KR100677017B1

KR100677017B1 - 0차 위상 검출 방법 및 ｍｒｉ 시스템

Info

Publication number: KR100677017B1
Application number: KR1020020065514A
Authority: KR
Inventors: 이케자키요시카즈
Original assignee: 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2007-01-31
Also published as: KR20030035963A; JP2003135418A; JP3720752B2; CN1231180C; US20030083571A1; CN1413555A

Abstract

본 발명은 MR 신호의 0차 위상을 정확하게 나타내는 0차 위상을 검출하도록 한다. MR 신호의 퓨리에 변환에 의한 모든 샘플링점의 복소 벡터를 이용하여 계산된 합성 벡터는 0차 위상으로 채택된다.

Description

0차 위상 검출 방법 및 ＭＲＩ 시스템{0-ORDER PHASE DETECTING METHOD AND MRI SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MRI 시스템의 블럭도,

도 2는 위상 검출 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 0-차 위상 검출을 나타내는 흐름도,

도 4는 본 발명에 따른 O-차 위상 및 O-차 위상 차이를 나타내는 개념도,

도 5는 멀티-샷 확산 강화 EPI 법에 의한 이미징 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,

도 6은 이미징 데이터의 수집 궤적을 나타내는 개념도,

도 7은 위상 검출 시퀀스를 도시하는 도면,

도 8은 종래의 1차 위상 보정과 0차 위상 보정에 관한 설명도,

도 9는 종래의 O-차 위상 및 O-차 위상 차이를 나타내는 개념도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 자석 어셈블리 3 : 자기장 구배 구동 회로

4 : RF 전력 증폭기 5 : 전치 증폭기

8 : 순차 메모리 회로 9 : 게이트 변조 회로

11 : A/D 변환기 13 : 조작자 콘솔

본 발명은 0-차 위상 검출 방법 및 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 MR 신호의 0-차 위상을 정확하게 검출할 수 있는 0차 위상 검출 방법 및 MRI 시스템에 관한 것이다.

도 5는 멀티-샷 확산 강화(multi-shot diffusion enhancement) EPI(Echo Plannar Imaging) 법에 의한 이미징 펄스 시퀀스의 기본예를 도시한다.

이 이미징 펄스 시퀀스에 따르면, 여기 펄스(excitation pulse) RF90과 슬라이스-선택 자기장 구배(slice-selective magnetic field gradient) SG90을 인가한다. 다음에 MPG(Motion Probing Gradient) 펄스 MPG을 인가한다. 반전 RF 펄스 RF180과 반전 슬라이스-선택적 자기장 구배 SG180을 인가한다. 다음에 MPG 펄스 MPG를 인가한다. 다음에 위상-인코딩 자기장 구배 pdn을 인가한다. 교대로 극성을 반전하는 데이터 수집 판독 자기장 구배(data acquisition readout magnetic field gradient)의 펄스 rl, ···, rm을 연속적으로 인가한다. 또한 판독 자기장 구배가 극성을 반전할 때에 위상-인코딩 자기장 구배의 p2, ···, pM을 인가한다. 제 1 에코 e1로부터 제 M 에코 eM이 순서대로 집속하는 때에 샘플링하여, 에코 el, ···, eM에 기반을 두는 이미징 데이터 항목 F(n, 1), ···, F(n, M)를 수집한다. 펄스의 이러한 인가는 위상-인코딩 자기장 구배 pdn을 바꾸면서 n번(여기서 n은 1에서부터 N까지임) 반복된다. k 공간에 기록되는 이미징 데이터 항목 F(1,1) 내지 F(N, M)를 수집한다. 이러한 이미징 기법을 N 샷 M 에코라고 한다. 또한, 시간적으로 순차적인 샷에 대해 순서대로 붙인 번호 n을 샷 번호라고 한다. 또한, 어떤 샷에 응답하여 반송된 후에 시간적으로 순차적으로 집속하는 에코에 대해 시간 순서대로 붙인 번호를 에코 번호라고 한다.

도 6은 k 공간 KS에서의 이미징 데이터 항목 F(1,1) 내지 F(N, M)이 수집되는 궤적(trajectory)을 나타내는 예시도이다. 여기서, N은 4, M은 4를 나타낸다.

k 공간 KS를 위상 인코드축 방향에 제 1 행에서부터 제 N*M 행(도 6으로서는 제 16행)까지 분할한다. 이 경우에 있어서, 제(n+(m-1) N) 행에 기록되는 이미징 데이터 F(n,m)이 제 n 샷에 응답하여 반송되는 제 m 에코에 기반을 두고 수집될 수 있도록 위상-인코딩 자기장 구배 pdn의 펄스 p2,..., pM을 인가한다.

EPI 법은 위상 오류에 민감하다. 그러므로 MR 신호의 위상을 검출하여, 위상 보정을 해야 한다.

도 7은 위상 검출용 펄스 시퀀스의 일례이다.

이 위상 검출 펄스 시퀀스는 위상-인코딩 자기장 구배가 배제된다는 점에서 도 5에 도시된 이미징 펄스 시퀀스와는 다르다.

순서대로 집속하는 제 1 위상 검출 에코 E1로부터 제 M 위상 검출 에코 EM을 기초로 하여, 제1 위상 검출 데이터 D_1로부터 제 M 위상 검출 데이터 D_M을 수집 한다.

다음으로, 복소 벡터 Z (n)를 얻기 위해 제 m 위상 검출 데이터 D_m을 퓨리에 변환한다. 여기서, 1≤m≤M, 1≤n≤N 이다.

다음으로, 제 m 위상 검출 데이터 D_m로 나타내어지는 제 1 차 위상 φ1_m은 다음식에 의해 산출된다.

(1)

여기서, arg{}는 복소수의 편각을 나타내는 함수이다. 다음식에 의해 일차 위상이 보정된다.

(2)

여기서, exp{}는 지수함수를 나타낸다.

다음으로, 제 m 위상 검출 데이터 D_m으로 나타내는 0-차 위상 φ0는 다음식에 의해 산출된다.

(3)

상기 1차 위상 φ1_m 및 O차 위상 φ0_m은 이미징 데이터의 보정이나 그 이외의 여러가지의 처리에 이용된다.

또한, 제 m 위상 검출용 데이터 D_m으로 나타내는 0차 위상 φ0_m과 제 (m+1) 위상 검출용 데이터 D_m+1으로 나타내는 0차 위상 φ0_m+1사이의 0차 위상 차이 △φ0_m은 다음식으로 계산된다.

(5)

O 차 위상 차이 △φ0_m도 여러 가지의 처리에 이용된다.

도 8은 복소 벡터 Z(n), Zcorl(n), Zcor(n)의 위상을 도시하는 개념도이다.

1차 위상 및 0차 위상을 보정함으로써, 제 1 위상 검출용 데이터 항목 D_1 내지 제 M 위상 검출 데이터 항목 D_M에 대한 위상 오류의 악영향을 없앨 수 있다.

1차 위상 및 O차 위상의 보정을 연속적으로 하기 위해 식 (3)에서 제공된 0차 위상 φ0_m이 식 (1)에서 제공된 1차 위상 φ1_m과 결합하여 이용되는한, 문제는 발생하지 않는다.

그러나, 식 (3)에 의해 제공되는 O차 위상 φ0_m이 보정 등에 단독으로 이용되는 경우에는, 보정이 올바르게 되지 않는 문제점이 야기된다. 이 이유는, 식 (3)에 의해 제공되는 O차 위상 φ0_m이, 제 1 샘플링점의 복소 벡터 Z(1)의 위상 그 자체이며, 제 1 샘플링점의 복소 벡터 Z(1) 내지 제 N 샘플링점의 복소 벡터 Z(N)의 O차 위상을 정확하게 표현하지 않기 때문이다.

또한, EPI 법이나 GRASE (GRadient And Spin Echo) 법에 있어서, 제 m 위상 검출 데이터 D_m을 제공하도록 적용되는 판독 자기장 구배 펄스의 극성은 제 (m+1) 위상 검출 데이터 D_m+1을 제공하도록 적용되는 판독 자기장 구배 극성과 반대이다. 이 경우에 있어서, 도 9에 도시하는 바와 같이 식 (5)에 따라 산출되는 0차 위상 차이 △φ0_m은 정확한 0차 위상 차이를 나타내지 않는다. 도 9를 참조하면, "양극의 판독 자기장 구배 펄스"는 도 7에 도시된 기수의 판독 자기장 구배 펄스 rl, r3··등을 가리킨다. "음극의 판독 자기장 구배 펄스"는 도 7에 도시된 우수의 판독 자기장 구배 펄스 r2, r4 등을 가리킨다.

그러므로, 본 발명의 제 1 목적은, 제 1 샘플링점 내지 제 N 샘플링점에서 복소벡터 Z(1) 내지 복소벡터 Z(N)의 임의의 O차 위상을 정확하게 나타내는 O차 위상을 검출할 수 있는 0차 위상 검출 방법 및 MRI 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 연속 위상 검출 에코(consecutive phase detection echoes)에 대한 판독 자기장 구배(readout magnetic field gradient)의 극성이 반전하는 경우, 정확한 0차 위상 차이를 검출할 수 있는 0차 위상 검출 방법 및 MRI 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 측면에 따르면, 0차 위상 φ0을 검출하는 0차 위상 검출 방법이 제공된다. 여기서 위상 검출 데이터는, 이미징 펄스 시퀀스와는 달리 위상-인코딩 자기장 구배 펄스를 포함하지 않는 위상 검출 펄스 시퀀스에 따라 집속(refocuse)되는 위상 검출 에코에 기초하여 구해진다. 위상 검출 데이터는 퓨리에 변환되어 다음과 같이 표현되는 제 n 샘플링점에서의 복소 벡터 Z(n)를 계산한다.

(6)

합성 벡터(composite vector) Zsum은 다음 식에 의해 계산된다.

(7)

0차 위상 φ0은 다음과 같이 표현되는 합성 벡터 Zsum을 이용하여 검출된다.

(8)

제 1 측면에 따른 0차 위상 검출 방법에 있어서, 제 1 샘플링점 내지 제 n 샘플링점에서 복소 벡터 Z(1) 내지 복소 벡터 Z(N)을 사용하여 계산되는 합성 벡터 Zsum의 위상은 MR 신호의 0차 위상으로 채택된다. 종래 기술과 같이 제 1 샘플링점의 복소 벡터 Z(1)의 위상이 MR 신호의 0차 위상으로 채택되는 경우에 비교하여, 제 1 샘플링점 내지 제 N 샘플링점에서 복소 벡터 Z(1) 내지 복소 벡터 Z(N)의 임의의 O차 위상(any of the 0-order phases)을 정확하게 나타내는 0차 위상을 검출할 수 있다.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 상기 0차 위상 검출 방법에 있어서, 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코에 기초하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_1로 가정하고 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코에 기초하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_2로 가정하면, 0차 위상 차이 △φ0가 다음과 같이 표현된다.

(9)

제 2 측면에 따른 0차 위상 검출 방법에 있어서, 제 1 위상 검출 에코에 기초하여 구해진 복소 벡터를 이용하여 계산된 합성 벡터 Zsum의 위상 arg{Zsum_1}와 제 2 위상 검출 에코에 기초하여 구해진 복소 벡터를 이용하여 계산된 합성 벡터 Zsum의 위상 arg{Zsum 2}의 차이는 MR 신호의 0차 위상 차이 △φ0로 채택된다. 제 1 위상 검출 에코에 대해 적용된 판독 자기장 구배 펄스의 극성이 제 2 위상 검출 에코에 대해 적용된 판독 자기장 구배 펄스의 위상과 반전하는 경우라도, 정확한 0차 위상 차이가 계산될 수 있다.

본 발명의 제 3 측면에 따르면, 전술한 0차 위상 검출 방법에 있어서, 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코에 기초하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_1 로 가정하고 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코에 기초하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_2로 가정하면, 0차 위상 차이 △φ0가 다음과 같이 표현된다.

(10)

제 3 측면에 따른 0차 위상 검출 방법은 제 2 측면에 따른 0차 위상 검출 방법과 균등(equivalent)하여 정확한 0차 위상 차이가 계산될 수 있다.

본 발명의 제 4 측면에 따르면, 전술한 0차 위상 검출 방법에 있어서, 이미징 펄스 시퀀스는 판독 자기장 구배의 극성을 반전시킴으로써 에코를 집속하려 한다.

제 4 측면에 따른 0차 위상 검출 방법에 있어서, 이미징 펄스 시퀀스는 판독 자기장 구배의 극성을 반전시킴으로써 에코를 집속하려 한다. 펄스 시퀀스는 위상 에러에 민감하기 때문에, 0차 위상 및 0차 위상 차이를 정확하게 검출하는 것이 필수적이다.

본 발명의 제 5 측면에 따르면, 전술한 0차 위상 검출 방법에 있어서, 이미징 펄스 시퀀스는 EPI법 또는 GRASE법에 적합하다.

제 5 측면에 따른 0차 위상 검출 방법에 있어서, 펄스 시퀀스는 EPI법 또는 GRASE법에 적합하다. 펄스 시퀀스는 위상 에러에 민감하기 때문에, 0차 위상 및 0차 위상 차이를 정확하게 검출하는 것이 필수적이다.

본 발명의 제 6 측면에 따르면, 전술한 0차 위상 검출 방법에 있어서, 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코 및 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코는 연속 에코(consecutive echoes)이다.

제 6 측면에 따른 0차 위상 검출 방법에 있어서, 연속 에코가 다루어지기 때문에, 판독 자기장 구배의 극성은 반전한다. 그럼에도 불구하고, 0차 위상 및 0차 위상 차이는 정확하게 검출될 수 있다.

본 발명의 제 7 측면에 따르면, 전술한 0차 위상 검출 방법에 있어서, 위상 검출 데이터는, 이미징 데이터가 이미징 펄스 시퀀스에 의해 수집되는 스캔과는 다른 기준 스캔(reference scan) 동안 위상 검출 펄스 시퀀스에 의해 수집된다.

제 7 측면에 따른 0차 위상 검출 방법에 있어서, 위상 검출 데이터는 이미징 펄스 시퀀스가 이용되는 스캔과는 다른 기준 스캔 동안에 수집된다. 데이터 수집은 시간적 제약이 적어진다.

본 발명의 제 8 측면에 따르면, 전술한 0차 위상 검출 방법에 있어서, 펄스는, 펄스가 이미징 펄스 시퀀스와 일치하기 전에 위상 검출 펄스 시퀀스에 따라 인가된다.

제 8 측면에 따른 0차 위상 검출 방법에 있어서, 펄스는, 펄스가 이미징 펄스 시퀀스와 일치하기 전에 위상 검출 펄스 시퀀스에 따라 인가된다. 그러므로, 위상 검출 펄스 시퀀스를 이용하여 검출된 0차 위상 및 0차 위상 차이는 이미징 펄스 시퀀스를 이용하여 수행되는 데이터 수집 동안에 이용될 수 있다.

본 발명의 제 9 측면에 따르면, 주로 라디오-주파수(RF) 전송 수단, 구배 펄스 인가 수단, MR 신호 수신 수단, 위상 검출 데이터 수집 수단, 퓨리에 변환 수단 및 0차 위상 계산 수단으로 구성되는 MRI 시스템이 제공된다. 위상 검출 데이터 수집 수단은 RF 펄스 전송 수단, 구배 펄스 인가 수단 및 MR 신호 수신 수단을 제 어한다. 위상 검출 데이터 수집 수단은, 이미징 펄스 시퀀스와 유사한 그리고 위상-인코딩 자기장 구배를 포함하는 펄스 시퀀스를 이용하여 수신되는 위상 검출 에코에 기초하여 위상 검출 데이터를 수집한다. 퓨리에 변환 수단은 위상 검출 데이터를 퓨리에 변환하여 복소 벡터를 계산한다. 제 n 샘플링점의 복소 벡터 Z(n)을 다음의 식과 같다고 가정하면:

(6)

합성 벡터 Zsum은 다음과 같이 계산된다:

(7)

0차 위상 φ0는 다음과 같이 표현되는 합성 벡터 Zsum을 이용하여 검출된다.

(8)

제 9 측면에 따른 MRI 시스템에 있어서, 0차 위상 검출 방법은 제 1 측면에 따라 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 10 측면에 따르면, 전술한 MRI 시스템은 0차 위상 차이 계산 수단을 더 포함한다. 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코를 이용하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_1로 가정하고 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코를 이용하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_2로 가정하여, 0차 위상 차이 계산 수단은 다음과 같이 0차 위상 차이 △φ0를 계산한다:

(9)

제 10 측면에 따른 MRI 시스템에 있어서, 0차 위상 검출 방법은 제 2 측면에 따라 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 11 측면에 따르면, 전술한 MRI 시스템은 0차 위상 차이 계산 수단을 더 포함한다. 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코를 이용하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_1로 가정하고 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코를 이용하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_2로 가정하면, 0차 위상 차이 계산 수단은 다음과 같이 0차 위상 차이 △φ0를 계산한다:

(10)

제 11 측면에 따른 MRI 시스템에 있어서, 0차 위상 검출 방법은 제 3 측면에 따라 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 12 측면에 따르면, 전술한 MRI 시스템에 있어서, 이미징 펄스 시퀀스는 판독 자기장 구배의 극성을 반전시킴으로써 에코를 집속하려 한다.

제 12 측면에 따른 MRI 시스템에 있어서, 0차 위상 검출 방법은 제 4 측면에 따라 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 13 측면에 따르면, 전술한 MRI 시스템에 있어서, 이미징 펄스 시퀀스는 EPI 법 또는 GRASE 법에 적합하다.

제 13 측면에 따른 MRI 시스템에 있어서, 0차 위상 검출 방법은 제 5 측면에 따라 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 14 측면에 따르면, 전술한 MRI 시스템에 있어서, 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코 및 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코는 연속 에코이다.

제 14 측면에 따른 MRI 시스템에 있어서, 0차 위상 검출 방법은 제 6 측면 에 따라 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 15 측면에 따르면, 전술한 0차 위상 검출 방법에 있어서, 위상 검출 데이터는, 이미징 데이터가 이미징 펄스 시퀀스에 의해 수집되는 스캔과는 다른 기준 스캔 동안 위상 검출 펄스 시퀀스에 의해 수집된다.

제 15 측면에 따른 MRI 시스템에 있어서, 0차 위상 검출 방법은 제 7 측면에 따라 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 16 측면에 따르면, 전술한 MRI 시스템에 있어서, 펄스는, 펄스가 이미징 펄스 시퀀스와 일치하기 전에 위상 검출 펄스 시퀀스에 따라 인가된다.

제 16 측면에 따른 MRI 시스템에 있어서, 0차 위상 검출 방법은 제 8 측면에 따라 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명이 구현하는 0차 위상 검출 방법 및 MRI 시스템에 따르면, MR 신호의 퓨리에 변환에 의한 모든 샘플링점의 복소 벡터를 이용하여 계산된 합성 벡터의 위상은 0차 위상으로 채택된다. 제 1 샘플링점의 복소 벡터의 위상을 0차 위상으로 하는 종래 기술에 비교하여, 검출된 0차 위상은 MR 신호의 0차 위상을 정확하게 나타낸다.

본 발명의 또 다른 목적 및 장점은 첨부한 도면에 예시된 바와 같이 후속하는 본 발명의 바람직한 실시예의 설명으로부터 분명해질 것이다.

본 발명을 도면에 도시된 실시예와 관련하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MRI 시스템을 도시하는 블럭도이다.

이 MRI 장치(100)에 있어서, 자석 어셈블리(1)는, 내부에 피검체를 삽입하기 위한 구멍(bore)을 갖는다. 이 구멍 주위에 영구 자석(1p)과, 구배 코일(1g) 및 수신기 코일(1r)이 배치된다. 영구 자석(1p)은 일정한 주 자장을 피검체에 인가한다. 구배 코일(1g)은 x축, y축, z축 코일(슬라이스-선택 축(slice-selective axis), 판독 축 및 위상-인코딩 축은 코일이 결합되는 방법에 따라 결정됨)을 포함하고, 자기장 구배를 발생시킨다. 송신 코일(1t)은 피검체내의 원자핵의 스핀을 여기하는 RF 펄스를 송신한다. 수신 코일(1r)은 피검체에서 야기된 MR 신호를 수신한다. 구배 코일(1g), 송신 코일(1t) 및 수신 코일(1r)은 각각 자기장 구배 구동 회로(3), RF 전력 증폭기(4) 및 전치증폭기(front-end amplifier)(5)에 접속되어 있다. 또, 초전도 자석이 영구 자석(1p)을 대신할 수도 있다.

컴퓨터(7)는, 펄스 시퀀스를 구성하여, 순차 기억 회로(sequent memory circuit)(8)에 건네 준다.

순차 기억 회로(8)는 펄스 시퀀스를 기억한다. 그 펄스 시퀀스에 근거하여 자기장 구배 구동 회로(3)를 작동한다. 자석 어셈블리(1)에 포함된 구배 코일(1g)은 자기장 구배를 발생시킨다. 또한, 게이트 변조 회로(9)는 RF 발진기 회로(10)의 캐리어 출력 신호를 사전 결정된 시간, 사전 결정된 포락선을 갖는 펄스 형성 신호로 변조하여, 펄스 형성 신호를 RF 펄스로서 RF 전력 증폭기(4)에 인가한다. RF 전력 증폭기(4)가 RF 펄스를 증폭하고 그 결과 펄스를 자석 어셈블리(1)에 포함된 송신 코일(1t)에 인가한다.

전치 증폭기(5)는 자석 어셈블리(1)에 포함된 수신 코일(1r)에서 수신한 MR 신호를 증폭하여, 그 결과 신호를 위상 검출기(12)에 전송한다. 위상 검출기(12)는 RF 발진 회로(10)의 캐리어 출력 신호를 참조 신호로서 사용하여, MR 신호의 위상을 검출하고, 그 MR 신호를 AD 변환기(11)에 전송한다. AD 변환기(11)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 그 디지털 신호를 컴퓨터(7)에 전송한다.

컴퓨터(7)는 AD 변환기(11)에서 생성된 데이터를 판독하고, 위상 검출, 위상 보정, 화상 재구성 등을 실행하여 이미지를 생성한다. 이 이미지는 디스플레이 장치(6)에서 디스플레이된다.

또한, 컴퓨터(7)는 조작자 콘솔(13)로부터 입력된 정보를 수신하고 전체적인 제어를 담당한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 이용되는 위상 검출 펄스 시퀀스를 도시한다.

이 위상 검출 펄스 시퀀스는 도 5에 도시된 멀티-샷 확산 강화 EPI 법에 적합한 이미징 펄스 시퀀스와는 달리 위상-인코딩 자기장 구배를 포함하지 않는다.

특히, 여기 펄스 RF90와 슬라이스-선택 자기장 구배 SG90를 인가한 다음에 MPG(Motion Probing Gradient) 펄스 MPG을 인가한다. 다음에 반전 RF 펄스 RF180와 반전 슬라이스-선택 자기장 구배 SG180을 인가한 다음에 다른 MPG 펄스 MPG를 인가한다. 다음에 교대로 극성을 반전하는 데이터 수집 판독 자기장 구배의 펄스 rl, ···, rM을 연속적으로 인가하나 위상-인코딩 자기장 구배의 펄스는 인가하지 않는다. 순서대로 집속하는 제 1 위상 검출 에코 E1 내지 제 M 위상 검출 에코 EM을 기초로 하여 제 1 위상 검출 데이터 D_1 내지 제 M 위상 검출 데이터 D_M을 수집한다.

이 위상 검출 펄스 시퀀스는 참조 스캔으로 채택된다. 이 참조 스캔을 완료한 뒤, 이미징 펄스 시퀀스에 따라 이미징 데이터를 수집하기 위해 스캔이 실행된다.

도 3은 본 발명의 실시예에서 수행되는 0차 위상 검출을 나타내는 흐름도이다.

단계 S1에서, 에코 번호 카운터 m을 1로 초기화한다.

단계 S2에서, 제 m 위상 검출 데이터 D_m은 복소 벡터 Z(n)_m을 구하기 위해 판독축 방향에 1차원 퓨리에 변환한다. 여기서, n은 샘플링점 번호를 나타내며, 1≤n≤N 이다.

단계 S3에서, 제 n 샘플링점의 복소벡터 Z (n)_m을 다음과 같이 표현된다:

(6')

합성 벡터 Zsum_m은 다음과 같이 계산된다:

(7')

단계 S4에서, 다음과 같이 표현되는 합성벡터 Zsum_m을 이용하여 0차 위상 φ0_m이 검출된다.

(8')

단계 S5에서, 에코 번호 카운터 m을 1씩 증가시킨다. 단계 S6에서, 카운터 값 m이 2이면 단계 S2에 되돌아간다. 카운터 값 m이 3 이상이면 단계 S7로 진행한다.

단계 S7에서, 0차 위상 차이 △φ_m-2는 다음과 같이 계산된다:

(9')

단계 S8에서, 카운터 값 m이 3 내지 M 이면 단계 S2에 되돌아간다. 카운터 값 m이 M+1이면 처리를 종료한다.

또, 단계 S7에서, 0차 위상 차이 △φ_m-2는 다음과 같이 계산된다:

(10')

도 4에 도시하는 바와 같이, 검출된 0차 위상 φ0은 모든 샘플링점의 복소벡터의 임의의 0차 위상을 나타낸다. 따라서, 연속 위상 검출 에코에 대해 인가되는 판독 자기장 구배의 극성이 반전하더라도, 검출된 O차 위상 차이는 정확하다. 따라서, 이미징 데이터의 보정 및 0차 위상 차이 △φ0가 이용되는 다른 여러 가지 처리는 정확한 데이터를 구할 수 있다.

본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않으면서 본 발명의 상당히 다른 다수의 실시예를 형성할 수도 있다. 본 발명은 첨부한 청구항 범위에서 정의된 것을 제외하고는, 명세서에 설명된 특정 실시예로 제한받지 않는다.

본 발명은 0차 위상 검출 방법 및 MRI 시스템에 관한 것으로, MR 신호를 퓨리에 변환하여 얻은 모든 샘플링점의 복소벡터의 합성 벡터의 위상을 0차 위상으로 하는 종래 기술과 같이 제 1 샘플링점의 복소벡터의 위상을 O 차 위상으로 하는 경우에 비교하여, MR 신호의 0차 위상을 정확하게 나타내는 0차 위상을 구할 수 있 다.

Claims

0차 위상 φ0을 검출하는 0차 위상 검출 방법에 있어서,

위상-인코딩 자기장 구배(phase-encoding magnetic field gradient)를 포함하지 않는 위상 검출 펄스 시퀀스에 따라 집속(refocusing)되는 위상 검출 에코에 기초하여 수집한 위상 검출 데이터가, 제 n 샘플링점의 복소벡터 Z(n)를 계산하기 위해 퓨리에 변환되고,

상기 제 n 샘플링점의 복소 벡터 Z(n)이 다음과 같이 표현된다고 가정(assume)하고,

합성 벡터 Zsum은 아래의 식에 따라 계산되며,

아래와 같이 상기 합성 벡터 Zsum을 이용하여 0차 위상 φ0를 검출하는

O차 위상 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

제 1 시간 간격 동안에 집속한 위상 검출 에코를 기초로 하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_1로 하고, 제 2 시간 간격 동안에 집속한 위상 검출 에코를 기초로 하 여 계산된 합성 벡터를 Zsum_2라고 하면, 0차 위상 차이 △φ0은 아래의 식에 따라 계산되는

0차 위상 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 시간 간격 동안에 집속한 위상 검출 에코를 기초로 하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_1로 하고, 상기 제 2 시간 간격 동안에 집속한 위상 검출 에코를 기초로 하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_2라고 하면, 0차 위상 차이 △φ0은 아래의 식에 따라 계산되는

0차 위상 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이미징 펄스 시퀀스가 판독 자기장 구배의 극성을 반전시켜 에코를 집속시키려 하는

O 차 위상 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이미징 펄스 시퀀스는 EPI(echo planar imaging) 법 또는 GRASE(gradient and spin echo) 이미징 법에 적합한

0차 위상 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코와 상기 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코가 연속 에코(consecutive echoes)인

O차 위상 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

이미징 펄스 시퀀스에 의해 이미징 데이터를 수집하는 스캔과는 다른 참조 스캔(reference scan)동안에 위상 검출 펄스 시퀀스에 의해 위상 검출 데이터를 수집하는

0차 위상 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

펄스는 이미징 펄스 시퀀스에 일치하기 전에 위상 검출 펄스 시퀀스에 따라 인가되는

0차 위상 검출 방법.
RF 펄스 송신 장치와,

구배 펄스 인가 장치와,

MR 신호 수신 장치와,

상기 RF 펄스 송신 장치, 구배 펄스 인가 장치 및 MR 신호 수신 장치를 제어하여, 위상-인코딩 자기장 구배를 포함하지 않는 위상 검출 펄스 시퀀스에 의해 수신된 위상 검출 에코에 기초하여 위상 검출 데이터를 수집하는 위상 검출 데이터 수집 장치와,

상기 위상 검출 데이터를 퓨리에 변환하여 복소 벡터를 계산하는 퓨리에 변환 장치와,

제 n 샘플링점의 상기 복소 벡터 Z(n)를 다음과 같이 가정하고,

이하의 식에 따라 합성 벡터 Zsum을 계산하여

아래와 같이 상기 합성 벡터 Zsum에 의해 0차 위상 φ0을 검출하는 0차 위상 계산 장치

를 포함하는 MRI 시스템.
제 9 항에 있어서,

제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코를 기초로 하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_1로 하고, 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코를 기초로 하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_2라고 하면 아래의 식에 따라 0차 위상 차이 △φ0를 계산하는 0차 위상 차이 계산 장치

를 더 포함하는 MRI 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코를 기초로 하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_1로 하고, 상기 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코를 기초로 하여 계산된 합성 벡터를 Zsum_2라고 하면 아래의 식에 따라 0차 위상 차이 △φ0를 계산하는 0차 위상 차이 계산 장치

를 더 포함하는 MRI 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 이미징 펄스 시퀀스가 판독 자기장 구배의 극성을 반전시켜 에코를 집속시키려 하는

MRI 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 이미징 펄스 시퀀스가 EPI 법 또는 GRASE 이미징 법에 적합한 MRI 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코와 상기 제 2 시간 간격 동안에 집속하는 위상 검출 에코가 연속 에코인

MRI 시스템.
제 9 항에 있어서,

이미징 펄스 시퀀스에 의해서 이미징 데이터를 수집하는 스캔과는 다른 참조 스캔 동안에 위상 검출 펄스 시퀀스에 의해서 위상 검출 데이터를 수집하는

MRI 시스템.
제 9 항에 있어서,

펄스는 이미징 펄스 시퀀스에 일치하기 전에 위상 검출 펄스 시퀀스에 따라 인가되는

MRI 시스템.