KR101835875B1

KR101835875B1 - 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101835875B1
Application number: KR1020150117874A
Authority: KR
Inventors: 존 무글러; 도미닉 파울
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트; 유니버시티 오브 버지니아 페이턴트 파운데이션
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2018-03-07
Also published as: US20160054411A1; CN105388436A; US9891300B2; CN105388436B; EP2988145B1; KR20160023610A; EP2988145A1

Abstract

자기 공명 데이터 취득을 위한 방법 및 장치에서, 단일 슬래브 삼차원 터보 또는 고속 스핀 에코 펄스 시퀀스에 따라 데이터가 취득되고, 통상적인 단일 리포커싱 RF 펄스 대신에, 한 쌍의 단열 RF 펄스들을 방사함으로써, 위상 인코딩 방향으로의 내부 볼륨 선택이 이루어진다. 피크 라디오 주파수 필드 강도에 대한 주어진 제한치에 대해, 단열 RF 펄스들의 방사는 높은 RF 펄스 대역폭이 달성되도록 허용한다. 이러한 높은 RF 펄스 대역폭은 이탈공명 관련 아티팩트들을 감소시킨다.

Description

자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ACQUIRING MAGNETIC RESONANCE DATA}

[0001] 본 발명은 자기 공명 데이터(magnetic resonance data)를 취득하기 위한 방법, 뿐만 아니라 자기 공명 시스템(magnetic resonance system), 그리고 전자적으로 판독가능한 데이터 저장 매체(data storage medium)에 관한 것이다.

[0002] 자기 공명(MR:magnetic resonance)은 검사 대상의 내부의 이미지(image)들이 생성될 수 있도록 하는 알려진 모달리티(modality)이다. 단순화된 방식으로 표현하면, 이 목적을 위해, 자기 공명 장치의 오프닝(opening)에 있는 검사 대상이 0.2 내지 7 테슬라(Tesla) 또는 그 초과의 필드 강도(field strength)를 갖는 강력하고, 정적이며, 균일한 기본 자기장(B₀ 필드로 또한 불림)에 포지셔닝(positioning)되고, 따라서 대상에서의 핵 스핀(nuclear spin)들이 기본 자기장을 따라서 우선적으로 배향된다. 자기 공명 신호들을 도출하기 위해 라디오 주파수(RF:radio-frequency) 여기 펄스(excitation pulse)들 및 아마도 리포커싱 펄스(refocusing pulse)들이 검사 대상에 방사되고, 이 자기 공명 신호들은 검출되어, k-공간으로서 알려진 도메인(domain), 예컨대 매트릭스(matrix)를 표현하는 조직화된 방식으로 데이터 값들로서 전자식 메모리(electronic memory)에 입력된다. k-공간 데이터에 기초하여, MR 이미지들이 재구성되거나 또는 분광학 데이터가 결정된다. 자기 공명 데이터(측정 데이터)의 공간 인코딩(spatial encoding)을 위해, 신속하게 스위칭(switching)(활성화)되는 자기 그래디언트 필드(magnetic gradient field)들이 기본 자기장에 중첩될 수 있다. 취득된 측정 데이터는 디지털화(digitalizing)되고, 복소수 값(complex numerical value)들로서 k-공간 매트릭스에 저장된다. 예컨대, 다차원 푸리에 변환(Fourier transformation)에 의하여, 연관된 MR 이미지가 값들로 채워진 k-공간 매트릭스로부터 재구성될 수 있다.

[0003] 전술된 라디오 주파수 펄스들 및 그래디언트 필드들은, 자기 공명 장치에서, 데이터 취득 유닛(data acquisition unit)이 동작되도록 하는 펄스 시퀀스(pulse sequence)들로서 알려진 다양한 방식들에 따라 활성화된다. 매우 정교한 스핀 에코 펄스 시퀀스(spin-echo pulse sequence)들은, 다른 이름들 중에서도 상이한 플립 각도 에볼루션들을 사용하여 애플리케이션 최적화된 콘트래스트들을 갖는 샘플링 퍼펙션(SPACE; Sampling Perfection with Application optimized Contrasts using different flip angle Evolutions)로서 알려진 단일 슬래브(slab) 삼차원(3D) 터보(turbo) 또는 고속 스핀 에코(이후, 3D-TSE/FSE) 펄스 시퀀스들을 포함한다. 이러한 타입(type)의 펄스 시퀀스들은 극도로 많은 수의 리포커싱 RF 펄스들(예컨대, 300개 초과)을 허용하고, 그리고 에코 트레인(echo train)의 지속기간에 전반에 걸쳐, 주로 일정한 플립 각도(flip angle)들을 갖는 펄스들을 나타내거나 또는 180°미만의 각각 상이한 플립 각도들을 갖는 펄스들을 나타내는 리포커싱 RF 펄스 트레인을 사용할 수 있다. 후자의 경우, RF 펄스 트레인에 대한 플립 각도들의 값들은, 상이한 타입들의 조직에 대한 원하는 신호 강도들을 달성하기 위해 선택되고, 그리고 플립 각도 에볼루션(evloution)으로 지칭된다. 따라서, 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스의 이러한 구현은 애플리케이션-특정 가변 플립 각도들(application-specific variable flip angles)을 사용한다.

[0004] 인폴딩 아티팩트(infolding artifact)들(에일리어싱(aliasing) 또는 랩-어라운드(wrap-around) 아티팩트들로서 또한 알려짐)을 유발하지 않고 위상 인코딩 방향으로의 시야를 감소시키기 위하여, "주밍(zooming)된" 3D-TSE/FSE 이미징(imaging)을 위한 내부 볼륨(inner-volume) 선택 방식을 사용하는 것이 알려져 있다. 라디오 주파수 펄스들에 의해 생성되는 RF 필드는 B1 필드로 불리고, 종래의 MR 시스템들의 RF 송신 시스템의 기술적 제한들로 인해, 적용될 수 있는 최대(피크(peak)) B1 필드는 내부 볼륨을 선택하기 위해 사용되는, 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스의 제1 리포커싱 RF 펄스에 관하여 타협이 이루어질 것을 요구한다. 구체적으로는, 그렇지 않을 경우 원해지는 것보다 이러한 제1 리포커싱 RF 펄스에 대해 더 긴 RF 펄스 지속기간을 사용할 필요가 있고, 이는 RF 펄스에 대해 비교적 낮은 대역폭을 야기한다. 결과적으로, 종래의 주밍된 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스는 이탈공명 효과(off-resonance effect)들, 예컨대 화학적 이동 오등록(chemical-shift misregistration), 또는 MR 시스템에서 생성되는 정적 자기장(기본 자기장)의 불균일성(inhomogeneity)으로 인한 기하학적 왜곡에 대한 높은 감도를 나타낸다.

[0005] 본 발명의 목적은 내부 볼륨 선택 방식을 사용하는 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스에 따라 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 여기서 전술된 단점들이 방지되거나 또는 적어도 완화된다. 본 발명의 추가적인 목적은 이러한 방법에 따라 동작하는 자기 공명 장치, 뿐만 아니라 자기 공명 장치로 하여금 이러한 방법에 따라 동작되게 하는 프로그래밍 명령(programming instruction)들로 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독가능 데이터 저장 매체(computer-readable data storage medium)를 제공하는 것이다.

[0006] 전술된 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스에서는, 단일 리포커싱 RF 펄스, 예컨대 사인(sinc)형이고 SLR-설계된 RF 펄스를 방사함으로써 (평면내(in-plane)) 위상 인코딩 방향으로의 내부 볼륨 선택을 달성하는 것이 통상적이다. 본 발명자들은, 단일 리포커싱 RF 펄스의 이러한 종래 구성이 종래의 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스와 연관된 전술된 단점들의 근원임을 인식하는 통찰력을 가졌다. 본 발명에 따라, 위상 인코딩 방향으로의 내부 볼륨 선택을 달성하기 위하여, 이러한 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스에서, 단일 리포커싱 RF 펄스가 한 쌍의 단열(adiabatic) RF 펄스들로 교체된다.

[0007] 단열 RF 펄스들은, 피크 B1 필드에 대한 주어진 제한치에 대해, 높은 RF 펄스 대역폭이 달성되도록 허용한다.

[0008] 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스의 단열 펄스 쌍을 사용하여 안내되는 테스트(test)들은, 종래에 사용되었던 최선의 비-단열 RF 펄스와 비교하여, 적어도 70% 더 높은 대역폭이 달성될 수 있음을 나타내었다. 높은 RF 펄스 대역폭은 전술된 이탈공명 관련 아티팩트들을 대응하는 양만큼 감소시킨다. 이러한 단열 RF 펄스들이 일정한 자기장 그래디언트와 함께 적용되는 경우, 주어진 피크 B1 필드에 대해 훨씬 더 높은 RF 펄스 대역폭들을 달성하기 위하여 가변 여기 레이트 단열 펄스(variable-excitation-rate adiabatic pulse)들을 사용하는 것이 또한 가능함이 예상된다.

[0009] (한 방향에 대비하여) 두 방향들을 따라서 공간 선택을 달성하는데 다수 쌍들의 단열 RF 펄스들이 사용될 수 있다. 적어도 두 개의 상이한 변형들이 이 결과를 달성할 수 있다.

[0010] 제1 변형에서는, 슬라이스(slice) 축을 따라서 핵 스핀들의 선택적 여기가 이루어지고, (평면내) 위상 인코딩 축 및 판독 축을 따라서 내부 볼륨 선택적 리포커싱이 이루어진다. 이러한 변형은 비-데카르트(non-Cartesian) k-공간 궤도들, 예컨대 방사상 궤도 또는 스파이럴 궤도(spiral trajectory)를 사용하는 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스의 구현에 유용하다.

[0011] 제2 실시예에서는, 핵 스핀들의 비-선택적 여기가 이루어지고, 내부 볼륨 선택적 리포커싱은 슬라이스 축을 따르고 그리고 (평면내) 위상 인코딩 축을 따른다. 이는, 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스를 단열 여기(기술적 제한들로 인해 비-선택적일 수 있음)와 결합시키는데 유용하다.

[0012] 본 발명에 따라, 종래의 슬래브 선택 및 데이터 취득과 결합하여, 3D-TSE/FSE 이미징에서 내부 볼륨 선택을 위해 한 쌍(또는 다른 짝수 개)의 단열 RF 펄스들이 사용된다. 위에서 주목된 바와 같이, 이러한 선택은, 다수 쌍들의 단열 RF 펄스들의 사용에 의해, 3D-TSE/FSE 이미징에서 하나보다 많은 축을 따라서 이루어질 수 있다.

[0013] 단열 RF 펄스들의 방사 때문에, 주어진 피크 B1 필드에서 더 높은 펄스 대역폭을 달성함으로써, 감소된 이탈공명 효과들이 달성되고, 그리고 오버샘플링(oversampling)이 감소되어 데이터 취득 시간이 절약될 수 있다.

[0014] 도 1은 본 발명에 따라 구성되고 동작하는 예시적 자기 공명 시스템을 개략적으로 예시하는 블록도(block diagram)이다.
[0015] 도 2는 본 발명의 실시예들 전부에서 자기 공명 데이터를 판독할 때의 사용을 위한 판독 모듈(readout module)을 개략적으로 예시한다.
[0016] 도 3은 내부 볼륨 선택을 위한 적어도 한 쌍의 단열 RF 펄스들을 갖는, 본 발명에 따른 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스를 개략적으로 예시한다.
[0017] 도 4는 두 방향들을 따라서 내부 볼륨의 공간 선택을 달성하기 위한, 본 발명의 제1 실시예의 펄스 다이어그램(pulse diagram)이다.
[0018] 도 5는 두 방향들을 따라서 내부 볼륨의 공간 선택을 달성하기 위한, 본 발명의 제2 실시예의 펄스 다이어그램이다.
[0019] 도 6은 스포일러 그래디언트(spoiler gradient)들을 갖는, 도 3에 도시된 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스의 실시예의 변형을 개략적으로 예시한다.

[0020] 도 1은 자기 공명 시스템(5)(자기 공명 이미징 또는 자기 공명 단층촬영 장치)의 개략적인 표현을 도시한다. 기본 필드 자석(1)은 검사 대상(U)의, 예컨대 검사될 인체의 부위의 선택 구역(O)에서의 핵 스핀들의 분극 또는 정렬을 위해 시간적으로 일정한, 강력한 자기장을 생성한다. 대상(U)은 테이블(table)(23) 상에 놓이고, 자기 공명 시스템(5)에서 검사된다. 자기 공명 측정을 위해 요구되는 기본 자기장의 높은 균일성은 통상적으로(반드시는 아님) 구체 측정 볼륨(M)에서 정의되고, 이 구체 측정 볼륨(M) 안으로, 검사될 인체의 부위들이 삽입된다. 균일성 요건들에 도움이 되기 위해 그리고 특히 시간적으로 변함없는 영향력들을 제거하기 위해, 강자성 재료로 만들어진 심 플레이트(shim plate)들이 적절한 지점들에 부착된다. 시간적으로 변하는 영향력들은 심 코일(shim coil)들 증폭기(26)에 의해 동작되는 심 코일(shim coil)들(2)에 의해 제거된다.

[0021] 세 개의 서브-와인딩(sub-winding)들로 구성된 원통형 그래디언트 코일 시스템(3)이 기본 필드 자석(1)에서 사용된다. 예컨대, 데카르트(Cartesian) 좌표계의 개개의 방향으로 선형(또한, 시간적으로 변하는) 그래디언트 필드를 생성하기 위해, 각각의 서브-와인딩에는 증폭기에 의해 전류가 공급된다. 그래디언트 필드 시스템(3)의 제1 서브-와인딩은 x 방향으로 그래디언트(G_x)를 생성하고; 제2 서브-와인딩은 y 방향으로 그래디언트(G_y)를 생성하며; 그리고 제3 서브-와인딩은 z 방향으로 그래디언트(G_z)를 생성한다. 각각의 증폭기는, 그래디언트 펄스들의 정확하게 타이밍(timing)된 생성을 위해 시퀀스 제어기(18)에 의해 활성화되는 디지털/아날로그 컨버터(digital/analog converter)를 갖는다.

[0022] 그래디언트 필드 시스템(3) 내에는 하나(또는 그 초과)의 라디오 주파수 안테나(radio-frequency antenna)들(4) ―특히, 적어도 하나의 다채널(multichannel) RF 송신 코일 및 적어도 하나의 RF 수신 코일― 이 위치되고, 라디오 주파수 안테나들(4)은, 검사될 검사 대상(U) 또는 검사될 검사 대상(U)의 선택 구역(O)의 구역의 핵들의 여기 및 핵 스핀들의 정렬을 위해, 라디오 주파수 전력 증폭기(27)에 의해 방출되는 라디오 주파수 펄스들을 교류 자기장으로 변환한다. 각각의 라디오 주파수 안테나(4)는 컴포넌트 코일(component coil)들의 고리형 ―바람직하게는, 선형 또는 매트릭스형― 어레인지먼트(arrangement) 형태의 하나 또는 그 초과의 RF 송신 코일들 및 다수의 RF 수신 코일들로 구성된다. 또한, 세차운동(precessing)하는 핵 스핀들로부터 나오는 교류 필드 ―즉, 보통 하나 또는 그 초과의 라디오 주파수 펄스들 및 하나 또는 그 초과의 그래디언트 펄스들로 구성된 펄스 시퀀스에 의해 유발되는 스핀 에코 신호들― 가 개개의 라디오 주파수 안테나(4)의 RF 수신 코일들에 의해 전압(측정 신호)으로 변환된다. 이 신호는 증폭기(7)를 통해 라디오 주파수 시스템(22)의 라디오 주파수 수신 채널(channel)(8)에 공급된다. 또한, 라디오 주파수 시스템(22)은 자기 공명의 여기를 위한 라디오 주파수 펄스들이 생성되는 송신 채널(9)을 갖는다. 개개의 라디오 주파수 펄스들은 시스템 컴퓨터(20)에 의해 미리결정된 펄스 시퀀스에 기초하여 일련의 복소수들로서 시퀀스 제어기(18)에서 디지털식으로(digitally) 표현되고, 시스템 컴퓨터(20)는 미리결정된 신호 곡선으로부터 적응되는 플립 각도들을 결정하는 프로세서(processor)(24)를 갖는다. 이러한 숫자 시퀀스는 실수부 및 허수부로서 개개의 입력부들(12)을 통해 라디오 주파수 시스템(22)의 디지털/아날로그 컨버터에 공급되고, 그리고 디지털/아날로그 컨버터로부터 송신 채널(9)로 공급된다. 송신 채널(9)에서는, 펄스 시퀀스들이 라디오 주파수 캐리어(carrier) 신호 상에서 변조되고, 이 라디오 주파수 캐리어 신호의 베이스(base) 주파수는 중심 주파수에 대응한다.

[0023] 송신 동작으로부터 수신 동작으로의 스위칭은 송신/수신 다이플렉서(diplexer)(6)를 통해 이루어진다. 라디오 주파수 안테나(들)(4)의 RF 송신 코일들은 측정 볼륨(M) 안으로 핵 스핀들의 여기를 위한 라디오 주파수 펄스들을 방사하고, 결과적 에코 신호들이 RF 수신 코일(들)을 통해 스캐닝(scanning)된다. 대응하게 취득되는 핵 자기 공명 신호들이 라디오 주파수 시스템(22)의 수신 채널(8')(제1 복조기)에서 중간 주파수로 위상-민감하게 복조되고, 그리고 아날로그/디지털 컨버터(ADC; analog/digital converter)에서 디지털화된다. 이 신호는 추가로, 0의 주파수로 복조된다. 디지털 도메인에서의 디지털화 이후, 0의 주파수로의 복조, 그리고 실수부 및 허수부로의 분리가 제2 복조기(8)에서 일어난다. 이러한 방식으로 취득되는 측정 데이터로부터 이미지 컴퓨터(17)에 의해 평면의 또는 삼차원의 MR 이미지 데이터 세트(image data set)가 재구성될 수 있다. 특히, 이미지 컴퓨터는 프로세서(25)를 갖고, 프로세서(25)를 이용하여, 취득되지 않았을 수 있는 자기 공명 데이터가 알려진 방법들(예컨대, 하프(half) 푸리에 또는 부분 푸리에 방법들)에 의하여 보충될 수 있고 그리고/또는 다수 회 취득되는 자기 공명 데이터가 데이터 세트로 프로세싱(processing)될 수 있다. 측정되는 자기 공명 데이터, 이미지 데이터 및 제어 프로그램(program)들의 관리는 시스템 컴퓨터(20)를 통해 이루어진다. 제어 프로그램들에 대한 사양에 기초하여, 시퀀스 제어기(18)는 개개의 원하는 펄스 시퀀스들의 생성 및 k-공간의 대응하는 스캐닝(scanning)을 모니터링(monitoring)한다. 특히, 시퀀스 제어기(18)는 그래디언트들의 정확하게 타이밍된 스위칭, 정의된 위상 진폭을 갖는 라디오 주파수 펄스들의 방출, 및 핵 자기 공명 신호들의 수신을 제어한다.

[0024] 라디오 주파수 시스템(22) 및 시퀀스 제어기(18)에 대한 시간 베이스(base)는 합성기(19)에 의해 제공된다. 자기 공명 데이터의 취득을 발생시키기 위한 적절한 제어 프로그램들(이 프로그램들은 예컨대 DVD(21)에 저장됨)의 선택, 여기되어야 하는 선택 구역(O) ―이 선택 구역(O)으로부터, 자기 공명 데이터가 수신되어야 함― 의 선택, 원하는 신호 곡선을 위한 플립 각도들을 결정하기 위해 선택 구역(O)에 채워지는 물질의 사양, 및 생성되는 MR 이미지의 프리젠테이션(presentation)은 단말(13)을 통해 이루어진다. 단말(13)은 키보드(keyboard)(15), 마우스(mouse)(16) 및 모니터(monitor)(14)를 가질 수 있고, 이들을 이용하여, 오퍼레이터(operator)가 동작 프로토콜(protocol) 형태의 펄스 시퀀스, 예컨대 본 발명에 따른 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스를 선택하기 위하여 적절한 엔트리(entry)들을 만들 수 있다.

[0025] 도 2는 본 발명의 실시예들 전부에서 자기 공명 데이터를 판독하는데 사용될 수 있는 판독 모듈을 개략적으로 예시한다. 판독 모듈은 RF 펄스를 포함하고, 자기 공명 신호는 아날로그-투-디지털 컨버터(ADC; analog-to-digital converter)의 출력이다. 논리적 x 축(도 2의 바닥)을 따르는 판독 그래디언트(ReadOut)에 부가하여, 두 개의 위상 인코딩(PE) 그래디언트들이 사용되는데, 하나는 k-공간의 논리적 y 축을 따르는 인코딩(PE ky; 평면내(in-plane) 위상 인코딩)을 위한 것이고, 다른 것은 k-공간의 z 축을 따르는 인코딩(PE kz; 면-관통(through-plane) 위상 인코딩)을 위한 것이다.

[0026] 본 발명에 따른 펄스 시퀀스의 기본 실시예가 도 3에 도시되며, 이 펄스 시퀀스는 알려진 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스의 수정된 버전(version)이며, 이 펄스 시퀀스에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이전에 사용되었던 종래의 단일 내부 볼륨 선택 RF 펄스 대신에, 적어도 한 쌍의 단열 RF 펄스들이 방사된다.

[0027] 도 3에 도시된 시퀀스 뒤에는 도 2에 도시된 판독 모듈이 이어지고, 이러한 이유로, 심지어 그러한 이벤트(event)들이 판독 모듈에서만 발생하더라도, ADC 및 판독 그래디언트에 대해 개개의 라인(line)들이 표시되며, 도 3에 도시되는 펄스 시퀀스의 부분에서는 그러한 라인들에 관한 어떠한 이벤트들도 존재하지 않는다.

[0028] 또한, 도 3은 전술된 위상 인코딩 그래디언트들을 도시하고, 도 3의 경우, PE kz 방향을 따라서 슬라이스 선택 그래디언트가 또한 적용된다. 도 3에서는, 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스에서 통상적인 바와 같이, 단 한 개의 축을 따라서만 내부 볼륨 선택이 이루어진다.

[0029] 도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예를 개략적으로 예시하고, 여기서 내부 볼륨의 선택이 두 방향들로 이루어진다. 도 4에 도시된 실시예에서는, PE kz 축을 따르는 전술된 슬라이스 선택 그래디언트에 부가하여, 판독(논리적 x) 축을 따르는 그래디언트 펄스들과 함께 단열 RF 펄스 쌍을 방사함으로써, 인코딩될 볼륨의 선택이 또한 이루어진다. 이러한 실시예는 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스의 구현에 특히 유용하고, 로우(raw) 자기 공명 데이터가 비-데카르트 궤도를 따라서 k-공간으로서 조직화된 채로 메모리에 입력된다. 이러한 비-데카르트 궤도는 예컨대 방사상 궤도 또는 스파이럴 궤도일 수 있다.

[0030] 도 5는 두 방향들을 따르는 내부 볼륨 선택을 위한, 본 발명에 따른 다른 실시예를 예시하는 펄스 시퀀스이다. 도 5에 도시된 실시예에서는, 볼륨의 선택이 전술된 PE kz 방향을 따라서 뿐만 아니라 PE ky 방향을 따라서도 이루어진다. 이러한 실시예는 3D-TSE/FSE 펄스 시퀀스를 비-선택적인 단열 여기와 결합하는데 유용하다.

[0031] 도 6은 도 3의 실시예의 하나의 버전을 도시하며, 위상 인코딩 그래디언트들(PE)의 앞뒤로 스포일러 그래디언트들이 활성화된다.

[0032] 당업자들에 의해 수정들 및 변경들이 제안될 수 있지만, 본 발명자들의 의도는, 본원에서 보증되는 특허 내에서 모든 변경들 및 수정들을 구현하는 것이며, 이 모든 변경들 및 수정들은 알맞게 그리고 적절하게, 기술분야에 대한 그들의 기여 범위 내에 속한다.

Claims

대상으로부터 자기 공명(MR:magnetic resonance) 데이터(data)를 취득하기 위한 방법으로서,
상기 대상으로부터 MR 데이터를 취득하기 위해 단일-슬래브 삼차원 터보 또는 고속 스핀 에코 펄스 시퀀스(single-slab three-dimensional turbo or fast spin-echo pulse sequence)에 따라 상기 대상이 위치되는 MR 데이터 취득 유닛(data acquisition unit)을 동작시키는 단계 ― 상기 펄스 시퀀스에서, 펄싱(pulsing)된 라디오 주파수(RF:radio-frequency) 필드(field)를 방사함으로써, 상기 대상의 내부 볼륨(inner volume)이 선택됨 ―;
상기 펄스 시퀀스에서, 핵 스핀(nuclear spin)들의 여기를 수행시키도록 RF 펄스를 방사하는 단계;
상기 펄스 시퀀스에서, 내부 볼륨 선택적 리포커싱(refocussing)을 초래하도록 그래디언트 펄스(gradient pulse)들과 함께 적어도 하나의 단열(adiabatic) RF 펄스 쌍을 방사함으로써 상기 대상의 상기 내부 볼륨을 선택하는 단계; 및
로우(raw) MR 데이터를 컴퓨터화된 프로세서(computerized processor)에 제공하고, 상기 컴퓨터화된 프로세서에서, 상기 로우 MR 데이터를 상기 대상의 이미지(image)를 표현하는 MR 이미지 데이터로 변환하며, 그리고 상기 MR 이미지 데이터를 상기 컴퓨터화된 프로세서의 출력부에서 전자 형태로 이용 가능하게 만드는 단계
를 포함하는,
대상으로부터 자기 공명(MR) 데이터를 취득하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 펄스 시퀀스로서, 상이한 플립 각도 에볼루션들을 사용하여 애플리케이션 최적화된 콘트래스트들을 갖는 샘플링 퍼펙션(SPACE; Sampling Perfection with Application optimized Contrasts using different flip angle Evolutions) 기술에 따라 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키는 단계
를 포함하는,
대상으로부터 자기 공명(MR) 데이터를 취득하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
두 방향들을 따라서 상기 내부 볼륨에서 상기 로우 MR 데이터의 공간 선택을 초래하는 구성을 갖는 단열 RF 펄스 쌍들을 방사하는 단계
를 포함하는,
대상으로부터 자기 공명(MR) 데이터를 취득하기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 펄스 시퀀스는 두 개의 위상 인코딩(phase-encoding) 축들(평면내(in-plane) 및 면-관통(through-plane)) 그리고 판독 축을 정의하고, 상기 방법은,
면-관통 위상 인코딩 축을 따라서 핵 스핀들의 선택적 여기를 수행시키기 위해 RF 펄스를 방사하는 단계; 및
평면내 위상 인코딩 축 및 상기 판독 축을 따라서 내부 볼륨 선택적 리포커싱을 초래하기 위해 상기 단열 RF 펄스 쌍들을 방사하는 단계
를 포함하는,
대상으로부터 자기 공명(MR) 데이터를 취득하기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 컴퓨터화된 프로세서에서, k-공간에서의 비-데카르트 궤도(non-Cartesian trajectory)를 따라서 k-공간으로서 조직화된 채로 상기 로우 MR 데이터를 메모리(memory)에 입력하는 단계
를 포함하는,
대상으로부터 자기 공명(MR) 데이터를 취득하기 위한 방법.
제 5 항에 있어서,
방사상 궤도 및 스파이럴 궤도(spiral trajectory)로 구성된 그룹(group)으로부터 상기 비-데카르트 k-공간 궤도를 선택하는 단계
를 포함하는,
대상으로부터 자기 공명(MR) 데이터를 취득하기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 펄스 시퀀스는 슬라이스(slice) 축 및 위상 인코딩 축을 정의하고, 상기 방법은,
상기 대상에서 핵 스핀들을 비-선택적으로 여기시키기 위해 단열 RF 펄스를 방사하는 단계; 및
상기 슬라이스 축 및 상기 위상 인코딩 축을 따라서 상기 내부 볼륨에서 핵 스핀들을 선택적으로 리포커싱하기 위해 상기 단열 RF 펄스 쌍들을 방사하는 단계
를 포함하는,
대상으로부터 자기 공명(MR) 데이터를 취득하기 위한 방법.
자기 공명(MR) 장치로서,
적어도 하나의 라디오 주파수(RF) 방사기를 포함하는 MR 데이터 취득 유닛;
대상으로부터 MR 데이터를 취득하기 위해, 단일 슬래브 삼차원 터보 또는 고속 스핀 에코 펄스 시퀀스에 따라, 상기 대상이 내부에 위치되어 있는 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키도록 구성된 제어 유닛; 및
로우 MR 데이터가 제공되는 컴퓨터화된 프로세서 ―상기 컴퓨터화된 프로세서는, 상기 로우 MR 데이터를 상기 대상의 이미지를 표현하는 MR 이미지 데이터로 변환하도록 그리고 상기 MR 이미지 데이터를 상기 컴퓨터화된 프로세서의 출력부에서 전자 형태로 이용 가능하게 만들도록 구성됨―
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 RF 방사기를 이용하여, 펄싱된 라디오 주파수(RF) 필드를 방사함으로써, 상기 펄스 시퀀스에서, 상기 대상의 내부 볼륨이 선택되고,
상기 제어 유닛은, 상기 펄스 시퀀스에서, 핵 스핀들의 여기를 수행시키도록 상기 적어도 하나의 RF 방사기를 이용하여, RF 펄스를 방사하기 위해 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키도록 구성되고,
상기 제어 유닛은, 내부 볼륨 선택적 리포커싱을 초래하도록 그래디언트 펄스들과 함께 상기 적어도 하나의 RF 방사기를 이용하여 적어도 하나의 단열 RF 펄스 쌍을 방사함으로써, 상기 대상의 상기 내부 볼륨을 선택하기 위해, 상기 펄스 시퀀스에서 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키도록 구성되는,
자기 공명(MR) 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 펄스 시퀀스로서, 상이한 플립 각도 에볼루션들을 사용하여 애플리케이션 최적화된 콘트래스트들을 갖는 샘플링 퍼펙션(SPACE; Sampling Perfection with Application optimized Contrasts using different flip angle Evolutions) 기술에 따라 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키도록 구성되는,
자기 공명(MR) 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 두 방향들을 따라서 상기 내부 볼륨에서 상기 로우 MR 데이터의 공간 선택을 초래하는 구성을 갖는 단열 RF 펄스 쌍들을 방사하게 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키도록 구성되는,
자기 공명(MR) 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 펄스 시퀀스는 두 개의 위상 인코딩 축들(평면내 및 면-관통) 그리고 판독 축을 정의하고, 상기 제어 유닛은,
면-관통 위상 인코딩 축을 따라서 핵 스핀들의 선택적 여기를 수행시키기 위해 RF 펄스를 방사하게, 그리고 평면내 위상 인코딩 축 및 상기 판독 축을 따라서 내부 볼륨 선택적 리포커싱을 초래하기 위해 상기 단열 RF 펄스 쌍들을 방사하게 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키도록 구성되는,
자기 공명(MR) 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 k-공간에서의 비-데카르트 궤도를 따라서 k-공간으로서 조직화된 채로 메모리에 상기 로우 MR 데이터를 입력하도록 구성되고, 상기 메모리는 상기 로우 MR 데이터의 소스(source)로서 상기 컴퓨터화된 프로세서에 의해 액세스 가능한(accessible),
자기 공명(MR) 장치.
제 12 항에 있어서,
방사상 궤도 및 스파이럴 궤도로 구성된 그룹으로부터 상기 비-데카르트 k-공간 궤도가 선택되는,
자기 공명(MR) 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 펄스 시퀀스는 슬라이스 축 및 위상 인코딩 축을 정의하고, 상기 제어 유닛은,
상기 대상에서 핵 스핀들을 비-선택적으로 여기시키기 위해 단열 RF 펄스를 방사하게, 그리고 상기 슬라이스 축 및 상기 위상 인코딩 축을 따라서 상기 내부 볼륨에서 핵 스핀들을 선택적으로 리포커싱하기 위해 상기 단열 RF 펄스 쌍들을 방사하게 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키도록 구성되는,
자기 공명(MR) 장치.
프로그래밍 명령(programming instruction)들로 인코딩된 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터-판독가능 데이터 저장 매체(computer-readable data storage medium)로서,
상기 저장 매체는 자기 공명(MR) 장치의 컴퓨터화된 제어 및 프로세싱 시스템(processing system)에 로딩(loading)되고, 상기 자기 공명(MR) 장치는 MR 데이터 취득 유닛을 또한 포함하며, 상기 프로그래밍 명령들은 상기 컴퓨터화된 제어 및 프로세싱 시스템으로 하여금,
대상으로부터 MR 데이터를 취득하기 위해, 단일 슬래브 삼차원 터보 또는 고속 스핀 에코 펄스 시퀀스에 따라, 상기 대상이 위치되는 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키게 하고 ―상기 펄스 시퀀스에서, 펄싱된 라디오 주파수(RF) 필드를 방사함으로써, 상기 대상의 내부 볼륨이 선택됨―;
상기 펄스 시퀀스에서, 핵 스핀들의 여기를 수행시키도록 RF 펄스를 방사하기 위해 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키게 하고;
상기 펄스 시퀀스에서, 내부 볼륨 선택적 리포커싱을 초래하도록 그래디언트 펄스들과 함께 적어도 하나의 단열 RF 펄스 쌍을 방사함으로써 상기 대상의 상기 내부 볼륨을 선택하도록 상기 MR 데이터 취득 유닛을 동작시키게 하고; 그리고
로우 MR 데이터를 상기 대상의 이미지를 표현하는 MR 이미지 데이터로 변환하게 하고, 상기 MR 이미지 데이터를 상기 컴퓨터화된 제어 및 프로세싱 시스템의 출력부에서 전자 형태로 이용 가능하게 만들게 하는,
프로그래밍 명령들로 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독가능 데이터 저장 매체.