KR101625733B1 - 다수의 자기 공명 이미지를 결정하기 위한 방법 및 자기 공명 시스템 - Google Patents

다수의 자기 공명 이미지를 결정하기 위한 방법 및 자기 공명 시스템 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예들은 각각의 상이한 에코 시점에 대해 다수의 자기 공명 이미지를 결정하기 위한 기술들과 관련된다. k-공간(210)은 적어도 2개의 각각의 k-공간 세그먼트(200-1 - 200-6)를 이용하여 세그먼트별로 스캐닝되고, 이들 k-공간 세그먼트는 서로 평행하게 배향된 각각의 k-공간 라인들(220)을 이용하여 라인별로 스캐닝된다. 직사각 k-공간 세그먼트들의 짧은 변은 k-공간 라인들(220)에 평행하게 배향된다. 각각의 k-공간 라인(220)에 대해 방출된 무선 주파수 펄스 이후에 제1 및 제2 기울기 에코가 각각 검출된다.

Description

다수의 자기 공명 이미지를 결정하기 위한 방법 및 자기 공명 시스템{METHOD TO DETERMINE MULTIPLE MAGNETIC RESONANCE IMAGES, AND MAGNETIC RESONANCE SYSTEM}
다양한 실시예들은 검사 대상자의 다수의 자기 공명 이미지를 결정하기 위한 방법 및 자기 공명 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 다양한 실시예들은 다중 에코 자기 공명 측정 시퀀스에 의해 상이한 에코 시점들 각각에 대해 향상된 해상도를 갖는 다수의 자기 공명 이미지의 결정을 가능하게 하는 기술들에 관한 것이다.
상이한 에코 시간들을 갖는 다수의 MR 이미지를 피검사자의 상이한 해부 슬라이스들로부터 각각 획득하는 다중 에코 자기 공명(MR) 측정 시퀀스들이 알려져 있다. 상이한 에코 시간들로 인해, 다수의 MR 이미지는 통상적으로 상이한 콘트라스트들을 갖는다. 상이한 콘트라스트들을 갖는 MR 이미지들은 상이한 스핀 종들(species)의 분리가 발생하는 화학적 시프트 기술들로서 알려진 기술들에서 이용될 수 있다.
다중 에코 MR 측정 시퀀스들은 MR 이미지들이 매우 고유하고 명확한 에코 시간들에 획득되도록 자주 구현된다. 예를 들어, 에코 시간들의 구체적인 선택은 MR 이미지들의 원하는 응용에 의존할 수 있다. 통상적인 응용의 일례는 지방/물 분리일 것이다. 추구되는 에코 시간들은 통상적으로 기본 자기장의 강도에 의존하며(자기장 강도 의존), 따라서 사실상 제1 MR 이미지의 에코 시간(TE1) 및 연속 획득된 MR 이미지들의 에코 시간들 사이의 간격(δTE)은 MR 시스템의 기본 자기장의 강도에 역비례하여 감소한다. 통상적인 기본 자기장 강도들은 예를 들어 1.5 테슬라, 3 테슬라, 5 테슬라 또는 7 테슬라일 것이다.
다양한 타입의 다중 에코 MR 측정 시퀀스들이 알려져 있다. 전통적인 다중 에코 MR 측정 시퀀스에서, 모든 검출되는 MR 에코들은 가로 자화의 여기를 위한 분리된 무선 주파수(RF) 펄스(RF 여기 펄스) 후의 기간으로서 각각 검출된다(다양한 에코 시점들을 의미함). 즉, MR 에코들의 수 n이 RF 여기 펄스 후의 분리된 반복 인터벌들(TR 인터벌들)에서 각각 검출된다. 따라서, 그러한 기술들은 이 분야의 기술자에게 n-에코 n-TR 접근법으로도 알려져 있다. n-에코 n-TR 기술들은 예를 들어 기울기 에코들의 검출과 관련하여 알려져 있다. 판독 방향(주파수 코딩 방향)에서의 MR 이미지의 해상도는 통상적으로 푸리에 픽셀 크기(△x)에 의해 정의된다. 푸리에 픽셀 크기는 판독 방향에서의 시야의 크기를 판독 포인트들의 수(Nx)로 나눈 값이다. 시야는 MR 이미지에 의해 표현되는 검사 대상자의 영역을 지정한다. 푸리에 픽셀 크기(△x)가 작을수록, 해상도가 높다. 푸리에 픽셀 크기는 판독 기울기의 0차 모멘트에 역비례한다.
△x = 2Π/(γM0x)
여기서, γ는 회전 자기 비율이다. 물 양성자들의 경우, 회전 자기 비율은 γ/(2Π) = 42.576 MHz/T이다. 판독 기울기의 0차 모멘트는 판독 시간 동안의 판독 기울기의 진폭의 시간 적분이며, 종종 판독 기울기의 "면적"으로도 표시된다. 따라서, 판독 기울기가 전체 판독 시간 동안 상수인 경우, 0차 모멘트(M0x)는 판독 기울기의 진폭과 판독 시간의 곱이다.
기울기 에코 이미징에서는, 0차 모멘트가 판독 기울기의 시작과 에코 시점 사이의 판독 기울기의 모멘트와 동일한 크기를 갖는 판독 방향에서의 사전 위상 조절 기울기 펄스의 여기 및 판독 기울기들 사이에서 종종 스위치가 이루어진다. 사전 위상 조절 기울기 펄스의 방향은 통상적으로 판독 기울기의 방향과 반대이며, 따라서 전체 모멘트는 정확히 에코 시점에서 사라진다. 에코 시간은 종종 여기 펄스의 중심과 에코 시점 사이의 시간이다. 예를 들어, 에코 시간은 스핀 에코와 에코 시점 사이의 시간일 수도 있다.
기울기 펄스의 최대 진폭 및 최단 상승 시간은 통상적으로 기술적으로 그리고/또는 생리적으로 제한될 수 있으므로, 주어진 기울기 에코 기반 n-에코 n-TR 기술들의 최대 해상도는 통상적으로 최단의 필요한 기울기 에코 시간(TE1)에 의해 제한되지만, 연속 기울기 에코들의 최단 시간차(△TE)에 의해 더 제한되지는 않는다. 그러나, 다중 에코 MR 측정 시퀀스를 구현하는 데 필요한 총 지속기간(측정 지속기간)은 비교적 길다. 더욱이, 그러한 기술은 종종 상이한 기울기 에코들의 방향 사이의 시간 인터벌을 연장시킨다. 이것은 특히 피검사자가 호흡을 멈추고 있는 동안 호흡 아티팩트들을 방지하도록 구현되는 측정들에서 부정적인 결과들을 유발할 수 있다. 더욱이, 예를 들어 측정 동안의 생리적 프로세스들 또는 가열의 결과인 기본 자기장의 시간-의존 변동은 상이한 에코 시점들을 갖는 개별 MR 이미지들 간의 추가적인 위상차를 유발할 수 있다. 따라서, MR 이미지들의 후속 평가는 제한된 범위로만 가능할 수 있으며, 가능한 정량 분석은 비교적 큰 에러를 겪을 수 있다.
전술한 n-에코 n-TR 기반 측정 시퀀스 외에 다른 다중 에코 MR 측정 시퀀스들이 알려져 있다. 예를 들어, 단일 RF 여기 펄스 후의 상이한 에코 시점들에서 다수의 에코를 각각 검출하는 다중 에코 MR 측정 시퀀스들도 공지되어 있다. 사전 결정된 상이한 에코 시점들로 인해, 그러한 다중 에코 MR 측정 시퀀스들의 경우, 최대의 달성 가능 공간 해상도는 통상적으로 제1 에코 시간(TE1)에 의해 그리고 연속 에코들 간의 시간차에 의해 추가로 제한된다. 에코의 검출을 위해 제공되는 기간도 다음 에코가 기간 △TE 후에 이미 형성되고 검출되어야 한다는 점에서 제한된다는 점에 특히 유의한다.
MR 시스템의 기울기 필드들의 최대 기울기 강도 및/또는 최대 상승 시간 및 하강 시간은 종종 기술적으로 그리고/또는 생리적으로 제한된다. 예를 들어, 기울기 에코들의 검출을 위해서는, 사전 위상 조절 기울기 펄스들을 초기에 스위칭하고, 이어서 기울기 에코의 판독 동안 판독 기울기 필드들을 스위칭하는 것이 종종 필요하다. 이를 위해 이용 가능한 기간은 통상적으로 사전 결정된 상이한 에코 시점들에 의해 제한되므로, 판도 기울기들의 최대 0차 모멘트(M0x)(따라서, 달성 가능 공간 해상도)는 그에 따라 종종 제한된다. 하나의 RF 펄스에 이어지는 다수의 MR 에코의 검출은 이 분야의 기술자에게 TR별 n-에코 기술로도 알려져 있다.
위로부터, 한편으로는, TR별 n-에코 기술을 이용하는 다중 에코 MR 측정 시퀀스들은 감소된 측정 지속기간 및 더 낮은 움직임 감도를 가능하게 하지만, MR 이미지들의 비교적 크게 제한된 공간 해상도를 갖는다는 것이 명백하다. 다른 한편으로는, n-에코 n-TR 기술에 따란 다중 에코 MR 측정 시퀀스들은 MR 이미지들의 높은 공간 해상도를 가능하게 하지만, 비교적 긴 측정 지속기간을 필요로 하고, 움직임에 민감하다는 것도 명백하다. 따라서, 한편의 공간 해상도의 최적화 변수들과 다른 한편의 측정 지속기간 사이에 균형을 맞추는 것이 통상적으로 필요하다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, TR별 n-에코 기술과 n-에코 n-TR 기술을 결합하는 하이브리드 기술들도 알려져 있다. 예를 들어, 이와 관련하여, H. Yu et al., "A Multi-echo Acquisition Method with Reduced Echo Spacing for Robust IDEAL Water-Fat Decomposition at 3T" in Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 (2007) 3353을 참고한다. 여기서는, 필요한 6개의 에코 중 3개가 총 2개의 연속 TR 인터벌에서 각각 검출된다. 게다가, 달성 가능 공간 해상도는 TR별 n-에코 기술의 배가된 에코 간격에 의해서만 제한된다. 그러나, 측정 지속기간이 TR별 n-에코 기술에 비해 약 2배이며, 움직임 감도가 증가한다.
따라서, 개선된 다중 에코 MR 측정 시퀀스들이 필요하다. 특히, 획득된 MR 이미지들의 비교적 큰 공간 해상도를 제공하는 기술들이 필요하다. 비교적 움직임에 민감하지 않은 그러한 기술들이 더 필요하다.
이러한 목적은 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 종속 청구항들의 특징들은 실시예들을 정의한다.
일 양태에 따르면, 본 발명은 다중 에코 MR 측정 시퀀스에 의해 상이한 에코 시점들 각각에 대해 검사 대상자의 다수의 MR 이미지를 향상된 해상도로 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 적어도 2개의 k 공간 세그먼트를 이용하여 k 공간을 세그먼트별로 스캐닝한다. 적어도 2개의 k 공간 세그먼트는 k 공간 라인들을 따라 라인별로 스캐닝된다. 각각의 k 공간 라인에 대해, 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 제1 에코 시점에서 제1 기울기 에코를 그리고 나중의 제2 에코 시점에서 제2 기울기 에코를 형성한다. 각각의 k 공간 라인에 대해, 이 방법은 무선 주파수 펄스를 방출하여 가로 자화를 조종하고, 현재 k 공간 라인의 위상 코딩을 위해 위상 코딩 기울기 필드를 인가하는 단계; 제1 판독 기울기 필드의 인가 동안, 현재 k 공간 라인에 대해, 방출된 무선 주파수 펄스에 의해 조종된 가로 자화의 제1 기울기 에코를 판독하는 단계 - 제1 기울기 에코는 제1 에코 시점 주위의 시간 인터벌에서 판독됨 -; 및 제2 판독 기울기 필드의 인가 동안 제2 기울기 에코를 판독하는 단계 - 제2 기울기 에코는 제2 에코 시점 주위의 시간 인터벌에서 판독됨 -를 포함한다. 적어도 2개의 k 공간 세그먼트는 직사각형이다. 적어도 2개의 k 공간 세그먼트의 긴 변은 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 각각의 k 공간 세그먼트의 방향을 따라 배향된다. 적어도 2개의 k 공간 세그먼트의 짧은 변은 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 각각의 k 공간 세그먼트의 방향을 따라 배향된다.
가로 자화는 세로 자화와 직교한다. 세로 자화는 통상적으로 대응하는 MR 시스템의 기본 자기장을 따라 배향된다.
라인별 스캐닝은 서로 평행하게 배향된 각각의 k 공간 라인들에 대해 행해질 수 있다. 적어도 2개의 k 공간 세그먼트의 긴 변은 k 공간 라인들과 직교하여 배향될 수 있으며, 적어도 2개의 k 공간 세그먼트의 짧은 변은 k 공간 라인들을 따라 배향될 수 있다.
예를 들어 평행하게 배향된 각각의 k 공간 라인들에 대한 k 공간 세그먼트의 라인별 스캐닝은 종종 k 공간 세그먼트의 데카르트 스캐닝 또는 데카르트 k-공간 궤적을 갖는 k-공간의 스캐닝으로도 지시된다.
다양한 실시예들에서, 에코 시점은 기울기 에코의 형성의 시점이다. 예컨대, 에코 시간은 RF 펄스(더 정확하게는 RF 펄스의 등지연(isodelay) 시점으로 알려진 것)와 에코 시점 사이의 시간 인터벌로서 정의된다. 예를 들어, RF 펄스는 RF 여기 펄스일 수 있다. 따라서, 통상적으로 RF 여기 펄스의 등지연 시점은 RF 여기 펄스에 의해 여기되는 스핀들이 가로 평면 내에 (따라서, 세로 자화에 수직으로) 위치하는 것으로 간주될 수 있는, RF 여기 펄스의 방출 기간 내의 시점이다. RF 여기 펄스의 등지연 시점과 RF 여기 펄스의 끝 사이의 시간은 예를 들어 슬라이스 리포커싱 기울기(slice refocusing gradient)의 모멘트의 계산에 사용된다. 이러한 슬라이스 리포커싱 기울기는 예를 들어 슬라이스 선택 기울기에 대해 반전된 대수 부호를 갖는다. 다양한 시나리오에서, 이것은 RF 여기 펄스의 종료 후에 스위칭되며, 슬라이스 여기 기울기에 이어지는 슬라이스를 따르는 위상 분산을 보상할 수 있다. 일반적으로, 등지연 시점은 RF 여기 펄스의 최대 값과 일치하며, 따라서 대칭 SINC 펄스들로서 알려진 것들이 주어질 때 RF 펄스의 중간에 상당히 가깝다.
가로 자화의 조종은 예를 들어 RF 여기 펄스를 통한 가로 자화의 여기, 또는 리포커싱 펄스를 통한 가로 자화의 리포커싱을 의미할 수 있다. 예를 들어, 자로 자화의 여기는 세로 자화를 단지 부분적으로, 따라서 각도 α<90도만큼 굴절시키는 α 펄스들로서 알려진 것들에 의해 발생할 수 있다.
예를 들어, 제2 기울기 에코의 판독은 방출된 RF 펄스에 의해 조종되는 가로 자화와 관련될 수 있으며, 따라서 제1 기울기 에코의 범위 내에서 판독되는 가로 자화도 조종한 동일 RF 펄스를 따를 수 있다. 즉, k-공간 라인이 RF 펄스 후에 스캐닝될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 상이한 RF 펄스들 후에, 따라서 적어도 2개의 RF 펄스에 의해 조종된 가로 자화와 관련하여, 정의된 k-공간 라인에 대한 데이터를 판독하는 것도 가능할 수 있다.
적어도 2개의 k-공간 세그먼트는 부분적으로 오버랩될 수 있거나, 분리될 수 있으며, 분리된다는 것은 그들이 공통 k-공간 포인트를 갖지 않는다는 것을 의미한다. 적어도 하나의 k-공간 세그먼트가 k-공간 중심을 포함하고, 이 중심에 k=0을 적용하는 것이 가능하다.
앞에서, 기술들은 주로 2개의 기울기 에코와 관련하여 설명되었다. 그러나, 각각의 k-공간 라인에 대해 방출된 RF 펄스에 이어지는 더 많은 수의 기울기 에코를 검출하는 것도 가능하다.
즉, 설명된 다중 에코 MR 측정 시퀀스의 경우, 각각의 k-공간 라인에 대한 적어도 2개의 기울기 에코의 열이 관련 RF 펄스 및 위상 코딩 후에 형성될 수 있다.
단일 RF 펄스 직후에 각각의 k-공간 세그먼트의 모든 또는 다수의 k-공간 라인을 채우는 것은 불필요할 수 있다. 오히려, 현재 설명되는 양태에 따르면, 제1 및 제2 기울기 에코는 다음 k-공간 라인으로 진행하기 전에, 예를 들어 RF 펄스의 새로운 방출 및 아마도 새로운 위상 코딩에 의해 먼저 각각의 k-공간 라인에 대해 검출될 수 있다. 따라서, k-공간 세그먼트의 k-공간 라인들은 상이한 에코 시점들에서 기울기 에코들을 판독하기 위해 또는 상이한 에코 시간들을 갖는 MR 데이터를 획득하기 위해 단일 RF 펄스에 이어서 여러 번 각각 트래버스(traverse)될 수 있다.
스위칭된 기울기 펄스들의 기울기 필드들은 가로 자화의 위상 전이의 위상 역조절(dephasing) 또는 위상 재조절(rephasing)을 생성한다. 통상적으로, 기울기 펄스들은 기울기 필드들의 하나의 진폭이 선형으로 증가하는 동안의 안쪽 방향 램프(ramp), 기울기 필드가 일정한 진폭을 갖는 극대 값(평탄한 최상부) 및 기울기 필드의 진폭이 또한 선형으로 감소하는 바깥 방향 램프를 갖는 사다리꼴일 수 있다. 기울기 필드들은 양 또는 음의 진폭들을 가질 수 있다. 각각의 제1 및 제2 기울기 에코의 검출은 예를 들어 기울기 에코 형성 주위의 정의된 시간 인터벌(판독 시간) 동안 발생할 수 있다. 스캐닝은 종종 판독 기울기의 평탄한 최상부 동안에만 발생한다. 판독 기울기들의 램프들 동안에 제1 및/또는 제2 기울기 에코를 추가로 검출하는 것도 가능하다(램프 샘플링).
기울기 에코들의 판독은 획득된 데이터의 복조 및 디지털화를 포함한다. 게다가, 그러한 방식으로 획득된 MR 데이터는 k-공간 내에 복소 데이터(complex data)로서 존재하며, 따라서 원시 데이터(raw data)로도 지시된다. 추가적인 처리 단계들 후에, MR 이미지들을 획득하기 위해 원시 데이터는 푸리에 변환을 통해 이미지 공간으로 변환될 수 있다.
통상적으로, 판독 포인트들은 인접 판독 포인트들로부터 명확한 시간 인터벌을 갖도록 디지털화될 수 있다. 기울기 에코가 판독 기울기의 평탄한 최상부 동안에만 검출되는 경우에 그리고 이들이 일정한 체재 시간(dwell time)을 이용하여 디지털화되는 경우에(따라서, 체재 시간은 연속 판독 포인트들 간의 시간을 나타냄), kx 좌표(판독 기울기 필드의 방향에서의 k-공간 좌표)와 에코 시점에 대한 판독 포인트의 판독 시간 사이에는 선형 상관성이 존재한다. 그러한 경우에, 획득된 MR 데이터는 추가적인 보간 또는 그리드 정규화(리그리딩(regridding)) 없이 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 k-공간으로부터 이미지 공간으로 변환될 수 있다. 램프 샘플링의 사용을 통해, 공간 스캐닝이 없는 경우에 비해 최대 달성 가능 공간 해상도가 향상될 수 있다. 그러나, 이와 동시에, 획득된 MR 데이터를 사전 처리하는 데 필요한 컴퓨팅 시간 비용이 증가할 수 있다. 램프 샘플링을 위한 기술들은 원칙적으로 이 분야의 기술자에게, 예를 들어 K-P. Hwang et al. "Ramp sampling strategies for high resolution single-pass Dixon imaging at 3T" in Proc. Int. Soc. Reson. Med. 15 (2010) 1044로부터 알려져 있다. 따라서, 여기서는 추가적인 상세가 설명될 필요가 없다.
판독 사전 위상 조절 기울기로서 알려진 것은 통상적으로 제1 판독 기울기 전에 판독 방향에서 스위칭된다. 판독 사전 위상 조절 기울기의 모멘트는 제1 기울기 에코의 원하는 에코 시점에 제1 판독 기울기로부터 획득된 모멘트를 최적으로 정확하게 보상하도록 선택된다.
제1 및 제2 판독 기울기 필드들은 동일한 극성을 가질 수 있으며, 따라서 제1의 검출된 기울기 에코와 제2의 검출된 기울기 에코는 단극 기울기 에코 쌍을 형성한다. 이 경우, 추가적인 기울기 펄스가 판독 방향에서 필요할 수 있으며, 추가적인 기울기 펄스는 2개의 판독 기울기 사이에서 스위칭되고, 제1 기울기 에코 후에 그리고 2개의 판독 기울기에 이어지는 제2 기울기 에코 후에 스핀들이 획득하는 위상을 가능한 한 정확하게 보상하는 임무를 갖는다. 따라서, 이 기울기는 판독 사전 위상 조절 기울기와 동일한 극성 및 2개의 판독 기울기와 반대인 극성을 유지한다. 대안으로서, 양극 판독 기울기들에 의해 제1 및 제2 기울기 에코를 검출하는 것이 가능할 것이다.
판독 포인트의 k-공간 좌표와, 판독 포인트의 여기 및 획득 시간 사이에 판독 방향으로 스위칭된 모든 기울기들의 누적된 0차 모멘트 사이에는 선형 상관성, 즉 kx = γ/(2Π)M0x가 존재한다. 특히, 이 모멘트는 에코 시점에서 0이며, 따라서 에코 시점 주위에서 대칭으로 획득되는 판독 포인트의 k-공간 좌표이다.
따라서, k-공간 라인들의 길이(따라서, 각각의 k-공간 세그먼트의 폭)는 판독 기울기의 0차 모멘트에 의해 결정된다. 판독 기울기의 최대 진폭은 통상적으로 시스템에 따라 제한된다. 판독 인터벌의 지속기간은 종종 사전 결정된 에코 시간들 및 기울기 펄스들의 상승 시간(이는 생리적으로 그리고 또한 설계에 따라 제한됨)에 의해 제한된다. 따라서, 그러한 시나리오에서, 최대/최소 kx 좌표 또는 k-공간 세그먼트들의 에지 길이는 특히 상이한 에코 시점들 간의 시간 인터벌(△TE) 또는 상이한 에코 시간들 간의 차이에 의해 제한된다. 따라서, 통상적으로 제1 및 제2 에코 시점 간의 지속기간(△TE)은 판독 시간, 및 그와 함께, 제한된 최대 기울기 진폭으로 인해 판독 방향에서의 k-공간 라인의 길이를 제한한다. 이것은 또한 MR 이미지들의 해상도를 제한한다.
다양한 실시예들은, k-공간 세그먼트의 한 변을 따르는 것보다 k-공간 세그먼트의 나머지 변을 따라 더 낮은 해상도를 각각 갖는 다수의 k-공간 세그먼트가 k-공간 내에서 완전한 MR 데이터 세트로 결합될 수 있고, 이로부터 등방성 고해상도의 MR 이미지가 계산될 수 있다는 아이디어에 기초한다. 상이한 실시예들에서 k-공간의 세그먼트별 스캐닝이 달성되며, 따라서 최대 달성 가능 공간 해상도는 상이한 k-공간 세그먼트들의 개별 k-공간 라인들의 제한된 길이에 의해 제한되지 않는다. 오히려, 다수의 k-공간 세그먼트에 대한 MR 데이터의 획득을 통해, (다수의 k-공간 세그먼트를 스캐닝하는 것이 가능하지 않은) 전통적인 경우보다 큰 영역에서 k-공간을 스캐닝할 수 있다.
따라서, 상이한 에코 시간들이 주어지면, MR 이미지들의 비교적 높은 공간 해상도의 효과가 달성될 수 있다. 이와 동시에, 상이한 콘트라스트들을 검출하는 데 필요한 모든 에코들이 하나의 RF 여기 펄스 후에 형성되므로, 높은 움직임 불감도가 얻어질 수 있다.
더구나, 이 방법은 동일 에코 시간들에 획득되는 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 기울기 에코들로부터의 각각의 MR 이미지의 결정을 포함할 수 있다. 각각의 하나의 MR 이미지의 결정은 다음의 그룹, 즉 k-공간에서의 리그리딩; k-공간에서의 밀도 보상; k-공간에서의 연속적인 전단(shear) 작업; 병렬 이미징 기술들, 특히 GRAPPA(Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition) 및 SENSE(Sensitivity Encoding); 각각의 에코 시간에 대해, MR 이미지를 결정하기 위해 각각의 스캐닝된 k-공간 세그먼트에 대해 각각 획득되는 다수의 MR 이미지의 결합; 각각의 에코 시간에 대해, 각각의 스캐닝된 k-공간 세그먼트에 대해 각각 획득되는 다수의 MR 데이터의 MR 이미지가 결정되는 결합된 MR 데이터로의 결합으로부터 선택되는 기술들에 의해 이루어질 수 있다.
따라서, "동일한 에코 시간들에"는 상이한 RF 펄스들 각각에 대한 대응하는 에코 시점들을 의미할 수 있다.
예를 들어, 현재 설명되는 양태에 따른 방법은 적어도 하나의 제3 판독 기울기 필드의 인가 동안의 적어도 하나의 제3 기울기 에코의 판독을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 제3 기울기 에코는 제3 에코 시점 주위의 시간 인터벌에서 각각 판독되고, 적어도 하나의 제3 에코 시점은 제1 에코 시점 및 제2 에코 시점에 이어진다.
따라서, 각각의 k-공간 라인에 대한 RF 펄스에 이어서 더 많은 수의 기울기 에코를 검출하는 것이 가능할 것이다. 즉, RF 펄스에 이어서, k-공간 라인이 다음 k-공간 라인으로의 이동 전에 더 자주 스캐닝될 수 있다. 따라서, 상이한 에코 시간들 각각에서 또는 상이한 콘트라스트들 각각을 이용하여 더 많은 수의 MR 이미지들이 획득될 수 있다. 다양한 응용들에서, 이것은 불필요할 수 있으며; 따라서, 예를 들어, 물 및 기름과 같은 상이한 스핀 종들의 분리를 위한 정의된 MR 파라미터들의 정량적 결정에 있어서 정밀도가 향상될 수 있다. 다수의 파라미터, 예를 들어 지방의 다중 스펙트럼 특성이 고려될 수 있다. 다수의 스핀 종을 분리하는 것도 가능할 수 있다.
위에서, 하나의 k-공간 라인과 관련하여 설명된 것은 주로 다중 에코 MR 측정 시퀀스의 특성들이었다. 아래에서는, 복수의 k-공간 라인을 각각 포함하는 k-공간 세그먼트들과 관련된 특성들이 주로 설명된다.
다양한 시나리오들에서, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트는 직사각형이다. 그러한 실시예들에서, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 긴 변은 k-공간 라인들에 수직으로 그리고 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 각각의 k-공간 세그먼트의 방향을 따라 배향된다.
다양한 실시예들은 위상 코딩 방향에서의 k-공간 세그먼트의 에지 길이가 통상적으로 제1의 또는 가장 짧은 에코 시간(TE1)에 의해 제한된다는 깨달음에 기초한다. 관련 응용들에서, 이러한 제한은 통상적으로 판독 방향에서의 에지 길이의 제한보다 적다. 이것은 위상 코딩 방향에서의 k-공간 세그먼트의 에지의 최대 길이가 판독 방향에서의 k-공간 세그먼트의 에지의 최대 길이보다 크다는 것을 의미한다. 따라서, 그러한 직사각형 k-공간 세그먼트의 MR 데이터가 이미지 공간으로 변환되는 경우, 판독 방향에서보다 위상 코딩 방향에서 더 높은 해상도를 갖는 MR 이미지들이 획득된다.
복수의 k-공간 라인에 대한 제1 및 제2 기울기 에코들의 검출을 통해 (위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는) 방향 ky를 따르는 본질적으로 높은 해상도가 달성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 방향 kx를 따라 서로 오프셋된 다수의 k-공간 세그먼트에서의 k-공간의 세그먼트별 스캐닝을 통해 방향 kx를 따르는 비교적 높은 해상도도 달성될 수 있다.
따라서, 언급된 실시예에서, 동일 에코 시간과 각각 관련된 k-공간 세그먼트들의 MR 데이터의 중첩 및 이미지 공간으로의 변환 후에, 상이한 에코 시점들 사이의 시간 인터벌(△TE)에 의해 판독 방향에서의 해상도가 제한되지 않는 MR 이미지들이 획득된다.
본 발명의 일 실시예에서, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트 모두는 k-공간 중심을 포함하며, k-공간 세그먼트들은 (예를 들어, k-공간 중심 주위에) 슬라이스 선택 기울기 필드에 의해 정의되는 평면에서 서로 반대로 회전된다.
예를 들어, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트는 k-공간 중심 주위에서 또는 k-공간 중심에 가까운 k-공간 포인트 주위에서 회전된다. 예를 들어, 그러한 기술들은 프로펠러 측정 기술들로 알려져 있다. k-공간 세그먼트들의 긴 변이 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 방향 kx에 평행하게 배향되는 전통적인 프로펠러 기술들과 달리, 본 발명의 본 양태의 정의된 특징들을 US 7535222로부터 단축 프로펠러 기술들로서 알려진 클래스와 연관시키는 것이 가능할 수 있다.
예를 들어 kx/ky 평면 내의 k-공간 중심 주위에서의 서로 반대인 상이한 k-공간 세그먼트들의 회전을 통해, (전술한 바와 같은) 높은 공간 해상도의 위상 코딩 기울기 필드 방향 ky가 상이한 k-공간 방향들에서 상이한 k-공간 세그먼트들을 나타내는 것이 달성될 수 있다. 예를 들어, 모든 k-공간 세그먼트들에 대한 MR 데이터의 획득 후에, 기울기 에코들이 검출되는 상이한 에코 시점들에 대해 각각의 k-공간 세그먼트에 대해 다수의 MR 이미지를 결정하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 MR 이미지들은 서로 반대로 회전될 수 있는데, 이는 기본 k-공간 세그먼트들이 서로 반대로 회전되기 때문이다. 상이한 MR 이미지들 각각은 각각의 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 (상이한 k-공간 세그먼트들에 대해 변하는) 방향 ky를 따라 높은 공간 해상도를 갖는다. 상이한 MR 이미지들은 각각의 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 (상이한 k-공간 세그먼트들에 대해 또한 변하는) 방향 kx를 따라 동시에 낮은 해상도를 갖는다.
서로 반대로 회전하는 k-공간 세그먼트들에 대해 정의된 에코 시간들에 획득되는 MR 데이터 또는 MR 이미지들이 단일의 고해상도 MR 이미지로 중첩되게 하는 기술들이 알려져 있다. 예를 들어, 이와 관련하여 특허 문헌 DE 10 2005 046 732 B4를 참고한다. 앞의 설명들로부터, 최종 MR 이미지의 최대 달성 가능 공간 해상도는 각각의 k-공간 세그먼트의 각각의 k-공간 라인의 제한된 길이에 의해 제한되지 않는다는 것이 명백하다. 오히려, 특히 상이한 k-공간 세그먼트들에 대해 MR 데이터가 획득되지 않는 경우에 비해, 상이한 k-공간 세그먼트들의 획득된 MR 데이터의 결합을 통해 향상된 공간 해상도가 얻어질 수 있다.
상이한 수의 k-공간 세그먼트를 스캐닝하는 것이 가능하다. 일반적으로, 더 많은(적은) 수의 스캐닝된 k-공간 세그먼트는 각각의 결정된 MR 이미지들의 더 높은(낮은) 공간 해상도를 가능하게 할 수 있으며, 이와 동시에 측정 지속기간이 더 길(짧을) 수 있다.
예를 들어, 슬라이스 선택 기울기 필드에 의해 정의된 평면 내에서 k-공간 중심 주위에서 서로 반대로 회전하고 약 90도의 각도만큼 서로 오프셋된 2개의 k-공간 세그먼트를 스캐닝하는 것이 가능하다.
즉, 2개의 k-공간 세그먼트의 대응하는 변들이 서로 수직인 것이 가능하다. "약 90도"는 (예를 들어, 엔지니어링으로 인한) 더 작은 각도 에러가 정확히 90도에 대한 편차를 유발한다는 것을 의미한다. 즉, "약 90도"는 90도±10도 또는 유리하게는 90도±5도 또는 특히 유리하게는 90도±1도를 의미할 수 있다.
2개의 k-공간 세그먼트만이 스캐닝되는 경우, (예를 들어, 주변 k-공간 영역들에서의) 샘플 포인트들의 밀도가 나이퀴스트(Nyquist) 이론에 따라 요구되는 샘플링 밀도 아래로 떨어질 수 있다. 그러나, 대응하는 MR 이미지의 품질 손실은 양적으로 적으며, 후속 응용들을 위해 허용될 수 있는 것으로 판명될 수 있다. 따라서, 단지 2개의 k-공간 세그먼트의 스캐닝이 주어지는 경우, 특히 짧은 측정 지속기간이 달성될 수 있으며, 이와 동시에, 정의된 MR 이미지들의 비교적 높은 이미지 품질이 보증될 수 있다.
위에서는, 상이한 k-공간 세그먼트들의 회전이 정의된 포인트, 예를 들어 k-공간 중심 주위에서 발생하는 기술들이 주로 설명되었다. 대안으로서 또는 전술한 회전에 더하여, 상이한 스캐닝되는 k-공간 세그먼트들의 서로 반대되는 시프트도 발생할 수 있다.
예를 들어, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트가 서로 반대로, 본질적으로는 슬라이스 선택 기울기 필드에 의해 정의된 평면 내에서 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 짧은 변과 평행하게 시프트되는 것이 가능하다.
짧은 변과 본질적으로 평행한 시프트는 짧은 변과 평행한 시프트의 성분이 우세하다는 것을 의미할 수 있다.
예를 들어, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 서로 반대되는 시프트가 발생하고, 이와 동시에 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 서로 반대되는 회전이 약간만 발생하거나 전혀 발생하지 않는 것이 가능하다. 따라서, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 시프트를 k-공간 세그먼트들의 짧은 변과 본질적으로 평행하도록 구현하는 것이 특히 바람직할 수 있는데, 이는 그러한 방식으로 MR 이미지들의 해상도가 비교적 크게 증가할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 시프트는 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 방향 kx를 따라 발생할 수 있다.
앞에서는, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 회전 및/또는 시프트가 슬라이스 선택 기울기 필드에 의해 정의된 평면 내에서 발생하는 기술들이 주로 설명되었다. 즉, 그러한 기술들은 k-공간의 슬라이스 고유 또는 이차원(2D) 스캐닝과 관련된다. 그러나, 예를 들어 적어도 2개의 k-공간 세그먼트에 의해 스캐닝되는 각각의 평면에 수직인 방향 주위의 그리고 그 방향을 따르는 회전 및/또는 이동 및/또는 경사를 통해 k-공간의 삼차원(3D) 스캐닝을 구현하는 것도 가능하다.
예를 들어, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트 모두가 k-공간 중심을 포함할 수 있으며, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트는 k-공간 중심 주위에서 서로 반대로 회전하고, 따라서 k-공간에서 구(sphere)가 스캐닝된다.
예를 들어, k-공간에서의 3D 구의 스캐닝은 서로 반대되는 개별 k-공간 세그먼트들의 동시적인 회전 및 경사를 통해 발생할 수 있다. 예를 들어, 구의 반경은 각각의 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 방향 ky에 평행하게 위치할 수 있는 각각의 k-공간 세그먼트의 긴 변에 의해 정의될 수 있다.
그러한 3D 변형예의 효율은 오버샘플링, 따라서 획득된 MR 데이터의 비교적 높은 밀도로 인해 k-공간의 중앙 영역에서 제한될 수 있다. 이에 불구하고, 특히 k-공간 세그먼트마다 기울기 에코들의 검출에 대한 지속기간이 짧아야 할 때, 대응하는 기술들은 불필요할 수 있다. 이것은 피검사자의 움직임이 (예를 들어, 호흡 등으로 인해) 존재하는 경우에 그러할 수 있다.
앞에서는 (슬라이스 선택 기울기 필드에 의해 정의되는) 방향 kz를 따른 k-공간 세그먼트들의 해상도가 여기된 슬라이스의 폭에 의해 결정될 수 있는 기술들이 주로 설명되었다. 즉, 2D 시퀀스 기술들로서 알려진 것들을 이용하여 개별 k-공간 세그먼트들이 획득되는 기술들이 설명되었다. 대안으로서 또는 추가로, k-공간 세그먼트들 자체가 삼차원을 갖는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 시퀀스의 제1 삼차원(3D) 변형예는 슬라이스 선택 방향을 따른 제2 위상 코딩 테이블의 스위칭을 포함한다. 게다가, 각각의 k-공간 세그먼트는 k-공간 내의 큐보이드(cuboid)이다. 이러한 큐보이드들 각각은 상이한 실시예들에서 삼차원 그리드에서 스캐닝된다.
따라서, 상이한 실시예들에서 적어도 2개의 k-공간 세그먼트는 큐보이드가며, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트 각각은 추가적인 위상 코딩 기울기 필드의 인가를 통해 슬라이스 선택 기울기 필드에 의해 정의되는 방향을 따라 서로 반대로 시프트되는 다수의 직사각 서브세그먼트를 포함한다. 다수의 서브세그먼트의 긴 변은 위상 코딩 기울기 필드에 의해 또는 추가적인 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 방향을 따라 배향될 수 있다. 다수의 서브세그먼트의 짧은 변은 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 각각의 k-공간 세그먼트의 방향을 따라 배향될 수 있다.
즉, 서브세그먼트들은 이차원만을 가질 수 있으며; k-공간 세그먼트마다의 다수의 서브세그먼트의 사용을 통해, k-공간 세그먼트에 대해 삼차원이 달성될 수 있다. 서브세그먼트들은 k-공간 세그먼트들과 관련하여 전술한 특성들을 가질 수 있다.
즉, 슬라이스 선택 기울기 필드에 의해 정의되는 방향 kz를 따라 제2 위상 코딩 테이블을 스위칭하는 것이 가능할 수 있다. 따라서, 각각의 k-공간 세그먼트는 k-공간에서 3D 큐보이드일 수 있다. 이러한 큐보이드 k-공간 세그먼트들은 3D 그리드에서 스캐닝될 수 있다.
2D k-공간 세그먼트들과 관련하여 전술한 기술들에 대응하여, 상이한 3D k-공간 세그먼트들을 k-공간에서 서로 반대로 회전시키고/시키거나 이동시키고/시키거나 기울이는 것이 가능할 수 있다.
예를 들어, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트 모두가 k-공간 중심을 포함하고, k-공간 세그먼트들이 각각의 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 평면 및 위상 코딩 기울기 필드에 의해 또는 추가적인 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 평면에서 서로 반대로 회전하는 것이 가능할 수 있다.
적어도 2개의 k-공간 세그먼트 모두가 k-공간 중심을 포함하고, k-공간에서 원통 또는 구가 스캐닝되도록 k-공간 중심 주위에서 서로 반대로 회전하는 것도 가능하다. 즉, 다수의 회전 축들 및/또는 회전 중심 주위의 회전이 발생할 수 있다.
앞에서는 2D에서만이 아니라 3D에서의 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 서로에 대한 상대적 배열 및/또는 배향과 관련된 기술들이 주로 설명되었다. 아래에서는 기울기 에코들의 검출 또는 적어도 2개의 k-공간 세그먼트 각각에 대한 MR 데이터의 획득에 관련된 기술들이 설명된다.
기울기 에코들의 검출이 스핀 에코/기울기 에코 하이브리드 시퀀스의 범위 내에서 발생하는 것이 가능하다. 예를 들어, 스핀 에코가 스핀 에코 시퀀스에 의해 리포커싱될 수 있으며, 제1 및 제2 기울기 에코가 스핀 에코 근처에서 검출된다.
스핀 에코/기울기 에코 하이브리드 시퀀스들은 원칙적으로 예를 들어 기울기 및 스핀 에코(GRASE) MR 측정 시퀀스들 또는 터보 기울기 스핀 에코(TGSE) MR 측정 시퀀스들로서 알려진 것들과 관련하여 이 분야의 기술자에게 공지되어 있다.
예를 들어, RF 펄스는 가로 자화의 스핀 에코를 생성하기 위한 리포커싱 펄스이고, 제1 에코 시점 및 제2 에코 시점이 스핀 에코의 기간 내에 위치하는 것이 가능하다. 이 경우, 에코 시간은 통상적으로 스핀 에코와 에코 시점 사이의 시간으로서 주어진다.
일 실시예에서, 스핀 에코가 스핀 에코(SE) 시퀀스를 이용하여 리포커싱되며, 기울기 에코들의 열이 스핀 에코 근처에 형성된다.
GRASE/TGSE와 유사한 하이브리드 시퀀스에서, 기울기 에코들의 열은 리포커싱 펄스들의 열을 이용하여 생성되는 다수의 스핀 에코 근처에서 각각 반복적으로 형성된다. 따라서, 위상 코딩 기울기들은 개별 스핀 에코들 사이에서 바람직하게 변하며, 따라서 세그먼트의 상이한 k-공간 라인들이 하나의 에코 열에서 스캐닝된다.
상이한 실시예들에서, 리포커싱 펄스는 가로 자화를 여기시키기 위한 RF 여기 펄스에 이어지는 다수의 리포커싱 펄스의 시리즈의 일부일 수 있다. 다수의 리포커싱 펄스의 시리즈 중 적어도 하나의 리포커싱 펄스 후에, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트 각각의 k-공간 라인들 중 적어도 하나가 각각 스캐닝될 수 있다.
즉, 리포커싱 펄스들에 의해 생성되는 개별 스핀 에코들 사이에 위상 코딩 기울기 필드를 변화시켜, 하나의 k-공간 세그먼트의 상이한 k-공간 라인들이 단일 RF 여기 펄스 후에 스핀 에코들의 열의 프레임워크 내에서 스캐닝되게 하는 것이 가능할 수 있다. 스핀 에코마다 다수의 기울기 에코가 검출될 수 있다. 예를 들어, k-공간 세그먼트의 모든 k-공간 라인들이 단일 RF 여기 펄스 후에, 즉 단일 스핀 에코 열 내에서 검출되는 것이 가능하다.
환자의 움직임으로부터 발생하는 문제들은 스핀 에코/기울기 에코 하이브리드 시퀀스들을 이용하는 그러한 기술들을 이용함으로써 감소될 수 있다. 스핀 에코 열의 지속기간은 통상적으로 짧아서, k-공간 세그먼트에 대한 MR 데이터의 획득 동안 발생하는 움직임이 "동결(freeze)"될 수 있다. 상이한 k-공간 세그먼트들의 MR 데이터의 획득 사이에 발생하는 피검사자의 잔여 움직임은 전통적인 프로펠러 MR 이미징으로부터 알려진 바와 같은 기술들에 의해 교정 또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 이것은 상이한 k-공간 세그먼트들의 획득된 MR 데이터의 대응하는 가중을 통해 발생할 수 있다. 피검사자의 움직임들로 인한 원하지 않는 이미지 아티팩트들이 그러한 방식으로 감소될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 상이한 극성을 갖는 판독 기울기 필드들의 인가 동안 연속적인 기울기 에코들이 판독된다.
따라서, 제1의 검출된 기울기 에코 및 제2의 검출된 기울기 에코는 옵션으로서 양극 기울기 스킴을 이용하여 형성될 수 있으며, 이는 연속 에코들의 획득 동안 스위칭되는 판독 기울기 필드들이 반대 극성을 갖는다는 것을 의미한다.
단극 판독 스킴을 이용하는 것도 가능하다. 그러한 단극 판독 스킴의 경우, 연속 판독 기울기들은 동일 극성을 갖는다. 그러한 판독 스킴의 경우, 판독 인터벌들 사이에서, 판독 방향에서 반대 극성을 갖는 추가적인 기울기를 스위칭하는 것이 통상적으로 필요하며, 추가적인 기울기는 스핀들이 제1 기울기 에코 후에 제1 판독 기울기의 결과로서 그리고 제2 기울기 에코 전에 제2 판독 기울기의 결과로서 획득하는 위상을 보상한다. 주어진 에코 시간차(△TE)에 대해, 이러한 추가적인 기울기의 지속기간은 에코들의 판독을 위해 제공되는 시간을 줄이며, 따라서 판독 방향에서의 개별 세그먼트의 최대 에지 길이를 줄인다. 따라서, 양극 스킴은 통상적으로 더 효율적이다. 단극 스킴은 다른 장점들을 갖는다. 예를 들어, 상이한 공명 주파수들을 갖는 스핀 종들은 연속 콘트라스트들에서 동일 방향으로 시프트된다. 이와 달리, 양극 판독 스킴의 경우, 시프트 방향이 반전되며, 이는 (Dixon과 같은) 후처리 방법들에서 어려움을 유발할 수 있다.
추가적인 양태에 따르면, 본 발명은 다중 에코 MR 측정 시퀀스에 의해 각각의 상이한 에코 시점들에 대해 검사 대상자의 다수의 MR 이미지를 결정하도록 셋업되는 MR 시스템과 관련된다. 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 적어도 2개의 k-공간 세그먼트를 이용하여 k-공간을 세그먼트별로 스캐닝한다. 적어도 2개의 k-공간 세그먼트가 k-공간 라인들을 따라 라인별로 스캐닝된다. 각각의 k-공간 라인에 대해, 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 제1 에코 시점에서 제1 기울기 에코를, 제2 에코 시점에서 제2 기울기 에코를 형성한다. MR 시스템은 가로 자화를 조종하기 위한 RF 펄스를 방출하도록 셋업된 RF 송신 유닛을 포함한다. 더구나, MR 시스템은 현재 k-공간 라인의 위상 코딩을 위해 위상 코딩 기울기 필드를 인가하도록 셋업된 기울기 시스템을 포함한다. MR 시스템은 다음 단계들, 즉 제1 판독 기울기 필드의 인가 동안의 현재 k-공간 라인에 대해 방출된 RF 펄스들에 의해 조종되는 가로 자화의 제1 기울기 에코의 판독 - 제1 기울기 에코는 제1 에코 시점 주위의 시간 인터벌에서 검출됨 -; 및 제2 판독 기울기 필드의 인가 동안의 제2 기울기 에코의 판독 - 제2 기울기 에코는 제2 시점 주위의 시간 인터벌에서 검출됨 -을 구현하도록 셋업된 RF 수신기 시스템을 더 포함한다. 적어도 2개의 k-공간 세그먼트는 직사각형이며, 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 긴 변은 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 각각의 k-공간 세그먼트의 방향을 따라 배향된다. 적어도 2개의 k-공간 세그먼트의 짧은 변은 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 각각의 k-공간 세그먼트의 방향을 따라 배향된다.
그러한 MR 시스템의 경우, 본 발명의 추가적인 양태에 따른 MR 이미지를 결정하기 위한 방법에 대해 달성될 수 있는 효과들에 필적하는 효과들이 달성될 수 있다.
MR 시스템은 본 발명의 추가적인 양태에 따른 MR 이미지를 결정하기 위한 방법을 구현하기 위해 현재 설명되는 양태에 따라 셋업되는 것이 가능하다.
전술한 특징들 및 후술하는 특징들은 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않고서, 대응하는, 명확히 설명되는 조합에서만이 아니라, 추가적인 조합 또는 분리에서 사용될 수 있다.
전술한 본 발명의 특성들, 특징들 및 장점들은 물론, 이들을 달성하는 방법은 도면들과 관련하여 상세히 설명되는 실시예들에 대한 아래의 설명과 관련하여 더 명확하고 양호하게 이해될 수 있을 것이다. 도면들에서:
도 1은 MR 시스템의 개략도이다.
도 2는 k-공간 세그먼트를 나타낸다.
도 3은 상이한 실시예들에 따른 도 2의 k-공간 라인에 대한 시퀀스 스킴이다.
도 4는 상이한 실시예들에 따른 단극 판독 기울기들을 갖는 시퀀스 스킴이다.
도 5는 상이한 실시예들에 따른 3개의 양극 판독 기울기를 갖는 시퀀스 스킴이다.
도 6은 상이한 실시예들에 따른 다수의 k-공간 세그먼트의 단축 프로펠러형 회전을 나타낸다.
도 7은 상이한 실시예들에 따른 2개의 k-공간 세그먼트의 단축 프로펠러형 회전을 나타낸다.
도 8은 상이한 실시예들에 따른 3개의 k-공간 세그먼트의 그들의 짧은 변을 따른 시프팅을 나타낸다.
도 9는 2개의 평행한 2D 서브세그먼트를 포함하는 상이한 실시예들에 따른 k-공간 세그먼트를 나타낸다.
도 10은 3D k-공간 세그먼트에 대한 기울기 에코들의 검출을 위한 시퀀스 스킴을 나타낸다.
도 11은 3D k-공간 세그먼트들의 회전 및/또는 경사를 통해 스캐닝되는 k-공간 내의 구를 나타낸다.
도 12는 상이한 실시예들에 따른 스핀 에코/기울기 에코 하이브리드 시퀀스를 나타낸다.
도 13은 라인별로 언더샘플링되는 k-공간 세그먼트를 나타낸다.
도 14는 상이한 실시예들에 따른 MR 이미지를 결정하기 위한 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명은 도면들을 참조하여 바람직한 실시예들을 이용하여 상세히 설명된다. 도면들 내의 동일한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 요소들을 나타낸다.
도면들에서는, 상이한 에코 시점들에 대해 기울기 에코들을 각각 형성하고, 판독된 기울기 에코들에 기초하여 MR 이미지들을 결정하는 다중 에코 MR 측정 시퀀스와 관련된 기술들이 설명된다. 예를 들어, 그러한 MR 이미지들에 의해, 상이한 에코 시점들 또는 에코 시간들에 대해 콘트라스트들을 보이는 MR 이미지들을 이용하여 화학적 시프트 이미징으로 알려진 이미징, 따라서 예를 들어 상이한 스핀 종들의 분리를 구현하는 것이 가능할 수 있다.
구체적으로, 후술하는 기술들은 상이한 콘트라스트의 대응하는 k-공간 라인들이 짧은 시간 인터벌들에서 획득되어 비교적 높은 움직임 불감도를 가능하게 하는 것을 특징으로 한다. 종래 기술로부터 알려진 TR별 n-에코 기술들과 달리, 그들은 결정된 MR 이미지들의 더 높은 등방성 해상도를 동시에 가능하게 한다. 이것은 k-공간 라인들을 따라 또는 각각의 판독 기울기 필드에 의해 정의되는 방향 kx를 따라 각각 배향되는 짧은 변을 갖는 다수의 k-공간 세그먼트를 갖는 k-공간의 스캐닝을 통해 발생한다. k-공간 세그먼트마다 많은 수의 평행한 k-공간 라인을 스캐닝함으로써, 각각의 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 방향 ky에서 높은 해상도가 본질적으로 달성될 수 있다. 서로 반대로 시프트 및/또는 회전되는 다수의 k-공간 세그먼트의 MR 데이터의 결합을 통해, 중첩된 데이터 세트로부터 계산된 MR 이미지들이 높은 등방성 해상도를 갖는 것이 달성된다.
도 1에는 본 발명에 따른 대응하는 기술들, 방법들 및 단계들을 구현하도록 셋업된 MR 시스템(100)이 도시된다. MR 시스템(100)은 튜브(111)를 정의하는 자석(110)을 갖는다. 자석(110)은 그의 장축에 평행한 기본 자기장을 생성한다. 침대 테이블(102) 상의 검사 대상자(여기서는 피검사자(101))가 자석(110) 안으로 슬라이딩될 수 있다. MR 시스템(100)은 MR 이미징을 위해 그리고 획득된 원시 데이터의 공간 코딩을 위해 사용되는 기울기 필드들을 생성하기 위한 기울기 시스템(140)을 더 갖는다. 기울기 시스템(140)은 통상적으로 적어도 3개의 기울기 코일(141)을 포함하며, 이들은 개별적으로 제어되고, 서로에 대해 명확한 방식으로 배치될 수 있다. 기울기 코일들(141)은 기울기 필드들이 정의된 공간 방향들(기울기 축들)을 따라 인가되고 스위칭되는 것을 가능하게 한다. 대응하는 기울기 코일들(141)은 기울기 시스템(140)의 채널들로도 지시된다. MR 시스템(100)의 기계 좌표계가 기울기 코일들(141)의 와인딩들에 의해 정의될 수 있다. 기울기 필드들은 예를 들어 슬라이스 선택을 위해, (판독 방향에서의) 주파수 코딩을 위해 그리고 위상 코딩을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 원시 데이터의 공간 코딩이 달성될 수 있다. (슬라이스 선택 기울기 필드들, 위상 코딩 기울기 필드들 및 판독 기울기 필드들에 각각 평행한) 공간 방향들이 기계 좌표계와 반드시 일치할 필요는 없다. 오히려, 이들은 예를 들어 각각의 MR 측정 시퀀스의 특정 요구들에 기초하여 설정될 수 있고/있거나 피검사자(101)의 해부학적 특성들에 기초하여 설정될 수 있는 k-공간 궤적과 관련하여 정의될 수 있다.
진폭 변조된 RF 여기 펄스를 피검사자(101) 내로 방출할 수 있는 RF 코일 배열(121)이 기본 자기장 또는 세로 방향의 자화의 정렬을 유발하는 분극의 여기를 위해 제공된다. 따라서, 가로 자화가 생성될 수 있다. 그러한 RF 여기 펄스들을 생성하기 위하여, RF 송신 유닛(131)이 RF 스위치(130)를 통해 RF 코일 배열(121)과 접속된다. RF 송신 유닛(131)은 RF 생성기 및 RF 진폭 변조 유닛을 포함할 수 있다. RF 여기 펄스들은 정상 상태로부터 1D에서 슬라이스 선택적으로 또는 2D/3D에서 공간적으로 선택적으로 또는 전역적으로 가로 자화를 플립(flip)할 수 있다.
더구나, RF 수신 유닛(132)이 RF 스위치(130)를 통해 RF 코일 배열(121)과 결합된다. 완화 가로 자화의 MR 신호들은 RF 수신 유닛(132)을 통해 원시 데이터로서, 예를 들어 RF 코일 배열(121) 내로의 유도 주입을 통해 획득될 수 있다.
일반적으로, RF 송신 유닛(131)에 의한 RF 여기 펄스들의 방출을 위해 그리고 RF 수신 유닛(132)에 의한 원시 데이터의 획득을 위해 개별 RF 코일 배열들(121)을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 볼륨 코일(121)이 RF 펄스들의 방출을 위해 사용될 수 있으며, RF 코일들의 어레이를 포함하는 표면 코일(도시되지 않음)이 원시 데이터의 획득을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 원시 데이터의 획득을 위한 표면 코일은 32개의 개별 RF 코일을 포함할 수 있으며, 따라서 특히 부분적 병렬 이미징에 적합할 수 있다. 대응하는 기술들이 이 분야의 기술자에게 알려져 있으며, 따라서 여기서는 추가적인 상세가 설명될 필요가 없다.
MR 시스템(100)은 컴퓨터(160)를 더 구비한다. 예를 들어, 컴퓨터(160)는 다중 에코 MR 측정 시퀀스의 범위 내에서 MR 데이터의 획득을 제어하도록 셋업될 수 있다. 더구나, 컴퓨터는 MR 데이터를 결정하기 위해 k-공간로부터 이미지 공간으로의 MR 데이터의 변환을 구현하도록 셋업될 수 있다. 컴퓨터는 또한 MR 데이터를 결정하기 위해 다수의 k-공간 세그먼트에 대해 획득된 MR 데이터를 중첩시키도록 셋업될 수 있다.
다중 에코 MR 측정 시퀀스는 동일한 k-공간 포인트들 또는 k-공간 영역들에 대해, 예를 들어 가로 자화를 조종하는 RF 펄스와 관련하여 상이한 에코 시점들에서 각각 MR 데이터가 획득된다는 것을 의미한다. 그러한 시나리오가 도 2에 도시된다.
도 2에서는 k-공간(210)의 단일 k-공간 세그먼트(200-1)가 다수의 k-공간 라인(220)을 이용하여 스캐닝된다. 방향 kx( 도 2의 수평축)는 k-공간 세그먼트(200-1)의 판독 기울기 필드의 방향과 평행하다. 이 방향에 대해, k-공간 세그먼트(200-1)의 위상 코딩 기울기 필드의 방향에 평행하게 배향된 방향 ky가 직교한다. k-공간 중심(211)이 kx 및 ky 좌표들의 원점에 위치한다. k-공간 중심(211)에서, kx=0 및 ky=0이다.
인접하는 k-공간 라인들(220)의 간격은 Δkpe이다. k-공간 라인들(220)의 길이는 NaΔka이며, 여기서 Na는 판독 포인트들의 수이고, Δka는 인접하는 판독 포인트들 사이의 간격이며, 이는 도 2의 예에서 일정하다. 도 2로부터 명백하듯이, k-공간 라인들(220)의 길이는 k-공간 세그먼트(200-1)의 폭(200a)을 결정한다. 아래에 설명되는 바와 같이, k-공간 라인들(220)의 길이는 상이한 사전 결정된 에코 시간들 또는 에코 시점들에 대한 기울기 에코들을 검출하기 위한 필요성에 의해 제한된다. 위상 코딩 방향에서의 k-공간 세그먼트의 범위 NPE*ΔkPE(여기서, NPE는 위상 코딩 단계들의 수)는 다른 제한들에 의존한다. 여기서의 관련 응용들에 대해, 이러한 제한들은 통상적으로 더 적다. 이것은 위상 코딩 방향에서의 범위가 판독 방향에서의 범위보다 크도록 선택될 수 있다는 것을 의미한다.
따라서, k-공간 세그먼트(200-1)는 직사각형이며, k-공간 세그먼트(200-1)의 긴 변(200b)은 k-공간 라인들(220)과 직교하도록 그리고 위상 코딩 방향 ky를 따라 배향된다. k-공간 세그먼트(200-1)의 짧은 변(200a)은 k-공간 라인들(220)을 따라 그리고 판독 방향 kx를 따라 배향된다.
따라서, 많은 수의 k-공간 라인(220)을 스캐닝함으로써 ky를 따라 본질적으로 높은 해상도가 제공될 수 있다.k-공간 세그먼트(200-1)의 제한된 폭(200a)으로 인해, kx 방향에서의 해상도는 처음에 제한되지만, 이러한 제한된 kx 방향의 해상도는 본 발명에 따라 (도 2에 도시되지 않은) 다수의 k-공간 세그먼트에 대한 MR 데이터의 획득을 통해 교정될 수 있다.
단일 k-공간 라인(220)에 대한 간소화된 시퀀스 스킴이 도 3에 도시된다. 무선 주파수(300)가 도 3의 최상부에 도시된다. RF 펄스(401-1)의 방출이 먼저 발생한다. 명료화를 위해, 슬라이스 선택 기울기 필드의 인가는 도 2에 도시되지 않는다. RF 펄스(401-1)는 가로 자화를 여기시키며(RF 여기 펄스), 즉 정상 상태로부터 적어도 부분적으로 세로 자화를 굴절시킨다.
이어서, 위상 코딩 방향(302)을 따르는 위상 코딩 기울기 필드(402)의 인가가 발생한다. 도 3에서, k-공간 라인(220)은 두 번 스캐닝된다( 이중 에코 기울기 에코 시퀀스). 이를 위해, 처음에 제1 판독 사전 위상 조절 기울기(403-1)가 판독 방향(303)을 따라 스위칭된다. 판독 사전 위상 조절 기울기(403-1)의 목적은 스핀들이 제1 기울기 에코의 (지속기간 TE1에 대응하는) 원하는 제1 에코 시점(501)에서 판독 기울기(403-2)의 결과로서 획득하는 위상을 가능한 한 정밀하게 보상하는 것이다. 이어서, 가로 자화의 주파수 코딩을 위해 제1 판독 기울기(403-2)가 스위칭된다. 판독 기울기(404-2)는 (지속기간 TE2에 대응하는) 제2 에코 시점(502)에서 제2 기울기 에코를 형성한다. 양 판독 기울기들(403-2, 404-2)은 도시된 예에서 동일한 극성을 가지므로(단극 판독 스킴), 추가적인 기울기(404-1)가 판독 기울기들(403-2, 404-2) 사이에서 스위칭되며, 추가적인 기울기(404-1)의 모멘트는 스핀들이 제1 에코 시간(TE1) 후에 제1 판독 기울기(403-2)의 결과로서 그리고 제2 에코 시간(TE2) 전에 제2 판독 기울기(404-2)의 결과로서 획득하는 위상을 보상하도록 선택된다.
도 3의 최하부에는 선택된 시간 인터벌들 동안의 k-공간 궤적(230)이 화살표로 도시된다. 도 3으로부터 명백하듯이, k-공간 라인(220)은 판독 기울기들(403-2, 404-2) 동안 좌우에서 우로 스캐닝된다.
더구나, 도 3에는 판독 기울기(403-2)에 대해 상승 에지(403-2a), 하강 에지(403-2c) 및 평탄한 최상부(403-2b)의 기간들이 도시된다. 데이터가 지속기간(403-2b) 전체 동안 판독되는 경우, k-공간 라인(220)의 길이는 시간 인터벌(403-2b) 동안의 판독 기울기(403-2)의 모멘트와 상관된다. 이 모멘트가 클수록, k-공간 라인(220)에 대해 획득된 MR 데이터에 의해 달성될 수 있는 공간 해상도가 커진다. 특정 기술들에 의해, 에지들(403-2a, 403-2c)에 대한 MR 데이터를 획득하는 것도 가능하다. 따라서, 공간 해상도가 더 향상될 수 있다.
도 4의 시퀀스 스킴은 도 4에서 다수의 k-공간 라인(220)에 대해 더 상세히 설명된다. 구체적으로, 도 4에서, 제1 기울기 에코가 형성되는 제1 에코 시점(501) 및 제2 기울기 에코가 형성되는 제2 에코 시점(502)이 도시된다. 기울기 에코들이 판독되는 시간 인터벌들(901, 902)도 도시된다. 기울기 에코는 항상 누적된 0차 기울기 모멘트에 대해 적용되는 시간들(t)에 형성된다.
[수학식 1]
Figure 112014028604559-pat00001
여기서, R, S는 각각 판독 방향(303) 및 슬라이스 선택 방향(301)을 나타낸다. 적분 시점(t0)은 RF 펄스(401-1)의 등지연 시점으로 알려진 시점이며, 이는 대칭적인 동기화된 형상의 RF 펄스들의 경우에 RF 펄스(401-1)의 중간 시점에 거의 일치한다.
도 4에서는, 3개의 기울기(407a, 407b, 407c)가 슬라이스 선택 방향(301)에서 스위칭된다. 407a는 RF 방출 동안에 스위칭되는 슬라이스 선택 기울기이다. 기울기 407b는 스핀들이 슬라이스 선택 기울기의 결과로서 축적한 위상을 보상하는 임무를 갖는다. 식 1과 관련하여, RF 펄스의 등지연 시간과 슬라이스 선택 기울기 필드(407a)의 끝 사이에 축적된 슬라이스 선택 방향의 모멘트는 슬라이스 선택 기울기 필드(407b)에 의해 보상되며, 따라서 슬라이스 선택 기울기 필드(470b)의 끝과 스포일러 슬라이스 선택 기울기 필드(407c)의 시작 사이의 모든 시간들(t)에 대해 ms(t) = 0이다.
판독 기울기 필드 방향 kx에서, 판독 사전 위상 조절 기울기(403-1)의 양은 원하는 제1 에코 시점(501)에서 판독 기울기 필드(403-2)에 의해 획득되는 모멘트를 보상하도록 선택된다.
도 4의 예에서, 판독 기울기들(403-2, 404-2)은 동일 극성 및 동일 진폭을 갖는다. 이러한 선택은 필수적은 아니지만, 예를 들어 MR 이미지의 더 늦은 재구성의 경우에 유리한 효과들을 가질 수 있는데, 그 이유는 제1 에코 시점(501) 또는 제2 에코 시점(502)에 대해 각각의 획득되는 지방 MR 이미지와 물 MR 이미지 사이의 시프트가 판독 방향(303)에서 동일하기 때문이다.
판독 기울기 에코들(403-2, 404-2)의 평탄 최상부 지속기간이 동일한 길이를 갖는 것도 가능하다. 판독 채널(304)에 대해, 시간 인터벌들(901, 902)이 각각 도시되며, 그들 동안에 기울기 에코들을 검출하고 아날로그로부터 디지털로 변환하여, 획득된 MR 데이터의 샘플 포인트들을 획득한다.
제1 에코 시점(501)은 등지연 시점 t0과 관련하여 정의된다(도 4에 에코 시간 TE1로 표시된다). 따라서, 제2 에코 시점(502)은 등지연 시점 t0과 관련하여 정의된다((도 4에 에코 시간 TE2로 표시된다). 제1 및 제2 에코 시점들(501, 502) 간의 시간차는 ΔTE로 표시된다. 이 기간은 또한 에코 시간들(TE1, TE2) 간의 차이에 대응한다.
다중 에코 MR 측정 시퀀스의 대안 실시예의 시퀀스 스킴이 도 5에 도시된다. 도 5의 시퀀스 스킴에서는, RF 펄스(401-1) 후에 k-공간 라인(220)에 대해, 양극 판독 기울기 필드들(403-2, 404-2, 405-2)의 인가를 통해 3개의 기울기 에코의 카운트가 검출된다(도 5에서, 3개의 기울기 에코는 별표로 표시된다). 3개의 기울기 에코는 에코 시점들(501, 502, 503)에서 각각 형성된다.
도 5에서 기울기 에코 열은 3개의 기울기 에코를 포함하지만, 상이한 실시예들에서는 예를 들어 2개의 기울기 에코만을 또는 4개 이상의 기울기 에코를 검출하는 것이 가능할 것이다.
더구나, 도 5의 실시예에서는, MR 데이터의 획득이 판독 채널(304)에서 그리고 판독 기울기 필드들(403-1, 404-1, 405-1)의 램핑 동안 발생한다(램프 샘플링). 따라서, 비교적 더 높은 공간 해상도가 달성될 수 있다.
도 6에는 6개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5, 200-6)의 카운트가 도시된다. 이전 도면들과 관련하여 설명된 k-공간 세그먼트(200-1)는 도 6에서 점선 테두리에 의해 강조된다. 도 6에서, k-공간의 방향 kx는 강조된 k-공간 세그먼트의 판독 방향과 일치한다. 따라서, k-공간의 방향 ky 및 표시된 k-공간 세그먼트의 위상 코딩 방향에 대해 동일하게 적용된다. 상이한 k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5, 200-6) 각각은 그들의 이웃들에 대해 그리고 k-공간 중심(211)을 포함하는 회전축에 주위로 30도 회전되며, 회전축은 슬라이스 선택 기울기 필드 방향 kz과 평행하다.
그러한 k-공간(210)의 세그먼트화는 전술한 US 7535222로부터의 단축 프로펠러 기술들에서도 사용된다. US 7535222와 달리, 여기서는 k-공간 세그먼트(프로펠러 블레이드)의 라인들(220)이 여기 펄스 후에 EPI 궤적으로 채워지지 않는다. k-공간 라인(220)의 획득을 위한 k-공간 궤적(230)은 현재 각각 k-공간 중심(211)에서 시작하며, k-공간 라인들을 연속적으로 트래버스하지 않는다(US 7535222에서 도 1b에 대비하여 도 3을 참조한다). 더욱이, 현재, 상이한 콘트라스트들을 획득하기 위해, 각각의 k-공간 라인(220)이 예를 들어 바로 연속하여 여러 번 트래버스된다. 이 실시예에 존재하는 목적 또한, k-공간이 위상 코딩 방향에서 트래버스되는 속도를 증가시킴으로써 에코 평면(EPI) 시퀀스의 왜곡을 줄이려는 US 7535222의 목적과 다르다. 본 발명의 상이한 실시예들의 한 가지 효과는 사전 결정된 에코 시간들에서 다중 콘트라스트 시퀀스의 해상도를 향상시키는 것이다.
도 7에는, k-공간(210)이 2개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2)에 의해 스캐닝되는 시나리오가 도시되며, 여기서 2개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2)는 슬라이스 선택 기울기 필드에 의해 정의되는 평면(예를 들어, 이 평면은 법선 벡터를 가질 수 있거나 kz와 평행하게 배향됨)에서 k-공간 중심(211) 주위에서 90도만큼 서로 반대로 회전된다. 그러한 시나리오에서는, k-공간(210)의 특히 빠른 스캐닝이 발생할 수 있다. 더구나, 검출된 기울기 에코들을 획득된 MR 데이터로서 디지털화함으로써 얻어지는 샘플 포인트들(235)이 도 7에 도시된다.
2개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2)만을 갖는 k-공간(210)의 스캐닝은 다양한 효과를 가능하게 한다. 세그먼트들(200-1, 200-2) 중 하나의 세그먼트의 위상 코딩 기울기 필드 방향 ky에서, 다음 식이 적용된다.
[수학식 2]
ΔkPE = 1/FoVPE = 1/(NPEΔpPE) 또는 NPE ΔkPE = 1/ΔpPE
여기서, ΔpPE는 위상 코딩 기울기 필드 방향 ky에서의 인접 라인들의 간격이고, NPE는 위상 코딩 단계들의 수이고, FoVPE는 (도 7에 삽화로서 표시된) MR 이미지(1000)에 대한 이미지 공간(270)에서 위상 코딩 방향에서의 시야(FoV)의 치수를 나타낸다.
FoV가 위상 코딩 기울기 필드 방향 ky를 따라 더 작게 선택될수록, MR 이미지(1000)에 대한 원하는 해상도를 실현하는 데 필요한 위상 코딩 단계들의 수(NPE)가 적어진다.
따라서, 데카르트 이미징에서, 참조 구현들에서, 위상 코딩 기울기 필드 방향 ky는 전통적으로 피검사자(101)의 신체 단축을 따라 배향되며, (위상 오버샘플링을 포함하는) 위상 코딩 기울기 필드 방향 ky에서의 실제 시야는 판독 방향 kx에서의 시야보다 작도록 선택된다. 더구나, 데카르트 이미징에서의 참조 구현들에서, 해상도는 종종 판독 방향 kx에서보다 위상 코딩 기울기 필드 방향 ky에서 더 작도록 선택된다.
그러나, 전술한 프로펠러 기술들을 이용하는 MR 이미징에서는, 전통적인 기술들을 이용하여 비-2차 시야를 실현하기가 훨씬 더 어려울 수 있고, 통상적으로 효율 이득이 더 작을 수 있으며, 이와 관련해서는 예를 들어 P. E. Larson und D. G. Nishimura "Anisotropic Field-of views for PROPELLER MRI" in Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 (2007) 1726을 참고한다. 그러나, (도 7에 도시된 바와 같은) 2개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2)를 갖는 일 실시예에서는, 직사각 시야를 비교적 쉽게 실현하고 큰 이득 효율을 얻을 수 있다.
사용자에 의해 제공되는 2개의 직교하는 방향 x 및 y; x 방향을 따르는 범위 FoVx 및 y 방향을 따르는 범위 FoVy에 의해 지정되는 (통상적으로 2차가 아닌) 시야; 및 x 방향에서의 원하는 픽셀 크기 Δx 또는 y 방향에서의 Δy 및 원하는 에코시간차 ΔTE에 기초하여, k-공간 세그먼트(200-1)의 판독 기울기 필드 방향 kx는 x 방향을 따라 배향되고, k-공간 세그먼트(200-1)의 위상 코딩 기울기 필드 방향은 y 방향을 따라 배향된다.
다음 식이 적용된다.
FoVPE ,1 = FoVy, ΔPPE ,1 = Δy, FoVRO ,1 = k1FoVx, ΔPRO ,1 = Δx
여기서, FoVPE ,1은 위상 코딩 방향에서의 시야를 나타내고, FoVRO ,1은 제1 k-공간 세그먼트(200-1)에 대한 판독 방향에서의 시야를 나타낸다.
세그먼트(200-2)의 판독 기울기 필드 방향은 y 방향을 따라 배치되고, 제2 세그먼트의 위상 코딩 기울기 필드 방향은 x 방향을 따라 배치되며, 따라서 다음 식이 적용된다.
FoVPE ,2 = FoVx, ΔPPE ,2 = Δx, FoVRO ,2 = k2FoVy, ΔPRO ,2 = Δy
여기서, FoVPE ,2는 위상 코딩 방향에서의 시야를 나타내고, FoVRO ,2는 제2 k-공간 세그먼트(200-2)에 대한 판독 방향에서의 시야를 나타낸다.
k1 및 k2는 1 이상으로 설정될 수 있는 값을 갖는 옵션인 추가적인 판독 오버샘플링 팩터들이다. 따라서, 2개의 각각의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2)의 위상 코딩 방향에서의 k-공간 라인 간격 ΔkPE ,1, ΔkPE ,2는 식 2를 이용하여 설정된다. 더욱이, 위상 코딩 단계들 또는 k-공간 라인들(220)의 수 NPE ,1, NPE ,2가 설정된다.
판독 방향 kx에서의 2개의 샘플 포인트의 k-공간 간격은 각각 2개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2)에 대해 ΔkRO ,1, ΔkRO ,2로서 정의되며, 다음 식에 의해 제공된다.
[수학식 3]
ΔkRO ,i = 1/FoVRO ,i, i = 1, 2
이전에 알려진 솔루션들과 달리, 본 발명에 따른 실시예들에서는 판독 방향에서의 샘플 포인트들(235)의 수 NRO ,1, NRO ,2가 자유롭게 선택될 수 있고, 데카르트(또는 방사상) 이미징에 대한 아래의 식으로부터 계산되는 값보다 훨씬 적다.
[수학식 4]
NRO , cart ΔkRO ,i = 1/ΔpRO ,i, i = 1,2
따라서, 판독 방향 kx에서의 샘플 포인트들의 수 NRO에 대해, 다음 식이 적용된다.
[수학식 5]
NRO ,i < NRO , cart = 1/(ΔkRO , iΔpRO ,i) = FoVRO ,i/ΔpRO ,i , i = 1,2
여기서, NRO , 1는 바람직하게는 가능한 한 크게 선택될 수 있으며, 따라서 원하는 에코 시간차 ΔTE가 연속적인 에코 시점들 사이에서 여전히 실현될 수 있다. 샘플링되지 않은 주변 k-공간 코너들은 이러한 방식으로 가능한 한 작게 유지될 수 있다.
이어서, x 방향에서의 k-공간 그리드 간격 Δkx 및 y 방향에서의 k-공간 그리드 간격 Δky가 설정되고, x 방향에서의 그리드 간격 ΔkRO ,1 및 y 방향에서의 ΔkPE ,1을 갖는 제1 세그먼트의 (ΔkRO ,1, ΔkPE ,1) 데이터 행렬은 물론, x 방향에서의 그리드 간격 ΔkPE ,2 및 y 방향에서의 ΔkRO ,2를 갖는 제2 세그먼트의 (ΔkPE ,2, ΔkRO ,2) 데이터 행렬도 (Δkx, Δky) 상에 보간된다.
그리드 간격들의 적절한 선택이 주어지면, 이러한 보간은 특히 정밀하고 특히 효율적인 동기화 보간을 이용하여 구현될 수 있다. k-공간 세그먼트들의 MR 데이터는 복소 데이터로서 추가된다. MR 이미지의 결정은 (Δkx, Δky) 데이터 행렬의 2D FFT를 통해 발생할 수 있다. 푸리에 변환의 선형성으로 인해, MR 데이터의 중첩은 푸리에 변환 전에 또는 후에 발생할 수 있다. 보간 전에 또는 후에, k-공간(210)에서, 2개의 세그먼트의 오버랩 영역에서의 고밀도 데이터 샘플링을 보상하는 밀도 보상이 구현된다. 2개의 세그먼트의 위상 교정 및 움직임 보상도 중첩 전에 구현될 수 있다.
2개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2) 및 비-2차 시야를 갖는 k-공간(210)의 커버리지가 도 7에 도시된다. 이 예에서, FoVx = 2FoVy, k1 = 1 및 k2 = 2이다.
k-공간(210)가 3개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3)에 의해 스캐닝되는 본 발명의 추가적인 실시예가 도 8에 도시된다. k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3) 각각은 직사각형이다. 각각의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3)는 각각의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3)의 위상 코딩 기울기 필드 방향 ky을 따르는 긴 변 및 판독 기울기 필드 방향 kx을 따르는 짧은 변을 포함한다. 각각의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3)의 k-공간 라인들(220)은 전술한 다중 에코 MR 측정 시퀀스에 의해 다수의 기울기 에코를 검출하기 위해 여러 번 트래버스된다. 이와 달리, 각각의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3)의 상이한 k-공간 라인들(220)은 상이한 여기 펄스들(401-1) 후에 기울기 에코 시퀀스 또는 스핀 에코 시퀀스를 이용하여 획득된다. TGSE 하이브리드 시퀀스를 사용하는 경우, 세그먼트의 상이한 라인들은 상이한 스핀 에코들 근처에서 획득된다.
(예를 들어, 도 6 및 7과 관련하여) 전술한 바와 같은 프로펠러와 같은 기술들과 달리, 상이한 k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3)은 k-공간 중심(211) 주위에서 서로 반대로 회전하지 않는다. 오히려, 3개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3)는 본질적으로 짧은 변과 평행하게, 즉 판독 기울기 필드 방향 kx와 평행하게 서로 반대로 시프트된다. 판독 기울기 필드 방향 kx을 따르는 k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3)의 시프트는 모든 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3)가 함께 원하는 해상도를 달성하는 데 필요한 범위를 갖는 k-공간(210)를 커버하도록 설계된다.
도 8의 예에서, 상이한 k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3)은 부분적으로 오버랩된다. 그러나, k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3)이 부분적으로 오버랩될 필요는 없다. 더 큰(더 작은) 정도의 오버랩은 다중 에코 MR 측정 시퀀스의 효율을 줄일(늘릴) 수 있다. 이것은 상이한 k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3)의 오버랩 영역에서의 MR 데이터가 여러 번 획득되기 때문이다. 반복적으로 획득된 MR 데이터는 예를 들어 상이한 k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3)에 대한 기울기 에코들에 대한 검출 사이의 피검사자의 움직임의 결과로서 발생할 수 있는 MR 이미지들의 아티팩트들을 교정 또는 완화하는 데 사용될 수 있다.
판독 기울기 필드 방향 kx을 따르는 k-공간 세그먼트들(200-1, 200-2, 200-3)의 시프트는 판독 사전 위상 조절 기울기(403-1)의 대응하는 선택을 통해 특히 간단히 달성될 수 있다. 추가적인 판독 사전 위상 조절 모멘트가 판독 사전 위상 조절 기울기(403-1)의 특정 크기 조절을 통해 달성될 수 있다. 도 8의 예에서 3개의 k-공간 세그먼트(200-1, 200-2, 200-3)가 예를 들어 도 3으로부터의 시퀀스를 이용하여 획득되는 경우에 그리고 A가 판독 인터벌에 걸친 판독 기울기의 적분인 경우에, 판독 방향과 반대인/판독 방향을 따르는 k-공간 세그먼트의 에지 길이에 의한 k-공간에서의 시프트가 -/+ A의 추가적인 판독 사전 위상 조절 모멘트를 통해 달성되어, 제1/제3 k-공간 세그먼트(200-1, 200-3)가 획득된다. 이러한 시프트는 명확히 오버랩되지 않는 세그먼트들에 대응할 것이다. 따라서, 오버랩되는 세그먼트들에 대해, 추가적인 판독 사전 위상 조절 기울기의 크기는 더 작게 선택된다.
도 9에는 큐보이드 k-공간 세그먼트(200)가 도시된다. k-공간 세그먼트(200)는 슬라이스 선택 기울기 필드 방향 k-공간을 따라 서로 반대로 시프트되는 2개의 직사각 2D 서브세그먼트(200aa, 200bb)를 포함하며, 이것은 3D k-공간 세그먼트(200)이다. 더구나, 도 9에는 2개의 서브세그먼트(200aa, 200bb)에 대한 k-공간 라인들(220)이 도시된다. k-공간 라인들(220)은 또한 직사각 서브세그먼트들(200aa, 200bb)의 짧은 변을 따라 또는 판독 기울기 필드 방향 kx을 따라 배향된다. 일반적으로, 2D k-공간 세그먼트들과 관련하여 전술한 기술들은 3D k-공간 세그먼트(200)의 서브세그먼트들(200aa, 200bb)에도 적용될 수 있다.
도 10에는, 도 9에 도시된 바와 같은 판독 포인트들(235)에 대한 MR 데이터의 획득을 가능하게 하는 시퀀스 스킴이 도시된다. 서브세그먼트들(200aa, 200bb) 중 하나를 선택하기 위한 추가적인 위상 코딩 기울기 필드(402a)이 슬라이스 선택 방향(301)을 따라 스위칭된다. 추가적인 위상 코딩 기울기 필드(402a)의 선택에 따라, 더 많거나 적은 수의 서브세그먼트들(200aa, 200bb)이 실현될 수 있고, 슬라이스 선택 기울기 필드 방향 kz을 따르는 2개의 서브세그먼트(200aa, 200bb) 사이의 간격은 명확한 방식으로 선택될 수 있다.
k-공간(210) 내에서 기울이고/이거나 회전시키고/시키거나 시프트시킴으로써 도 9 및 10과 관련하여 전술한 바와 같은 3D k-공간 세그먼트들(200)을 이용하는 것이 가능하다. 예를 들어, k-공간 세그먼트들(200)은 판독 기울기 필드 방향 kx 및 제1 위상 코딩 방향 ky 또는 슬라이스 선택 방향 kz에 의해 정의되는 평면을 따라 서로 반대로 회전할 수 있다. (도 9 및 10과 관련하여 전술한 바와 같은) 3D k-공간 세그먼트들(200)은 k-공간(210)에서 구(240) 또는 원통을 스캐닝하도록 k-공간 중심(211) 주위에서 서로 반대로 회전하는 것도 가능할 것이다(도 11 참조).
판독 기울기들(403-2, 404-1, 405-1)을 갖는 양극 기울기 에코 열에 대한 시간 501, 502, 503에서의 상이한 에코 포인트들에서의 기울기 에코들의 검출이 도 12에 도시된다. 기울기 에코들의 검출은 스핀 에코/기울기 에코 하이브리드 시퀀스의 범위 내에서 발생한다. (도 12에 별표로 표시된) 기울기 에코들은 각각 리포커싱 펄스(401-2a, 401-2b, 401-2c)에서 검출된다. 일점 쇄선에 의해 강조되는 스핀 에코/기울기 에코 하이브리드 시퀀스는 상이한 k-공간 라인들(220)에 대해 반복된다. 따라서, 반복시에, 위상 코딩 기울기(402)의 모멘트가 변한다. 마지막으로, (도 12에 도시되지 않은) 잔여 가로 자화를 위상 역조절하기 위해 스포일러 기울기가 스위칭된다.
따라서, 하나의 에코 열에서 k-공간 세그먼트의 모든 위상 코딩 라인들이 획득되는 것이 달성되면, 환자의 움직임으로부터 발생하는 문제들이 감소하며, 하나의 에코 열의 지속기간은 통상적으로 짧아서, k-공간 세그먼트의 획득 동안 발생하는 움직임이 "동결"된다. 상이한 k-공간 세그먼트들의 획득 사이에 발생하는 잔여 움직임은 개별 k-공간 세그먼트들의 가중을 통해 (전통적인 프로펠러 이미징으로부터 알려진 바와 같이) 교정 또는 감소될 수 있거나, 데카르트 이미징에 비해 비교적 사소한 이미지 아티팩트들을 유발한다.
예를 들어, 제2 에코 시점(402)은 각각의 리포커싱 펄스(401-2a, 401-2b, 401-2c)에 의해 형성되는 스핀 에코와 시간적으로 일치할 수 있다. 따라서, 연속적인 기울기 에코들 사이의 에코 간격(ΔTE)이 기름과 물 사이의 위상 선회 차이가 180도가 되도록 선택되는 경우, 위상 시프트 -180도, 0도, 180도 갖는 3개의 콘트라스트가 얻어진다. 각각의 제2 기울기 에코(502)는 스핀 에코와 일치하고, 따라서 동위상이며, 2개의 다른 기울기 에코(501, 503)는 반대 위상을 갖는다.
도 12로부터, 상이한 리포커싱 펄스들(401-2a, 401-2b, 401-2c)은 RF 여기 펄스(401-1)에 이어지는 다수의 리포커싱 펄스의 시리즈의 일부라는 것이 명백하다. 사전 위상 조절 판독 기울기 필드(403-1)가 RF 여기 펄스(401-1)와 제1 리포커싱 펄스(401-2a) 사이에 인가된다. 양극 기울기 에코들(403-2, 404-1, 405-1) 대신에, 단극 판독 기울기 필드들을 이용하는 대응하는 기술들도 가능하다.
k-공간 세그먼트(200-1)의 언더샘플링이 도 13에 도시된다. 일점 쇄선 k-공간 라인들(220)은 데이터 획득 동안 측정되지 않는다. 따라서, 언더샘플링은 나이퀴스트 이론에 따라 요구되는 측정 샘플 포인트들(235)의 밀도가 충족되지 않는다는 것을 의미한다. 더 많은 획득 코일 및 코일 교정 데이터로서 알려진 데이터가 존재하는 한, 측정되지 않는 k-공간 라인들(220)의 감소를 위해 ppa 이미징의 기술들이 이용될 수 있다.
코일 교정 데이터는 통상적으로 충분히 샘플링되고 동일 획득 코일들을 이용하여 획득되는 저해상도 이미지들의 데이터이다. 다양한 ppa 기술들, 예를 들어 GRAPPA와 같은, k-공간에서 동작하는 기술들 또는 SENSE와 같은, 이미지 공간에서 동작하는 기술들을 이용하여, 누락된 k-공간 라인들(220)을 계산할 수 있다. 자동 교정 기술들로서 알려진 기술들의 경우, 예를 들어 k-공간 중심(211) 근처에서의 고밀도 샘플링을 통해 코일 교정 데이터(ACS 데이터)가 획득될 수 있다. 이것은 누락된 k-공간 라인들(220)이 k-공간 중심(211) 근처에 존재하지 않는다는 점에서 도 13에 개략적으로 도시된다.
예를 들어, ACS 데이터가 k-공간 세그먼트(200-1)에 대해서만 획득되고, 추가적인 k-공간 세그먼트들에 대해 이러한 ACS 데이터로부터 재구성되는 것이 가능하다. 이러한 추가적인 k-공간 세그먼트들에 대해, ACS 데이터는 그리딩 작업의 도움으로 또는 획득된 ACS 데이터의 회전을 통한 k-공간(210)에서의 공유 작업의 도움으로 획득될 수 있다. 대안으로서, 다수의 또는 모든 k-공간 세그먼트들에 대해 k-공간 중심(211) 근처의 영역을 고밀도로 샘플링하여 ACS 데이터를 획득할 수 있다.
다중 에코 MR 측정 시퀀스에 의해 MR 이미지들을 결정하기 위한 방법의 흐름도가 도 14에 도시된다.
방법은 단계 S1에서 시작된다. 먼저, 단계 S2에서 현재 k-공간 세그먼트를 결정한다. 이어서, 단계 S3에서, RF 펄스를 방출하여 가로 자화를 여기시킨다. 단계 S4에서, 구체적으로 위상 코딩 기울기 필드를 인가함으로써 현재 k-공간 세그먼트의 현재 k-공간 라인을 선택한다.
단계 S5에서, 제1 에코 시점에서 제1 기울기 에코를 검출한다. 이어서, 단계 S6에서, 제2 에코 시점에서 제2 기울기 에코를 검출한다. 이어서, 옵션으로서 추가적인 기울기 에코들을 검출할 수 있다.
단계 S7에서, 현재 k-공간 세그먼트에 대해 추가적인 k-공간 라인을 스캐닝해야 하는지를 검사한다. 그러한 경우, 단계 S3-S7이 다시 수행된다. 그렇지 않은 경우, 단계 S8에서, 추가적인 k-공간 세그먼트를 스캐닝해야 하는지를 검사한다. 그러한 경우, 단계 S2-S7이 다시 수행된다. 그렇지 않은 경우, 단계 S9에서, 제1 및 제2 에코 시점에 대해 2개의 MR 이미지를 각각 결정한다. 방법은 S10에서 종료된다.
물론, 전술한 본 발명의 실시예들 및 양태들의 특징들은 서로 조합될 수 있다. 구체적으로, 특징들은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 설명된 조합들에서만이 아니라 다른 조합들에서 또는 개별적으로 사용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 다중 에코 MR 측정 시퀀스에 의해 상이한 에코 시점들(501, 502, 503) 각각에 대해 검사 대상자(101)의 다수의 자기 공명(MR) 이미지(1000)를 향상된 해상도로 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)를 이용하여 k 공간(210)을 세그먼트별로 스캐닝하고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)는 k 공간 라인들을 따라 라인별로 스캐닝되고,
    각각의 k 공간 라인(220)에 대해, 상기 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 제1 에코 시점(501)에서 제1 기울기 에코를 그리고 나중의 제2 에코 시점(502)에서 제2 기울기 에코를 형성하고,
    각각의 k 공간 라인(220)에 대해, 상기 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법은
    무선 주파수 펄스(401-1, 401-2a, 401-2b, 401-2c)를 방출하여 가로 자화(transversal magnetization)를 조종하는 단계,
    현재 k 공간 라인(220)의 위상 코딩을 위해 위상 코딩 기울기 필드(402, 402a)를 인가하는 단계,
    제1 판독 기울기 필드(403-2)의 인가 동안 상기 현재 k 공간 라인(220)에 대해 상기 방출된 무선 주파수 펄스(401-1, 401-2a, 401-2b, 401-2c)에 의해 조종된 상기 가로 자화의 상기 제1 기울기 에코를 판독하되, 상기 제1 기울기 에코는 상기 제1 에코 시점(501) 주위의 시간 인터벌(901)에서 판독되는 단계,
    제2 판독 기울기 필드(404-2)의 인가 동안 상기 제2 기울기 에코를 판독하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제2 기울기 에코는 상기 제2 에코 시점(502) 주위의 시간 인터벌(902)에서 판독되고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)는 직사각형이고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 긴 변은 상기 위상 코딩 기울기 필드(402, 402a)에 의해 정의되는 상기 각각의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 방향(ky)을 따라 배향되고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 짧은 변은 상기 판독 기울기 필드(403-2, 404-2)에 의해 정의되는 상기 각각의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 방향(kx)을 따라 배향되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라인별 스캐닝은 서로 평행하게 배향된 각각의 k 공간 라인들에 대해 발생하고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트의 상기 긴 변은 상기 k 공간 라인들(220)과 직교하도록 배향되며,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 상기 짧은 변은 상기 k 공간 라인들(220)을 따라 배향되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6) 모두는 k-공간 중심(211)을 포함하고,
    상기 k-공간 세그먼트들(200, 200-1 - 200-6)은 슬라이스 선택 기울기 필드(407a, 407b)에 의해 정의되는 평면에서, 유리하게는 상기 k-공간 중심 주위에서 회전되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)가 스캐닝되며,
    상기 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)는 상기 슬라이스 선택 기울기 필드(407a, 407b)에 의해 정의되는 상기 평면에서 상기 k-공간 중심(211) 주위에서 90도의 각도만큼 서로 반대로 회전되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)는 슬라이스 선택 기울기 필드(407a, 407b)에 의해 정의되는 평면에서 상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 상기 짧은 변과 본질적으로 평행하게 시프트되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6) 모두는 k-공간 중심(211)을 포함하고,
    상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)는 k-공간(210) 내의 구(240)가 스캐닝되도록 상기 k-공간 중심(211) 주위에서 서로 반대로 회전되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)는 큐보이드(cuboid)이고,
    상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6) 각각은 추가적인 위상 코딩 기울기 필드의 인가를 통해 슬라이스 선택 기울기 필드(407a, 407b)에 의해 정의되는 방향(kz)을 따라 서로 반대로 시프트되는 다수의 직사각 서브세그먼트(200aa, 200bb)를 각각 포함하고,
    상기 다수의 서브세그먼트(200aa, 200bb)의 긴 변은 상기 위상 코딩 기울기 필드에 의해 또는 상기 추가적인 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 방향(ky)을 따라 배향되고,
    상기 다수의 서브세그먼트(200aa, 200bb)의 짧은 변은 상기 판독 기울기 필드(403-2, 404-2)에 의해 정의되는 상기 각각의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 방향(kx)을 따라 배향되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6) 모두는 k-공간 중심(211)을 포함하고,
    상기 k-공간 세그먼트들(200, 200-1 - 200-6)은 상기 각각의 판독 기울기 필드(403-2, 404-2)에 의해 정의되는 평면 및 상기 위상 코딩 기울기 필드(402, 402a) 또는 상기 추가적인 위상 코딩 기울기 필드에 의해 정의되는 평면에서 서로 반대로 회전되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6) 모두는 k-공간 중심(211)을 포함하고,
    상기 k-공간 세그먼트들(200, 200-1 - 200-6)은 k-공간(210) 내의 구(240) 또는 원통이 스캐닝되도록 상기 k-공간 중심(211) 주위에서 서로 반대로 회전되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  10. 제1항, 제2항, 제5항, 제7항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기울기 에코들의 형성은 스핀 에코/기울기 에코 하이브리드 시퀀스의 범위 내에서 발생하는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무선 주파수 펄스(401-1, 401-2a, 401-2b, 401-2c)는 상기 가로 자화의 스핀 에코를 생성하기 위한 리포커싱 펄스(401-2a, 401-2b, 401-2c)이고,
    상기 제1 에코 시점(501) 및 상기 제2 에코 시점(502)은 상기 스핀 에코의 기간 내에 위치하는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 리포커싱 펄스(401-2a, 401-2b, 401-2c)는 상기 가로 자화를 여기시키기 위한 무선 주파수 여기 펄스(401-1)에 이어지는 다수의 리포커싱 펄스(401-2a, 401-2b, 401-2c)의 시리즈의 일부이고,
    다수의 리포커싱 펄스(401-2a, 401-2b, 401-2c)의 상기 시리즈 중 하나의 리포커싱 펄스(401-2a, 401-2b, 401-2c) 후에, 상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6) 각각의 상기 k-공간 라인들(220) 중 적어도 하나가 각각 스캐닝되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  13. 제1항, 제2항, 제5항, 제7항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상이한 극성을 갖는 판독 기울기 필드들(403-2, 404-2)의 인가 동안에 연속적인 기울기 에코들이 판독되는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  14. 제1항, 제2항, 제5항, 제7항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    동일한 에코 시간들에 검출되는 상기 적어도 2개의 k-공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 상기 판독된 기울기 에코들에 기초하여 각각의 MR 이미지(1000)를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 각각의 하나의 MR 이미지의 상기 결정은,
    k-공간(210)에서의 리그리딩(regridding),
    k-공간(210)에서의 밀도 보상,
    k-공간(210)에서의 연속적인 전단(shear) 작업,
    병렬 이미징 기술들,
    각각의 에코 시간에 대해, 상기 MR 이미지를 결정하기 위해 각각의 스캐닝된 k-공간 세그먼트에 대해 각각 획득되는 다수의 중간 MR 이미지의 결합,
    각각의 에코 시간에 대해, 각각의 스캐닝된 k-공간 세그먼트에 대해 각각 획득되는 다수의 MR 데이터의, 상기 MR 이미지가 결정되는 결합된 MR 데이터로의 결합
    으로부터 선택되는 기법들에 의해 발생하는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 병렬 이미징 기술들은 GRAPPA(Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition)인, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  16. 제1항, 제2항, 제5항, 제7항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 k-공간 라인(220)에 대한 상기 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 적어도 하나의 제3 에코 시점(503)에 적어도 하나의 제3 기울기 에코를 형성하고,
    상기 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법은
    적어도 하나의 제3 판독 기울기 필드(405-2)의 인가 동안 상기 적어도 하나의 제3 기울기 에코를 판독하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제3 기울기 에코는 상기 적어도 하나의 제3 에코 시점(503) 주위의 시간 인터벌(903)에서 각각 판독되고,
    상기 적어도 하나의 제3 에코 시점(503)은 상기 제1 에코 시점(501) 및 상기 제2 에코 시점(502)에 이어지는, 다수의 MR 이미지를 결정하기 위한 방법.
  17. 다중 에코 MR 측정 시퀀스에 의해 상이한 에코 시점들(501, 502, 503) 각각에 대해 검사 대상자(101)의 다수의 자기 공명(MR) 이미지(1000)를 결정하도록 셋업되는 자기 공명(MR) 시스템(100)으로서,
    상기 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)를 이용하여 k 공간(210)을 세그먼트별로 스캐닝하고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)는 k 공간 라인들(200)을 따라 라인별로 스캐닝되고,
    각각의 k 공간 라인(220)에 대해, 상기 다중 에코 MR 측정 시퀀스는 제1 에코 시점(501)에서 제1 기울기 에코를 그리고 나중의 제2 에코 시점(502)에서 제2 기울기 에코를 형성하고,
    상기 MR 시스템(100)은
    무선 주파수 펄스(401-1, 401-2a, 401-2b, 401-2c)를 방출하여 가로 자화를 조종하도록 셋업되는 RF 송신 유닛(130),
    현재 k 공간 라인(220)의 위상 코딩을 위해 위상 코딩 기울기 필드(402, 402a)를 인가하도록 셋업되는 기울기 시스템(141), 및
    RF 수신기 시스템(132)을 포함하고,
    상기 RF 수신기 시스템(132)은,
    제1 판독 기울기 필드(403-2)의 인가 동안 상기 현재 k 공간 라인(220)에 대해 상기 방출된 무선 주파수 펄스(401-1, 401-2a, 401-2b, 401-2c)에 의해 조종된 상기 가로 자화의 상기 제1 기울기 에코를 판독하되, 상기 제1 기울기 에코는 상기 제1 에코 시점(501) 주위의 시간 인터벌(901)에서 판독되는 단계, 및
    제2 판독 기울기 필드(404-2)의 인가 동안 상기 제2 기울기 에코를 판독하되, 상기 제2 기울기 에코는 상기 제2 에코 시점(502) 주위의 시간 인터벌(902)에서 검출되는 단계
    를 구현하도록 셋업되고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)는 직사각형이고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 긴 변은 상기 위상 코딩 기울기 필드(402, 402a)에 의해 정의되는 상기 각각의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 방향(ky)을 따라 배향되고,
    상기 적어도 2개의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 짧은 변은 상기 판독 기울기 필드(403-1, 403-2, 403-3, 404-1, 404-2, 404-3)에 의해 정의되는 상기 각각의 k 공간 세그먼트(200, 200-1 - 200-6)의 방향(kx)을 따라 배향되는, MR 시스템(100).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 MR 시스템(100)은 제1항, 제2항, 제5항, 제7항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항의 방법을 구현하도록 셋업되는, MR 시스템(100).


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