KR100622777B1

KR100622777B1 - Ｍｒ 데이터 수집 방법, ｍｒ 화상 생성 방법 및 ｍｒｉ 시스템

Info

Publication number: KR100622777B1
Application number: KR1020050013642A
Authority: KR
Inventors: 미츠하루 미요시; 아키 야마자키
Original assignee: 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-09-19
Also published as: US20080157763A1; EP1566652A2; US7365537B2; US20050179432A1; KR20060042997A; CN1657004A; US7564242B2; DE602005017085D1; JP2005230133A; JP3968353B2; EP1566652A3; EP1566652B1

Abstract

본 발명의 목적은 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상을 생성하기 위해 사용되는 데이터를 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안 수집하는 것이다. 데이터 수집 수단 및 화상 생성 수단이 포함된다. 데이터 수집 수단은 RF 펄스의 위상이 0, 1×φfat, 2×φfat 등의 순서대로 바뀌는 안정 상태 펄스 시퀀스(steady-state pulse sequence)에 따라 데이터 D_φfat를 수집한다. 여기서, m이 0보다 큰 정수를 나타내고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시킨다는 가정하에 φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π로 하고, 여기서, TR은 반복 시간이고, T_out은 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간을 나타낸다. 화상 생성 수단은 데이터 D_φfat를 이용하여 MR 화상 Gw를 생성한다.

Description

ＭＲ 데이터 수집 방법, ＭＲ 화상 생성 방법 및 ＭＲＩ 시스템{MR DATA ACQUISITION METHOD, MR IMAGE CONSTRUCTION METHOD, AND MRI SYSTEM}

도 1은 제 1 실시예에서 사용되는 MRI 시스템을 나타내는 구성 블럭도,

도 2는 제 1 실시예에서 사용되는 데이터 수집 처리를 나타내는 흐름도,

도 3은 제 1 실시예에서 사용되는 통상의 안정 상태 펄스 시퀀스(steady-state pulse sequence)를 나타내는 설명도,

도 4는 흐름 보상을 고려하여 고안된 제 1 실시예에에 사용되는 안정 상태 펄스 시퀀스를 나타내는 설명도,

도 5는 제 1 실시예에서 사용되는 화상 생성 처리를 나타내는 흐름도,

도 6은 제 1 실시예의 원리를 개념적으로 나타내는 설명도,

도 7은 제 2 실시예의 원리를 개념적으로 나타내는 설명도,

도 8은 제 3 실시예에서 사용되는 데이터 수집 처리를 나타내는 흐름도,

도 9는 φcenter 및 φstep을 나타내는 설명도,

도 10은 제 3 실시예에서 사용되는 제 1 안정 상태 펄스 시퀀스를 나타내는 설명도,

도 11은 제 3 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스를 나타내는 설명도,

도 12는 제 3 실시예에서 사용되는 화상 생성 처리를 나타내는 흐름도,

도 13은 제 3 실시예에서 사용되는 제 1 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 14는 제 3 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 15는 제 3 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터에 의해 표시되는 에코의 위상 회전을 나타내는 개념 설명도,

도 16은 제 3 실시예의 원리를 개념적으로 나타내는 설명도,

도 17은 제 4 실시예에서 사용되는 제 1 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 18은 제 4 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 19는 제 4 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터가 나타내는 에코의 위상 회전을 나타내는 개념 설명도,

도 20은 제 4 실시예의 원리를 개념적으로 나타내는 설명도,

도 21은 제 5 실시예에서 사용되는 제 1 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 22는 제 5 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 23은 제 5 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터가 나타내는 에코의 위상 회전을 나타내는 개념 설명도,

도 24는 제 5 실시예의 원리를 개념적으로 나타내는 설명도,

도 25는 제 6 실시예에서 사용되는 제 1 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 26은 제 6 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 27은 제 6 실시예에서 사용되는 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터가 나타내는 위상 회전을 나타내는 개념 설명도,

도 28은 제 6 실시예의 원리를 개념적으로 나타내는 설명도,

도 29는 종래 기술에서 사용된 제 1 안정 상태 펄스 시퀀스를 나타내는 설명도,

도 30은 종래 기술에서 사용된 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스를 나타내는 설명도,

도 31은 종래 기술에서 사용된 제 1 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 32는 종래 기술에서 사용된 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터의 성질을 나타내는 개념 설명도,

도 33은 종래 기술에서 사용된 제 2 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터가 나타내는 에코의 위상 회전을 나타내는 개념 설명도,

도 34는 종래 기술의 원리를 개념적으로 나타내는 설명도,

도 35는 종래 기술에서 사용된 φcenter 및 φstep을 나타내는 설명도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

8 : 순차 기억 회로 9 : 게이트 변조 회로

15 : RF 발진 회로 100 : MRI 시스템

107 : 컴퓨터 10lT : 송신 코일

104 : RF 전력 증폭기

본 발명은, MR(magnetic resonance) 데이터 수집 방법, MR 화상 생성 방법 및 MRI(magnetic resonance imaging) 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 생성하기 위해 사용되는 데이터를 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안 수집할 수 있는 MR 데이터 수집 방법과, 그 MR 데이터 수집 방법에 의해 수집한 데이터로부터 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 생성하기 위한 MR 화상 생성 방법 및 이 방법을 바람직하게 실시할 수 있는 MRI 시스템에 관한 것이다.

NMR 신호가 회전의 횡단 자화의 안정 상태 자유 세차에 의해 유도되는 SSFP(steady state free precession) 방법, FIESTA(fast imaging employed steady state acquisition) 방법, True FISP(fast imaging with steady state free precession) 방법, 지방 세츄에이션 RF 펄스 방법, FEMR(fluctuation equilibrium MR) 방법 또는 LCSSFP(linear combination SSFP) 등의 방법이 물 성분 강조 화상이나 지방 성분 강조 화상을 얻기 위해서 이용되고 있다.

LCSSFP 방법에 따라, 반복 시간 TR은, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트(chemical shift)에 의해 반대 위상(out-of-phase)이 되는 반대 위상 시간 T_out으로 설정한다. φ1=3π/2라고 하면, RF 펄스의 위상이 0×φ1, 1×φ1, 2×φ1, 3×φ1 등의 순서대로 바뀌는 안정 상태 펄스 시퀀스(도 29)에 따라 데이터 D_φ1을 수집한다. φ2=π/2라고 하면, RF 펄스의 위상이 0×φ2, 1×φ2, 2×φ2, 3×φ2 등의 순서대로 바뀌는 안정 상태 펄스 시퀀스(도 30)에 따라 데이터 D_φ2를 수집한다. 그리고, D_φ1+exp(i×π/2)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리를 하여 데이터 Dw를 생성한다. 이 데이터 Dw는 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성하기 위해 사용된다. 또한, D_φ1-exp(i×π/2)×D_φ2라는 데이터 처리를 하여 데이터 Df를 생성한다. 이 데이터 Df는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성한다(예컨대, 비특허 문헌1, 특허 문헌1 참조).

(비특허 문헌1) Vasanawala 등의“Linear Combination Steady State Free Precession MRI"(Magnetic Resonancein Medicine, vol.43, 2000, pp.82-90)

(특허 문헌1) 일본 미심사 특허 출원 제 2003-52667호 공보(식별번호 [0009] 및 [0010] 참조)

LCSSFP 방법에 따라, 반복 시간 TR을 반대 위상 시간 T_out로 설정해야 했다. 반대 위상 시간 T_out은 자장 시스템에 따라 다르다. 예를 들어, 자장 시스템이 0.2T의 자장 세기를 제공하면, 반대 위상 시간은 20ms이 된다. 자장 세기가 0.35T이면, 반대 위상 시간은 10ms이 된다. 자장 세기가 0.7T이면, 반대 위상 시간은 5ms이 된다. 자장 세기가 1.5T이면, 반대 위상 시간은 2.3ms이 된다.

그러나, 예컨대 자장 시스템이 0.2T의 자장 세기를 제공하고, 반복 시간 TR을 20ms로 설정되면, 스캔 시간이 길게 되는 문제점이 있다. 한편, 예컨대 자장 시스템이 1.5T의 자장 세기를 제공하고, 반복 시간 TR를 2.3ms로 설정하면, 하드웨어의 부담이 커진다. 즉, 종래의 LCSSFP 방법은, 반복 시간 TR가 반대 위상 시간 T_out로 설정되는 것을 규정한다. 그러므로, 종래의 LCSSFP 방법은 저 자장 시스템이나 고 자장 시스템에서 실현하기 어려운 문제점이 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 생성하기 위해 사용되는 데이터를 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안 수집할 수 있는 MR 데이터 수집 방법과, 그 MR 데이터 수집 방법에 의해 수집한 데이터로부터 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 얻기 위한 MR 화상 생성 방법 및 이들 방법을 적합하게 실시할 수 있는 MRI 시스템을 제공하는 것이다.

특허 문헌1에 제안되어 있는 방법은, LCSSFP 방법에서와 같이 RF 펄스의 위상을 변화시키는 것 뿐만 아니라, 에코 시간 TE를 변화시켜 데이터를 수집하는 것을 필요로 한다(특허 문헌1의 식별번호 [0073] 및 [0074] 참조).

이와 반대로, 본 발명에서는, 에코 시간 TE를 변경할 필요가 없다.

본 발명의 제 1 측면에서는, RF 펄스의 위상이 0, 1×φfat, 2×φfat 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φfat를 수집하는 MR 데이터 수집 방법이 제공된다. 여기서, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π로 설정되는데, 반복 시간이 TR을 나타내고, T_out은 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간을 나타내고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 한다.

제 1 측면에 따른 MR 데이터 수집 방법에서는, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φfat를 수집할 수 있다.

본 발명의 제 2 측면에 따라, RF 펄스의 위상이 0, 1×φ1, 2×φ1 등의 순서대로 바뀌는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φ1을 수집하고, RF 펄스의 위상이 0, 1×φ2, 2×φ2 등의 순서대로 바뀌는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φ2를 수집하는 MR 데이터 수집 방법을 제공한다. 여기서, 선 그래프 중 신호 강도의 감소를 나타내는 부분의 중심 위상을 φcenter로 하고, 선 그래프 중 신호 강도의 감소를 나타내는 부분의 위상폭을 2×φstep(여기서, 0 < φcenter < π, -π < φcenter < 0, 0 < φstep < π/2 및 π/2 < φstep < π 중 어떤 것이 충족됨)라는 가정하에, φ1=φcenter+φstep로 그리고 φ2=φcenter-φstep로 설정된다.

제 2 측면에 따른 MR 데이터 수집 방법에서는, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw 또는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φ1 및 D_φ2를 수집할 수 있다.

또, φcenter 및 φstep은, 인덱스로서 고려하는 여러 가지 이론적 최적값을 이용하여 실제상의 최적값으로 경험적으로 설정된다.

제 3 측면에 따라, MR 데이터 수집 방법이 제공되는데, 여기서 반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)를 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하면, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π이 설정되고, 0 < φstep ≤ π/2-|π-φfat|/2의 조건 하에서 φcenter=φfat이 된다.

제 3 측면에 따른 MR 데이터 수집 방법에서, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw 또는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φ1 및 D_φ2를 수집할 수 있다.

본 발명의 제 4 측면에 따라, MR 데이터 수집 방법이 제공되는데, 반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시키는 O 이상의 정수가 m이라 하면, φfat=(2-TR/T_out+2×m)으로 할 때, φfat ≤ π이 충족 되면, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π이라는 조건 하에 φcenter=φfat/2+φstep으로 하고, φfat ≥ π이 충족되면, π-φfat/2 ≤ φstep ≤ φfat/2라는 조건 하에, φcenter=π+φfat/2-φstep으로 한다.

제 4 측면에 따른 MR 데이터 수집 방법에서는, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw 또는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Cf를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φ1 및 D_φ2를 수집할 수 있다.

본 발명의 제 5 측면에 따라, MR 데이터 수집 방법이 제공되는데, 반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하면, φfat=(2-TR/T_out+ 2×m)×π로 하고, π/2+|π-φfat|/2 ≤ φstep < π의 조건 하에서 φcenter=π로 한다.

제 5 측면에 따른 MR 데이터 수집 방법에서는, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw 또는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φ1 및 D_φ2를 수집할 수 있다.

본 발명의 제 6 측면에 따라, φstep=π/2-|π-φfat|/2로 하는 MR 데이터 수집 방법이 제공된다.

본 발명의 제 7의 측면에 따라, φstep=π/2이고, φcenter=φfat/2+π/2로 하는 MR 데이터 수집 방법이 제공된다.

본 발명의 제 8 측면에 따라, φstep=π/2+|π-φfat|/2로 하는 MR 데이터 수집 방법이 제공된다.

본 발명의 제 9 측면에 따라, 전술한 MR 데이터 수집 방법에 따라 수집한 데이터 D_fat를 사용하여 MR 화상 Gw를 생성하는 MR 화상 생성 방법이 제공된다.

제 9 측면에 따른 MR 화상 생성 방법에서, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있다.

본 발명의 제 10 측면에 따라, 데이터 Dw를 이용하여 MR 화상 Gw를 생성하기 위한 MR 화상 생성 방법이 제공된다. 여기서, 전술한 MR 데이터 수집 방법에 따라 수집한 데이터 D_φ1 및 데이터 D_φ2가 O < φsum < n으로서 정의된 φsum을 이용하여 데이터 D_φ1에 부가된 위상값이 합성되면, 데이터 Dw는 Dw=D_φ1+exp(i×φ sum)×D_φ2에 따라 생성된다.

제 10 측면에 따른 MR 화상 생성 방법에서, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있다.

또, φsum은, 인덱스로서 고려되는 이론적 최적값을 이용하여 실제상의 최적값으로 경험적으로 설정된다.

본 발명의 제 11 측면에 따라, φsum=φstep로 되는 MR 화상 생성 방법이 제공된다.

본 발명의 제 12의 측면에 따라, 데이터 Df를 이용하여 MR 화상 Gf를 생성하기 위한 MR 화상 생성 방법이 제공된다. 여기서, 전술한 MR 데이터 수집 방법에 따라 수집한 데이터 D_φ1 및 데이터 D_φ2가, O < φsum < π로 정의된 φsum을 이용하여 데이터 D_φ1에 부가된 위상값이 합성되면, Df=D_φ1-exp(i×φsum)×D_φ2에 따라 데이터 Df가 생성된다.

제 12 측면에 따른 MR 화상 생성 방법에서, 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성할 수 있다.

본 발명의 제 13 측면에 따라, φsum=φstep로 하는 MR 화상 생성 방법이 제공된다.

본 발명의 제 14 측면에 따라, 물 성분이 강조되는 MR 화상 생성 방법이 제공된다.

본 발명의 제 15 측면에 따라, 지방 성분이 억제되는 MR 화상 생성 방법이 제공된다.

본 발명의 제 16 측면에 따라, 지방 성분이 강조되는 MR 화상 생성 방법이 제공된다.

본 발명의 제 17 측면에 따라, 물 성분이 억제되는 MR 화상 생성 방법이 제공된다.

본 발명의 제 18 측면에 따라, RF 펄스의 위상이 0, 1×φfat, 2×φfat 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φfat를 수집하는 데이터 수집 수단을 구비하는 MRI 시스템이 제공된다. 여기서, 반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하면, φfat=(2-TR/T_out+ 2×m)×π로 한다.

제 18 측면에 따른 MRI 시스템에서, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φ fat를 수집할 수 있다.

본 발명의 제 19 측면에 따라, RF 펄스의 위상이 0, 1×φ1, 2×φ1 등의 순서대로 바뀌는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φ1을 수집하고, RF 펄스의 위상이 0, 1×φ2, 2×φ2 등의 순서대로 바뀌는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φ2를 수집하는 데이터 수집 수단을 구비하는 MRI 시스템이 제공된다. 여기서, 신호 강도의 감소를 나타내는 부분의 중심 위상을 φcenter로 하고, 신호 강도의 감소를 나타내는 부분의 위상폭을 2×φstep(여기서, 0 < φcenter <π, -π < φcenter < 0, 0 < φstep < π/2 및 π/2 < φstep <π 중 어느 것이 충족됨)로 하면, φ1=φcenter+φstep으로 그리고 φ2=φcenter-φstep로 한다.

제 19 측면에 따른 MRI 시스템에서, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw 또는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φ1 및 D_φ2을 수집할 수 있다.

본 발명의 제 20 측면에 따라 MRI 시스템이 제공되는데, 반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하면, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π로 할 때, 0 < φstep ≤ π/2-|π-φfat|/2의 조건 하에서 φcenter=φfat로 한다.

제 20 측면에 따른 MRI 시스템에서, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw 또는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성하기 위해 사용되는 D_φ1 및 D_φ2를 수집할 수 있다.

본 발명의 제 21 측면에 따라, 반복 시간이 TR이며, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)를 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하면, φfat=(2-TR/T_out + 2×m)×π으로 할 때, φfat ≤π이 충족되면 φfat/2 ≤ φstep ≤ π-φfat/2의 조건 하에서 φcenter=φfat/2+φstep로 하거나, 또는 φfat ≥π이 충족되면 π-φfat/2 ≤ φstep ≤ φfat/2의 조건 하에서 φcenter=π+φfat/2-φstep로 한다.

제 21 측면에 따른 MRI 시스템에서, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw 또는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φ1 및 D_φ2를 수집할 수 있다.

본 발명에 따른 제 22 측면에 따라, MRI 시스템가 제공되는데, 여기서, 반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)를 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하면, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π으로 할 때, π/2+|π-φfat|/2≤ φstep < π의 조건 하에서 φcenter=π로 한다.

제 22 측면에 따른 MRI 시스템에서, 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw 또는 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성하기 위해 사용되는 데이터 D_φ1 및 D_φ2을 수집할 수 있다.

본 발명의 제 23 측면을 따라, φstep = π/2-|π-φfat|/2로 설정되는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 제 24 측면에 따라, φstep=π/2이고, φcenter=φfat/2+π/2로 하는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 제 25 측면에 따라, φstep=π/2+|π-φfat|/2로 설정되는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 제 26 측면에 따라, 데이터 D_fat를 이용하여 MR 화상 Gw를 생성하기 위한 화상 생성 수단을 구비하는 MRI 시스템이 제공된다.

제 26 측면에 따른 MR 화상 생성 방법에서, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있다.

본 발명의 제 27 측면에 따라, 데이터 Dw를 이용하여 MR 화상 Gw를 생성하기 위한 화상 생성 수단을 구비하는 MRI 시스템가 제공된다. 여기서, D_φ1 및 데이터 D_φ2는 O < φsum <π로 정의된 φsum을 이용하여 데이터 D_φ1에 부가된 위상값이 합성되면, Dw=D_φ1+exp(i×φsum)×D_φ2에 따라 데이터 Dw가 생성된다.

제 27 측면에 따른 MR 화상 생성 방법에서, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있다.

본 발명의 제 28 측면에 따라, φsum=φstep로 설정되는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 제 29 측면에 따라, 데이터 Df를 이용하여 MR 화상 Gf를 생성하는 화상 생성 수단을 구비하는 MRI 시스템이 제공된다. 여기서, 데이터 D_φ1 및 데이터 D_φ 2는 O < φsum <π로 정의된 φsum을 이용하여 데이터 D_φ1에 부가된 위상값이 합성되면, Df=D_φ1-exp(i×φsum)×D_φ2에 따라 데이터 Df가 생성된다.

제 29 측면에 따라 사용되는 MR 화상 생성 방법에서, 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성할 수 있다.

본 발명의 제 30 측면에 따라, φsum=φstep로 설정되는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 제 3l 측면에 따라, 물 성분이 강조되는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 제 32 측면에 따라, 지방 성분이 억제되는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 제 33 측면에 따라, 지방 성분이 강조되는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 제 34 측면에 따라, 물 성분이 억제되는 MRI 시스템이 제공된다.

본 발명의 MR 데이터 수집 방법에 따라, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 얻기 위해 사용되는 데이터를 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안 수집할 수 있다.

본 발명의 MR 화상 생성 방법에 따라, 본 발명의 MR 데이터 수집 방법에 의해 수집한 데이터로부터 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 얻을 수 있다.

본 발명의 MRI 시스템에 따라, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 얻기 위해 사용되는 데이터를 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안 수집할 수 있다. 또한, 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 MR 데이터 수집 방법, MR 화상 생성 방법 및 MRI 시스템은 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상이나 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 유리한 점은 첨부 도면에 예시한 본 발명의 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 예로서, 도면에 도시한 실시예에 의해 본 발명을 또한 상세히 설명한다. 본 발명을 이에 국한하려는 것은 아님을 유념하라.

실시예의 설명에 앞서, 본 발명의 원리를 설명하기 위한 개념 모델을 제시한다.

RF 펄스의 위상이 0×φ, 1×φ, 2×φ, 3×φ 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ는 물 성분에 의해 유도되는 에코 Ew와 지방 성분에 의해 유도되는 에코 Ef로부터 획득된다. 물 성분에 의해 유도되는 에코 Ew는, 물에 의해 유도되는 GRE(gradient echo) 성분과 SE(spin echo) 성분의 합성으로 유도된다. GRE 성분보다 SE 성분이 φ-π만큼 앞서고 있다. 다른 한편, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef는, 지방에 의해 유도되는 GRE 성분과 SE 성분의 합성으로 이루어진다. GRE 성분보다 SE 성분이 φ-π-φfat만큼 앞서고 있다. 여기서, φfat는, 화학 시프트에 의해서 안정 상태로 물 성분에 의해 유도되는 에코의 SE 성분보다 지방 성분에 의해 유도되는 에코의 SE 성분이 앞서는 위상량을 나타낸 다. 일반화를 위해서, 물에 의해 유도되는 에코 성분이든 지방에 의해 유도되는 에코 성분이든, GRE 성분보다 SE 성분이 φ-π-φchem만큼 앞설 것이다. 물에 의해 유도되는 에코의 SE 성분에 대하여, φchem은 O이 될 것이다. 지방에 의해 유도되는 에코의 SE 성분에 대하여, φchem은 φfat이 될 것이다.

전술한 개념 모델은 도 29에 도시한 φ1=3π/2의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ1에 적용된다. 이러한 경우에, 도 31에 도시하는 바와 같이, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1의 SE 성분은 GRE 성분보다 π/2만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1에 대하여, GRE 성분보다 SE 성분이 -π/2만큼 앞서고 있다.

또한, 위의 개념 모델을 도 30에 도시한 바와 같이, φ2=π/2의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ2에 적용한다. 도 32에 도시하는 바와 같이, 물에 의해 유도되는 에코 Ew2에서는 SE 성분은 GRE 성분보다 -π/2만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2에서는 GRE 성분보다 SE 성분이 -3π/2만큼 앞서고 있다.

도 33에 도시하는 바와 같이, exp(i×π/2)×D_φ2는 물에 의해 유도되는 에코 Ew2를 π/2만큼 회전시켜 에코 Ew2’로 하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2를 π/2만큼 회전시켜 에코 Ef2’로 하는 것을 의미한다.

결과적으로, 도 34에 도시하는 바와 같이, Dw=D_φ1+exp(i×π/2)×D_φ2로 표시되는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1와 에코 Ew2’를 가산하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1와 에코 Ef2’를 가산하는 것을 의미한다.

결과적으로, 가산이 완료된 후에, 물에 의해 유도되어 결과로 생기는 에코 Ew는 강조되고, 지방에 의해 유도되어 결과로 생기는 에코 Ef는 억제된다.

다른 한편, 도 34에 도시하는 바와 같이, Df=D_φ1-exp(i×π/2)×D_φ2로 표시되는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1로부터 에코 Ew2’를 감산하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1로부터 에코 Ef2’를 감산하는 것을 의미한다. 결과적으로, 감산 후의 물에 의해 유도되는 에코 Ew는 억제되고, 감산 후의 지방에 의해 유도되는 성분 Ef는 강조된다.

전술한 바와 같이, LCSSFP 방법에 따라, 데이터 Dw를 사용하여 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있고, 데이터 Df를 이용하여 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성할 수 있다.

또, 도 35는, 물에 의해 유도되는 에코의 SE 성분보다 지방에 의해 유도되는에코의 SE 성분이 위상량 θ만큼 앞설 때와 연관되어 있는 신호 강도 S의 변화를 도시한다.

선 그래프 중 신호 강도 S의 감소를 나타내는 부분의 중심과 연관되어 있는 위상차는 중심 위상 φcenter로서 정의되고, 중심 위상 φcenter은 π로 설정된다. 선 그래프 중 신호 강도 S의 감소를 나타내는 부분의 폭은 위상폭φ으로 정의되고, 이 위상폭 φstep의 절반은 π/2로 설정되어 있다. φcenter=(φ1+φ2)/2이고, φstep=(φ1-φ2)/2로 한다.

(제 1 실시예)

도 1은, 제 1 실시예에 따른 MRI 시스템(100)을 도시하는 블록도이다.

MRI 시스템(100)에서, 자석 어셈블리(101)는 내부에 피검체를 삽입하기 위한 공간 부분(bore)을 가진다. 피검체에 일정한 정자장을 전압을 인가하는 정자장 코일(101C)과, X축, Y축, Z축의 방향과 일치하는 (슬라이스축, 위상 인코딩축, 판독축의 역할을 하는) 구배 자장을 발생시키기 위한 구배 코일(101G)과, 피검체 내의 원자핵의 스핀을 여기하기 위한 RF 펄스를 부여하는 송신 코일(101T)과, 피검체에 의해 유도되는 NMR 신호를 검출하는 수신 코일(101R)이 배치되어 있다. 정자장 코일(101C), 구배 코일(101G), 송신 코일(101T) 및 수신 코일(101R)은 정자장원(102), 구배 코일 구동 회로(103), RF 전력 증폭기(104) 및 전치 증폭기(105)에 접속되어 있다.

또, 정자장 코일(101C) 대신에 영구 자석을 이용할 수 있다.

순차 기억 회로(8)는, 컴퓨터(107)로부터의 지령에 따라서 기억하고 있는 펄스 시퀀스에 근거하여 구배 코일 구동 회로(103)를 조작한다. 이는, 자석 어셈블리(101)에 포함되어 있는 구배 코일(101G)이 구배 자장을 발생하게 한다. 또한, 순차 기억 회로(8)는, 게이트 변조 회로(9)를 활성화시켜 RF 발진 회로(15)의 반송파 출력 신호를 소정 타이밍, 소정 포락선 형상, 소정의 위상을 나타내는 펄스 신호로 변조한다. 이 펄스 신호를 RF 펄스로서 RF 전력 증폭기(104)에 인가한다. RF 전력 증폭기(104)로 RF 펄스의 전력을 증폭한 후에, 자석 어셈블리(10l)의 송신 코일(101T)에 전압을 인가한다.

전치 증폭기(105)는, 자석 어셈블리(101)에 포함되어 있는 수신 코일(101R)에서 수신한 피검체부터의 NMR 신호를 증폭하고, 결과로 생긴 NMR 신호를 위상 검파기(12)에 전달한다. 위상 검파기(12)는, RF 발진 회로(15)의 반송파 출력 신호를 참조 신호로 사용하여, 전치 증폭기(105)부터의 NMR 신호의 위상을 검파하고, 그 신호를 AD 변환기(11)에 전달한다. AD 변환기(11)는, 위상 검파한 후의 아날로그 신호를 디지털 형태로 변환하고, 그 결과로 생긴 신호를 컴퓨터(107)에 전달한다.

컴퓨터(107)는, 조작원 콘솔(13)에서 입력된 정보를 수신하는 등의 전체적인 제어를 담당한다． 또한, 컴퓨터(107)는, AD 변환기(11)로부터 디지털 데이터를 판독하고, 그 디지털 데이터에 대해 연산 처리를 하여 화상을 생성한다.

표시 장치(106)에 화상이나 메세지를 표시한다.

도 2는 제 1 실시예에서 사용되는 데이터 수집을 나타내는 흐름도이다.

단계(A1)에서, 컴퓨터(107)는 반복 시간 TR을 결정한다. 예컨대, 표시 장치(106)에 반복 시간 TR에 대한 선택 사항이 표시되어 조작자에게 선택 사항 중 어떤 것을 선택시킨다. 여기서, 자장 시스템이 0.2T의 자장 강도를 제공할 것이고, TR은 10ms로 설정될 것이다.

단계(A2)에서, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π에 의해 φfat를 정하는데, 여기서, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)를 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 한다. 여기서, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이다.

자장 시스템이 0.2T인 경우, T_out은 20ms이다. 그러므로, TR=10ms이면, m은 0이고, φfat=3π/2가 된다.

단계(A3)에서, 도 3 또는 도 4에 도시한 바와 같이, RF 펄스의 위상이 0, 1×φfat, 2×φfat 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φfat를 수집한다.

도 3은 통상의 안정 상태 펄스 시퀀스를 도시하고, 도 4는 흐름 보상을 고려한 안정 상태 펄스 시퀀스를 도시한다.

이어서, 데이터 수집 처리를 종료한다.

도 5는 제 1 실시예에서 사용되는 화상 생성을 도시하는 흐름도이다.

단계(B1)에서, 컴퓨터(107)는 데이터 D_φfat를 사용하여 화상 Gw를 생성한다.

이어서, 화상 생성 처리를 종료한다.

도 6은 도 3 또는 도 4에 도시한 바와 같이, φfat=3π/2의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φfat에 전술한 개념 모델을 적용한 설명도이다.

물에 의해 유도되는 에코 Ew에서는 GRE 성분보다 SE 성분이 π/2만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef에서는 GRE 성분보다 SE 성분이 -π만큼 앞서고 있다.

결과적으로, 물에 의해 유도되는 에코 Ew는 강조되고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef는 억제된다.

따라서, 데이터 D_φfat를 이용하여 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있다.

(제 2 실시예)

제 2 실시예는, 제 1 실시예와 기본적으로 동일하다. 그러나, 자장 시스템은 1.5T의 자장 강도를 제공하고, 반복 시간 TR은 8.05ms로 설정된다.

이 경우, 도 7에 도시하는 바와 같이 m은 1과 같고, φfat는 π/2와 같다.

물에 의해 유도되는 에코 Ew에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -π/2만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -π만큼 앞서고 있다.

결과적으로, 물에 의해 유도되는 에코 Ew는 강조되고, 지방에 의해 유도되는 Ef는 억제된다.

(제 3 실시예)

도 8은 제 3 실시예에서 사용되는 데이터 수집 처리를 나타내는 흐름도이다.

단계(C1)에서, 컴퓨터(107)는, 반복 시간 TR 및 φstep을 결정한다. 예컨대, 표시 장치(106) 상에 반복 시간 TR 및 φstep에 대한 선택 사항을 나타내어, 조작자에게 선택 사항 중 어떤 것을 선택시킨다. φstep는, 위상 폭의 절반, 즉, 선 그래프 중 신호 강도 S의 감소를 나타내는 부분의 폭의 절반을 나타낸다. 여기 서, 선 그래프는 물에 의해 유도되는 에코의 SE 성분은 지방에 의해 유도되는 에코의 SE 성분을 앞서는 위상량 θ과 연관되어 있는 신호 강도 S의 변화를 나타낸다.

여기서, 자장 시스템이 0.2T의 자장 강도를 제공하고, 반복 시간 TR은 10ms로 설정되고, φstep은 π/4로 설정될 것이다.

단계(C2)에서, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π에 의해, φfat를 정하는데, 여기서 TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)를 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 한다. 여기서, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이다.

또한, φcenter를 정한다. φcenter는, 도 9에 도시하는 바와 같이 중심 위상, 즉, 선 그래프 중 신호 강도 S의 감소를 나타내는 부분의 중심과 연관되어 있는 위상차이다. 여기서, 선 그래프는, 물에 의해 유도되는 SE 성분보다 지방에 의해 유도되는 SE 성분이 위상량 θ만큼 진행할 때와 연관되어 있는 신호 강도 S의 변화를 나타낸다.

그러나, 0 < φcenter < π, -π < φcenter < 0, 0 < φstep < π/2 및 π/2 < φstep < π 중 어느 것을 충족시킬 것이다.

여기서, 자장 시스템은 0.2T를 제공하고, T_out은 20ms일 것이다. 반복 시간 TR이 10ms이라고 하면, m은 0이 되고, φfat는 3π/2이 된다.

또한, φcenter=φfat=3π/2으로 한다.

단계(C3)에서, φ1=φcenter+φstep이고, φ2=φcenter-φstep에 따라, φ1 및 φ2를 정한다.

여기서, φcenter=3π/2이고, φstep=π/4이므로, φ1=7π/4이 되고, φ2= 5π/4이 된다.

단계(C4)에서, 도 10에 도시하는 바와 같이, RF 펄스의 위상이 0, 1×φ1, 2×φ1 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φ1를 수집한다. 또, 도 10은 통상의 안정 상태 펄스 시퀀스를 도시한다. 흐름 보상을 고려하여 정해지는 안정 상태 펄스 시퀀스로서 통상의 안정 상태 펄스 시퀀스를 대체할 수 있다.

단계(C5)에서, 도 11에 도시하는 바와 같이 RF 펄스의 위상이 0, 1×φ2, 2×φ2 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φ2를 수집한다. 또, 도 11은 통상의 안정 상태 펄스 시퀀스이다. 흐름 보상을 고려한 안정 상태 펄스 시퀀스로서 통상의 안정 상태 펄스 시퀀스를 대체할 수 있다.

이어서, 데이터 수집 처리를 종료한다.

도 12는 제 3 실시예에서 사용되는 화상 생성 처리를 나타내는 흐름도이다.

단계(H1)에서, 컴퓨터(107)는 0 < φsum <π의 범위에서 φsum을 정한다. φsum은, 데이터 D_φ2가 회전시키는 위상량을 나타낸다.

여기서, φsum=φstep=π/4로 한다.

단계(H2)에서, Dw=D_φ1+exp(i×φ sum)×D_φ2에 따라 데이터 Dw를 생성한다.

단계(H3)에서, 데이터 Dw를 기초로 하여 화상 Gw를 생성한다.

단계(H4)에서, Df=D_φ1-exp(i×φsum)×D_φ2에 따라, 데이터 Df를 생성한 다.

단계(H5)에서, 데이터 Df를 이용하여 화상 Gf를 생성한다.

이어서, 화상 생성 처리를 종료한다.

도 13은, 도 10에 도시한 바와 같이, φ1=7π/4의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ1에 전술한 개념 모델을 적용한 설명도이다.

물에 의해 유도되는 에코 Ew1에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 3π/4만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1에서는 GRE 성분보다 SE 성분이 -3π/4만큼 앞서고 있다.

도 14는 도 11에 도시한 바와 같이, φ2=5π/4의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ2에 전술한 개념 모델을 적용한 설명도이다.

물에 의해 유도되는 에코 Ew2에서, GRE 성분보다 SE 성분이 π/4만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2에서, GRE 성분보다 SE 성분이 3π/4만큼 앞서고 있다.

도 15에 도시하는 바와 같이, exp(i×φsum)×D_φ2는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew2를 φsum만큼 회전시켜 에코 Ew2’로 하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2를 φsum만큼 회전시켜 에코 Ef2’로 하는 것을 의미한다. 도 15에서, φsum는 π/4와 동일하다.

결과적으로, 도 16에 도시하는 바와 같이, Dw=D_φ1+exp(i×φsum)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1와 에코 Ew2’를 가산하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1와 에코 Ef2’를 가산하는 것을 의미한다. 결과적 으로, 가산한 후에 물에 의해 유도되는 에코 Ew는 강조되고, 가산한 후에 지방에 의해 유도되는 에코 Ef는 억제된다.

다른 한편, Df=D_φ1-exp(i×π/2)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1로부터 에코 Ew2’를 감산하고, 지방에 의해 유도되는에코 Ef1로부터 에코 Ef2’를 감산하는 것을 의미한다. 결과적으로, 감산한 후에 물에 의해 유도되는 에코 Ew는 억제되고, 감산한 후에 지방에 의해 유도되는 에코 Ef는 강조된다.

전술한 바와 같이, 제 3 실시예에서, 데이터 Dw를 이용하여 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있고, 데이터 Df를 이용하여 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성할 수 있다.

(제 4 실시예)

제 4 실시예는 제 3 실시예와 기본적으로 동일하다. φstep=π/4이고, φ center=φfat로 한다. 자장 시스템이 1.5T의 자장 세기를 제공하고, 반복 시간 TR이 8.05ms로 설정될 것이다.

이러한 경우에, 도 17 및 도 18에 도시하는 바와 같이, m은 1이 되고, φfat는 π/2이 된다. 또한, φ1은 3π/4되고, φ2는 π/4이 된다.

도 17에 도시하는 바와 같이, φ1=3π/4의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ1에 전술한 개념 모델을 적용한다. 물에 의해 유도되는 에코 Ew1에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -π/4만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -3π/4만큼 앞서고 있다.

도 18에 도시하는 바와 같이, φ2=π/4의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ2에 전술한 개념 모델을 적용한다. 물에 의해 유도되는 에코 Ew2에서는, CRE 성분보다 SE 성분이 -3π/4만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -5π/4만큼 앞서고 있다.

도 19에 도시하는 바와 같이, exp(i×φsum)×D_φ2는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew2를 φsum만큼 회전시켜 에코 Ew2’로 한다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2를 φsum만큼 회전시켜 에코 Ef2’로 하는 것을 의미한다. 도 19에서는, φ sum=φstep=π/4로 한다.

도 20에 도시하는 바와 같이, Dw=D_φ1+exp(i×φsum)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1와 에코 Ew2’를 가산하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1와 에코 Ef2’를 가산하는 것을 의미한다. 결과적으로, 가산한 후에 물에 의해 유도되는 Ew는 강조되고, 가산한 후에 지방에 의해 유도되는 성분 Ef는 억제된다.

다른 한편, Df=D_φ1-exp(i×π/2)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1로부터 에코 Ew2’를 감산하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1로부터 에코 Ef2’를 감산하는 것을 의미한다. 결과적으로, 감산한 후에 물에 의해 유도되는 성분 Ew는 억제되고, 감산한 후에 지방에 의해 유도되는 에코 Ef는 강조된다.

전술한 바와 같이, 제 4 실시예에서, 데이터 Dw를 이용하여 물 성분 강조/지 방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있고, 데이터 Df를 이용하여 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성할 수 있다.

(제 5 실시예)

제 5 실시예는, 제 3 실시예와 기본적으로 동일하다. 자장 시스템이 0.2T의 자장 강도를 제공하고, 반복 시간 TR은 10ms로 하고, φfat은 π/2로 하고, φcenter는 π+φfat/2-φstep로 한다.

이 경우, 도 21 및 도 22에 도시하는 바와 같이, φcenter는 5π/4가 되고, φ1는 7π/4가 되고, φ2=3π/4가 된다.

도 21에 도시하는 바와 같이, φ1=7π/4의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ1에 전술한 개념 모델을 적용한다. 물에 의해 유도되는 에코 Ew1에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 3π/4만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -3π/4만큼 앞서고 있다.

도 22에 도시하는 바와 같이, φ2=3π/4의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ2에 전술한 개념 모델을 적용한다. 물에 의해 유도되는 에코 Ew2에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -π/4만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 Ef2에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -7π/4만큼 앞서고 있다.

도 23에 도시하는 바와 같이, exp(i×φsum)×D_φ2는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew2를 φsum만큼 회전시켜 에코 Ew2’로 하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2를 φsum만큼 회전시켜 에코 Ef2’로 하는 것을 의미한다. 또, 도 23에서, φ sum=φstep=π/2로 한다.

도 24에 도시하는 바와 같이, Dw=D_φ1+exp(i×φsum)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1와 에코 Ew2’를 가산하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1와 에코 Ef2’를 가산하는 것을 의미한다. 결과적으로, 가산한 후에 물에 의해 유도되는 Ew는 강조되고, 가산한 후에 지방에 의해 유도되는 Ef는 억제된다.

다른 한편, Df=D_φ1- exp(i×π/2)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1로부터 에코 Ew2’를 감산하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1로부터 에코 Ef2’를 감산하는 것을 의미한다. 결과적으로, 감산한 후에 물에 의해 유도되는 Ew는 억제되고, 감산한 후에 지방 성분 Ef는 강조된다.

전술한 바와 같이, 제 5 실시예는, 데이터 Dw를 이용하여 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있고, 데이터 Df를 이용하여 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성할 수 있다.

(제 6 실시예)

제 6 실시예는, 제 4 실시예와 기본적으로 동일하다. 자장 시스템은 1.5T의 자장 강도를 제공하고, 반복 시간 TR은 8.05ms로 하고, φfat는 π/2로 하고, φcenter는 π로 하고, φstep는 3π/4로 한다.

이러한 경우에, 도 25 및 도 26에 도시하는 바와 같이, φ1는 7π/4로 하고,φ2는 π/4로 한다.

도 25에 도시하는 바와 같이, φ1=7π/4의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수 집한 데이터 D_φ1에 전술한 개념 모델을 적용한다. 물에 의해 유도되는 에코 Ew1에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 3π/4만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 π/4만큼 앞서고 있다.

도 26에 도시하는 바와 같이, φ2=π/4의 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 수집한 데이터 D_φ2에 전술한 개념 모델을 적용한다. 물에 의해 유도되는 에코 Ew2에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -3π/4만큼 앞서고 있다. 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2에서는, GRE 성분보다 SE 성분이 -5π/4만큼 앞서고 있다.

도 27에 도시하는 바와 같이, exp(i×φsum)×D_φ2는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew2를 φsum만큼 회전시켜 에코 Ew2’로 하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef2를 φsum만큼 회전시켜 에코 Ef2’로 하는 것을 의미한다. 도 27에서는, φsum =φstep=3π/4로 한다.

도 28에 도시하는 바와 같이, Dw=D_φ1+ exp(i×φsum)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1와 에코 Ew2’를 가산하고, 지방 에 의해 유도되는 에코 Ef1와 에코 Ef2’를 가산하는 것을 의미한다. 결과적으로, 가산한 후에 물에 의해 유도되는 에코 Ew는 강조되고, 가산한 후에 지방에 의해 유도되는 에코 Ef는 억제된다.

다른 한편, Df=D_φ1-exp(i×π/2)×D_φ2로 나타내는 데이터 처리는, 물에 의해 유도되는 에코 Ew1로부터 에코 Ew2’를 감산하고, 지방에 의해 유도되는 에코 Ef1로부터 에코 Ef2’를 감산하는 것을 의미한다. 결과적으로, 감산한 후에 물에 의해 유도되는 에코 Ew는 억제되고, 감산한 후에 지방에 의해 유도되는 에코 Ef는 강조된다.

전술한 바와 같이, 제 6 실시예에서는, 데이터 Dw를 이용하여 물 성분 강조/지방 성분 억제 화상 Gw를 생성할 수 있고, 데이터 Df를 이용하여 지방 성분 강조/물 성분 억제 화상 Gf를 생성할 수 있다.

본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 본 발명의 광범위하게 다른 실시예가 구성될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에서 개시한 특정 실시예에 국한되지 않고, 첨부한 청구항에 의해 정의된다.

물 성분 강조/지방 성분 억제 화상을 생성하기 위해 사용되는 데이터를 원하는 값으로 설정된 반복 시간 TR 동안 수집할 수 있다.

Claims

RF 펄스의 위상이 0, 1×φfat, 2×φfat 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스(steady-state pulse sequence)에 따라 데이터 D_φfat를 수집하는 MR 데이터 수집 방법으로서,

반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전에서의 위상이 화학 시프트에 의해 서로 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2× T_out)를 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하면, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π으로 설정되는

MR 데이터 수집 방법.
RF 펄스의 위상이 0, 1×φ1, 2×φ1 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스(steady-state pulse sequence)에 따라 데이터 D_φ1를 수집하고, RF 펄스의 위상이 0, 1×φ2, 2×φ2 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φ2를 수집하는 MR 데이터 수집 방법으로서,

중심 위상, 즉, 선 그래프 중 신호 강도의 감소를 나타내는 부분의 중심과 연관되어 있는 위상 차를 φcenter로 하고, 위상폭, 즉, 선 그래프 중 신호 강도의 감소를 나타내는 부분의 폭을 2×φstep(여기서, 0 < φcenter <π, -π < φcenter < 0, 0 < φstep < π/2 및 π/2 < φstep < π 중 어느 것이 충족됨)로 하 면, φ1=φcenter+φstep이고, φ2=φcenter-φstep으로 설정되는

MR 데이터 수집 방법.
청구항 1항에 개시된 상기 MR 데이터 수집 방법에 따라 수집되는 데이터 D_fat를 이용하여 MR 화상 Gw를 생성하는

MR 화상 생성 방법.
데이터 Dw를 이용하여 MR 화상 Gw를 생성하되,

청구항 2항에 개시된 상기 MR 데이터 수집 방법에 따라 수집한 데이터 D_φ1 및 데이터 D_φ2에 대하여, O < φsum < π로 정의되는 φsum을 이용하여 데이터 D_φ2에 부가된 위상값이 합성되면, Dw=D_φ1+exp(i×φsum)×D_φ2에 따라 데이터 Dw를 생성하는

MR 화상 생성 방법.
반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 서로 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)를 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하여, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π으 로 설정될 때, RF 펄스의 위상이 0, 1×φfat, 2×φfat 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φfat를 수집하는 데이터 수집 장치를 구비하는

MRI 시스템(100).
위상 중심, 즉, 선 그래프 중 신호 강도의 감소를 나타내는 부분의 중심과 연관되어 있는 위상차를 φcenter로 하고, 위상폭, 즉, 선 그래프 중 신호 강도의 감소를 나타내는 부분의 폭을 2×φstep(여기서, 0 < φcenter <π, -π< φcenter < 0, 0 < φstep < π/2 및 π/2 < φstep <π 중 어느 것이 충족됨)로 하여, φ1=φcenter+φstep이고, φ2=φcenter-φstep으로 설정될 때, RF 펄스의 위상이 0, 1×φ1, 2×φ1 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스(steady-state pulse sequence)에 따라 데이터 D_φ1를 수집하고, RF 펄스의 위상이 0, 1×φ2, 2×φ2 등의 순서대로 변화되는 안정 상태 펄스 시퀀스에 따라 데이터 D_φ2를 수집하는 데이터 수집 장치를 구비하는

MRI 시스템(100).
제 6 항에 있어서,

반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하여, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π으로 설정될 때, 0 < φstep ≤ π/2-|π-φfat|/2의 조건 하에서 φcenter=φfat으로 설정되는

MRI 시스템(100).
제 6 항에 있어서,

반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하여, φfat = (2-TR/T_out+2×m)×π으로 설정될 때, φfat ≤ π이 충족되면, φfat/2 ≤ φstep ≤ π-φfat/2의 조건 하에서 φcenter=φfat/2+φstep로 설정되거나, 또는 φfat ≥ π이 충족되면, π-φfat/2 ≤ φstep ≤ φfat/2의 조건 하에서 φcenter=π+φfat/2-φstep으로 설정되는

MRI 시스템(100).
제 6 항에 있어서,

반복 시간이 TR이고, 물에서의 회전과 지방에서의 회전이 화학적 시프트에 의해 반대 위상이 되는 시간이 T_out이고, TR/(2×T_out)-1 < m < TR/(2×T_out)을 충족시키는 O 이상의 정수를 m으로 하여, φfat=(2-TR/T_out+2×m)×π으로 설정될 때, π/2+|π-φfat|/2 ≤ φstep <π의 조건 하에서 φcenter=π로 설정되는

MRI 시스템(100).
제 7 항에 있어서,

φstep=π/2=|π-φfat|/2로 설정되는

MRI 시스템(100).