KR101663367B1

KR101663367B1 - 물의 t1 시간 및 지방의 t1 시간을 결정하는 자기 공명 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101663367B1
Application number: KR1020140101697A
Authority: KR
Inventors: 스테판 카네기에쎄르; 마르셀 도미니크 닉켈; 시아오동 종
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트; 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크.
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-10-06
Also published as: CN104345289B; CN104345289A; DE102013215703B3; JP6422700B2; US20150042334A1; US10024939B2; JP2015033583A; KR20150018452A

Abstract

본 발명은 검사 대상(O)의 소정의 체적 세그먼트(volume segment)에서 물(water)의 T1 시간 및 지방(fat)의 T1 시간을 결정하는 자기 공명 시스템(5) 및 방법과 관련된다. 이에 의한 상기 방법은: 자계 경사(magnetic field gradients)(G_x)를 전환하여 다수의 경사 에코(34)를 생성하는 단계; 제1 플립 각도(flip angle)를 갖는 RF 펄스(31)에 기초하여 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3)에서 제1 에코(34)를 얻는 단계; 딕슨(Dixon) 방법에 따라 상기 제1 에코(34)에 의존하여 상기 체적 세그먼트의 복셀(voxel)마다 제1 물의 자화(magnetization) 및 제1 지방의 자화를 결정하는 단계; 제2 플립 각도를 갖는 RF 펄스(31)에 기초하여 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3)에서 제2 에코(34)를 얻는 단계; 상기 딕슨 방법에 따라 상기 제2 에코(34)에 의존하여 상기 체적 세그먼트의 복셀마다 제2 물의 자화 및 제2 지방의 자화를 결정하는 단계; 및 각 복셀의 상기 제1 물의 자화, 각 복셀의 상기 제1 지방의 자화, 상기 제1 플립 각도, 각 복셀의 상기 제2 물의 자화, 각 복셀의 상기 제2 지방의 자화, 및 상기 제2 플립 각도에 의존하여 복셀마다 상기 물의 T1 시간 및 상기 지방의 T1 시간을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간을 결정하는 자기 공명 시스템 및 방법{METHOD AND MAGNETIC RESONANCE SYSTEM TO DETERMINE A T1 TIME OF WATER AND A T1 TIME OF FAT}

본 발명은 소정의 체적 세그먼트(volume segment)의 복셀(voxel)마다 물(water)의 T1 시간 및 지방(fat)의 T1 시간을 개별적으로 결정하기 위한 자기 공명(magnetic resonance) 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래 기술에 의하면, 딕슨(Dixon) 방법으로 알려진 것을 이용하여 물 신호(water signals) 및 지방 신호(fat signals)를 개별적으로 생성하는 것으로 알려져 있다. 딕슨 방법은 지방 및 물에 대해 상이한 공명 주파수를 이용한다. 이러한 상이한 공명 주파수로 인해, 물의 자화(water magnetization) 및 지방의 자화(fat magnetization) 사이의 위상 관계는 에코 시간(echo time)(RF 여기 펄스(excitation pulse)와 얻어진 에코 사이의 시간 간격)에 따라 달라진다. 예를 들어, 만일 제1 에코 시간이 현재 물의 자화 및 지방의 자화가 동위상이 되도록 선택되고, 제2 에코 시간은 물의 자화 및 지방의 자화가 180°위상(반대 위상) 관계를 갖도록 선택된 경우, 제1 에코 시간에 얻은 자화(M₁)에는 다음의 수학식 1이 적용되고 제2 에코 시간에 얻은 자화(M₂)에는 다음의 수학식 2가 적용된다.

수학식 1

M₁ = W + F

수학식 2

M₂ = W - F

이에 의해 W는 물의 자화(즉, 물 분자에 의한 자화)에 해당하고 F는 지방의 자화(즉, 지방 분자에 의한 자화)에 해당한다. 수학식 1 및 2는 궁극적으로 물의 자화(W) 및 지방의 자화(F)가 결정되도록 다음의 수학식 3 및 4로 변환된다.

수학식 3

W = (M₁ + M₂)/2

수학식 4

F = (M₁ - M₂)/2

딕슨 방법에 의하면, 또한 두 개보다 많은 상이한 에코 시간에 에코를 얻어 이들 두 개보다 많은 자화에서 [sic]를 이용하여 물의 자화 및 지방의 자화를 개별적으로 결정할 수 있다. 두 개보다 많은 에코가 얻어지면, 두 개의 자화 외에, 종종 추가 영향(이를테면 횡 T2* 이완(transversal T2* relaxation)) 역시 고려 및/또는 결정된다. 요약하면, 딕슨 방법은 (에코 시간으로부터 위상 관계가 알려진) 서로에 대한 이들 자화의 위상 관계를 이용하여 상이한 에코 시간에 각 복셀에 대해 각각 결정되거나 알려진 적어도 두 개의 자화에 기초하여 복셀마다 물의 자화 및 지방의 자화 (및 아마도 횡 이완 시간 T2*)을 결정한다고 말할 수 있다.

그러나, 딕슨 방법은 약점도 갖는다. 예를 들면, 딕슨 방법은 T₁ 이완 영향(relaxation effects)을 받기 쉽다. 종래 기술에 의하면, 이러한 약점은 종종 작은 플립 각도(flip angles)(<10°)를 갖는 RF 여기 펄스를 이용하여 파악되지만, 결국 낮은 신호대 잡음비라는 대가를 치러야 한다.

본 발명은 소정의 체적 세그먼트에서 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간을 결정하는 목적을 제안한다.

본 발명에 따르면, 이와 같은 목적은 청구항 1에 따른 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간을 결정하는 방법을 통해; 청구항 12에 따른 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간을 결정하는 자기 공명 시스템을 통해; 청구항 14에 따른 컴퓨터 프로그램 제품을 통해; 그리고 청구항 15에 따른 전자적으로 판독가능한 데이터 매체를 통해 달성된다. 종속항들은 본 발명의 바람직하고 유리한 실시예를 정의한다.

본 발명의 범주 내에서, 자기 공명(magnetic resonance) 시스템에 의해 검사 대상의 소정의 체적 세그먼트(volume segment)에서 물(water)의 T1 시간 및 지방(fat)의 T1 시간을 결정하는 방법이 제공된다. 상기 물 또는 지방 각각의 T1 시간에 의해 이해되는 것은 물 또는 지방 각각의 종 이완 시간(longitudinal relaxation time)이다. 이에 의해 상기 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.

· 상이한 에코(echo) 시간에 자계 경사(magnetic field gradients)를 전환하여 경사 에코를 생성하는 단계 - 다시 말하면, MR 데이터를 얻기 위해 경사 에코 시퀀스가 사용된다.

· 두 개 이상의 상이한 에코 시간에, 제1 플립 각도(flip angle)를 갖는 RF 펄스를 이용하여 제1 에코를 얻는 단계 - 다시 말하면, 상기 제1 플립 각도를 갖는 각 RF 여기 펄스 이후 상이한 에코 시간에 경사 에코 시퀀스가 얻어진다.

· 이러한 제1 에코에 따라, 딕슨(Dixon) 방법을 이용하여 상기 체적 세그먼트의 복셀(voxel)마다 제1 물의 자화 및 제1 지방의 자화를 결정하는 단계.

· 마찬가지로 제2 플립 각도를 갖는 RF 펄스를 이용하여 두 개 이상의 상이한 에코 시간에 제2 에코를 얻는 단계.

· 이러한 제2 에코에 기초하여, 딕슨 방법을 이용하여 상기 체적 세그먼트의 복셀마다 제2 물의 자화 및 제2 지방의 자화를 결정하는 단계.

· 각 플립 각도에 속하는 각 복셀의 (제1 또는 제2) 물의 자화, 및 각 플립 각도에 속하는 각 복셀의 (제1 또는 제2) 지방의 자화는 물론, 각 (제1 및 제2) 플립 각도에 따라, 복셀마다 상기 물의 T1 시간 및 상기 지방의 T1 시간을 각각 결정하거나 계산하는 단계.

본 발명에 따르면, 추가 플립 각도가 주어지면 본 발명에 따른 방법을 반복하는 것이 가능하고, 그럼으로써 사용되는 각 플립 각도에 대해 상기 체적 세그먼트의 복셀마다 추가 물의 자화 및 지방의 자화가 얻어진다는 점이 주목된다.

본 발명에 따른 방법은 다수의 플립 각도에 대해 상이한 에코 시간에 경사 에코를 적절히 얻는다. 이에 의해 더 큰 플립 각도(>10°)도 또한 사용될 수 있다. 그러면, 상이한 에코 시간에 대해 중간 결과로서 복셀마다 각 자화가 알려진다. 만일 본 발명에 따른 방법이 n개의 상이한 에코 시간 및 m개의 상이한 플립 각도에서 동작하는 경우, 그에 따라 복셀마다 n*m개의 자화가 알려진다.

딕슨 방법을 통해, 각 플립 각도에 대해 알려진 n개의 자화에 따라 각 플립 각도에 대해 각 복셀에 대한 물의 자화 및 지방의 자화가 결정되므로, 각 복셀에 대해 결정되는 물의 자화 및 지방의 자화의 개수는 플립 각도의 개수에 상응한다.

특히, 만일 네 개보다 많은 에코 시간이 제1 및 제2 에코(또는 추가 에코)를 얻는데 사용되는 경우, 시간적으로 인접한 이러한 두 개의 에코 시간 사이에는 동일한 시간 간격(예를 들어, 실제로는 1ms)이 존재할 수 있다. 그래서 이러한 에코 시간은 등거리 에코 시간으로 지정될 수 있다. 이에 의해 유리하게는 이러한 에코 시간 중 가장 짧은 것이 사용되는 자기 공명 시스템에 의해 실현되는 가장 짧은 에코 시간에 해당한다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 이러한 에코 시간은 물 신호와 지방 신호 사이의 위상 차에 대해 단위 원에 걸쳐 균일한 분포가 일어나도록 선택된다. 이를 위해, 물 신호와 지방 신호 사이의 위상 차(φ)는 수학식 5에 상응할 수 있다.

수학식 5

φ = f * 360°/n

여기서, f는 자연수에 해당하고 n은 상이한 에코 시간의 개수에 해당한다.

세 개의 상이한 에코 시간이 주어지면, 위상 차 또는 위상 변이 각각은 제1 에코 시간에는 120°(240°)에, 제2 에코 시간에는 240°(480°)에 그리고 제3 에코 시간에는 360°(720°)에 이를 수 있다.

간략화된 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 방법은:

· 각각 제1 플립 각도를 갖는 다수의 RF 여기 펄스를 전환하는 단계;

· 상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 여기 펄스 중 하나 이후에 제1 에코 시간에 경사 에코를 판독하는 단계;

· 상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 여기 펄스 중 하나 이후에 제2 에코 시간에 경사 에코를 판독하는 단계;

· 각각 제2 플립 각도를 갖는 다수의 RF 여기 펄스를 전환하는 단계;

· 상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 여기 펄스 중 하나 이후에 제1 에코 시간에 경사 에코를 판독하는 단계; 및

· 상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 여기 펄스 중 하나 이후에 제2 에코 시간에 경사 에코를 판독하는 단계를 포함한다.

이에 의해 상기 제2 플립 각도는 상기 제1 플립 각도와 다르고, 상기 제1 에코 시간은 상기 제2 에코 시간과 다르다.

물론, 추가 플립 각도 및 추가 에코 시간도 각각 사용되거나 채용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 RF 여기 펄스 중 하나 이후에, 다음 RF 여기 펄스가 전환되기 전에 단지 하나의 경사 에코만 얻어지거나 판독되는 것이 각각 가능하다. 그러나, 본 발명에 따르면, 하나 또는 동일한 RF 여기 펄스 각각 이후에 다음 RF 여기 펄스가 전환되기 전에 다수의 경사 에코 시퀀스가 판독되는 것도 또한 가능하다.

본 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 상기 방법은:

· 상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스 중 하나 이후의 추가 에코 시간에 경사 에코를 판독하는 단계;

· 상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스 중 하나 이후의 상기 추가 에코 시간에 경사 에코를 판독하는 단계; 및

· 상기 추가 에코 시간에 얻은 상기 경사 에코에 따라 복셀마다 T2* 시간을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 실시예는 또한 두 개보다 많은 플립 각도를 이용하여 구현될 수 있다. 상기 추가 에코 시간은 (주로) 상기 물의 T1 시간 및 상기 지방의 T1 시간을 결정하는데 사용되는 상기 에코 시간(예를 들어 상기 제1 및 제2 에코 시간)과 다르다.

종래 기술에 의하면, 두 개보다 많은 에코를 이용하면, 상기 딕슨 방법은 또한 상기 물의 T1 시간 및 상기 지방의 T1 시간 외에 (물 및 지방에 대해 동일한 것으로 추정되는) T2* 시간을 결정하도록 한다. 세 개보다 많은 에코를 이용하면, 물 및 지방에 대해 각각의 T2* 시간이 독립적으로 결정될 수 있다. 이러한 점은 특히 동시에 결정되는 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간의 정확도를 향상시킨다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에 대응하여, 상기 방법은:

· 상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스 이후에 상기 제1 에코 시간에 얻은 상기 경사 에코에 따라 상기 체적 세그먼트의 제1 MR 영상을 재구성하는 단계;

· 상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스 이후에 상기 제2 에코 시간에 얻은 상기 경사 에코에 따라 상기 체적 세그먼트의 제2 MR 영상을 재구성하는 단계;

· 상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스 이후에 상기 제1 에코 시간에 얻은 상기 경사 에코에 따라 상기 체적 세그먼트의 제3 MR 영상을 재구성하는 단계;

· 상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스 이후에 상기 제2 에코 시간에 얻은 상기 경사 에코에 따라 상기 체적 세그먼트의 제4 MR 영상을 재구성하는 단계;

· 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 영상을 등록하는 단계;

· 상기 딕슨 방법을 통해, 상기 제1 및 상기 제2 영상의 대응하는 복셀의 데이터에 따라 복셀마다 상기 제1 물의 자화 및 상기 제1 지방의 자화를 결정하는 단계;

· 상기 딕슨 방법을 통해, 상기 제3 및 상기 제4 영상의 대응하는 복셀의 데이터에 따라 복셀마다 상기 제2 물의 자화 및 상기 제2 지방의 자화를 결정하는 단계를 포함한다.

이 실시예는 상기 딕슨 방법이 특히 복셀마다 결정된 자화에 해당하는 상기 재구성된 영상의 픽셀 값에 기반한다는 것을 보여준다. 이에 의해 상기 에코 시간 및 플립 각도에 대해 전술한 조건이 유지되는 한, 개별 영상에 대해 k 공간 세그먼트를 얻는 것은 사소한 일이다. 다시 말하면, 상기 영상 중 하나에 대한 경사 에코가 얻어지면, 상기 영상 중 또 다른 것에 대한 경사 에코가 얻어진 경우와 다른 k 공간 세그먼트가 스캔된다.

복셀마다 결정되는 물의 자화(M_W)는 예를 들어 다음의 수학식 6에 따라 이 복셀에서 물에 대한 종 이완 시간(T₁ _,W), 반복 시간(T_R), 이 복셀에서 물의 밀도(ρ_W), 및 플립 각도(α)에 의존한다.

수학식 6

마찬가지로 복셀마다 결정되는 지방의 자화(M_F)는 예를 들어 다음의 수학식 7에 따라 이 복셀에서 T₁ _,F, 반복 시간(T_R), 이 복셀에서 지방의 밀도(ρ_F), 및 플립 각도(α)에 의존한다.

수학식 7

수학식 6 및 7은 물의 자화(M_W) 및 지방의 자화(M_F)가 정상 상태 신호로 알려진 것이라고 추정한다. 이에 의해 정상 상태 신호는 동적 평형에서 자화를 고려하여 측정되는 신호이다.

만일 적어도 두 가지 측정에 대한 물의 자화 및 지방의 자화에 상이한 플립 각도가 제시되지만 동일한 반복 시간(T_R)이 제시되면, 수학식 6 및 7을 이용하여 물의 T1 시간(T₁ _,W) 및 지방의 T1 시간(T₁ _,F)뿐만 아니라 물의 밀도(ρ_W) 및 지방의 밀도(ρ_F)도 결정될 수 있다.

이에 의해 특히 밀도로 이해되는 것은 양자(proton) 밀도(가장 흔하게는 분자 단위로 측정됨)이다. 물 및 지방의 T1 시간은 알려져 있기 때문에, 물의 밀도 또는 지방의 밀도 각각은 (결정된 물의 밀도 또는 지방의 밀도 각각이 T1 영향을 제거함을 의미하는) T1 시간에서 벗어난 물의 밀도 또는 지방의 밀도이다. 에코의 측정은 많은 특성(예를 들어 수신 안테나의 감도)에 좌우되기 때문에, 이에 의해 물의 밀도 또는 지방의 밀도 각각은 특히 동일한 단위(그러나 확인되지 않음)로 측정된다.

그러나, 이런 이유로, 결정된 물의 밀도 및 지방의 밀도는 다음의 수학식 8 및 9에 따라 대응하는 복셀에서 물 부분(WA) 및 지방 부분(FA)을 결정하는데 적합하다.

수학식 8

수학식 9

이들 수학식에서, ρ_W는 물의 밀도에 해당하고 ρ_F는 지방의 밀도에 해당하며, (상기 물의 밀도 및 지방의 밀도에 대해 동일하지만 확인되지 않은) 밀도 단위는 유리하게 상쇄되고, 조직(tissue)에서 물 또는 지방 각각의 비율이 결정된다.

물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간, 및 아마도 물의 밀도 및 지방의 밀도를 결정하기 위해, 특히 상이한 플립 각도에서 결정되는 물의 자화 부분 및 지방의 자화 부분이 수학식 6 및 수학식 7에서 각 신호 모델에 개별적으로 맞춰진다(적응된다). 이를 위해, 보통 신호 모델과의 데이터의 일치를 기술하고, 각 이완 시간(T1 시간) 및 각 양자 밀도(물의 밀도 또는 지방의 밀도 각각)에 의존하는 최적화 함수가 생성된다. 그 중에서도 특히, 데이터와 신호 모델 사이의 Lp 놈(norms) 또는 카이(chi) 제곱이 이들에 적합하다. 이들 표현은 다양한 수치 알고리즘으로 최적화될 수 있으며, 많은 경우에 마쿼트 레벤버그(Marquardt-Levenberg) 알고리즘이 사용된다.

수치적으로 효율적인 기술의 한 예는 변수 x 및 y에 대해 표현식 Σ_i(M/tan(α_i)*y + x - M/sin(α_i))²을 최적화하는 것이며, 여기서 M은 자화를 나타내고 지수 i는 모든 측정된 플립 각도(α_i)에 걸쳐 합산된다. 수학식 6 또는 수학식 7 각각, 결정된 변수 x 및 y가 x = (1 exp(-TR/T1))ρ 및 y = exp(-TR/T1))과 같이 표현될 수 있다고 가정한다. 알려진 반복 시간(TR)에 따라, 이 T1(T1 시간) 및 ρ(물의 밀도 또는 지방의 밀도 각각)가 계산될 수 있다. 물 및 지방에 대해 상기 방법의 개별 구현을 고려하면, 물에 대한 T1 시간(T₁ _,W), 지방에 대한 T1 시간(T₁ _,F), 물의 밀도(ρ_W) 및 지방의 밀도(ρ_F)가 각각 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 향상시키기 위해, RF 여기 펄스를 생성하기 위해 설정된 플립 각도 대신, 실제 플립 각도가 결정되고 이는 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간을 결정하는데 사용될 수 있다. 이를 위해, 실제 플립 각도는 이러한 측정 시퀀스의 RF 여기 펄스에 대해 설정된 동일한 원하는 플립 각도(β_nom)에 기초하여 각 복셀에 대한 특별한 측정 시퀀스로 결정될 수 있으므로, 본질적으로 소정의 체적 세그먼트에 대해 플립 각도 맵(map)이 생성된다. 각 복셀 x에 대해 다음의 수학식 10

수학식 10

을 이용하면, 현재의 RF 여기 펄스에 대해 설정된 플립 각도(α_nom)에 따라, 특별한 측정 시퀀스에 대해 설정된 원하는 플립 각도(β_nom)에 따라, 그리고 해당 복셀에 대해 측정 시퀀스에 의해 결정된 플립 각도(β(x))에 따라 실제 플립 각도(α(x))가 계산될 수 있다.

설정된(예를 들어 제1 또는 제2 각각의) 플립 각도 대신 실제 플립 각도를 이용하여, 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간의 결정은 복셀마다 이루어질 수 있고, 아마도 지방 및 물에 대해 복셀마다 밀도의 결정이 유리하게 좀 더 정확하게 이루어질 수 있다.

본 발명은 상기 딕슨 방법과 T1 시간을 결정하는 것으로 알려진 방법을 결합하여 복셀마다 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간을 개별적으로 결정한다. 본 발명을 통해, B1 비균일성에 대한 상기 딕슨 방법의 감도는 결정된 물 및 지방의 T1 시간이 존재하는 B1 비균일성에 효과적으로 영향을 받지 않도록 유리하게 대응할 수 있다.

또한, 본 발명을 이용하면, 또한, 물 및 지방에 대해 복셀마다 밀도가 개별적으로 결정될 수 있다.

물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간을 결정하기 위해, 적어도 두 개의 상이한 에코 시간에, 각각 적어도 두 개의 상이한 플립 각도에 대한 에코가 얻어져야 한다. 만일 T2* 시간이 추가로 고려되거나 결정되어야 하는 경우, 적어도 세 개의 상이한 에코 시간에 상이한 플립 각도에 대한 에코가 각각 결정될 수 있다.

본 발명의 범주 내에서, 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간을 결정하는 자기 공명 시스템이 또한 제공된다. 이에 의해 상기 자기 공명 시스템은 기본 계자석(field magnet); 경사 계자(field system); 하나 이상의 RF 안테나; 및 상기 경사 계자 및 상기 RF 안테나(들)를 제어하는 제어 장치를 포함하여, 상기 RF 안테나(들)에 의해 얻은 측정 신호를 수신하고, 상기 측정 신호를 평가하고 MR 데이터를 생성한다. 상기 자기 공명 시스템은, 상기 자기 공명 시스템이 다수의 바이폴라 자계 경사(Gx)를 전환하여 경사 에코(34)를 생성하고, 제1 플립 각도 및 상기 제1 플립 각도와 다른 제2 플립 각도를 갖는 RF 펄스(31)를 전환하고; 상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31)에 기초하여 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3)에 제1 에코(34)를 얻어 딕슨 방법에 따라 상기 제1 에코(34)에 의존하여 체적 세그먼트의 복셀마다 제1 물의 자화 및 제1 지방의 자화를 결정하고; 상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31)에 기초하여 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3)에 제2 에코(34)를 얻어 딕슨 방법에 따라 상기 제2 에코(34)에 의존하여 상기 체적 세그먼트의 복셀마다 제2 물의 자화 및 제2 지방의 자화를 결정하고; 각 복셀의 상기 제1 물의 자화, 각 복셀의 상기 제1 지방의 자화, 상기 제1 플립 각도, 각 복셀의 상기 제2 물의 자화, 각 복셀의 상기 제2 지방의 자화, 및 상기 제2 플립 각도에 따라 각 복셀의 상기 물의 T1 시간 및 상기 지방의 T1 시간을 결정하도록 설계된다.

본 발명에 따른 상기 자기 공명 시스템의 이점은 본질적으로 앞에서 상세히 설명된 본 발명에 따른 방법의 이점과 일치하므로, 여기서 중복은 생략된다.

또한, 본 발명은 자기 공명 시스템의 프로그램 가능한 제어 장치 또는 컴퓨터 각각의 메모리에 로드될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품, 특히 소프트웨어를 설명한다. 앞에서 설명된 본 발명에 따른 방법의 모든 또는 다양한 실시예는 상기 컴퓨터 프로그램 제품이 상기 제어 장치에서 실행할 때 본 컴퓨터 프로그램 제품으로 실행될 수 있다. 이에 의해 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 방법의 대응하는 실시예를 실현하기 위해 아마도 프로그램 수단(예를 들어 라이브러리 및 보조 함수)을 필요로 한다. 다시 말하면, 특히 전술한 본 발명에 따른 방법의 실시예 중 하나가 실행될 수 있거나 이 실시예를 실행하는 소프트웨어는 상기 컴퓨터 프로그램 제품과 관련된 청구항으로 보호될 수 있다. 이에 의해 상기 소프트웨어는 여전히 컴파일 및 링크될 필요가 있거나 단지 해석되어야 하는 소스 코드(예를 들어, C++), 또는 해당 컴퓨터 또는 실행을 위한 제어 장치 각각에 단지 로드되어야 하는 실행가능한 소프트웨어 코드일 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 전자적으로 판독가능한 제어 정보(특히 소프트웨어, 상기 참조)가 저장된 전자적으로 판독가능한 데이터 매체(예를 들어, DVD, 자기 테이프 또는 USB 스틱)를 개시한다. 앞에서 설명된 본 방법의 모든 실시예는 이와 같은 제어 정보(소프트웨어)가 상기 데이터 매체로부터 판독되어 자기 공명 시스템의 제어 장치 또는 컴퓨터 각각에 저장될 때 구현될 수 있다.

본 발명은 특히 복셀마다 물 신호 및 지방 신호가 매우 정확하게 구별될 수 있는 MR 영상을 재구성하는데 적합하다. 그러나, 물론 본 발명은, 예를 들어, 복셀마다 물 및 지방의 T1 시간은 물론 물의 밀도 및 지방의 밀도도 본 발명에 따라 매우 정확하게 결정될 수 있기 때문에 이러한 바람직한 적용 분야로 한정되지 않는다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 이용하여 본 발명이 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 자기 공명 시스템이다.
도 2는 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간의 결정을 위한 본 발명에 따른 시퀀스이다.
도 3은 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간의 결정을 위한 본 발명에 따른 다른 시퀀스이다.
도 4는 물의 T1 시간 및 지방의 T1 시간의 결정을 위한 본 발명에 따른 흐름도이다.

도 1은 (자기 공명 영상화(magnetic resonance imaging) 또는 핵 자기 공명 단층촬영(nuclear magnetic resonance tomography) 장치 각각의) 자기 공명 시스템(5)의 개략도를 도시한다. 이에 의해 기본 계자석(basic field magnet)(1)은 예를 들어 검사할 인체의 일부인 대상(O)의 체적 세그먼트에서 핵 스핀(nuclear spins)의 분극(polarization) 또는 정렬 각각을 위해 시간적으로 일정하고 강한 자계를 생성하며, (테이블(23) 위에 놓인) 인체가 자기 공명 시스템(5)에서 검사된다. 검사 대상 인체의 일부가 들어가는 전형적으로 구형(spherical) 측정 체적(M)에서 핵 자기 공명 측정에 필요한 고정도의 기본 자계가 규정된다. 페리 자성체(ferromagnetic material)로 만들어진 심 판(shim plates)으로 알려진 것이 적절한 지점에 부착되어 균일성 요건을 지원하고, 특히 시간적 불변 영향(temporally invariable influences)을 제거한다. 시간적 가변 영향은 심 코일(2)에 의해 제거된다.

기본 계자석(1)에는 세 개의 서브 윈도우(sub-windowing)를 포함하는 원통형 경사(gradient) 코일 시스템(3)이 사용된다. 각 서브 윈도우는 증폭기에 의해 전류를 공급받아 카테시안(Cartesian) 좌표계의 각 방향으로 선형(또한 시간적 가변) 경사 자계를 생성한다. 이에 의해 경사 계자(field system)(3)의 제1 서브 윈도우는 x 방향의 경사 G_x를 생성하고; 제2 서브 윈도우는 y 방향의 경사 G_y를 생성하고; 그리고 제3 서브 윈도우는 z 방향의 경사 G_z를 생성한다. 증폭기는 경사 펄스를 정확한 시간에 생성하기 위해 시퀀스 제어기(18)에 의해 작동되는 디지털/아날로그 변환기를 포함한다.

경사 계자(3) 내에는 무선 주파수 전력 증폭기에 의해 방출된 무선 주파수 펄스를 검사 대상(O) 또는 검사 대상(O) 영역 각각의 핵의 여기 및 핵 스핀의 정렬을 위한 교류 자계로 변환하는 하나(또는 그 이상의) 무선 주파수 안테나(4)가 배치되어 있다. 각 무선 주파수 안테나(4)는 하나 이상의 RF 송신 코일 및 하나 이상의 RF 수신 코일을 부품 코일의 환상 배열(유리하게는 선형 또는 매트릭스형) 형태로 포함한다. 또한, 처리 중인 핵 스핀에서 발산되는 교류 자계, 즉 정상적으로 하나 이상의 무선 주파수 펄스 및 하나 이상의 경사 펄스로 이루어진 펄스 시퀀스에 의한 핵 스핀 에코 신호는 각 무선 주파수 안테나(4)의 RF 수신 코일에 의해 증폭기(7)를 통해 무선 주파수 시스템(22)의 무선 주파수 수신 채널(8)로 공급되는 전압(측정 신호)으로 변환된다. (자기 공명 시스템(5)의 제어 장치(10)의 일부인) 무선 주파수 시스템(22)은 핵 자기 공명의 여기를 위한 무선 주파수 펄스를 생성하는 송신 채널(9)을 더 포함한다. 이에 의해 각 무선 주파수 펄스는 시퀀스 제어기(18)에서 시스템 컴퓨터(20)에 의해 기설정된 펄스 시퀀스에 기초하여 일련의 복소수로 디지털로 표현된다. 이와 같은 수치 시퀀스는 각 입력(12)을 통해 무선 주파수 시스템(22)의 디지털/아날로그 변환기로, 그리고 상기 디지털/아날로그 변환기로부터 송신 채널(9)로 실수부 및 허수부로 공급된다. 송신 채널(9)에서, 펄스 시퀀스는 기본 주파수가 중심 주파수에 해당하는 무선 주파수 캐리어 신호로 변조된다.

송신 동작에서 수신 동작으로의 전환은 송신/수신 다이플렉서(6)를 통해 이루어진다. 무선 주파수 안테나(들)(4)의 RF 송신 코일은 핵 스핀의 여기를 위한 무선 주파수 펄스를 측정 체적(M)으로 방사하고, 그 결과로 얻은 에코 신호를 RF 수신 코일을 통해 스캔한다. 그에 대응하여 얻은 핵 자기 공명 신호는 무선 주파수 시스템(22)의 수신 채널(8')(제1 복조기)에서 위상에 민감하게 중간 주파수로 복조되고, 아날로그/디지털 변환기(ADC)에서 디지털화되어 출력(11)을 통해 출력된다. 이 신호는 0의 주파수로 더 복조된다. 0의 주파수로의 복조 및 실수부 및 허수부로의 분리는 디지털 영역에서 디지털화한 후에 제2 복조기(8)에서 이루어진다. MR 영상 또는 3차원 영상 데이터 집합 각각은 영상 컴퓨터(17)에 의해 그러한 방식으로 얻은 측정 데이터로부터 재구성된다. 측정 데이터, 영상 데이터 및 제어 프로그램의 관리는 시스템 컴퓨터(20)를 통해 이루어진다. 컴퓨터 프로그램의 규격에 따라, 시퀀스 제어기(18)는 각각의 원하는 펄스 시퀀스의 생성 및 대응하는 k 공간의 스캐닝을 모니터한다. 특히, 이에 의해 시퀀스 제어기(18)는 시간이 정확한 경사 전환, 정의된 위상 진폭을 갖는 무선 주파수 펄스의 방출 및 핵 자기 공명 신호의 수신을 제어한다. 무선 주파수 시스템(22) 및 시퀀스 제어기(18)에 대한 시간 기준은 합성기(19)에 의해 제공된다. (예를 들어, DVD(21)에 저장된) 해당 제어 프로그램을 선택하여 MR 영상을 생성하고 생성된 MR 영상을 상연(presentation)하는 것은 키보드(15), 마우스(16) 및 모니터(14)를 포함하는 단말기(13)를 통해 이루어진다.

본 발명에 따른 경사 에코 시퀀스가 도 2에 도시되어 있다. 처음에, 플립 각도(flip angle)(α)를 갖는 RF 여기 펄스(31)가 전환되는 한편, 동시에 슬라이스 선택 경사(Gz)가 활성화된다. 여기(excitation)에서 일어난 상 전이(phase transition)는 RF 여기 펄스(31) 후 슬라이스 선택 경사(Gz)의 극성 변화를 통해 제거된다. 동시에, 스핀은 주파수 코딩 경사(Gx)를 전환함으로써 확장된다(주파수 코딩 경사(Gx)의 이러한 부분은 리와인더(rewinder)(33)로도 알려져 있다). 마찬가지로, RF 여기 펄스(31) 이후 전환되는 위상 코딩 경사(Gy)는 공간 코딩용으로 기능한다. 주파수 코딩 경사(Gx)의 극성을 변화함으로써, 이전에 확장된 스핀은 다시 각각 위상화되거나 재위상화되어, 경사 에코(34)를 발생한다. x 방향의 k 공간 라인을 판독하기 위해 (도 2에서) 주파수 코딩 경사(Gx)가 그의 양극을 갖는 동안 측정 데이터가 얻어진다.

주파수 코딩 경사(Gx) 후 또는 측정 데이터를 얻은 후 각각, 횡 자화를 제거하기 위해 훼손 경사(spoiler gradient; 32)가 전환된다. 이러한 훼손 경사(32) 후, 다음 RF 여기 펄스(31)가 전환되고, 그럼으로써 경사 에코 시퀀스의 추가 주기가 시작된다.

RF 여기 펄스(31)에 의해 경사 에코(34)까지 에코 시간(TE)이 측정되고, 이러한 처리는 주파수 코딩 경사(Gx)의 (도 2에 따른) 양의 부분의 시간상 중간에서 일어난다. 반복 시간(TR)은 시간적으로 인접한 두 개의 RF 여기 펄스(31) 사이의 시간 간격을 결정한다.

추가 경사 에코 시퀀스가 도 3에 도시되어 있다. 간략함을 기하기 위해, 도 3에는 단지 주파수 코딩 경사 및 훼손 경사만 하나의 축 상에 도시되어 있다. 도 2와 대조적으로, (도 3의 왼쪽 맨 끝에 있는) 동일한 RF 여기 펄스(31)를 기준으로 세 개의 경사 에코(41-43)가 얻어진다. 이를 위해, 도 2에서와 마찬가지로, 제1 경사 에코(41)의 측정 데이터를 얻기 위해 RF 여기 펄스(31) 후에 주파수 코딩 경사가 그의 극성을 변화하기 전에 리와인더(33)로 알려진 것이 전환된다. 주파수 코딩 경사의 극성을 더 변화한 후, 제2 경사 에코(42)의 측정 데이터가 얻어지고, 마지막으로 주파수 코딩 경사의 극성을 추가로 변화한 후 제3 경사 에코(43)의 측정 데이터가 얻어진다.

리와인더는 각 극성 변화 후, 주파수 코딩 경사의 후반부(second half)가 다음 경사 에코를 얻기 위해 이 와이언더의 역할을 효과적으로 하기 때문에 단지 처음에 또는 RF 여기 펄스(31) 직후 각각에 필요하다.

RF 여기 펄스(31) 이후에 도 2에 도시된 경사 에코 시퀀스를 갖는 단지 하나의 경사 에코만 적절히 얻어지지만, 도 3에 도시된 경사 에코 시퀀스가 주어지면 에코 시간(T_E1 - T_E3)을 갖는 세 개의 경사 에코(41-43)가 얻어진다. 도 3에 도시된 경사 에코 시퀀스가 주어질 때에도 도 2에 도시된 경사 에코 시퀀스를 갖는 동일한 측정 데이터를 얻기 위해, 도 2에 도시된 경사 에코 시퀀스가 적절히 세 번 구현될 필요가 있으며, 여기서 주파수 코딩 경사(Gx)는 에코 시간(T_E1)에 경사 에코가 한번 생성 및 얻어지고, 에코 시간(T_E2)에서 경사 에코가 한번 생성 및 얻어지고, 그리고 에코 시간(T_E3)에서 경사 에코가 한번 생성 및 얻어지도록 설정될 필요가 있다.

슬라이스 선택 경사(Gz)(도 2 참조) 또는 추가 위상 코딩 경사(Gz)(도면에 미도시)가 함께 작용할 수 있음이 주목된다.

본 발명에 따른 방법의 흐름도가 도 4에 도시되어 있다.

제1 단계(S1)에서, 제1 플립 각도를 갖는 경사 에코 시퀀스가 전환되고, 이는 전환된 RF 여기 펄스(31)가 제1 플립 각도를 갖는다는 것을 의미한다. 제2 단계(S2)에서, 제1 에코 시간 및 상기 제1 에코 시간과 다른 제2 에코 시간에 제1 에코(좀 더 정확하게는 경사 에코)가 얻어진다. 마찬가지로, 제3 단계(S3)에서, 제1 플립 각도와 다른 제2 플립 각도를 갖는 경사 에코 시퀀스가 전환되고, 이는 전환된 RF 여기 펄스(31)가 제2 플립 각도를 갖는다는 것을 의미한다. 제4 단계(S4)에서, 제1 에코 시간 및 제2 에코 시간에서 제2 에코가 얻어진다.

제5 단계(S5)에서, 제1 에코 및 제2 에코로부터 네 개의 MR 영상이 재구성된다. 좀 더 정확하게 말하면, 제1 MR 영상은 제1 플립 각도를 갖는 RF 여기 펄스(31)에 기초하여 제1 에코 시간에 얻은 에코로부터 재구성되고, 그리고 제2 MR 영상은 제1 플립 각도를 갖는 RF 여기 펄스(31)에 기초하여 제2 에코 시간에 얻은 에코로부터 재구성된다. 마찬가지로, 제3 MR 영상은 제2 플립 각도를 갖는 RF 여기 펄스(31)에 기초하여 제1 에코 시간에 얻은 에코로부터 재구성되고, 그리고 제4 MR 영상은 제2 플립 각도를 갖는 RF 여기 펄스(31)에 기초하여 제2 에코 시간에 얻은 에코로부터 재구성된다.

이제, 단계(S6)에서 딕슨 방법을 이용하여 제1 영상 및 제2 영상으로부터 복셀마다 제1 물의 자화 및 제1 지방의 자화가 결정될 수 있다. 단계(S7)에서는, 딕슨 방법을 통해 제3 영상 및 제4 영상으로부터 단계(S7)에서와 유사하게 제2 물의 자화 및 제2 지방의 자화가 결정된다.

예를 들어, 수학식(6) 및 (7)을 이용하여, 제1 및 제2 물의 자화 및 제1 및 제2 지방의 자화에 따라, 단계(S8)에서 체적 세그먼트의 복셀마다 물의 밀도, 지방의 밀도 및 물 및 지방의 T1 시간이 개별적으로 결정될 수 있다.

31: RF 여기 펄스
32: 훼손 경사
33: 리와인더
41, 42, 43: 경사 에코
T_E1, T_E2, T_E3: 에코 시간

Claims

자기 공명 시스템(magnetic resonance system; 5)에 의해 검사 대상(O)의 소정의 체적 세그먼트(volume segment)에서 물(water)의 T1 시간 및 지방(fat)의 T1 시간을 결정하는 방법으로서,
다수의 에코 시간(echo time; T_E1 - T_E3)에 자계 경사(magnetic field gradients)(G_x)를 전환하여 경사 에코(34)를 생성하는 단계;
제1 플립 각도(flip angle)를 갖는 RF 펄스(31)에 기초하여 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3)에 제1 에코(34)를 얻는 단계;
딕슨(Dixon) 방법에 따라 상기 제1 에코(34)에 의존하여 상기 체적 세그먼트의 복셀(voxel)마다 제1 물의 자화(magnetization) 및 제1 지방의 자화를 결정하는 단계;
제2 플립 각도를 갖는 RF 펄스(31)에 기초하여 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3)에 제2 에코(34)를 얻는 단계;
상기 딕슨 방법에 따라 상기 제2 에코(34)에 의존하여 상기 체적 세그먼트의 복셀마다 제2 물의 자화 및 제2 지방의 자화를 결정하는 단계; 및
각 복셀의 상기 제1 물의 자화, 각 복셀의 상기 제1 지방의 자화, 상기 제1 플립 각도, 각 복셀의 상기 제2 물의 자화, 각 복셀의 상기 제2 지방의 자화, 및 상기 제2 플립 각도에 따라 복셀마다 상기 물의 T1 시간 및 상기 지방의 T1 시간을 결정하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 에코 및/또는 상기 제2 에코가 얻어진 상기 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3) 사이에 동일한 시간 간격이 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 시간 간격은 상기 시간 간격 동안 물 신호(water signal)와 지방 신호(fat signal) 사이에서 생기는 위상차(φ)가 다음의 수학식
φ = f * 360°/n
에 상응하도록 선택되고,
여기서, f는 자연수에 해당하고 n은 상기 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3)의 개수에 해당하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서,
상기 방법은,
상기 제1 플립 각도를 갖는 다수의 RF 여기 펄스(31)를 전환하는 단계,
상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 중 하나 이후에 제1 에코 시간(T_E1)에 에코(34)를 판독하는 단계,
상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 중 하나 이후에 제2 에코 시간(T_E2)에 에코(34)를 판독하는 단계,
제2 플립 각도를 갖는 다수의 RF 펄스(31)를 전환하는 단계,
상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 중 하나 이후에 상기 제1 에코 시간(T_E1)에 에코(34)를 판독하는 단계, 및
상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 중 하나 이후에 상기 제2 에코 시간(T_E2)에 에코(34)를 판독하는 단계를 포함하고,
상기 제2 플립 각도는 상기 제1 플립 각도와 다르고,
상기 제1 에코 시간(T_E1)은 상기 제2 에코 시간(T_E2)과 다른 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 RF 펄스(31) 중 동일한 하나 이후에, 상기 RF 펄스(31) 중 다음 것이 전환되기 전에, 다수의 에코(34)가 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 방법은,
상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 중 하나 이후에 추가 에코 시간(T_E3)에 에코(34)를 판독하는 단계, 및
상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 중 하나 이후에 상기 추가 에코 시간(T_E3)에 에코(34)를 판독하는 단계를 더 포함하고,
상기 추가 에코 시간(T_E3)은 상기 제1 에코 시간(T_E1) 및 상기 제2 에코 시간(T_E2)과 다르고,
상기 추가 에코 시간(T_E3)에 얻은 상기 에코(34)에 따라 복셀마다 T2* 시간이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 이후에 상기 제1 에코 시간(T_E1)에 얻은 상기 에코(34)에 따라 상기 체적 세그먼트의 제1 영상이 재구성되고;
상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 이후에 상기 제2 에코 시간(T_E2)에 얻은 상기 에코(34)에 따라 상기 체적 세그먼트의 제2 영상이 재구성되고;
상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 이후에 상기 제1 에코 시간(T_E1)에 얻은 상기 에코(34)에 따라 상기 체적 세그먼트의 제3 영상이 재구성되고;
상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31) 이후에 상기 제2 에코 시간(T_E2)에 얻은 상기 에코(34)에 따라 상기 체적 세그먼트의 제4 영상이 재구성되고;
상기 제1 영상, 제2 영상, 제3 영상 및 제4 영상은 서로 등록되고;
상기 제1 물의 자화 및 상기 제1 지방의 자화는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 상기 복셀의 데이터에 의존하여, 상기 딕슨 방법에 따라 복셀마다 결정되고;
상기 제2 물의 자화 및 상기 제2 지방의 자화는, 상기 제3 영상 및 상기 제4 영상의 상기 복셀의 데이터에 의존하여, 상기 딕슨 방법에 따라 복셀마다 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서,
상기 물의 T1 시간(T_1,W) 및 상기 지방의 T1 시간(T_1,F)은 상기 물의 자화(M_W)에 대한 다음의 수학식

및 상기 지방의 자화(M_F)에 대한 다음의 수학식

에 기초하여 결정되고,
여기서, T_R은 시간적으로 연속적인 두 개의 상기 RF 펄스(31) 사이의 시간 간격이고,
ρ_W는 상기 복셀에서 물의 밀도이고,
ρ_F는 상기 복셀에서 지방의 밀도이며,
α는 상기 플립 각도인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서,
각 복셀에 대한 물의 밀도 및 지방의 밀도는 각 복셀의 상기 제1 물의 자화, 각 복셀의 상기 제1 지방의 자화, 상기 제1 플립 각도, 각 복셀의 상기 제2 물의 자화, 각 복셀의 상기 제2 지방의 자화, 및 상기 제2 플립 각도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
각 복셀에서 물 비율(WA)은 물의 밀도(ρ_W) 및 지방의 밀도(ρ_F)에 따라 다음의 수학식

에 의해 결정되고, 및/또는
각 복셀에서 지방 비율(FA)은 물의 밀도(ρ_W) 및 지방의 밀도(ρ_F)에 따라 다음의 수학식

에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서,
동일한 플립 각도(β_nom)를 갖는 RF 여기 펄스에 기초하여 각 복셀(x)이 주어지면 플립 각도(β(x))가 설정되고,
각 복셀에서 실제 플립 각도(α(x))는 각각 상기 에코(34)를 얻기 위해 전환된 플립 각도(α_nom)를 갖는 상기 RF 펄스(31)에 따라 다음의 수학식

으로 계산되고, 상기 실제 플립 각도는 상기 제1 플립 각도 및 제2 플립 각도 대신에 상기 물의 T1 시간 및 상기 지방의 T1 시간을 결정하는 데에 각각 사용되는, 측정 시퀀스가 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
검사 대상(O)의 소정의 체적 세그먼트(volume segment)에서 물(water)의 T1 시간 및 지방(fat)의 T1 시간을 결정하는 자기 공명 시스템(magnetic resonance system; 5)으로서,
기본 계자석(field magnet)(1);
경사 계자(field system)(3);
적어도 하나의 RF 안테나(4); 및
상기 경사 계자(3) 및 상기 적어도 하나의 RF 안테나(4)를 제어하는 제어 장치(10)
를 포함하여, 상기 RF 안테나(4)에 의해 얻은 측정 신호를 수신하고, 상기 측정 신호를 평가하고 MR 데이터를 생성하며,
상기 자기 공명 시스템(5)은 다수의 자계 경사(Gx)를 전환하여 다수의 경사 에코(34)를 생성하고; 제1 플립 각도(flip angle) 및 상기 제1 플립 각도와 다른 제2 플립 각도를 갖는 RF 펄스(31)를 전환하고; 상기 제1 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31)에 기초하여 적어도 두 개의 상이한 에코(echo) 시간(T_E1 - T_E3)에 제1 에코(34)를 얻어 딕슨(Dixon) 방법에 따라 상기 제1 에코(34)에 의존하여 상기 체적 세그먼트의 복셀(voxel)마다 제1 물의 자화(magnetization) 및 제1 지방의 자화를 결정하고; 상기 제2 플립 각도를 갖는 상기 RF 펄스(31)에 기초하여 적어도 두 개의 상이한 에코 시간(T_E1 - T_E3)에 제2 에코(34)를 얻어 딕슨 방법에 따라 상기 제2 에코(34)에 의존하여 상기 체적 세그먼트의 복셀마다 제2 물의 자화 및 제2 지방의 자화를 결정하고; 각 복셀의 상기 제1 물의 자화, 각 복셀의 상기 제1 지방의 자화, 상기 제1 플립 각도, 각 복셀의 상기 제2 물의 자화, 각 복셀의 상기 제2 지방의 자화, 및 상기 제2 플립 각도에 따라 상기 각 복셀의 상기 물의 T1 시간 및 상기 지방의 T1 시간을 결정하도록 설계된 자기 공명 시스템.
제12항에 있어서,
상기 자기 공명 시스템(5)은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 설계된 것을 특징으로 하는 자기 공명 시스템.
자기 공명 시스템(5)의 프로그램 가능한 제어 장치(10)의 메모리에 직접 로드될 수 있는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서,
상기 프로그램이 상기 자기 공명 시스템(5)의 상기 제어 장치(10)에서 실행될 때, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법의 모든 단계를 실행하는 프로그램 수단
을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
전자적으로 판독가능한 제어 정보가 저장된 전자적으로 판독가능한 데이터 매체로서,
상기 제어 정보는, 상기 제어 정보가 자기 공명 시스템(5)의 제어 장치(10)에서 데이터 매체(21)가 이용되면 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 설계되는 전자적으로 판독가능한 데이터 매체.