KR100459097B1

KR100459097B1 - Ｍｒ 촬상 방법, 잔류 자화량 측정 방법 및 ｍｒｉ 장치

Info

Publication number: KR100459097B1
Application number: KR10-2001-0067368A
Authority: KR
Inventors: 미요시미츠하루
Original assignee: 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2004-12-03
Also published as: CN1373369A; EP1207401A3; KR20020033585A; US6559643B2; JP2002143116A; US20020050817A1; EP1207401A2; JP3858191B2; CN1194231C

Abstract

이전 MR 촬상 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 MR 이미지상에 미치는 영향을 억제하기 위해, MR 촬상 펄스 시퀀스 이전에 자계 소거(demagnetizing) 그래디언트 펄스 시퀀스 RS1-RS4가 제공되어, 이전 MR 촬상 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화를 소거하고, 잔류 자화를 감소시킨다.

Description

ＭＲ 촬상 방법, 잔류 자화량 측정 방법 및 ＭＲＩ 장치{MR IMAGING METHOD, RESIDUAL MAGNETIZATION AMOUNT MEASURING METHOD AND MRI APPARATUS}

본 발명은 MR 촬상 방법, 잔류 자화량 측정 방법 및 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 장치에 관한 것으로, 특히 이전 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 현재 펄스 시퀀스에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있는 MR 촬상 방법과, 자계 소거 효과를 입증하는 잔류 자화량 측정 방법 및 그러한 방법들을 구현하는 MRI 장치에 관한 것이다.

일본 특허 출원 공개 번호 제H8-322817호 및 제H10-75940호의 공보에는 MR 촬상 방법이 개시되어 있는데, 그 방법에서는, 위상 인코더 그래디언트(phase encoder gradient) 또는 리와인드 그래디언트(rewind gradient)에 정정 부품(corrective component)이 추가되어, 위상 인코더 그래디언트로 인한 잔류 자화가 위상 인코더 그래디언트에 대응하는 에코의 다음 에코에 영향을 미치는 것을 억제해준다.

MR 촬상에 있어서, RF 펄스를 전송하고, 위상 인코더 그래디언트를 제공하며, 피검체로부터 NMR 신호를 수신하는 것을 포함하는 펄스 시퀀스는 위상 인코딩량이 변함에 따라 반복되고, 그에 의해 k 공간을 채우기 위한 데이터를 수집한다.

전술한 통상적인 기법은 하나의 펄스 시퀀스내의 잔류 자화 효과를 억제하지만, 이전 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 현재 펄스 시퀀스에 영향을 미치는 것을 억제하지 못한다.

따라서, 본 발명의 목적은 이전 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 현재 펄스 시퀀스에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있는 MR 촬상 방법과, 자계 소거 효과를 입증하는 잔류 자화량 측정 방법 및 그러한 방법들을 구현하기 위한 MRI 장치를 제공하는 것이다.

제 1 측면에 있어서, 본 발명은 RF 펄스를 전송하고, 위상 인코더 그래디언트를 제공하고, 피검체로부터 NMR 신호를 수신하고, 상기 NMR 신호에 근거하여 MR 이미지를 생성하기 위한 MR 촬상 방법을 제공하되, RF 펄스를 전송하기 이전에, 교번적으로 반전하는 극성(alternatively inverting polarity) 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I(≥2) 그래디언트 펄스를 연속적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 MR 촬상 방법을 제공한다.

제 1 측면의 MR 촬상 방법에 따르면, 교번적으로 반전하는 극성 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I 그래디언트 펄스는 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스를 실질적으로 시작하기 전에 연속적으로 제공되므로, 이전 펄스 시퀀스의 잔류 자화가 자계 소거되며, 그 후 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스가 실질적으로 시작된다. 따라서, 이전 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 현재 펄스 시퀀스에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.

제 2 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MR 촬상 방법을 제공하되, 제 1 그래디언트 펄스는 잔류 자화를 포화시킬 정도의 펄스 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 MR 촬상 방법을 제공한다.

제 2 측면의 MR 촬상 방법에 따르면, 잔류 자화를 포화시킬 정도의 펄스 높이를 갖는 제 1 그래디언트 펄스가 제공되므로, 제 I 그래디언트 펄스를 제공한 후에 잔류 자화가 남아있는 경우에도, 잔류 자화량은 항상 일정하다. 예를 들면, 스핀 에코(spin echo) 기법에 따른 펄스 시퀀스에서, 변하는 잔류 자화량은 MR 이미지상에 인위적인 잡상(artifacts)을 생성하지만, 항상 일정한 잔류 자화량은 MR 이미지상에 인위적인 잡상을 생성하지 않는다. 한편, 고속 스핀 에코 기법에 따른 펄스 시퀀스에서, 기수(odd-numbered) 에코에서의 오프셋과 우수(even-numbered) 에코에서의 오프셋은 그 방향이 반대이므로, 심지어 일정한 잔류 자화량도 그대로는 MR 이미지상에 인위적인 잡상을 생성하지만, 오프셋 양은 일정하며, 따라서 데이터를 정정하는 것이 가능하다. 따라서, 이전 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 현재 펄스 시퀀스에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.

제 3 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MR 촬상 방법을 제공하되, I=4인 것을 특징으로 하는 MR 촬상 방법을 제공한다.

만약, I가 증가되면, 잔류 자화는 더 감소될 수 있지만, 이러한 과정에는 시간이 많이 소모된다. 한편, I가 감소되면, 처리 시간이 감소될 수 있지만, 잔류 자화 감소의 효과가 또한 감소된다.

따라서, 제 3 측면의 MR 촬상 방법에 따르면, I=4이다. 그러므로, 잔류 자화감소의 효과와 처리 시간 사이의 트레이트 오프(tradeoff)가 최적화될 수 있다.

제 4 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MR 촬상 방법을 제공하되, 제 1 내지 제 I 그래디언트 펄스는 사다리꼴의 펄스 파형(trapezoidal pulse waveforms)을 갖는 것을 특징으로 하는 MR 촬상 방법을 제공한다.

제 4 측면의 MR 촬상 방법에 따르면, 펄스 파형을 사다리꼴로 성형함으로써, 파형이 하드웨어로 가능한 최대 회전율(slew rate)에서 상승될 수 있다.

제 5 측면에 있어서, 본 발명은 교번적으로 반전하는 극성 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I(≥2) 그래디언트 펄스를 연속적으로 제공하고, 90°RF 펄스를 제공하고, 180°RF 펄스를 제공하고, 리드 그래디언트를 제공하는 동안 제 1 에코를 관측하고, 180°RF 펄스를 전송하고, 리드 그래디언트를 제공하는 동안 제 2 에코를 관측하고, 상기 제 1 및 제 2 에코의 에코 피크의 오프셋으로부터 잔류 자화량을 측정하는 것을 특징으로 하는 잔류 자화량 측정 방법을 제공한다.

그래디언트 펄스를 제공한 후의 잔류 자화의 영향은 에코 중심으로부터의 에코 피크의 오프셋으로 나타난다. 그러나, 단일의 에코가 취해지는 경우 에코 중심의 식별이 어렵기 때문에 에코 중심으로부터의 에코 피크의 오프셋은 측정하기가 어렵다.

따라서, 제 5 측면의 잔류 자화량 측정 방법에 따르면, 제 1 에코의 에코 피크와 제 2 에코의 에코 피크가 비교된다. 제 1 에코의 에코 중심으로부터의 에코 피크의 오프셋 및 제 2 에코의 에코 중심으로부터의 에코 피크의 오프셋은 반대 방향이므로, 제 1 및 제 2 에코의 에코 피크의 오프셋의 1/2은 에코 중심으로부터의 에코 피크의 오프셋을 제공한다. 그러므로, 오프셋으로부터 잔류 자화량이 결정될 수 있다. 즉, 그래디언트 펄스를 제공하는 것의 효과가 평가될 수 있다.

제 6 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MR 촬상 방법을 제공하되, 전술한 구성의 잔류 자화량 측정 방법에 의해 측정된 잔류 자화량에 근거하여 제 2 내지 제 I 그래디언트 펄스의 펄스 높이 및 펄스 폭 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 MR 촬상 방법을 제공한다.

제 6 측면의 MR 촬상 방법에 따르면, 그래디언트 펄스의 펄스 폭 및 펄스 높이가 최적화될 수 있다.

제 7 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MR 촬상 방법을 제공하되, 제 i 그래디언트 펄스의 펄스 높이는 제 (i-1) 그래디언트 펄스의 펄스 높이의 1/2인 것을 특징으로 하는 MR 촬상 방법을 제공한다.

제 7 측면의 MR 촬상 방법에 따르면, 그래디언트 펄스의 펄스 높이가 순서대로 절반으로 되기 때문에, 처리가 간단해질 수 있다.

제 8 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MR 촬상 방법을 제공하되, 제 1 내지 I 그래디언트 펄스의 펄스 폭은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 MR 촬상 방법을 제공한다.

제 8 측면의 MR 촬상 방법에 따르면, 그래디언트 펄스들간에 펄스 폭이 변하지 않기 때문에 처리가 간단해질 수 있다.

제 9 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MR 촬상 방법을 제공하되, 제1 내지 제 I 그래디언트 펄스를 위상 인코더 그래디언트가 제공되는 그래디언트 축에 제공하는 것을 특징으로 하는 MR 촬상 방법을 제공한다.

MR 촬상에 있어서 특히 문제가 되는 것은 위상 인코더 그래디언트로 인한 잔류 자화이다.

따라서, 제 9 측면의 MR 촬상 방법에 따르면, 위상 인코더 그래디언트로 인한 잔류 자화의 영향은 전술한 그래디언트 펄스를 위상 인코더 그래디언트가 제공되는 그래디언트 축에 제공함으로써 특히 감소된다. 위상 인코더 그래디언트가 제공되는 다수의 그래디언트 축을 갖는 몇몇 펄스 시퀀스에서, 상기 그래디언트 펄스는 그러한 그래디언트 축에 제공된다.

제 10 측면에 있어서, 본 발명은 RF 펄스 전송 수단, 그래디언트 펄스 제공 수단 및 NMR 신호 수신 수단을 포함하는 MRI 장치―상기 MRI 장치는 상기 수단들을 제어하여 RF 펄스를 전송하고, 위상 인코더 그래디언트를 제공하고, 피검체로부터 NMR 신호를 수신하고, 상기 NMR 신호에 근거하여 MR 이미지를 생성함―를 제공하되, RF 펄스를 전송하기 이전에, 교번적으로 반전하는 극성 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I(≥2) 그래디언트 펄스를 연속적으로 제공하는 잔류 자화 자계 소거 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 10 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 1 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

제 11 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MRI 장치를 제공하되, 제 1 그래디언트 펄스는 잔류 자화를 포화시킬 정도의 펄스 높이를 갖는 것을 특징으로하는 MRI 장치를 제공한다.

제 11 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 2 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

제 12 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MRI 장치를 제공하되, I=4인 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 12 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 3 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

제 13 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MRI 장치를 제공하되, 제 1 내지 제 I 그래디언트 펄스는 사다리꼴의 펄스 파형을 갖는 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 13 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 4 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

제 14 측면에 있어서, 본 발명은 RF 펄스 전송 수단, 그래디언트 펄스 제공 수단 및 NMR 신호 수신 수단을 포함하는 MRI 장치―상기 MRI 장치는 상기 수단들을 제어하여 RF 펄스를 전송하고, 위상 인코더 그래디언트를 제공하고, 피검체로부터 NMR 신호를 수신하고, 상기 NMR 신호에 근거하여 MR 이미지를 생성함―를 제공하되, 교번적으로 반전하는 극성 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I(≥2) 그래디언트 펄스를 연속적으로 제공하고, 90°RF 펄스를 제공하고, 180°RF 펄스를 제공하고, 리드 그래디언트를 제공하는 동안 제 1 에코를 관측하고, 180°RF 펄스를 전송하고, 리드 그래디언트를 제공하는 동안 제 2 에코를 관측하고, 상기 제 1 및 제 2 에코의 에코 피크의 오프셋으로부터 잔류 자화량을 측정하는 잔류 자화량 측정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 14 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 5 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

제 15 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MRI 장치를 제공하되, 전술한 구성의 잔류 자화량 측정 수단에 의해 측정된 잔류 자화량에 근거하여 제 2 내지 제 I 그래디언트 펄스의 펄스 높이 및 펄스 폭 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 15 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 6 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

제 16 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MRI 장치를 제공하되, 제 i 그래디언트 펄스의 펄스 높이는 제 (i-1) 그래디언트 펄스의 펄스 높이의 1/2인 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 16 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 7 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

제 17 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MRI 장치를 제공하되, 제 1 내지 I 그래디언트 펄스의 펄스 폭은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 17 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 8 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

제 18 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 구성의 MRI 장치를 제공하되, 제 1 내지 제 I 그래디언트 펄스를 위상 인코더 그래디언트가 제공되는 그래디언트 축에 제공하는 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 18 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 9 측면의 MR 촬상 방법이 적절하게 구현될 수 있다.

본 발명의 MR 촬상 방법 및 MRI 장치에 따르면, 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스가 MR 촬상 펄스 시퀀스 이전에 제공되어, 이전 MR 촬상 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 소거되고, 잔류 자화가 감소된다. 따라서, 이전 MR 촬상 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 MR 이미지에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있으며, MR 이미지의 이미지 품질을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 잔류 자화량 측정 방법 및 MRI 장치에 따르면, 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화량이 측정될 수 있다. 따라서, 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스의 자계 소거 효과를 평가할 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 후술된 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MRI 장치를 도시한 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 잔류 자화량 측정 과정을 나타내는 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 잔류 자화 측정 펄스 시퀀스를 나타내는 예시적인 도면,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 MR 촬상 스캔 과정을 나내는 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 MR 촬상 펄스 시퀀스의 예를 나타내는 예시적인 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 자석 어셈블리 3 : 그래디언트 자계 구동 회로

4 : RF 전력 증폭기 5 : 전치증폭기

6 : 디스플레이 장치 7 : 컴퓨터

8 : 시퀀스 메모리 회로 9 : 게이트 변조 회로

10 : RF 발진 회로 11 : A/D 변환기

12 : 위상 검출기 13 : 작동 콘솔

아래에서는 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예에 국한되는 것이 아님을 알아야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MRI 장치의 블럭도이다.

MRI 장치(100)에 있어서, 자석 어셈블리(1)는 피검체를 삽입하기 위한 공간 부분(구멍(bore))과, 공간 부분을 감싸며 피검체에 일정한 주(main) 자계를 인가하는 영구 자석과(1p), X,Y,Z 축을 따라 그래디언트 자계를 생성하는 그래디언트 자계 코일(1g)과, 피검체내에 원자핵들의 스핀을 여기시키기 위해 RF 펄스를 제공하는 전송 코일(1t) 및 피검체로부터 NMR 신호를 검출하기 위한 수신 코일(1r)을 가진다. 그래디언트 자계 코일(1g), 전송 코일(1t) 및 수신 코일(1r)은 그래디언트 자계 구동 회로(3), RF 전력 증폭기(4) 및 전치 증폭기(5)에 각각 연결된다.

영구 자석(1p) 대신에 초전도성 자석이 이용될 수 있음을 알아야 한다.

시퀀스 메모리 회로(8)는 컴퓨터(7)로부터의 지시에 따라 저장된 펄스 시퀀스에 기초하여 그래디언트 자계 구동 회로(3)를 작동시키고, 그에 의해 자석 어셈블리(1)내의 그래디언트 자계 코일(1g)로부터 그래디언트 자계가 생성된다. 또한, 시퀀스 메모리 회로(8)는 게이트 변조 회로(9)를 작동시켜, RF 발진 회로(10)로부터의 반송 출력 신호(carrier output signal)가 기설정된 타이밍 및 엔벨로프 형상(envelope shape)을 가진 펄스 신호로 변조되게 한다. 펄스 신호는 RF 전력 증폭기(4)에 RF 펄스로서 인가되어, RF 전력 증폭기(4)에서 전력 증폭되며, 자석 어셈블리(1)의 전송 코일(1t)에 제공되어 원하는 촬상 평면을 선택적으로 여기시킨다.

전치 증폭기(5)는 자석 어셈블리(1)의 수신 코일(1r)에서 검출한 피검체로부터의 NMR 신호를 증폭하고, 증폭된 신호를 위상 검출기(12)에 입력한다. 위상 검출기(12)는 RF 발진 회로(10)로부터의 반송 출력 신호를 참조하여, 전치 증폭기(5)로부터의 NMR 신호를 위상 검출하고, A/D 변환기(11)에 위상 검출된 신호를 제공한다. A/D 변환기(11)는 위상 검출된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 컴퓨터(7)에 입력시킨다.

컴퓨터(7)는 A/D 변환기(11)로부터 디지털 데이터를 판독하고, 이미지 재구성 동작을 실행하여 촬상 평면의 MR 이미지를 생성한다. 또한, 컴퓨터(7)는 작동 콘솔(13)로부터의 정보 입력을 수신하는 것과 같은 전체적인 제어를 담당한다.

디스플레이 장치(6)는 MR 이미지를 디스플레이한다.

도 2는 본 발명에 따른 잔류 자화량 측정 과정을 나타낸 흐름도이다.

단계 E1에 있어서, 제 1 및 제 2 에코(에코1, 에코2) 데이터는 도 3에 도시된 잔류 자화 측정 펄스 시퀀스에 의해 수집된다.

도 3의 잔류 자화 측정 펄스 시퀀스에 있어서, 제 1 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS1-RS4가 위상 축에 연속적으로 제공된다. 제 1 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS1-RS4는 사다리꼴 파형, 교번적으로 반전하는 극성 및 순서적으로 반분되는 펄스 높이를 가진다. 제 1 그래디언트 펄스 RS1은 잔류 자화를 포화시킬 정도의 펄스 높이를 가진다. 또한, 제 1 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS1-RS4의 펄스 폭은 실질적으로 동일하다.

다음, 여기 펄스 R이 전송되고, 슬라이스 그래디언트 ss1이 슬라이스 축에 제공된다. 다음, 제 1 반전 펄스 P1이 전송되고 슬라이스 그래디언트 ss2가 슬라이스 축에 제공되며, 추가적으로 제 1 크러셔(crusher) 그래디언트 cr1이 제 1 반전펄스 P1의 이전 및 이후에 리드 축(read axis)에 제공된다. 다음, 디페이저(dephaser) 그래디언트 dp1이 위상 축에 제공되고, 리드 그래디언트 RD1이 위상 축에 제공되는 동안 제 1 에코(에코1)의 NMR 신호가 수신되며, 이후 디페이저 그래디언트 dp1과 동일한 리페이저(rephaser) 그래디언트 rp1이 위상 축에 제공된다.

다음, 제 2 반전 펄스 P2가 전송되고, 슬라이스 그래디언트 ss3이 슬라이스 축에 제공되며, 또한 제 2 크러셔 그래디언트 cr2가 제 2 반전 펄스 P2의 이전 및 이후에 리드 축에 제공된다. 다음, 디페이저 그래디언트 dp2가 위상 축에 제공되고, 리드 그래디언트 RD2가 위상 축에 제공되는 동안 제 2 에코(에코2)의 NMR 신호가 수신되며, 이후 디페이저 그래디언트 dp2와 동일한 리페이저 그래디언트 rp2가 위상 축에 제공된다.

크러셔 그래디언트 cr1, cr2가 제공되어 위상 에러의 측정을 방해하는 유도 에코(stimulated echo) 및 FID(Free Induction Decay)를 제거하지만, 이들을 생략할 수도 있다.

도 2를 참조하면, 단계 E2에 있어서, 제 1 및 제 2 에코(에코1, 에코2)의 데이터로부터 에코 피크의 오프셋을 판정하고, 에코 피크의 오프셋으로부터 잔류 자화량 △를 판정한다.

상기 과정에 의해 측정된 잔류 자화량 △는 제 1 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS1-RS4로 인한 잔류 자화의 크기를 나타낸다.

그 후, 적절하게 허용된 값이 정의되며, 잔류 자화량 △가 허용된 값보다 큰경우, 잔류 자화량 △는 제 2 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS2-RS4의 펄스 높이를 수정한 후 반복적으로 측정된다. 잔류 자화량 △가 허용된 값보다 작아질 때, 그 때의 제 1 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS1-RS4는 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스로서 결정된다.

처리 시간 감소의 관점에서 볼 때, 펄스 폭이 작은 것이 보다 적절하다. 그러나, 너무 작은 펄스 폭은 불충분한 자계 소거 효과를 초래하므로, 펄스 폭은 전술한 과정과 유사한 방법으로 바람직하게 최적화된다.

도 4는 MR 촬상 스캔 과정의 흐름도이다.

단계 Q1에서, 위에서 결정된 바와 같은 제 1 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS1-RS4의 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스가 우선 제공되며, 후속하여 보통의 MR 촬상 펄스 시퀀스를 실행하는 MR 촬상 펄스 시퀀스에 의해 MR 촬상 데이터가 수집된다.

그 후, 과정이 종료된다.

도 5는 본 발명이 고속 스핀 에코 기법에 제공되는 MR 촬상 펄스 시퀀스를 예시적으로 도시한다.

MR 촬상 펄스 시퀀스에서, 제 1 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS1-RS4가 위상 축에 연속적으로 제공된다.

다음, 고속 스핀 에코 기법에 따른 보통의 MR 촬상 펄스 시퀀스가 실행된다. 특히, 여기 펄스 R 및 슬라이스 그래디언트 ss1이 제공된다. 다음, 제 1 반전 펄스 P1 및 슬라이스 그래디언트 ss2가 제공된다. 다음, 위상 인코더 그래디언트 pe가위상 축에 제공된다. 다음, 리드 그래디언트 rd를 위상 축에 제공하는 동안 제 1 에코(에코1)의 NMR 신호가 수신된다. 다음, 리와인더(rewinder) 그래디언트 rw가 위상 축에 제공된다. 그 후, 제 2 반전 펄스 P2 및 슬라이스 그래디언트 ss3이 제공된다. 다음, 위상 인코더 그래디언트 pe가 위상 축에 제공된다. 다음, 리드 그래디언트 rd를 위상 축에 제공하는 동안 제 2 에코(에코2)의 NMR 신호가 수신된다. 다음, 리와인더 그래디언트 rw가 위상 축에 제공된다. 그 후, 위상 인코딩량이 변함에 따라 NMR 신호가 유사한 방법으로 수신된다. 이러한 MR 촬상 펄스 시퀀스는 k 공간을 채우는 데이터를 수집하도록 반복된다.

MRI 장치(100)에 따르면, 제 1 내지 제 4 그래디언트 펄스 RS1-RS4의 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스는 MR 촬상 펄스 시퀀스의 시작시에 연속적으로 제공되므로, 이전 MR 촬상 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 제거될 수 있다. 그 후, 보통의 MR 촬상 펄스 시퀀스가 실행되고, 따라서 이전 MR 촬상 펄스 시퀀스의 잔류 자화에 의한 영향을 받지 않으면서 데이터가 수집될 수 있어, MR 이미지의 이미지 품질이 향상된다.

전술한 내용에서는 I=4이지만, I≥5도 가능하다. 이와 달리, I=2 또는 I=3도 가능하다.

본 발명은 고속 스핀 에코 기법에 따른 MR 촬상 펄스 시퀀스에 한정되지 않으며, 임의의 MR 촬상 펄스 시퀀스에도 제공될 수 있다.

본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않고서도, 본 발명의 매우 다양한 실시예를 구현할 수 있다. 본 발명은, 첨부된 특허 청구 범위에 정의된 것을 제외하고는, 본 명세서에서 기술된 특정 실시예에 한정되지 않음을 알아야 한다.

본 발명에 의하면, 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스가 MR 촬상 펄스 시퀀스 이전에 제공되어, 이전 MR 촬상 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 소거되고, 잔류 자화가 감소되므로, 이전 MR 촬상 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화가 MR 이미지에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있으며, MR 이미지의 이미지 품질을 개선할 수 있다. 또한, 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스로 인한 잔류 자화량이 측정될 수 있으므로, 자계 소거 그래디언트 펄스 시퀀스의 자계 소거 효과를 평가할 수 있다.

Claims

RF 펄스를 전송하고, 위상 인코더 그래디언트를 제공하고, 피검체(subject)로부터 NMR 신호를 수신하고, 상기 NMR 신호에 근거하여 MR 이미지를 생성하기 위한 MR 촬상 방법에 있어서,

상기 RF 펄스를 전송하기 이전에, 교번적으로 반전하는 극성 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I(≥2) 그래디언트 펄스를 연속적으로 제공하는 단계를 더 포함하는 MR 촬상 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 그래디언트 펄스는 잔류 자화를 포화시킬 정도의 펄스 높이를 갖는 MR 촬상 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 I=4인 MR 촬상 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 I 그래디언트 펄스는 사다리꼴의 펄스 파형(trapezoidal pulse waveform)을 갖는 MR 촬상 방법.
잔류 자화량 측정 방법(residual magnetization amount measuring method)에 있어서,

RF 펄스를 전송하기 이전에 교번적으로 반전하는 극성 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I(≥2) 그래디언트 펄스를 연속적으로 제공하는 단계와,

90°RF 펄스를 제공하는 단계와,

180°RF 펄스를 제공하는 단계와,

리드(read) 그래디언트를 제공하는 동안 제 1 에코를 관측하는 단계와,

180°RF 펄스를 전송하는 단계와,

리드 그래디언트를 제공하는 동안 제 2 에코를 관측하는 단계와,

상기 제 1 및 제 2 에코의 에코 피크의 오프셋으로부터 잔류 자화량을 측정하는 단계를 포함하는

잔류 자화량 측정 방법.
제 5 항에 있어서,

측정된 상기 잔류 자화량에 근거하여 상기 제 2 내지 제 I 그래디언트 펄스의 펄스 높이 및 펄스 폭 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함하는 MR 촬상 방법.
제 1 항에 있어서,

제 I 그래디언트 펄스의 펄스 높이는 제 (I-1) 그래디언트 펄스의 펄스 높이의 1/2인 MR 촬상 방법.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 제 1 내지 I 그래디언트 펄스의 펄스 폭은 실질적으로 동일한 MR 촬상 방법.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 I 그래디언트 펄스를 위상 인코더 그래디언트가 제공되는 그래디언트 축에 제공하는 단계를 더 포함하는 MR 촬상 방법.
RF 펄스 전송 장치, 그래디언트 펄스 제공 장치 및 NMR 신호 수신 장치를 포함하는 MRI 장치―상기 MRI 장치는 상기 장치들을 제어하여 RF 펄스를 전송하고, 위상 인코더 그래디언트를 제공하고, 피검체로부터 NMR 신호를 수신하고, 상기 NMR 신호에 근거하여 MR 이미지를 생성함―에 있어서,

상기 RF 펄스를 전송하기 이전에, 교번적으로 반전하는 극성 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I(≥2) 그래디언트 펄스를 연속적으로 제공하는 잔류 자화 자계 소거 장치를 포함하는 MRI 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 제 1 그래디언트 펄스는 잔류 자화를 포화시킬 정도의 펄스 높이를 갖는 MRI 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 I=4인 MRI 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 I 그래디언트 펄스는 사다리꼴의 펄스 파형을 갖는 MRI 장치.
RF 펄스 전송 장치, 그래디언트 펄스 제공 장치 및 NMR 신호 수신 장치를 포함하는 MRI 장치―상기 MRI 장치는 상기 장치들을 제어하여 RF 펄스를 전송하고, 위상 인코더 그래디언트를 제공하고, 피검체로부터 NMR 신호를 수신하고, 상기 NMR 신호에 근거하여 MR 이미지를 생성함―에 있어서,

상기 RF 펄스를 전송하기 이전에 교번적으로 반전하는 극성 및 순서대로 감소되는 펄스 높이를 갖는 제 1 내지 제 I(≥2) 그래디언트 펄스를 연속적으로 제공하고,

90°RF 펄스를 제공하고,

180°RF 펄스를 제공하고,

리드 그래디언트를 제공하는 동안 제 1 에코를 관측하고,

180°RF 펄스를 전송하고,

리드 그래디언트를 제공하는 동안 제 2 에코를 관측하고,

상기 제 1 및 제 2 에코의 에코 피크의 오프셋으로부터 잔류 자화량을 측정하는 잔류 자화량 측정 장치를 더 포함하는 MRI 장치.
제 14 항에 있어서,

측정된 상기 잔류 자화량에 근거하여 상기 제 2 내지 제 I 그래디언트 펄스의 펄스 높이 및 펄스 폭 중 적어도 하나를 조절하는 것을 포함하는 MRI 장치.
제 14 항에 있어서,

제 I 그래디언트 펄스의 펄스 높이는 제 (I-1) 그래디언트 펄스의 펄스 높이의 1/2인 MRI 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 내지 I 그래디언트 펄스의 펄스 폭은 실질적으로 동일한 MRI 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 I 그래디언트 펄스를 위상 인코더 그래디언트가 제공되는 그래디언트 축에 제공하는 단계를 포함하는 MRI 장치.