KR101721730B1 - 자기 공명 장치를 이용한 b0 필드 맵의 결정 방법 및 자기 공명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자기 공명 장치(6)의 공칭 라모어 주파수로부터의 국소 편차를 기술하는 B0 필드 맵을 결정하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서는 여기 후 위상 이완 시간을 형성하는 차이를 갖는 2개의 상이한 에코 시간(2, 3)에 실행되는 측정들에서 2개 이상의 상이한 위상 이완 시간에 자기 공명 데이터가 획득되고, 상이한 에코 시간(2, 3)에 측정된 위상들의 차로부터 B0 필드 맵의 측정을 위해 이용될 위상 변화가 결정되며, 나이퀴스트 위상 랩핑으로 인한 모호성을 적어도 부분적으로 감소시키기 위해 상기 상이한 위상 이완 시간들의 위상 변화들이 평가되며, 상기 방법은 상이한 위상 이완 시간들을 위한 측정들이 적어도 부분적으로 상이한 여기 필드들을 생성하는 여기들에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.

Description

자기 공명 장치를 이용한 B0 필드 맵의 결정 방법 및 자기 공명 장치{METHOD TO DETERMINE A B0 FIELD MAP WITH A MAGNETIC RESONANCE DEVICE, AND MAGNETIC RESONANCE DEVICE}

본 발명은 자기 공명 장치의 공칭 라모어 주파수로부터의 국소 편차를 기술하는 B0 필드 맵을 결정하기 위한 방법에 관한 것이며, 여기 후 위상 이완 시간을 형성하는 차이를 갖는 2개의 상이한 에코 시간에 실행되는 측정들에서 2개 이상의 상이한 위상 이완 시간에 자기 공명 데이터가 획득되고, 상이한 에코 시간들에 측정된 위상들의 차로부터 B0 필드 맵의 결정을 위해 이용될 위상 변화가 결정되며, 나이퀴스트 위상 랩핑(Nyquist phase wrapping)으로 인한 모호성을 적어도 부분적으로 감소시키기 위해 상기 상이한 위상 이완 시간들의 위상 변화들이 평가된다. 또한, 본 발명은 자기 공명 장치에 관한 것이다.

자기 공명 영상 작성 및 그 원리는 종래 기술에서 이미 광범위하게 공지되었다. 피검체는 상대적으로 높은 자계 강도를 갖는 기본 자계, 이른바 B0 필드 내로 유입된다. 그 다음 예컨대 하나의 층에서 자기 공명 데이터를 획득할 수 있도록 하기 위해, 상기 층의 스핀(spins)이 여기되고 예컨대 상기 여기의 붕괴가 신호로서 고려된다. 경사 코일 장치에 의해서는 경사 자계들이 생성될 수 있는 한편, 고주파 코일 장치를 통해서는 보통 고주파 펄스라고도 표현되는 고주파 여기 펄스들이 송출된다. 고주파 펄스("여기")의 전체를 통해 통상적으로 B1 필드로서 표현되는 고주파 자계가 생성되며, 상기 고주파 자계는 공명 여기된 핵의 스핀들을, 경사를 통해 공간 분해하는 방식으로, 기본 자계의 자계선에 대해 이른바 숙임각만큼 경동시킨다. 그 다음 핵의 여기된 스핀들은, 적합한 수신 안테나들에 의해, 특히 고주파 코일 장치 자체에 의해 획득되어, 결과적으로 자기 공명 이미지 데이터를 재구성할 수 있도록 하기 위해 후처리될 수 있는 고주파 신호들을 방사한다.

종래의 고주파 코일 장치들은 이른바 "균일 모드", 예컨대 "CP 모드"(원형 분극 모드)에서 작동되고, 정해진 고정 위상 및 진폭을 갖는 단일의 고주파 펄스는 송신기 코일의 모든 요소 상으로, 예컨대 버드케이지(Birdcage) 안테나의 모든 송신기 바(transmitter bar) 상으로 제공된다. 영상의 개선을 위한 새로운 자유도를 제공하기 위해, 그리고 유연성을 높이기 위해, 고주파 코일 장치의 복수의 송신 채널이 각각 상호 상이할 수 있는 개별 펄스들을 공급받는 이른바 병행 송신(pTX)도 가능하게 하는 점이 제안되었다. 그 다음, 예컨대 매개변수인 위상 및 진폭을 통해 기술될 수 있는 개별 펄스들 전체는 다 함께 상응하는 매개변수 집합에 의해 기술되는 제어 시퀀스로 정의된다. 다양한 송신 채널들을 위한 개별 펄스들로 구성되는 다중 채널 펄스(여기)는 보통 ("병행 송신"을 위한) "pTX 펄스"라 지칭된다. 이 경우, 공간 선택적 여기의 생성 외에도, [예컨대 "HF 보정(HF-Shimming)"의 범위에서] 자계 불균일성도 보상될 수 있다.

제어 시퀀스의 제어 매개변수 집합들을 결정하기 위해, 영상 영역, 특히 균일 체적에서, 한편으로 배경, 다시 말해 B0 필드를 인식하고 다른 한편으로는 개별 송신 채널들의 작용들도 인식할 필요가 있다.

B0 맵핑이라고 지칭되는 기본 자계(B0 필드)의 측정을 위해, 통상적으로 제1 자기 공명 데이터가 바람직하게는 경사 에코 영상을 통해 2개의 상이한 에코 시간에 획득된다. 상이한 에코 시간에 획득되는 자기 공명 데이터의 위상 차(위상 변화)이면서, 예컨대 제1 자기 공명 데이터 중 상이한 에코 시간에 획득되는 2개의 자기 공명 이미지의 위상들의 감산을 통해 계산될 수 있는 상기 위상 차(위상 변화)는, 공칭 기본 자계 강도로부터 국부 B0 필드의 편차 및 위상 이완 시간, 다시 말해 두 에코 시간의 차에 비례한다. 이 경우, 자계 편차는 구체적으로 자기 공명 장치의 공칭 라모어 주파수에 대한 라모어 주파수의 편차로써 기술된다(상기 편차를 기술하는 변수는 하기에서 대부분 라모어 주파수 값이라 지칭된다).

따라서 B0 필드의 균일성에서의 편차에 의해 생성되는 위상은 시간에 걸쳐서 변화하며, 이때 나이퀴스트 위상 랩핑의 효과도 고려되어야 하는데, 그 이유는 공칭 라모어 주파수로부터의 편차와 에코 시간들의 차에 대해 상이한 시간들에 획득되는 자기 공명 데이터의 위상 차의 비례는, 2π로 국한된 위상 차가 실제 위상 선회(phase evolution)에 상응하는 동안에만 유효하기 때문이다. 그러나 B0 분포의 동적 범위에 따라서, 위상들은 국소적으로 2π의 수배만큼 계속 변할 수 있다. 이는 B0 맵들의 계산 시 모호성 및 오류를 야기한다. 위상 선회에서의 잘못된 할당은 위상 차 이미지들에서 2π 점프로 인한 비물리적 공간적 불연속성을 나타낸다. 다시 말해 이는, 공칭 라모어 주파수에 대한 국소 라모어 주파수의 편차가 높으면 B0 위상이 매우 빠르게 변하고, 그럼으로써 에코 시간(여기서는 두 에코 시간의 차)이 충분히 짧지 않다면, 위상은 2π를 상회할 것이고, 그 결과 전술한 모호성이 발생하게 됨을 의미한다.

너무 짧은 위상 이완 시간들의 선택은 주로, 사용되는 시퀀스로 인해 불가능하며, 에코 시간 차가 너무 짧은 경우 공칭 라모어 주파수로부터의 더 작은 편차는 더 이상 충분한 정밀도로 측정될 수 없다.

측정된 위상 변화의 할당 동안 모호성 문제의 해결을 위해, 몇몇 접근 방법이 종래 기술에서 공지되었다. 따라서 선택 동안 어떠한 공간에서도 2π를 상회하는 만큼의 위상은 발생하지 않도록, 위상 이완 시간, 다시 말해 에코 시간들의 차를 짧게 선택할 수 있다. 그러나 측정 전에는 B0 필드 분포의 동적 범위를 모르기 때문에 획득(acquisition) 방법의 민감도가 불충분하고, 그에 따라 상기 접근법은 이미 설명한 것처럼 이용되지 못할 정도로 위상 이완 시간이 짧게 선택되어야만 한다.

그러므로 B0 필드가 공간적으로 연속된다는 가정 하에, 후처리에서 B0 맵들 내 위상 점프들을 검출하여 보정하는 점이 제안되었다. 이를 실행하는 알고리즘들은 위상 언랩핑(unwrapping) 알고리즘이라 지칭된다. 그러나 상기 알고리즘들의 신뢰성이 종종 문제가 된다. 주요한 난점은, 관련되지 않은 부분 영역들로 총 체적이 구성될 수 있음으로써, 잡음만을 포함하고 신호 세기가 매우 낮은 복셀(Voxel)에 의해 B0 맵들의 개별 부분 영역들이 분리된다는 점에 있다. 따라서 상기 복셀에서 위상은 결정될 수 없거나, 또는 매우 낮은 신뢰성으로 결정될 수 있다.

또한, 위상 이완 시간이 증가함에 따라서, 그에 따라 에코 시간들 사이의 차도 증가함에 따라서 제1 자기 공명 데이터를 반복해서 획득하는 점도 제안되었다. 이 경우, 최단 위상 이완 시간은, 공간 위상 점프가 발생하지 않도록 선택된다. 상대적으로 더 짧은 위상 이완 시간들을 갖는 획득들로부터는, 위상 이완 시간이 상대적으로 더 긴 경우 위상 점프가 발생하는지의 여부가 추정된다. 위상 점프가 발생한다면, 이는 상대적으로 더 긴 위상 이완 시간을 갖는 제1 자기 공명 데이터의 평가(재구성) 중에 고려된다. 따라서 위상 모호성은 분해되고 높은 민감도를 위한 긴 위상 이완 시간들도 가능해진다.

추가의 대체되는 접근법은, B0 맵들 내에서 인접한 복셀들 간의 위상 경사들을 최소화하는 것에 있다. 이 해결 방법의 경우, B0 맵들은 위상 점프와 관련하여 반드시 보정되지 않아도 된다. 그러나 계산된 B0 심(shim)이 다양한 공간 영역에서 잘못된 B0 오프셋으로 최적화되는 위험이 존재한다. 또한, 미분 방법으로 주파수[영차 심(zeroth order shim)]가 계산될 수 없다.

상응하는 맵핑 과정들은 B1 필드들을 위해서도 공지되었고, 거기에서는 "B1 맵핑"이라 지칭된다. 이 경우, 일반적으로 말하면, 각각의 송신 채널에 대해 B1 필드 맵들이 획득되며, 이는, B1 필드 맵들이 영상 영역 내 특정한 공간에서 특정한 여기, 예컨대 단위 여기 동안, 그리고/또는 특정한 송신기 전압 동안 B1 필드가 얼마나 강한지를 제시하는 것을 의미하며, 이는 각각의 복셀(영상점)에, 복소수의 B1 값이, 그에 따라 B1 진폭 맵 및 B1 위상 맵에서도 구별될 수 있는 B1 진폭 및 B1 위상이 할당되는 것을 의미한다. 이 경우, 복수의 여기 모드에 대해 통상적인 측정들이 실행되며, 여기 모드는 반드시 하나의 송신 채널만의 작동에 상응하지 않아도 될 뿐더러, 결과적으로 개별 송신 채널들에 대한 귀납적 추론을 실행할 수 있는 근거가 되는 조합들도 생각해볼 수 있다.

B1 필드의 진폭을 결정하기 위해, 예컨대 고주파 펄스가 야기하는 숙임각을 측정하는 점이 공지되었으며, 이에 대해서는 예시에 따라 DE 10 2005 049 229 B3이 참조된다. 추가로 B1 필드의 위상이 측정된다. 이 경우, 여기 모드는 일정한 위상 변위를, 그에 따라 일정한 B1 위상을 결과로 제공하지만, 위상 측정 시 자명한 사실로서, 기술한 것처럼, 시간상 계속해서 변동되는 B0 위상도 함께 획득된다. 그러므로 B1 맵핑과 관련하여, 다양한 여기 모드들에 대해 기본적으로 동일한 에코 시간을 이용하고, 그럼으로써 위상에 대한 B0 필드의 작용이 일정하게 유지되며, 그럼으로써 한 여기 모드의 자기 공명 데이터로부터 수집된 미가공 위상 맵이 보정으로서 이용될 수 있으며, 그럼으로써 위상에 대한 B0 필드의 변함없는 작용이 발생하고 그에 따라 보정을 위해 고려되는 여기 모드의 위상들이 기준 위상 맵으로서 이용되는 점이 공지되었다. 이는, 모든 또 다른 B1 위상 맵이 보정으로서 고려되는 B1 위상 맵에 대해 상대적으로 정의되는 것을 의미하지만, 이는 문제가 되지 않는데, 그 이유는 결국에는 여하히 다양한 송신 채널들의 상대적 위상들에 의해서만 좌우되기 때문이다.

그러므로 본 발명의 과제는, 질적으로 우수하고 더욱 신뢰성 있는 B0 필드 맵을 결정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제의 해결을 위해, 최초에 언급한 유형의 방법의 경우, 본 발명에 따라서, 상이한 위상 이완 시간들을 위한 측정들이 적어도 부분적으로 상이한 여기 필드들을 생성하는 여기들에 의해 수행된다.

본 발명의 기본 사상은, B0 필드 맵들을 결정하는 주요 문제들 중 하나가 기초 여기의 민감도라는 점이다. 위상 및 진폭이 서로 독립적으로 선택될 수 있는 복수의 송신 채널을 통해 제어될 수 있는 고주파 코일 장치에 기반한다면, 대부분, 여러 영역들에서 다른 영역들에서보다 더 낮은 민감도를 나타내는 여기들이 발생하며, 그럼으로써 획득된 B0 데이터는, 특히 위상 이완 시간이 매우 짧은 경우, 높은 오류, 예컨대 낮은 신호대 잡음비를 포함할 수 있게 된다. 따라서 출발점으로서의 영상 영역 내에서 상이한 여기 필드들과 그에 따라 상이한 위상 분포들을 결과로 제공하는 여기들의 이용은, 전체적으로 더욱 폭넓은 민감도 범위를 커버하고, 그 외에도 전체 B0 맵에 상대적인 개별 위상 이완 시간들에 대한 부분 결과들의 통계적 조합의 경우 품질의 개선에 기여하는 서로 독립된 측정들의 장점을 제공한다.

특히 바람직하게는, 상이한 여기 필드들을 생성하는 여기들을 위한 측정들이 여하히 다른 목적으로 실행될 때 본 발명이 이용되며, 그럼으로써 하기에서 훨씬 더 상세하게 설명될 수 있는 사항으로, 특히 바람직하게는 B0 맵을 위한 자기 공명 데이터의 측정은, 고주파 코일 장치의 다양한 송신 채널들에 대해 복소수 필드들을 갖는 B0 필드 맵들이 획득되어야 하는 B1 맵핑의 범위에서의 측정들과 동시에 실행될 수 있게 된다. 그러므로 이 경우 B1 필드 맵들과 B0 필드 맵들의 공통 측정이 가능하다.

나이퀴스트 위상 랩핑에 의한 작용들, 그에 따라서 2π 위상 점프들로 인한 모호성은 분명하게 감소하는데, 그 이유는 실제 위상 선회에 대한 위상 변화들의 잘못된 할당이 방지되기 때문이다. 짧은 위상 이완 시간들은, 위상 이완 시간들이 상대적으로 더 긴 경우 나이퀴스트 위상 랩핑이 발생할 수 있는지의 여부를 추정하기에 적합하다. 이는 상대적으로 더 많은 위상 이완 시간에 자기 공명 데이터의 평가 시 다시 고려될 수 있다.

이미 예시한 것처럼, 특히 바람직하게는, 여기들의 총량이 자기 공명 장치의 영상 영역을 실질적으로 균일하게 커버하고, 그리고/또는 하나 이상의 여기에 대한 영상 영역의 각각의 복셀에 대해 사전 결정된 최소 신호 세기가 초과된다. 이는, B0 필드 맵이 실제로 질적으로 개선되는 점을 보장하는데, 그 이유는 각각의 관련된 위치(각각의 복셀)에 대한 하나 이상의 신뢰성 있는 측정값이 자기 공명 장치의 영상 영역 내에 존재하기 때문이다. 상이한 위상 이완 시간들, 또는 상이한 에코 시간들에 획득된 자기 공명 데이터의 상이한 쌍들에 대한 평가 결과들이 통계학적으로 조합되어 공통 B0 필드 맵을 형성한다면, 바람직하게는 신호대 잡음비를 이용한 가중(weighting)이 수행될 수 있거나, 또는 신호대 잡음비가 존재하지 않는 경우라면 신호 세기를 이용한 가중이 수행될 수 있다. 따라서 매우 고품질이면서 신뢰성 있는 B0 필드 맵들이 획득된다. 이 경우, 바람직하게는 상기 유형의 조합될 하위 B0 필드 맵들은 항상 동일한 여기 동안 측정된 에코 시간들에 대해 작성된다. 상기 하위 B0 필드 맵들은 가중되어, 예컨대 복셀 별로 가중된 평균값 계산을 통해 조합될 수 있으며, 가중은 기술한 것처럼 신호대 잡음비(SNR) 또는 신호 세기를 통해 수행될 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 서로 독립적으로 제어될 수 있는 복수의 송신 채널을 포함하는 고주파 코일 장치가 이용되며, 송신 채널들을 위한 B1 맵들의 결정에 이용되는 측정 과정에서 자기 공명 데이터가 획득된다. 이 경우, 특히 바람직하게는, 측정 과정에서 이용되는 각각의 여기 모드에 대해 상이한 에코 시간들에 2회 이상의 측정이 실행되며, 위상 이완 시간들은 적어도 2개의 상이한 여기 모드, 특히 모든 상이한 여기 모드에 대해 구별된다.

이미 설명한 것처럼, 복수의 송신 채널을 구비한 고주파 코일 장치들을 포함하는 자기 공명 장치들, 다시 말해 이른바 pTX 시스템들의 경우, B0 필드 맵들 외에도, B1 필드 맵들도 개별 송신 채널들을 위해 필요하다. B1 필드 맵들을 수집하기 위해서, n개의 송신 채널의 B1 맵핑을 위해 상이한 여기 필드들을 생성하는 상이한 여기 모드들을 각각 이용하는 n회 이상의 획득 과정이 필요하기 때문에, 수회의 측정이 실행된다. 가장 단순한 경우 여기 모드들은 항상 정해진 송신 채널에만 관계하는 점에 반해, (본 발명의 범주에서 바람직하게는) 여기 모드들에 대해 개별 송신 채널들의 상이한 조합들도 이용될 수 있다. 이로부터, 추후 모든 송신 채널들에 대한 B1 필드 맵이 수학적으로 다시 계산될 수 있다.

다양한 B1 맵핑 방법들은 항시 제2 경사 에코의 획득도 허용하며, 그럼으로써 B0 필드 맵을 위한 자기 공명 데이터가 수집될 수 있다. 따라서 기술한, 본 발명에 따라 바람직한 접근법의 경우, 동일한 B0 분포의 n개의 하위 B0 필드 맵이 생성되며, 이들 하위 B0 필드 맵은 특히 바람직하게는 모든 상이한 위상 이완 시간을 이용한다.

그러므로 본 발명에 의해서, 복수의 송신 채널을 포함하는 고주파 코일 장치들을 위해, B1 송신 필드들의 맵핑을 위한 다양한 획득들과 함께, 제2 에코 시간에 각각 하나 이상의 추가 에코를 획득하며, 에코들 사이의 위상 이완 시간은 획득들 중 특히 각각의 획득을 위해 변동된다. 이는, 동일한 여기 모드들을 포함하지만 상이한 에코 시간을 갖는 획득들이 한 쌍씩 평가됨으로써, 각각의 B1 맵핑 획득으로부터, 다양한 위상 이완 시간들을 갖는 B0 필드 맵들(하위 B0 필드 맵들)이 수집될 수 있음을 의미한다. 이미 설명한 것처럼, 다양한 위상 이완 시간들로부터 상대적으로 더 긴 위상 이완 시간들에 대한 위상 점프들이 추정될 수 있고, 위상 선회는 위상 변화들로부터 분명하게 결정될 수 있다. 그 다음, 설명한 것처럼, 하위 B0 필드 맵들의 통계학적 조합도 수행될 수 있다.

B1 필드 맵들과 B0 필드 맵들의 조합 획득은 각각의 B1 맵핑 방법으로 생각해볼 수 있다. 특히 단순한 경사 에코 기반 방법을 위해 예컨대 하기의 공통 획득이 적합하다.

- 여기 모드당 하나의 경사 에코 이미지만이 획득되는, 상대적 B1 필드 맵들의 획득,

- 여기 모드당 상이한 반복 시간들을 갖는 2개의 경사 에코 이미지가 획득되는, AFI(실제 숙임각 영상; actual flip angle imaging),

- 여기 모드당 상이한 숙임각을 갖는 2개 이상의 경사 에코 이미지가 획득되는, 이중 각도 방법, 및

- 기타 B0 맵핑 방법.

따라서 다시 말해 pTX 시스템들의 B1 필드 맵들 또는 상대적 B1 필드 맵들과 함께, 원칙상 제한된 위상 이완 시간으로 인해 그 민감도에서 제한되지 않으면서, 2π 위상 점프들과 실제 위상 선회에 대한 위상 변화들의 잘못된 할당을 통해 발생하는 공간 점프들을 포함하지 않는 절대 B0 필드 맵들이 획득된다.

본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 여기 모드들은, 단일 송신 채널을 이용하는 경우에 비해 B1 진폭들의 동적 범위가 감소하도록, 하나보다 많은 송신 채널을 이용한다. 이는, B0 필드 맵의 신뢰성 있는 결정을 위해, B1 분포의 동적 범위 및 그에 따른 진폭 신호 가변을 제한하는 B1 맵핑 방법이 특히 적합함을 의미한다. 이는, 이미 설명한 것처럼, B1 필드 맵들이 송신 채널들의 다양한 조합들에서 획득되고 이로부터 송신 채널들의 B1 필드 맵들이 수학적으로 결정되는 것을 통해, 효과적으로 달성된다.

이런 관점에서 주지할 사항은, 일반적으로 본 발명에 따른 방법에서 자기 공명 데이터를 획득하기 위해 경사 에코 시퀀스들의 이용이 제공된다는 점이다.

본 발명에 따른 방법 외에도, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 형성된 제어 장치를 포함하는 자기 공명 장치에도 관련된다. 그에 따라, 서로 독립적으로 제어될 수 있는 복수의 송신 채널을 포함한 고주파 코일 장치 외에도, 본 발명에 따른 방법에 따라 B0 필드 맵을 결정할 수 있는 제어 장치가 제공된다. 상기 유형의 제어 장치는 예컨대 상이한 여기 필드들을 생성하는 여기들에 대해 2개의 상이한 에코 시간에 자기 공명 데이터를 획득하기 위해 자기 공명 장치의 또 다른 요소들을 제어하는 시퀀스 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 상이한 위상 이완 시간들을 위한 위상 변화들을 결정하여 나이퀴스트 위상 랩핑으로 인한 모호성을 적어도 부분적으로 감소시키기 위해 평가하는 평가 유닛도 제공될 수 있다. 결과들은 B1 필드 맵 결정 유닛으로 전송될 수 있고, 이 B1 필드 맵 결정 유닛은, B0 필드 맵을 획득하기 위해, 다양한 위상 이완 시간들에 기인하는 하위 B0 필드 맵들을 통계학적으로, 바람직하게는 가중하여 조합한다. 이 경우, 핵심적인 사항은, 시퀀스 컨트롤러가 적어도 부분적으로 상이한 위상 이완 시간들에 대해 상이한 여기 필드들을 생성하는 여기들을 이용한다는 점이다.

본 발명에 따른 방법에 대한 모든 설명은, 본 발명의 장점들을 똑같이 얻을 수 있는 본 발명에 따른 자기 공명 장치에 유사하게 전용된다.

이런 관점에서, 주지할 사항은, 본 발명에 따른 방법은, 해당 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때 본 발명에 따른 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램을 통해서도 실현될 수 있다는 점이다. 상기 유형의 컴퓨터 프로그램은 비휘발성 데이터 메모리 매체에 저장될 수 있다.

본 발명의 추가 장점들 및 상세 내용은 하기에 기술되는 실시예들로부터, 그리고 도면에 따라서 제시된다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 2는 실시예를 설명하기 위한 개략적 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 자기 공명 장치를 도시한 도이다.
도 4는 도 3의 자기 공명 장치의 제어 장치의 구조를 도시한 도이다.

도 1과 관련하여 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 더 상세히 설명한다. 본 실시예에서 기본 사상은, 자기 공명 데이터가 상이한 위상 이완 시간들에 기초하고, 상이한 위상 이완 시간들은 나이퀴스트 위상 랩핑으로 인한 모호성의 해결을 위해 이용되는 조건에서, 상이한 위상 이완 시간들에 대해 상이한 위상 분포를 출발점으로서 사용하고, 그에 따라 상이한 여기 필드들을 생성하는 여기들을 상이한 위상 이완 시간들을 위해 이용함으로써, B0 필드 맵의 결정을 질적으로 개선하는 것이다. 이는, 도 1에 따른 실시예에서 구현되며 단계 1에서 실행되는 바와 같이, B0 필드 맵이 B1 필드 맵들과 함께 획득될 때 특히 간단하게 실현될 수 있다.

이 경우, 본 실시예에서는, n개의 여기 모드가 이용되며, 상기 여기 모드들의 평가으로부터, 종래 기술에 원칙상 공지되어 있는 것처럼, 자기 공명 장치의 고주파 코일 장치의 다양한 송신 채널들에 대한 B1 필드 맵들이 계산된다. 그러나 단계 1에서는, 단일 에코 시간에 측정될 뿐만 아니라, 각각의 여기 모드에 대해 2개의 에코 시간에 측정되며, 그럼으로써 제1 에코 시간과 제2 에코 시간의 차에 의해 정의되는 특정 위상 이완 시간에 할당되는 자기 공명 데이터가 존재하게 된다.

상기 측정 원리는 도 2를 통해 더욱 상세하게 설명된다. 여기서, 여기 모드(M)는 에코 시간(TE)에 대해 기호로 도시되어 있다. m이 여기 모드의 개수를 나타내는 조건에서 1 내지 m개의 각각의 여기 모드(M)에 대해, 명백하게, 각각 제1 에코 시간(2)과 제2 에코 시간(3)에 자기 공명 데이터를 획득하기 위해 측정이 실행된다. 이 경우, 모든 여기 모드에 대해 동일한 제1 에코 시간(2)이 이용되기는 하지만, 이는 다른 실시예에서는 상이할 수도 있다. 따라서 제2 측정이 개시되는 제2 에코 시간(3)은 항시 상이할 수 있으므로, 짧은 위상 이완 시간들(ΔTE₁)과 긴 위상 이완 시간들(도 2에서 예컨대 ΔTE_m)뿐만 아니라 이들 사이의 값들도 이용된다.

평가 단계 4에서는, 우선 위상 랩핑에 의한 모호성을 식별하고 해결하기 위해 자기 공명 데이터의 평가가 수행된다. 이 경우, 짧은 위상 이완 시간들로부터 출발하여, 측정 쌍들의 자기 공명 데이터로부터 도출되는 위상 변화들이 고려됨으로써, 예컨대 위상 이완 시간들이 상대적으로 더 긴 경우 나이퀴스트 위상 랩핑이 기대되는지의 여부가 검사되며, 나이퀴스트 위상 랩핑은 최대한 광범위한 베이스에서 다양한 위상 이완 시간들에 대한 복셀에서의 위상 변화들의 고려를 통해서도 식별될 수 있다. 나이퀴스트 위상 랩핑이 확정되면 모호성은 제거되며, 나이퀴스트 위상 랩핑이 발생하는 상대적으로 더 긴 위상 이완 시간들로부터 유도되는 위상 변화들의 보정이 실시된다.

그 다음, 단계 5에서는, 각각의 여기 모드에 대해 하위 B0 필드 맵을 획득하기 위해, 상이한 위상 이완 시간들을 갖는 여기 모드들에서 결정된 위상 변화들이 계속 평가된다. 결과로서 B0 필드 맵을 획득하기 위해, 하위 B0 필드 맵들이 단계 5에서 통계학적으로 조합된다. 이 경우, 예컨대 하위 B0 필드 맵들에 대한 평균값 계산이 수행될 수 있으며, 여기서 각각의 SNR 또는 각각의 신호 세기에 따른 가중이 수행된다.

도 1에는, 공지된 방식으로 당연히 B1 필드 맵들도 결정된다는 사실은 도시되어 있지 않다. 이 경우, 주지할 사항은, B1 필드 맵들의 결정을 위해 당연히 획득된 모든 자기 공명 데이터가 고려될 수도 있다는 점이며, 이는, 각각의 여기 모드에 대해 우선 제1 에코 시간(2) 및 제2 에코 시간(3)에 대한 하위 B1 필드 맵들이 결정되고, 이어서 이들 하위 B1 필드 맵도 역시 통계학적으로 조합될 수 있음을 의미한다.

자기 공명 데이터의 획득을 위해, 이미 상세하게 기술한 것처럼, 모든 유형의 B1 맵핑 방법이 이용될 수 있다. 모든 경우에, 바람직하게는 경사 에코 시퀀스들이 사용된다. 이러한 관점에서, 추가로 주지할 사항은, 본 실시예에서는, B1 진폭의 동적 범위가 단일 송신 채널을 이용할 경우에 비해 감소하도록 하나보다 많은 송신 채널을 이용하는 방식으로 다양한 여기 모드들이 선택됨으로써, 결과적으로 이미 개별 여기 모드들에 대해서도 최대한 자기 공명의 영상 영역의 광범위하고 균일한 커버리지가 획득된다는 점이다.

도 3에는, 본 발명에 따른 자기 공명 장치(6)의 개략도가 도시되어 있으며, 편의상 본 발명에 중요한 요소들만을 도시하였으며, 기본 자계 유닛, 경사 코일 장치 등의 도해는 생략하였다. 자기 공명 장치(6)는 7로 표시된 고주파 코일 장치를 포함하며, 이 고주파 코일 장치는, 각각의 송신 채널(8)에 대해 서로 독립적으로 진폭 및 위상이 선택될 수 있는 방식으로, 송신 장치(9)에 의해 개략적으로 도시된 복수의 송신 채널(8)을 통해 작동될 수 있다. 고주파 코일 장치(7) 및 송신 장치(9)로 형성된 송신 시스템은, 여기에 더 자세히 도시되지 않은 자기 공명 장치(6)의 또 다른 요소들처럼, 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 형성되며 도 4에 더 정확하게 도시되어 있는 제어 장치(10)에 의해 제어된다.

따라서 제어 장치(10)는 시퀀스 컨트롤러(11)를 포함하고, 이 시퀀스 컨트롤러를 통해 본 발명의 범주에서 자기 공명 데이터를 획득하기 위해 여기 모드들(및 경우에 따라 다른 여기들)이 실현될 수 있다. 자기 공명 데이터는 평가 유닛(12)에서 우선 나이퀴스트 위상 랩핑과 관련하여 평가되며(단계 4 참조), 그 결과 B0 필드 맵 결정 유닛(13)이 단계 5에 따라 B0 필드 맵을 결정한다. 마지막으로, 제어 장치(10)의 경우, B1 필드 맵들을 결정하기 위한 B1 필드 맵 결정 유닛(14)도 도시되어 있다.

비록 본 발명이 바람직한 실시예에 의해 더 자세하게 도시되고 기술되었지만, 본 발명은 공개된 실시예들에 의해 제한되지 않으며, 당업자라면 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 상기 실시예들로부터 또 다른 변형예들을 유도할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 자기 공명 장치(6)의 공칭 라모어 주파수로부터의 국소 편차를 기술하는 B0 필드 맵을 결정하기 위한 방법이며, 여기 후에 위상 이완 시간을 형성하는 차이를 갖는 2개의 상이한 에코 시간(2, 3)에 실행되는 측정들에서 2개 이상의 상이한 위상 이완 시간에 자기 공명 데이터가 획득되고, 상이한 에코 시간(2, 3)에 측정된 위상들의 차로부터 B0 필드 맵의 결정을 위해 이용될 위상 변화가 결정되며, 나이퀴스트 위상 랩핑으로 인한 모호성을 감소시키기 위해 상기 상이한 위상 이완 시간들의 위상 변화들이 평가되는, B0 필드 맵 결정 방법에 있어서,
   상이한 위상 이완 시간들을 위한 측정들 중 둘 이상의 측정들이 상이한 여기 필드들을 생성하는 여기들에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는, B0 필드 맵의 결정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 여기들의 총량은 자기 공명 장치(6)의 영상 영역을 실질적으로 균일하게 커버하는 것과, 하나 이상의 여기에 대한 영상 영역의 각각의 복셀에 대해 사전 결정된 최소 신호 세기가 초과되는 것 중 적어도 하나를 특징으로 하는, B0 필드 맵의 결정 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 서로 독립적으로 제어될 수 있는 복수의 송신 채널(8)을 가진 고주파 코일 장치(7)가 사용되며, 상기 송신 채널(8)들을 위한 B1 맵들의 결정에 이용되는 측정 과정에서 자기 공명 데이터가 획득되는 것을 특징으로 하는, B0 필드 맵의 결정 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 측정 과정에서 이용되는 각각의 여기 모드에 대해, 상이한 에코 시간에 2회 이상의 측정이 수행되며, 이때 위상 이완 시간들은 적어도 2개의 상이한 여기 모드에 대해 구별되는 것을 특징으로 하는, B0 필드 맵의 결정 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 여기 모드들은, 단일 송신 채널(8)을 사용하는 경우에 비해 B1 진폭들의 동적 범위가 감소하도록, 하나보다 많은 송신 채널(8)들을 사용하는 것을 특징으로 하는, B0 필드 맵의 결정 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자기 공명 데이터의 획득을 위해 경사 에코 시퀀스가 이용되는 것을 특징으로 하는, B0 필드 맵의 결정 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하도록 형성된 제어 장치(10)를 포함하는 자기 공명 장치(6).

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