 그 주파수 드리프트 개시때의 촬상 데이터도 보정할 수 있게 된다.
- 제 3 실시예 -
도 7은, N = 256 이고 M = 128인 경우의 촬상 펄스 시퀀스(Im)와 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스(Md)의 예시를 도시하고 있다.
고속 스핀 에코법의 펄스 시퀀스를 촬상 펄스 시퀀스(Im)로서 이용한다.
또한, 이전의 촬상 펄스 시퀀스(Im) 중 90°RF 펄스(R)와 180°RF 펄스(P) 사이, 그리고 180°RF 펄스(P)와 180°RF 펄스(P) 사이의 탈위상화(dephase) 판독 그래디언트 부분(rd와 rr의 후반분)과, 180°RF 펄스(P) 이후의 판독 그래디언트 부분(rr의 전반분)과, 이들에 대응하는 위상 그래디언트(pe)를 생략한 펄스 시퀀스를 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스(Md)로서 이용한다. 공진 주파수(fd)는 최초의 스핀 에코 신호로부터 얻어진다.
n = 2, 4, 6, …의 다음에, 즉, 촬상 펄스 시퀀스(Im) 2회마다 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스가 하나씩 삽입된다.
각 축에 대하여 그래디언트 적분량을 동등하게 하기 위하여, 이전의 촬상 펄스 시퀀스(Im)에서의 그래디언트 자기장(rd,rr)의 적분량과 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스(Md)에서의 그래디언트 자기장(rh)의 적분량을 동등하게 한다. 또한, 앞서의 촬상 펄스 시퀀스(Im)에서의 그래디언트 자기장(pe,pr)의 적분량은 "0"이 되므로, 공진 주파수 측정용 펄스 시퀀스(Md)에서는 위상축에 그래디언트 자기장이인가되지 않는다.
도 7의 펄스 시퀀스의 슬라이스축에 슬라이스 인코딩을 가하면, 3D 펄스 시퀀스가 얻어진다.
전술한 제 3 실시예에 따른 MRI 장치에 있어서, 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 경우와 같은 효과가 얻어진다. 또한, 공진 주파수 변동량(Δfd)을 촬상 펄스 시퀀스(Im) 2회마다 한 번 측정하므로, 전체의 스캐닝 시간이 단축될 수 있게 된다.
- 제 4 실시예 -
제 4 실시예에서는, 도 2의 흐름도에서 단계(S8)를 생략하고, 단계(S9)의 뒤에 단계(S10)를 부가한다. 즉, 처리 과정이 단계(S7)로부터 단계(S9)로 진행하고, 단계(S9)로부터 단계(S10)로 진행하며, 단계(S10)로부터 단계(S12)로 진행한다. 이와 달리, 도 6의 흐름도에서 단계(S8')을 생략하고 단계(S7)의 뒤에 단계(S10)를 삽입한다. 즉, 처리 과정이 단계(S7)부터 단계(S10)까지 진행하고, 단계(S10)부터 단계(S11)로 진행한다.
또한, 도 5의 흐름도의 단계(G2)는 생략된다. 즉, 모든 n에 대하여 단계(G3)를 실행한다.
이러한 제 4 실시예에 따른 MRI 장치에 있어서, 주파수 변동 보정을 실시(단계(S9) 또는 단계(S11))하고 또한 그 후 보정 연산을 실시(단계(G3))하므로, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트와 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트 양자 모두를 처리할 수 있다.
- 제 5 실시예 -
제 5 실시예에서, 도 2 또는 도 6의 데이터 수집 처리에 있어서의 단계(S8)를 도 8에 표시된 임계값 변경 처리(S8")로 치환한다.
도 8의 단계(H1)에서는, 통상적으로 공지되어 있는 예측 방법에 의하여 공진 주파수 변동량(Δfd)의 예측값(Δfd')을 계산한다. 예컨대, 다음 식에 의해서 산출할 수 있다.
단계(H2)에서는, 공진 주파수 변동량(Δfd)의 절대값｜Δfd｜가 임계값(R)미만인 경우 처리가 단계(H3)로 진행하고, 그렇지 않은 경우 단계(H5)로 진행한다.
단계(H3)에서는, 공진 주파수 변동량(Δfd)과 예측값(Δfd') 간 차의 절대값｜Δfd- Δfd'｜이 판정값(ε)보다 큰 경우 처리가 단계(H4)로 진행하고, 그렇지 않은 경우 처리가 도 2의 단계(S9) 또는 도 6의 단계(S11)로 진행한다. 여기서, 판정값(ε)은 경험적으로 얻어진 적당한 값으로 사전 설정된다.
단계(H4)에서는, 예측값(Δfd')의 절대값｜Δfd'｜를 새로운 임계값(R)으로 이용한다. 그런 다음, 처리는 도 2 또는 도 6의 단계(S10)로 진행한다.
단계(H5)에서는, 공진 주파수 변동량(Δfd)과 예측값(Δfd') 간 차의 절대값｜Δfd- Δfd'｜이 판정값(ε)보다 큰 경우 처리가 도 2 또는 도 6의 단계(S10)로진행하고, 그렇지 않은 경우 처리가 단계(H6)로 진행한다.
단계(H6)에서는, 예측값(Δfd')의 절대값｜Δfd'｜를 새로운 임계값(R)으로 이용한다. 그런 다음, 처리는 도 2의 단계(S9) 또는 도 6의 단계(S11)로 진행한다.
도 9는, Δfd= fd- f0, N = M, Δfd' = Δfd-1+ (Δfd-1- Δfd-3)/2, ε = 3, R의 초기값 = 10인 경우의 수치값을 표시하고 있다.
임계값(R)은 동적으로 변경되며, n = 7 내지 n = 9인 경우 두꺼운 테두리내의 공진 주파수 변동량(Δfd)이 n회째 촬상 데이터(Dn)에 대응하여 저장된다.
전술한 제 5 실시예에 따른 MRI 장치에 있어서, 공진 주파수 변동량(Δfd)의 변화에 따라 임계값(R)이 변경되므로, 임계값(R)을 동적으로 최적화할 수 있다.
- 제 6 실시예 -
제 6 실시예에서는, 해당 회 공진 주파수(fd)와 이전 회의 공진 주파수(fd-1) 간 차이로 공진 주파수 변동량(Δfd)을 구한다.
도 10은 Δfd= fd- fd-1, N = M, R = 5인 경우의 수치값을 표시하고 있다. n = 7 내지 n = 9인 경우, 두꺼운 테두리내의 공진 주파수(fd)와 기준 공진 주파수(f0) 간 차이(fd- f0)가 n회째 촬상 데이터(Dn)에 대응하여 저장된다. 이는 n = 7 내지 n = 9인 경우, 공진 주파수(fd)를 n회째 촬상 데이터(Dn)에 대응하여 기억하는 것에 상당한다.
전술한 제 6 실시예에 따른 MRI 장치에 있어서, 공진 주파수 변동량(Δfd)으로부터 변화의 크기를 용이하게 알 수 있다.
- 제 7 실시예 -
제 7 실시예에서는, 공진 주파수 변동량(Δfd)을 해당 회의 공진 주파수(fd)와 이전 회의 공진 주파수(fd-1) 간 차이로 구한다. 또한, 임계값(R)을 동적으로 변경한다.
도 11은 Δfd= fd- fd-1, N = M, Δfd' = Δfd-1+ (Δfd-1- Δfd-3)/2, ε = 3, R의 초기값 = 10인 경우의 수치값을 표시하고 있다.
임계값(R)이 동적으로 변경되고, n = 7 내지 n = 12인 경우, 두꺼운 테두리내의 공진 주파수(fd)와 기준 공진 주파수(f0) 간 차이(fd- f0)가 n회째 촬상 데이터(Dn)에 대응하여 저장된다. 이는, n = 7 내지 n = 12인 경우, 공진 주파수(fd)를 n회째 촬상 데이터(Dn)에 대응하여 저장하는 것에 상당한다.
전술한 제 7 실시예에 관한 MRI 장치에 있어서, 공진 주파수 변동량(Δfd)의 변화에 따라 임계값(R)을 변경하기 때문에, 임계값(R)이 동적으로 최적화될 수 있다. 또한, 공진 주파수 변동량(Δfd)에서 변화의 크기를 용이하게 할 수 있다.
본 발명에 관하여 광범위하게 많은 다양한 실시예들이 본 발명의 사상과 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 구성될 수 있다. 본 발명은, 첨부된 청구범위로정의되는 점을 제외하고는, 본 명세서에 설명된 특정 실시예로 제한되지 않음을 알아야 한다.
본 발명의 공진 주파수 변동 보정 방법 및 MRI 장치에 따르면, 시간 변화가 느린 주파수 드리프트와, 슬라이스 방향의 주파수 드리프트와, 시간 변화가 빠른 주파수 드리프트 모두를 처리할 수 있고, 이에 따라 화질을 개선할 수 있다.

Claims (28)

  1. 공진 주파수 변동(resonance frequency variation)을 보정(correcting)하는 방법으로서,
    위상 인코드량(phase encoding amount)이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스(a sequence of imaging pulses)를 다수 회(a plurality of times) 반복하여 k 공간(k space)을 채우기 위한 촬상 데이터(imaging data)를 수집(collect)할 때마다 공진 주파수 변동량도 측정(measuring)하는 단계와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값(threshold value) 미만인 경우 상기 주파수 변동을 보정하는 단계와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 상기 주파수 변동을 보정하지 않고서 해당 회(this time)의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 단계와,
    상기 k 공간을 채우기 위한 상기 촬상 데이터에 대한 상기 수집 이후에, 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장된 경우 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산(correction operation)을 실시하는 단계를 포함하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  2. 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서,
    위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집할 때마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와,
    상기 주파수 변동을 보정하는 단계와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 상기 다수 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 단계와,
    상기 k 공간을 채우는 상기 촬상 데이터에 대한 상기 수집 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장되어 있는 경우 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  3. 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서,
    위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우 상기 주파수 변동을 보정하는 단계와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 상기 주파수 변동을 보정하지 않고 상기 다수 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 단계와,
    상기 k 공간을 채우는 상기 촬상 데이터에 대한 상기 수집 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장되어 있는 경우 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  4. 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서,
    위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와,
    상기 주파수 변동을 보정하는 단계와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 상기 다수 회의 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 단계와,
    상기 k 공간을 채우는 상기 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 공진 주파수 변동량 또는 공진 주파수가 저장되어 있는 경우 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  5. 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서,
    위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집할 때마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와,
    상기 주파수 변동을 보정하는 단계와,
    해당 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 단계와,
    상기 k 공간을 채우는 상기 촬상 데이터를 수집한 이후에 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  6. 공진 주파수 변동을 보정하는 방법으로서,
    위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복하여 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 단계와,
    상기 주파수 변동을 보정하는 단계와,
    상기 다수 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는상기 공진 주파수를 저장하는 단계와,
    상기 k 공간을 채우는 상기 촬상 데이터를 수집한 이후에 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 단계를 포함하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진 주파수를 측정하고, 상기 측정된 공진 주파수와 일정한(fixed) 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 상기 공진 주파수 변동량으로 하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진 주파수를 측정하고, 상기 측정된 공진 주파수와 이전에 측정된 상기 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 상기 공진 주파수 변동량으로 하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임계값을 일정한 값으로 하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진 주파수 변동량의 변화에 따라 상기 임계값을 변경하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    주자기장 코일(main magnetic field coil)을 통하여 흐르는 전류의 양을 조절하여 상기 주파수 변동을 보정하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    송신 주파수(transmitting frequency)를 조절하여 주파수 변동을 보정하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    송신 주파수 및 수신 주파수를 조절하여 상기 주파수 변동을 보정하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    송신 위상(transmitting phase) 또는 수신 위상(receiving phase)을 조절하여 상기 주파수 변동을 보정하는
    공진 주파수 변동 보정 방법.
  15. MRI 장치로서,
    RF 펄스 송신 장치(RF pulse transmitting device)와, 그래디언트 펄스 인가 장치(gradient pulse application device)와, NMR 신호 수신 장치(NMR signal receiving device)와,
    상기 각 장치를 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 장치(imaging data collection control device)와,
    상기 촬상 데이터를 수집할 때 마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 장치(frequency variation measurement control device)와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우 주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 장치(frequency variation correction device)와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 해당 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 장치(frequency variation storage device)와,
    상기 k 공간을 채우기 위한 상기 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수가 저장되어 있는 경우 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 장치(correction operation device)와,
    보정 연산을 필요로 하지 않는 촬상 데이터와 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 장치(reconstruction operation device)를 구비한
    MRI 장치.
  16. MRI 장치로서,
    RF 펄스 송신 장치와,
    그래디언트 펄스 인가 장치와,
    NMR 신호 수신 장치와,
    상기 각 장치를 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 장치와,
    상기 촬상 데이터를 수집할 때 마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 장치와,
    주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 장치와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 해당 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 장치와,
    상기 k 공간을 채우기 위한 상기 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수가 저장되어 있는 경우 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 장치와,
    보정 연산을 필요로 하지 않는 촬상 데이터와 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 장치를 구비한
    MRI 장치.
  17. MRI 장치로서,
    RF 펄스 송신 장치와,
    그래디언트 펄스 인가 장치와,
    NMR 신호 수신 장치와,
    상기 각 장치를 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 장치와,
    상기 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 장치와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 미만인 경우 상기 주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 장치와,
    상기 공진 주파수 변동량이 상기 임계값 이상인 경우 상기 다수 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 장치와,
    상기 k 공간을 채우기 위한 상기 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수가 저장되어 있는 경우 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 장치와,
    보정 연산을 필요로 하지 않는 촬상 데이터와 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 장치를 구비한
    MRI 장치.
  18. MRI 장치로서,
    RF 펄스 송신 장치와,
    그래디언트 펄스 인가 장치와,
    NMR 신호 수신 장치와,
    상기 각 장치를 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 장치와,
    상기 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 장치와,
    주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 장치와,
    상기 공진 주파수 변동량이 임계값 이상인 경우 상기 다수 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 장치와,
    상기 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집한 이후에 소정의 촬상 데이터 위상 인코드량에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수가 저장되어 있는 경우 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 장치와,
    보정 연산을 필요로 하지 않는 촬상 데이터와 보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 장치를 구비한
    MRI 장치.
  19. MRI 장치로서,
    RF 펄스 송신 장치와,
    그래디언트 펄스 인가 장치와,
    NMR 신호 수신 장치와,
    상기 각 장치를 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 장치와,
    상기 촬상 데이터를 수집할 때 마다 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 장치와,
    주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 장치와,
    해당 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 장치와,
    상기 k 공간을 채우기 위한 상기 촬상 데이터를 수집한 이후에 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 장치와,
    보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 장치를 구비한
    MRI 장치.
  20. MRI 장치로서,
    RF 펄스 송신 장치와,
    그래디언트 펄스 인가 장치와,
    NMR 신호 수신 장치와,
    상기 각 장치를 제어하여 위상 인코드량이 서로 다른 촬상 펄스 시퀀스를 다수 회 반복해서 k 공간을 채우기 위한 촬상 데이터를 수집하는 촬상 데이터 수집 제어 장치와,
    상기 촬상 데이터를 수집하는 다수 회 중 한 번 공진 주파수 변동량도 측정하는 주파수 변동 측정 제어 장치와,
    주파수 변동을 보정하는 주파수 변동 보정 장치와,
    상기 다수 회의 상기 촬상 데이터에 대응하여 상기 공진 주파수 변동량 또는 상기 공진 주파수를 저장하는 주파수 변동 저장 장치와,
    상기 k 공간을 채우기 위한 상기 촬상 데이터를 수집한 이후에 상기 촬상 데이터에 대하여 보정 연산을 실시하는 보정 연산 장치와,
    보정 연산 이후의 촬상 데이터로부터 이미지를 재구성하는 재구성 연산 장치를 구비한
    MRI 장치.
  21. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주파수 변동 측정 제어 장치가 공진 주파수를 측정하고, 상기 측정된 공진 주파수와 일정한 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 상기 공진 주파수 변동량으로 하는
    MRI 장치.
  22. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주파수 변동 측정 제어 장치가 공진 주파수를 측정하고, 상기 측정된 공진 주파수와 이전에 측정된 상기 공진 주파수 사이의 차이를 구하여 상기 공진 주파수 변동량으로 하는
    MRI 장치.
  23. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임계값이 일정한 값인
    MRI 장치.
  24. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진 주파수 변동량의 변화에 따라서 상기 임계값을 변경시키는 임계값 변동 장치(threshold value altering device)를 구비한
    MRI 장치.
  25. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주파수 변동 보정 장치가 주자기장 코일을 통하여 흐르는 전류의 양을 조절하는
    MRI 장치.
  26. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주파수 변동 보정 장치가 송신 주파수를 조절하는
    MRI 장치.
  27. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주파수 변동 보정 장치가 송신 주파수 및 수신 주파수를 조절하는
    MRI 장치.
  28. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주파수 변동 보정 장치가 송신 위상 또는 수신 위상을 조절하는
    MRI 장치.
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