KR101863893B1 - 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법 및 이를 위한 수단 - Google Patents

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Abstract

대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법이 제공되고, 이 방법은,
a) RF 여기 펄스를 대상에 적용하는 단계,
b) 적어도 두 개의 RF 리포커싱 펄스들을 대상에 적용하는 단계,
c) 두 개의 연속적인 RF 리포커싱 펄스들 사이에 적어도 두 개의 그래디언트 에코들이 형성되도록, 그래디언트들을 대상에 적용하는 단계
를 포함하고,
개개의 그래디언트 에코들의 시간에 대상의 제1 종류의 핵들로부터 취득되고 있는 신호와 대상의 제2 종류의 핵들로부터 취득되고 있는 신호 사이에 미리결정된 위상 시프트가 존재하도록, 적어도 두 개의 그래디언트 에코들 사이의 시간상 거리가 선택되고, 그리고
제1 그래디언트 에코를 판독하는 동안에 적용되는 판독 그래디언트 및 최종 그래디언트 에코를 판독하는 동안에 적용되는 판독 그래디언트는 비대칭이다.

Description

자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법 및 이를 위한 수단{A METHOD FOR ACQUIRING MAGNETIC RESONANCE DATA AND A MEANS FOR THE SAME}
[0001] 본 발명은 자기 공명 데이터(magnetic resonance data)를 취득하기 위한 방법 및 이를 위한 수단에 관한 것이다.
[0002] 터보 스핀 에코(TSE;Turbo Spin Echo)는 임상 애플리케이션(clinical application)에서 T2 가중 이미징(weighted imaging)을 위한 가장 중요한 시퀀스(sequence)이다. 종래의 스핀 에코(spin echo) 기술과 비교하여 주요 장점은 감소된 스캔 시간(scan time)이다. TSE 에코 트레인(echo train)은 여기 펄스(excitation pulse) 및 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스(refocusing pulse)들의 트레인으로 구성된다. 여기 펄스 이후에 다수의 k-공간 라인(space line)들이 샘플링(sampling)될 수 있도록, 각각의 리포커싱 펄스 이후에 형성되는 에코는 개별적으로 인코딩(encoding)된다. TSE는 기술에 대해 사용되는 많은 두문자어들 중 하나이다. 가장 중요한 다른 두문자어들은 고속 스핀 에코(FSE;fast spin echo), 이완 증강 급속 획득(RARE;rapid acquisition with relaxation enhancement) 및 고속 획득 삽입 스핀 에코(FAISE;fast acquisition interleaved spin echo)이다.
[0003] T2 가중 TSE 이미징에서는 지방(지질) 신호가 밝게 나타난다. 밝은 지방 신호는 병변들의 검출을 어렵게 할 수 있다. 지방 신호를 억제하기 위한 다수의 기술들이 알려져 있다. 지질 분자들에 결합(binding)되는 양성자(proton)들의 공명 주파수는 물에 결합되는 양성자들의 공명 주파수보다 대략 3.3-3.5 ppm(parts per million) 더 낮다. 밝은 지방 신호를 억제하는데 이러한 사실이 활용될 수 있다. 가장 중요한 임상 기술은 여전히, 각각의 TSE 여기 펄스 이전에 주파수 선택적 포화 또는 반전 펄스들을 사용하는 것이다. 포화 펄스는 지질들에 결합되는 스핀(spin)들을 여기시키고, 물에 결합되는 스핀들을 영향받지 않게 둔다. 후속하여, 지방 신호는 스포일러 그래디언트(spoiler gradient)와 탈위상(dephasing)된다. 준비 펄스 직후에, 즉 상당한 수의 지방 스핀들이 T1 완화로 인한 정적 필드(static field)와 재정렬되기 이전에, TSE 에코 트레인이 실행된다. 대안적으로, 준비 모듈(module)은 주파수 선택적 반전 펄스를 사용할 수 있다. 반전 펄스 이후 특정 시간 간격으로 지질 자화가 0에 접근하는데, 그 이유는 스핀들의 절반이 (다시, T1 완화로 인해) 평형 상태로 되돌아갔기 때문이다. 이 시점에서, TSE 에코 트레인의 여기 펄스가 실행된다. 선택적 지질 억제 또는 반전의 단점은, 이러한 기술들이 시밍(shimming)에도 불구하고 전체 이미징 볼륨(imaging volume)에서는 종종 설정될 수 없는 균일한 B0 필드(field)에 의존한다는 점이다.
[0004] 스펙트럼 포화 또는 반전(spectral saturation or inversion)에 대한 대안이 Dixon 기술의 사용이다. Dixon 기술은 조직의 지방 성분 및 물 성분을 별개의 이미지(image)들로 분리시키는 것을 허용한다. Dixon 기술은 지방 억제를 위해 사용될 수 있거나(물 전용 이미지들에 기초한 진단), 또는 조직의 국부적 지방 함량이 결정되는 지방 물 정량화를 위해 사용될 수 있다.
[0005] Dixon 재구성에 대한 입력들은 물 성분과 지방 성분 사이에 상이한 (그리고 알려진) 위상 시프트(phase shift)를 갖는 다수의 복잡한 이미지들이다. 필요한 입력 이미지들의 수 및 이러한 이미지들의 요구되는 위상 시프트는 특정 Dixon 기술에 따라 좌우된다. 예컨대, 클래식(classic)한 2-지점 Dixon 기술은 두 개의 이미지들을 요구하는데, 물 성분과 지방 성분 사이에 180°의 위상 시프트를 갖는 제1의 소위 반대 위상 이미지, 그리고 0 위상 시프트를 갖는 제2의 소위 동상 이미지를 요구한다. 최신 Dixon 변형들은 종종 둘보다 많은 입력 이미지들을 요구하고, 그리고 인접한 입력 이미지들 사이의 원하는 위상 시프트 증분(increment)이 종종 π(180°)보다 더 작은데, 예컨대 3-지점 Dixon 기술에서는 2π/3이다.
[0006] 본 발명의 상황에서는 TSE Dixon 시퀀스들의 하나의 특정 그룹(group)이 중요하다. 이러한 그룹은, 종래의 TSE 시퀀스의 두 개의 인접한 리포커싱 펄스들 사이의 중간에 있는 판독 그래디언트를, 판독 그래디언트들의 트레인으로 교체한다. 이후에 논의될 바와 같이, 이러한 그룹의 주요 장점은, 그룹의 움직임(motion) 무감각 및 비슷한 짧은 스캔 시간이다.
[0007] 넷 그래디언트 모멘트(net gradient moment)가 0이 될 때마다, 그래디언트 에코가 형성된다. 그래디언트 에코가 각각의 판독 그래디언트 동안에 형성되도록 시퀀스가 설계된다. 이러한 특정 지점은 판독(그래디언트)의 센터(center)로 불린다. 지정된 그룹에 속하는 모든 알려진 TSE Dixon 시퀀스들에 대해, 판독 센터는 판독 그래디언트의 중력 지점과 일치한다. 특정 판독 그래디언트의 센터가 두 개의 인접한 리포커싱 펄스들 사이의 중도(half-way)에 놓이는 경우(즉, 스핀-에코와 일치하는 경우), 물과 지방 사이의 위상 시프트는 0이 될 것이다. 다른 이미지의 위상 시프트는 대응하는 판독 그래디언트의 센터와 스핀-에코 지점 사이의 시간상 거리(temporal distance)에 따라 좌우된다. 그 이유는, 오프-센터(off-center) 스핀이, 시간상 선형으로 성장하고 오프-센터 주파수에 정비례하는 부가적인 위상을 축적하기 때문이다. 그러므로, 물 성분과 지방 성분의 상이한 공명 주파수가 취득된 이미지들의 위상차로 바뀌고, 이러한 위상차는 (주어진 B0 필드 강도에 대해) 대응하는 판독 센터와 스핀-에코-지점의 시간상 거리에 따라서만 좌우된다.
[0008] 앞서 진술된 바와 같이, 대부분의 Dixon 재구성 기술들은 물과 지방 사이의 특정한 지정된 위상차(Δφ), 및 그에 따른 (주어진 필드 강도에 대한) 판독 센터와 스핀-에코 지점 사이의 특정 시간상 거리를 요구한다. 그러므로, 지정된 그룹의 TSE Dixon 시퀀스 내에서는, 인접한 위상 시프트를 갖는 이미지들에 속하는 판독 그래디언트들의 센터들 사이의 시간상 거리에 의해 판독 그래디언트의 지속기간이 제한된다. 몇몇 Dixon 기술들은 최소 위상차(Δφmin)와 최대 위상차(Δφmax) 사이의 위상차들의 범위를 처리할 수 있다. 이 경우, 최대 위상차(Δφmax)가 판독 그래디언트의 지속기간을 제한한다. 그러므로, 지정된 위상차(Δφ)를 Δφmax와 동일하게 셋팅(setting)함으로써, 플렉서블(flexible) Δφ 범위가 고정된 Δφ 경우로 감소될 수 있다. 기본 문제점은 동일하게 존재하며, 이어지는 설명에서는 두 경우들 사이의 구별이 생략된다.
[0009] 판독 방향으로의 최대 레졸루션(resolution)은 판독 그래디언트의 0번째 모멘트에 정비례한다. 그래디언트 시스템(gradient system)의 최대 사용 가능한 슬루 레이트(slew rate) 및 최대 그래디언트 강도가 제한되고, 그러므로 판독 방향으로의 레졸루션이 또한 제한된다. 추가로, 판독 방향으로의 그래디언트 파형의 부호가 인접한 판독 그래디언트들 사이에서 적어도 한 번 반전될 필요가 있기 때문에, 일반적으로, 최대 달성 가능 그래디언트 모멘트는 '인접한 판독 그래디언트들 사이의 시간상 거리' 곱하기 '최대 그래디언트 강도'보다 훨씬 더 적다.
[0010] 상이한 여기 펄스들 이후에 상이한 에코들(즉, 물과 지방 사이의 상이한 위상 시프트를 가짐)의 대응하는 k-공간 데이터가 취득됨은, 앞서 공개된 TSE Dixon 시퀀스들의 대부분에 공통적이다.
[0011] 이는, 이러한 TSE 기반 Dixon 기술들이 여기들 사이에서 발생하는 움직임을 당하기 쉽게 만든다. FSE에서의 TR 시간들은 (호흡, 심장 박동 또는 연동운동(peristaltic)으로 인한) 생리적 움직임과 연관된 통상적 시간 간격들보다 동일한 시간 스케일(time scale) 상에서 상대적으로 길다. 추가로, (생리적 움직임 또는 히팅(heating)의 결과로서) 여기들 사이의 B0 변동(fluctuation)들이, 지방-물 주파수 시프트 자체로 인한 위상차들과 구별될 수 없는 부가적인 위상 축적을 이끈다. 호흡 정지(breath-holding)는 호흡 관련 아티팩트(artifact)들을 감소시키기 위한 가장 흔한 기술이다. 그러나, 상이한 여기 펄스들 이후에 상이한 에코들을 취득하는 것은 대략, n-지점 Dixon 기술에서 인자 n만큼 최소 스캔 시간을 또한 증가시킨다. 그 이유는, 종래의 비-Dixon 스캔과 비교하여, 여기들의 수 및 그에 따른 TR 간격들의 수가 인자 n만큼 증가되기 때문이다. 적어도 합리적인 레졸루션을 위해서는, 결과적 스캔 시간들이 대부분의 환자들의 호흡 정지 용량들을 초과한다. 하기의 공보들은, 이러한 느리고 움직임에 민감한 그룹에 속한다:
[1] Peter A. Hardy et al. "Separation of Fat and Water in Fast pin-Echo MR Imaging with the Three-Point Dixon Technique". JMRI 1995; 5:181-185
[2] Jerzy Szumowski et al. "Double-Echo Three-Point-Dixon Method for Fat Suppression MRI". MRM 34:120-124 (1995)
[3] Jingfei Ma et al. "Method for Efficient Fast Spin Echo Dixon Imaging". Magnetic Resonance in Medicine 48:1021-1027 (2002)
[4] Weng Dehe et al. "Water Fat Separation with TSE BLADE Based on Three Points Dixon Technique". ISMRM 2010, 2925
[5] Weiguo Zhang et al. "Separation of Water and Fat MR Images in a Single Scan at .35 T Using "Sandwich" Echoes". JMRI 1996; 6:909-917
[6] Jingfei Ma et al. "Fast Spin-Echo Triple-Echo Dixon (fTED) Technique for Efficient T2-Weighted Water and Fat Imaging". Magnetic Resonance in Medicine 58:103-109 (2007)
[7] Jingfei Ma et al. "A fast spin echo triple echo Dixon (fTED) technique for efficient T2-weighted water and fat imaging". Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 14 (2006) 3025
[0012] 레퍼런스(reference) 3은 비대칭 판독을 갖는 TSE Dixon 시퀀스를 포함한다. 본 발명과 반대로, 레퍼런스 3은, 상이한 여기들 이후에 상이한 에코들을 취득하는 느린, 움직임에 민감한 그룹에 속한다. 또한, 동기가 상이하다. 비대칭 판독의 의도가 판독 방향으로 증가된 레졸루션이 아니라, 에코 스페이싱(spacing)이 증가되는 것과, 종래의 TSE 시퀀스와 비교하여, 주어진 이미징 시간에서 취득될 수 있는 슬라이스(slice)들의 수가 감소되는 것을 방지하기 위한 것이다. 에코 스페이싱의 증가 및 감소된 슬라이스들의 수는 이전 TSE Dixon 기술들의 문제점들이다. 단일 입력 이미지(에코)에 대한 시간이 고려되는 경우에만, 효율성 진술("주어진 이미징 시간에서의 슬라이스들의 수")이 정확한데, 즉 레퍼런스 3의 TSE Dixon 기술은 n-지점 Dixon 기술의 n개 입력 이미지들(에코들)에 대해 종래 스캔의 취득 시간의 n배를 필요로 한다.
[0013] 특정 리포커싱 펄스 이후에 그래디언트 에코들의 트레인에서 특정 k-공간 라인의 상이한 에코들(물과 지방 사이의 상이한 위상 시프트를 가짐)을 취득하는 것은, 최소 스캔 시간(여기들(TR 간격들)의 수로 측정됨)을 증가시키는 것 없이, 움직임 민감도를 크게 감소시킨다. 0.35T 스캐너(scanner) 상의 종래의 스핀 에코 시퀀스에 대해 Zhang 등에 의해 아이디어(idea)가 처음으로 공개되었다. 레퍼런스 5에서는, Zhang 등이, TSE-유사 시퀀스에서 각각의 리포커싱 펄스 이후에 그래디언트 에코들("샌드위치(sandwich)"로 불림)의 트레인을 반복하기를 제안한다. 하나의 논의된 옵션(option)은, 스캔 시간들을 감소시키기 위해 상이한 리포커싱 펄스들 이후에 상이한 k-공간 라인들을 취득하는 것이었다.
[0014] 도 1은 Zhang에 의해 사용된 종래의 TSE-Dixon 시퀀스를 도시한다. 잘 알려진 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) TSE 시퀀스와 대조적으로, 단일 판독 그래디언트가 교번적 부호를 갖는 세 개의 판독 그래디언트들의 트레인으로 교체된다. 제2 판독 그래디언트(네거티브(negative) 부호를 가짐)의 센터가 스핀 에코와 일치한다. 그러므로, 대응하는 이미지의 지방-물 시프트는 0이다. 두 개의 다른 판독 그래디언트들의 센터는, 물과 지방 사이의 위상 시프트가 각각 -180° 및 +180°가 되도록 선택된 시간 간격(ΔTE)만큼 스핀 에코 지점으로부터 벗어난다. 90°여기 펄스와 제1 리포커싱 그래디언트 사이의 판독 방향으로의 그래디언트는, 제1 판독 그래디언트의 프리페이징(prephasing) 그래디언트로서의 역할을 한다. 이러한 그래디언트의 부호와 각각의 리포커싱 펄스 이후의 제1 판독 그래디언트의 부호는 동일한데, 그 이유는 리포커싱 펄스가 모든 스핀들의 위상을 부정(negating)하기 때문이다. (그래디언트 에코 이후의) 제1 판독 그래디언트의 제2 절반은, 제2 판독 그래디언트의 프리페이징 그래디언트로서의 역할을 한다. 유사하게, 제2 판독 그래디언트의 제2 절반은 제3 판독 그래디언트의 프리페이징 그래디언트로서의 역할을 한다. 제3 판독 그래디언트의 제2 절반은 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 사이의 프리페이징 그래디언트와 동일한 모멘트를 갖는다. 그러므로, 그것이 리포커싱 펄스및 그 뒤를 잇는 세 개의 판독 그래디언트들의 결합된 작용에 의해 실질적으로 변하지 않도록, 그것은 스핀들의 탈위상을 무조건으로 회복시킨다. 도 1에서는 위상 인코딩 축이 도시되지 않는다. 위상 인코딩은 제1 판독 그래디언트 이전에 그리고 선행하는 리포커싱 펄스 이후에 수행되고, 그러므로 세 개의 에코 신호들 전부에 대해 동일하다. Dixon 재구성을 위해 사용되는 모든 이미지들의 특정 푸리에-인코딩 라인(Fourier-encoding line)이 서로 바로 뒤에서 동일한 에코 스페이싱으로 취득되기 때문에, 환자 움직임에 대한 문제점들이 최소화된다. 제3 판독 그래디언트 이후 및 다음 차례의 리포커싱 펄스 이전에는, 반대 부호이지만 동일한 절대 모멘트를 갖는 위상-인코딩 리페이징 그래디언트(phase-encoding rephrasing gradient)에 의해, 위상 인코딩 그래디언트로 인한 탈위상이 이루어지지 않는다.
[0015] 필드 강도가 증가함에 따라 인접한 그래디언트 에코들 사이의 시간(ΔTE)이 감소하기 때문에(예컨대, 180°위상 시프트의 경우, 1.5T에서는 ΔTE=2.30 ㎳이고, 3T에서는 ΔTE=1.15 ㎳임), 낮은 필드들에서만 임상 이미징을 위해 요구되는 공간 레졸루션들로 기술이 적용될 수 있다. 심지어, 추가적인 강력한 그래디언트 하드웨어(hardware)도 인간 스캐너에 대한 이러한 문제점을 해결할 수 없는데, 그 이유는 반대 부호의 판독 그래디언트들 사이의 스위칭(switching)이 신경 자극들을 유도할 것이기 때문이다.
[0016] 본 발명의 목표는 TSE Dixon 시퀀스를 제공하는 것이고, 이 TSE Dixon 시퀀스는, 판독 그래디언트들의 트레인을 이용하지만, 최신기술로부터 알려져 있는 대응하는 TSE Dixon 시퀀스와 비교하여, 판독 방향으로의 증가된 레졸루션으로, 2 지점 Dixon 재구성을 위해 필요한 두 개의 이미지들을 취득한다. 따라서, 발명된 Dixon 시퀀스는, 최신기술에서 알려져 있는 지정된 그룹의 TSE Dixon 시퀀스들과 움직임 무감각 및 짧은 취득 시간을 공유하고, 부가하여, 대응하는 알려져 있는 시퀀스와 비교하여, 판독 방향으로 레졸루션을 증가시킨다.
[0017] 필드 강도 B0에 따라 판독 센터들 사이의 특정 위상차를 달성하는데 필요한 시간상 거리가 감소하기 때문에, 본 발명은 3T 및 그 초과의 필드 강도를 갖는 하이 필드 시스템(high field system)들에 특히 중요하다.
[0018] 본 발명의 목적은 대상(subject)으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법을 통해 달성되고, 방법은 하기의 단계들:
a) 여기 펄스를 대상에 적용하는 단계,
b) 적어도 두 개의 리포커싱 펄스들을 대상에 적용하는 단계,
c) 적어도 두 개의 연속적인 리포커싱 펄스들 사이에 적어도 두 개의 그래디언트 에코들이 형성되도록, 판독 그래디언트들을 대상에 적용하는 단계
를 포함하고, 개개의 그래디언트 에코들의 시간에 대상의 제1 핵들로부터 취득되고 있는 신호와 대상의 제2 핵들로부터 취득되고 있는 신호 사이에 미리 결정된 위상 시프트가 존재하도록, 적어도 두 개의 그래디언트 에코들 사이의 시간상 거리가 선택되고, 적어도 두 개의 그래디언트 에코들 중 제1 그래디언트 에코 및 최종 그래디언트 에코와 각각 연관되는 판독 그래디언트들은 비대칭이다.
[0019] 본 발명은 증가된 공간 레졸루션을 갖는 CPMG TSE 2-지점 Dixon 시퀀스를 제공하기 위한 것이다. 발명된 CPMG TSE Dixon 시퀀스는, 판독 그래디언트들의 트레인을 이용하여, 각각의 쌍의 연속적인 리포커싱 펄스들 사이에 적어도 두 개의 그래디언트 에코들을 형성한다. 지방 양성자 및 물 양성자로부터 나오는 신호들 사이의 특정한 원하는 위상 시프트(θ1 및 θ2)가 제1 그래디언트 에코의 시간 및 제2 그래디언트 에코의 시간에 각각 실현되도록, (두 개의 리포커싱 펄스들 사이의 중간에 있는) 스핀-에코 지점으로부터의 두 개의 그래디언트 에코들 사이의 시간상 거리(ΔT1)가 선택된다. B0 필드의 특정 필드 강도에 대해, 두 개의 그래디언트 에코들 사이의 시간상 거리 ΔT=｜T2-T1｜는 Δθ=｜θ2-θ1｜에 정비례한다. 그러므로, 제1 판독 그래디언트의 (에코 이후의) 제2 파트(part)의 최대 판독 모멘트(M01+) 및 제2 판독 그래디언트의 최대 판독 모멘트(M02-)는 원하는 그래디언트 파형(예컨대, 모노폴라(monopolar), 바이폴라(bipolar), 램프 샘플링(ramp sampling) 유/무)과 그래디언트 시스템의 슬루 레이트 및 주어진 최대 진폭에 대해 제한된다. 발명된 TSE Dixon 시퀀스는, 제1 에코 이전의 제1 판독 그래디언트 및 판독 시간과 제2 에코 이후의 제2 판독 그래디언트 및 판독 시간을 연장시킴으로써, 양쪽 판독 그래디언트들의 총 판독 모멘트를 2*M01+ 및 2*M02-를 초과하여 각각 증가시킨다. 두 개의 이미지들의 k-공간은 비대칭으로 샘플링된다. (대칭 판독과 비교하여) 각각의 판독 동안에 k-공간에서 횡단되는 총 거리가 확대되고, 그에 따라 판독 방향으로의 레졸루션이 확대된다. k-공간에서 샘플링되지 않은 영역들은, 푸리에 변환 이전에 0으로 채워지거나, 또는 부분 푸리에 재구성에 의해 치환된다. 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 사이의 또는 각각의 리포커싱 펄스와 이러한 리포커싱 펄스 이후의 제1 판독 그래디언트 사이의 판독 프리페이징 그래디언트의 적절한 적응에 의해, TSE 시퀀스의 CPMG 조건이 유지된다. 추가로, 대안적으로, CPMG 조건을 유지하기 위해, 최종 판독 그래디언트의 끝(end)과 다음 차례의 리포커싱 펄스 사이 그리고 다음 차례의 리포커싱 펄스 이전에 판독 리페이징 또는 "플라이백(flyback)" 그래디언트가 부가된다.
[0020] 추가로, 본 발명은, 예컨대 에코 트레인을 따라서 T2 붕괴(decay)를 감소시키고 이로써 이미지들을 선명하게 하기 위해 연속적인 리포커싱 펄스들 사이에 단축된 에코 스페이싱을 갖는 CPMG TSE n-지점 Dixon 시퀀스를 제공하기 위한 것이다. 다시, 지방 양성자로부터 나오는 신호와 물 양성자로부터 나오는 신호들 사이에 특정한 원하는 위상 시프트를 실현하도록, 스핀 에코 지점에 대한 각각의 그래디언트 에코의 시간상 포지션(position)이 선택된다. 발명된 시퀀스는, 제1 에코와 최종 에코를 비대칭으로 취득함으로써, (대칭 판독을 위해 요구되는 지속기간에 비해) 판독 그래디언트의 각각의 트레인의 제1 판독 그래디언트 및/또는 최종 판독 그래디언트의 지속기간을 단축시킨다. CPMG 조건을 유지하기 위해 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 사이의 판독 프리페이징 그래디언트가 적응된다.
[0021] 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 그래디언트 에코 지점으로부터 다른 그래디언트 쪽으로 판독 그래디언트의 끝까지의, 판독 그래디언트의 제1 파트의 지속기간이 그래디언트 에코 지점으로부터 판독 그래디언트의 다른 끝까지의, 판독 그래디언트의 제2 파트의 지속기간보다 더 짧게 되는 방식으로, 그래디언트 에코들을 판독하는 판독 그래디언트들이 비대칭이 되도록, 적어도 두 개의 그래디언트 에코들이 형성된다.
[0022] 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 전체 k-공간 데이터 세트(full k-space data set)를 산출하기 위해, 판독 그래디언트들의 비대칭으로 인해 취득될 수 없는 k-공간 데이터는, 0들로 채워지거나, 또는 부분 푸리에 재구성 기술을 통해 재구성된다.
[0023] 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 형성된 그래디언트 에코들을 판독하는 적어도 두 개의 판독 그래디언트들은 동일한 극성을 갖는다.
[0024] 본 발명은 유리하게 설계되는데, 두 개의 판독 그래디언트들 사이에 프리페이징 그래디언트가 부가되고, 따라서 선행하는 판독 그래디언트에 의해 제1 그래디언트 에코 이후에 취득되는 모멘트, 및 그 뒤를 잇는 판독 그래디언트에 의해 제2 그래디언트 에코의 지점까지 취득되는 모멘트가 부가된 프리페이징 그래디언트에 의해 보상된다.
[0025] 바람직한 실시예에 따라, 여기 펄스와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에 또는 각각의 리포커싱 펄스와 이러한 리포커싱 펄스 이후의 제1 판독 그래디언트 사이에 판독 프리페이징 그래디언트가 적용되고, 따라서 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 조건이 충족된다.
[0026] 바람직한 실시예에 따라, 판독 그래디언트와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에 또는 리포커싱 펄스와 그 뒤를 잇는 판독 그래디언트 사이에 판독 리페이징 그래디언트가 적용되고, 따라서 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 조건이 충족된다.
[0027] 본 발명에서 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법에 따라, 두 개의 연속적인 리포커싱 펄스들 사이의 에코 스페이싱이 최소화된다.
[0028] 바람직하게, 본 발명의 실시예에 따라, 제1 핵들은 제1 케미컬(chemical)의 양성자들이고, 제2 핵들은 제2 케미컬의 양성자들이다.
[0029] 바람직하게, 제1 케미컬은 물이고, 제2 케미컬은 지방이다.
[0030] 본 발명의 다른 목적은, 대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 수단을 통해 달성되고, 수단은:
일정한 자기장을 생성하는 자석,
여기 펄스들 및 리포커싱 펄스들을 대상에 적용하는 제1 코일(coil),
그래디언트 에코들을 형성하기 위해 판독 그래디언트를 대상에 적용하는 제2 코일,
제1 코일 및 제2 코일에 응답하여 대상으로부터 신호들을 수신하는 수신기, 및
판독 그래디언트를 이용하여 적어도 두 개의 형성된 연속적인 리포커싱 펄스들 사이에 적어도 두 개의 그래디언트 에코들을 형성하도록 제2 코일을 제어하는 제어기
를 포함하고, 개개의 그래디언트 에코들의 시간에 대상의 핵들의 제1 파트로부터 취득되는 신호와 대상의 핵들의 제2 파트로부터 취득되는 신호 사이에 미리 결정된 위상 시프트가 존재하도록, 적어도 두 개의 그래디언트 에코들 사이의 시간상 거리가 선택되고, 적어도 두 개의 그래디언트 에코들 중 제1 그래디언트 에코 및 최종 그래디언트 에코와 각각 연관되는 판독 그래디언트들은 비대칭이다.
[0031] 바람직한 실시예에 따라, 그래디언트 에코의 스핀 에코 지점으로부터 형성된 다른 그래디언트 에코 쪽으로 판독 그래디언트의 끝까지의, 판독 그래디언트의 제1 파트의 지속기간이 스핀 에코 지점으로부터 판독 그래디언트의 다른 끝까지의, 판독 그래디언트의 제2 파트의 지속기간과 동일하거나 또는 그보다 더 짧게 되는 방식으로, 제어기는 비대칭 판독 그래디언트를 이용하여 그래디언트 에코들을 형성하도록 제2 코일을 제어한다.
[0032] 바람직한 실시예에 따라, 형성된 그래디언트 에코들을 판독하는 적어도 두 개의 판독 그래디언트들이 동일한 극성을 갖도록, 제어기는 제2 코일을 제어한다.
[0033] 바람직하게, 제어기는 두 개의 판독 그래디언트들 사이에 프리페이징 그래디언트를 부가하도록 제2 코일을 제어하고, 따라서 선행하는 판독 그래디언트에 의해 제1 그래디언트 에코 이후에 취득되는 모멘트, 및 그 뒤를 잇는 판독 그래디언트에 의해 제2 그래디언트 에코의 지점까지 취득되는 모멘트가 부가된 프리페이징 그래디언트에 의해 보상된다.
[0034] 바람직하게, 제어기는 여기 펄스와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에 또는 각각의 리포커싱 펄스와 이러한 리포커싱 펄스 이후의 제1 판독 그래디언트 사이에 판독 프리페이징 그래디언트를 적용하도록 제2 코일을 제어하고, 따라서 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 조건이 충족된다.
[0035] 추가로, 본 발명의 실시예에 따라, 제어기는 판독 그래디언트와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에 또는 리포커싱 펄스와 그 뒤를 잇는 판독 그래디언트 사이에 판독 리페이징 그래디언트를 적용하도록 제2 코일을 제어하고, 따라서 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 조건이 충족된다.
[0036] 첨부된 도면들은 본 설명의 일부를 형성하고, 본 발명의 추가적인 이해를 제공하는데 사용된다. 이러한 첨부된 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 그리고 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는데 사용된다. 첨부된 도면들에서는, 동일한 컴포넌트(component)들이 동일한 참조 번호들에 의해 표현된다. 도시된 바와 같이, 도면들에서:
[0037] 도 1은 대칭 판독을 통한 TSE Dixon 시퀀스를 갖는 종래 기술의 개략도를 예시한다.
[0038] 도 2는 비대칭 판독을 통한 시퀀스를 갖는 본 발명의 제1 실시예의 개략도를 예시한다.
[0039] 도 3은 비대칭 판독을 통한 시퀀스를 갖는 본 발명의 제2 실시예의 개략도를 예시한다.
[0040] 도 4는 도 2의 시퀀스의 K-공간 궤도를 갖는 개략도를 예시한다.
[0041] 도 5는 비대칭 판독을 갖는 본 발명의 제3 실시예에 따른 개략도를 예시한다.
[0042] 도 6은 비대칭 판독을 갖는 본 발명의 제4 실시예에 따른 개략도를 예시한다.
[0043] 도 7은 감소된 에코 스페이싱을 가지는 3-지점 Dixon 시퀀스를 갖는 본 발명의 개략도를 예시한다.
[0044] 도 8은 비대칭 판독을 통한 시퀀스를 갖는 본 발명의 제5 실시예에 따른 개략도를 예시한다.
[0045] 도 2는 도 1의 시퀀스와 비교하여, 두 개의 에코들 사이의 주어진 시간상 스페이싱에 대해 증가된 판독 모멘트 및 그에 따른 증가된 레졸루션을 허용하는, 2-지점 Dixon 기술에 대한 수정된 시퀀스를 도시한다. 도시된 예 및 설명에서는, 두 개의 취득되는 이미지들의 물과 지방 사이의 원하는 위상 시프트가 다시, 각각 0° 및 180°임이 가정된다. 이는, 도 1의 시퀀스와의 비교를 더 쉽게 만든다. 그러나, 임의의 다른 위상 시프트가 판독 그래디언트 방식의 적응을 통해 또한 실현될 수 있다. 동일한 이유로, 더 쉬운 비교를 위해, 도 1 및 도 2에서 판독 대역폭(및 그에 따른 판독 그래디언트들의 진폭)이 동일함이 가정된다.
[0046] 도 1에 도시된 최신기술 시퀀스와 비교하여, 최신기술 시퀀스에 대한 도 2에서의 제1 수정은, 스핀-에코(리포커싱 펄스)마다 단 두 개의 그래디언트 에코들만이 판독된다는 점이다. 이는 2-지점 Dixon 기술의 경우 충분하다. 제2 수정은, 제1 판독 그래디언트의 제1 절반의 지속기간이 연장되어, 이러한 서브(sub)-그래디언트의 총 모멘트가 B 대신에 A(이때, A>B)라는 점이다. 유사하게, 제2 판독(제2 그래디언트 에코 이후임) 그래디언트의 제2 파트가 또한 연장된다. 제1 판독 그래디언트의 제2 파트 및 제2 판독 그래디언트의 제1 파트는 변하지 않는데(모멘트 B), 그 이유는 이러한 서브-그래디언트들이 고정된 시간 시프트(ΔTE)에 의해 제한되기 때문이다. 추가로, 제1 그래디언트 에코 및 제2 그래디언트 에코의 시간상 포지션이 변하지 않는다. 도시된 예에서, 이는 판독 프리페이징 그래디언트의 적응에 의해 달성된다. 총 모멘트는 B까지 증가된다. CPMG 조건을 유지하기 위해, 제3 판독 그래디언트가 총 모멘트 2A를 갖는 판독 리페이징 또는 플라이백 그래디언트로 교체된다. 이러한 그래디언트는, 특정 리포커싱 펄스 및 그 뒤를 잇는 판독 방향으로의 세 개의 그래디언트들('두 개의 판독 그래디언트들' 더하기 '플라이백 그래디언트')의 결합된 작용의 위상에 대한 순수 효과(net effect)가 0이 되는 것을 제공한다. 이는 강제적이다. 그렇지 않으면, 횡단 면에서 특정 쌍의 리포커싱 펄스들 사이에 있었던 스핀들의 신호가, 길이방향으로 특정 쌍의 리포커싱 펄스들 사이에 이후의 판독 간격들에서 저장되었던 스핀들의 신호를 파괴적으로 간섭할 것이다. 제1 판독 그래디언트의 제1 파트의 연장된 지속기간은 에코 이후보다 에코 이전에 더 많은 지점들을 샘플링하도록 허용한다. 그러므로, K-공간이 비대칭으로 샘플링된다. 이는 도 4에서 예시된다. 제1 판독 그래디언트는 -kxA로부터 kxB까지(이때, ｜kxAB｜>｜kxB｜) k-공간을 비대칭으로 샘플링한다. 유사하게, 제2 판독 그래디언트는 +kxB로부터 -kxA까지 k-공간을 샘플링한다. +kxB과 +kxA 사이의 k-공간 포지션들은 취득되지 않는다. 그들은 이미지 재구성 이전에 0으로 채워지거나, 또는 재구성 프로세스 동안에 부분 푸리에 재구성(예컨대, "Margosian algorithm" 또는 반복 방법 "Projection onto Convex sets")으로서 알려진 것에 의해 치환된다. 부분 푸리에 재구성은 실제 이미지 또는 오브젝트(object)의 푸리에 변환들이 에르미트(Hermitian)라는 사실 ―이는, k-공간 센터에 대해 실수부가 대칭이고 허수부가 반-대칭임을 의미함― 에 기초한다. 그러므로, 이론적으로는, k-공간의 이분의 일만이 샘플링될 필요가 있으며, 다른 절반은 켤레 복소수(complex conjugate)로 치환될 수 있다. 그러나, 실제로는, 주파수 오프셋(offset)들, 하드웨어 그룹 지연들, 와전류 등으로부터 나오는 원치 않는 위상 시프트들을 정정하는데 소량의 다른 절반이 또한 요구된다.
[0047] 도 1의 시퀀스가 -kxB로부터 +kxB까지 k-공간을 대칭으로 샘플링함이 주목된다. 부분 푸리에 기술들은 적용될 수 없다.
[0048] 도 4는 추가로, k-공간 뷰(view)에서 판독 프리페이징 그래디언트가 k-공간의 센터(kx=0,ky=0)로부터 지점(+kxA, 0)까지 자화를 드라이빙(driving)함을 도시한다. 리포커싱 펄스는 판독 프리페이징 그래디언트 동안에 축적된 위상을 부정한다. k-공간 뷰에서, 이는, 리포커싱 펄스 이전의 (+kxA, 0)부터 리포커싱 펄스 이후의 (-kxA, 0)로의 점프(jump)를 의미한다. 리포커싱 펄스와 제1 판독 그래디언트 사이에서, 위상 인코딩 그래디언트가 (-kxA,0)부터 (-kxA, n*Δky)까지 자화를 야기하는데, Δky는 위상 인코딩 델타(delta) 모멘트(라인 스페이싱)이고, n은 다음 차례의 판독 간격 동안에 샘플링될 특정 라인 번호이다. 도시된 예에서는, 제1 판독 간격에 대해 n=-3이고, n은 -3과 +3 사이의 값을 취한다. 실제 이미징에서, ky 라인들의 총 개수는 보통 7개보다 훨씬 더 많지만(64개 내지 1024개의 범위에 있음), 모든 라인들이 반드시 샘플링되는 것은 아니다. 제2 판독 그래디언트의 끝 이후, 판독 플라이백 그래디언트가 자화의 kx 성분을 역으로 +kxA로 야기하고, 그리고 위상 인코딩 리페이징 그래디언트(미도시)가 ky 성분을 역으로 0으로 야기한다.
[0049] 도 3은 수정된 시퀀스의 제2 실시예를 도시한다. 이 시퀀스는 또한, 2 지점 Dixon 기술에 대해 의도되며, 도 1의 시퀀스와 비교하여, 두 개의 에코들 사이의 주어진 시간상 스페이싱에 대해 증가된 판독 모멘트 및 그에 따른 증가된 레졸루션을 또한 허용한다. 도 2의 시퀀스와의 차이는, 여기 펄스와 제1 리포커싱 그래디언트 사이에 판독 프리페이징 그래디언트의 부재이다. 대신에, 매 판독 간격 동안, 판독 프리페이징이 반복된다. 바람직하게, 판독 프리페이징은, 리포커싱 펄스 직후에, FID Crusher 및 위상 인코딩 그래디언트(미도시)와 동시에 수행된다. 또한, 판독 리페이징(또는 플라이백 그래디언트)이 수정된다. 이제, 두 개의 연속적인 리포커싱 펄스들 사이에 판독 방향을 따라서 수행되는 모든 그래디언트의 넷 모멘트가 0이 되도록, 판독 리페이징은 판독 프리페이징 그래디언트와 동일한 절대 모멘트 및 반대 부호를 갖는다.
[0050] 도 5는 비대칭 판독을 갖는 본 발명의 제3 실시예에 따른 개략도를 예시한다. 도 2 및 도 3은 도 5에 도시된 가장 일반적인 설계의 특별 버전(version)들이다. 가장 일반적인 실시예에서, 판독 프리페이징의 파트가 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 사이에서 한 번 수행되고(도 2와 유사함), 나머지 판독 프리페이징이 매 판독 간격 동안에 반복된다(도 3과 유사함). 초기 프리페이징 그래디언트의 부호는 다시 제1 판독 그래디언트의 부호와 동일하고, 반복되는 판독 탈위상 그래디언트의 부호는 제1 판독 그래디언트의 부호와 반대이다. 특정 리포커싱 펄스 및 그 뒤를 잇는 판독 방향으로의 네 개의 그래디언트들('반복되는 판독 탈위상 그래디언트', '두 개의 판독 그래디언트들' 더하기 '플라이백 그래디언트')의 결합된 작용의 위상에 대한 순수 효과가 0이 되도록, 플라이백 그래디언트의 모멘트가 선택된다. 따라서, 반복되는 탈위상 그래디언트의 모멘트가 -C인 경우, 플라이백 그래디언트의 모멘트는 2A-C이다.
[0051] TSE 이미징에서는, 일반적으로, 최단의 가능한 에코 스페이싱이 바람직하다. 주어진 수의 판독 간격들(리포커싱 펄스들) 동안, 짧은 에코 스페이싱은 전체 에코 트레인의 길이 및 그에 따라 에코 트레인을 따르는 T2 붕괴를 감소시킨다. 에코 트레인을 따르는 T2 붕괴는 위상 인코딩 방향으로 이미지들의 소위 T2 흐려짐(blurring)을 이끈다. 여기 펄스의 지점과 제1 리포커싱 펄스의 센터 사이의 시간이 에코 스페이싱(두 개의 연속적인 리포커싱 펄스들의 센터들 사이의 시간)의 절반이기 때문에, 최소 에코 스페이싱은, 여기 펄스의 끝과 제1 리포커싱 펄스의 시작 사이에 수행될 필요가 있는 그래디언트들의 축적된 지속기간에 의해 제한되고, 그리고 두 개의 연속적인 리포커싱 펄스 사이에 수행될 필요가 있는 그래디언트들에 의해 제한된다. 도 2, 도 3, 및 도 5에 도시된 세 개의 대안적 설계들 중에서 선택할 때, 요구되는 이미징 파라미터(parameter)들에 대해 최단 에코 스페이싱의 실현을 허용하는 설계가 선호된다.
[0052] 도 6은 비대칭 판독을 갖는 본 발명의 제4 실시예에 따른 개략도를 예시한다. 판독 그래디언트들 둘 다가 동일한 부호를 갖는 경우, 판독 그래디언트 파형은 이 경우 "모노폴라"로 불린다. 모노폴라 설계에 대한 이유는, 지방-물 시프트가 그 다음, 동상 이미지 및 반대-위상 이미지 둘 다에 대해 동일한 방향으로 이루어진다는 점이다. 도 6은 모노폴라 설계를 갖는 시퀀스 도면을 도시한다. 제2 판독 그래디언트의 프리페이징 그래디언트로서 동작하는 양쪽 판독 그래디언트들 사이에 추가의 그래디언트가 요구되고, 그러므로, 도 6에서는 이 추가의 그래디언트가 제2 판독 프리페이징 그래디언트로 불린다. 이 추가의 그래디언트의 모멘트는, 제1 에코 이후 제1 판독 그래디언트에 의해 그리고 제2 에코 이전 제2 판독 그래디언트에 의해 취득되는 모멘트를 이 추가의 그래디언트가 정확하게 보상하도록 선택된다. 다시, 도 6에서는 가장 일반적인 설계가 도시되는데, 제1 판독 그래디언트에 대한 프리페이징 그래디언트가 두 개의 파트들로 분할된다. 제1 파트는 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 사이에 한 번 실행되고, 제2 파트는 매 판독 간격 동안에 반복된다. 이러한 제2 파트(도 6에서 모멘트 C를 가짐)가 0으로 셋팅되는 경우, 플라이백 그래디언트가 요구되지 않음을 주목하라.
[0053] 도 7은 감소된 에코 스페이싱을 가지는 3-지점 Dixon 시퀀스를 갖는 본 발명의 개략도를 예시한다. TSE 이미징에서, 에코 스페이싱은 연속적인 리포커싱 펄스들 사이의 시간으로서 정의된다. 일반적으로, TSE 이미징은 짧은 에코 스페이싱으로부터 잇점을 얻는다. 주된 이유는, 짧은 에코 스페이싱이 에코 트레인을 따르는 T2 붕괴를 감소시키고 이로써 주어진 에코 트레인 길이(리포커싱 펄스들의 수/여기 펄스마다 판독 간격들)에 대해 이미지들의 소위 T2 흐려짐을 감소시키기 때문이다. 두 번째 이유는, 짧은 에코 스페이싱이 전체 에코 트레인의 지속기간을 감소시키고 그러므로 시퀀스의 효율성, 예컨대, 주어진 TR 간격에서 취득될 수 있는 슬라이스들의 수를 증가시키기 때문이다.
[0054] 여기서 고려되는 그룹의 TSE Dixon 시퀀스들은, 동일한 공간 레졸루션 및 판독 대역폭(판독 그래디언트의 지속기간 및 진폭)에 대해, 리포커싱 펄스마다 단일 판독 간격을 갖는 종래의 TSE 시퀀스와 비교하여, 에코 스페이싱을 증가시킨다. 이 증가는 적어도 2ΔTmax인데, ΔTmax는 스핀 에코 지점에 대한 판독 그래디언트들의 센터들 중 하나의 최대 시프트이다. 그러므로, 최소 에코 스페이싱의 연장은 특히, 낮은 필드 강도에서는 문제점이다.
[0055] 앞서 언급된 바와 같이, 본 발명의 다른 목적은, 단축된 에코 스페이싱을 갖는 CPMG TSE n-지점 Dixon 시퀀스를 제공하는 것이다. 도 7은 도 1에 도시된 3 지점 Dixon 최신기술 시퀀스와 비교하여 감소된 에코 스페이싱을 갖는 발명된 3-지점 Dixon TSE 시퀀스를 도시한다. 스핀 에코 지점에 대한 각각의 그래디언트 에코의 시간상 포지션은, 지방 양성자 및 물 양성자로부터 나오는 신호들 사이에 특정한 원하는 위상 시프트를 실현하도록 선택된다. 발명된 시퀀스는, 제1 에코 및 최종 에코를 비대칭으로 취득함으로써, (대칭 판독을 위해 요구되는 지속기간에 비해) 판독 그래디언트의 각각의 트레인의 제1 판독 그래디언트 및/또는 최종 판독 그래디언트의 지속기간을 단축시킨다. CPMG 조건을 유지하기 위해 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 사이의 판독 프리페이징 그래디언트가 적응된다.
[0056] 도 3에 도시된 시퀀스와 유사하게, 매 판독 간격 동안 판독 프리페이징을 개별적으로 수행하는 것이 또한 가능하다. 이 경우, 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 사이의 판독 프리페이징 그래디언트가 제거된다. 대안적으로, 각각의 리포커싱 펄스와 각각의 판독 간격의 제1 판독 그래디언트 사이에는, 모멘트 -C를 갖는 프리페이징 그래디언트가 삽입되고, 각각의 판독 간격의 최종 판독 그래디언트와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에는, 모멘트 -C를 갖는 플라이백 그래디언트가 삽입된다.
[0057] 또한, (도 4에 도시된 시퀀스와 유사하게) 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 사이에 판독 프리페이징의 파트를 수행하고 프리페이징의 파트를 각각의 판독 간격 동안 개별적으로 수행하는 것이 가능하다.
[0058] 도 8은 비대칭 판독을 가지는 시퀀스를 갖는 본 발명의 제5 실시예에 따른 개략도를 예시한다. 판독 그래디언트들의 앞에 플라이백 그래디언트를 배치함으로써, 도 8은 도 2의 변형이다. 유사한 수정들이, 예컨대 그것이 요구된다면 또는 동상 위상 에코(in-phase phase echo)를 먼저 취득하기 위해 바람직하다면, 모든 다른 실시예들에 이루어질 수 있다.
[0059] 본 발명의 주된 장점은 두 개의 판독 그래디언트들의 센터들 사이의 주어진 시간상 거리 ΔT=｜T2-T1｜에 대해 판독 방향으로의 증가된 최대 공간 레졸루션이다. 하기에서는, 이러한 레졸루션 이득이 정량화된다:
[0060] 대칭 경우의 전체 판독 모멘트가 2B(이는, Dixon 시프트 시간에 의해 제한됨)임이 가정된다. 본 발명은 판독 그래디언트의 한 쪽에 모멘트 A-B(A>B)를 부가하고, 이로써 2B로부터 A+B까지 판독 모멘트를 증가시킨다. 레졸루션 관점으로부터는, 비대칭 판독 그래디언트가 모멘트 2A를 갖는 대칭 판독 그래디언트와 균등한데, 그 이유는 부분 푸리에 재구성이 레졸루션을 변경시키지 않기 때문이다.
[0061] MRI에서의 레졸루션은 푸리에 픽셀 크기(Fourier pixel size) Δx의 수단으로 측정된다. 푸리에 픽셀 크기 Δx는 'FoV(field of view)' 나누기 '판독 지점들의 수 Nx'이다. 바디 이미징(Body imaging)에서의 통상적인 수들은, FoV=400 ㎜이고 판독 지점의 수가 Nx=256개 또는 그 초과이다.
[0062] 푸리에 픽셀 크기가 더 작을수록, 레졸루션이 더 높다. 푸리에 픽셀은 판독 모멘트 M0x에 반비례한다(대칭 판독을 가정함):
Figure 112015074540280-pat00001
여기서,
Figure 112015074540280-pat00002
는 자기회전비이다. 물 양성자들의 경우,
Figure 112015074540280-pat00003
이다.
[0063] 그러므로, 최신기술 시퀀스의 최대 레졸루션(최소 픽셀 크기)은 하기에 비례한다
Δxsym~1/ 2B.
[0064] 본 발명은 최대 레졸루션을 하기까지 증가시킨다
Δxasym~1/ 2A.
[0065] 그러므로, 상대 레졸루션 이득은 하기와 같다
Δxsym/Δxasym= A/B.
[0066] 상기는 단지 본 발명의 바람직한 실시예들이며, 그러나 본 발명을 제한시키기 위한 것이 아니다. 당업자에 대해, 본 발명은 다양한 변화들 및 변경들을 가질 수 있다. 본 발명의 사상 및 원리 내의 임의의 변화들, 균등한 치환들, 개선들은 본 발명의 보호 범위에서 커버(cover)되어야 한다.

Claims (15)

  1. 대상(subject)으로부터 자기 공명 데이터(magnetic resonance data)를 취득하기 위한 방법으로서,
    a) 여기 펄스(excitation pulse)를 상기 대상에 적용하는 단계,
    b) 적어도 두 개의 리포커싱 펄스(refocusing pulse)들을 상기 대상에 적용하는 단계,
    c) 두 개의 연속적인 리포커싱 펄스들 사이에 적어도 두 개의 그래디언트 에코(gradient echo)들이 형성되도록, 그래디언트들을 상기 대상에 적용하는 단계
    를 포함하고,
    개개의 그래디언트 에코들의 시간에 상기 대상의 제1 핵들로부터 취득되고 있는 신호와 상기 대상의 제2 핵들로부터 취득되고 있는 신호 사이에 미리 결정된 위상 시프트(phase shift)가 존재하도록, 상기 적어도 두 개의 그래디언트 에코들 사이의 시간상 거리가 선택되고,
    제1 그래디언트 에코를 판독하는 동안에 적용되는 판독 그래디언트 및 최종 그래디언트 에코를 판독하는 동안에 적용되는 판독 그래디언트는, 그래디언트 에코 지점으로부터 다른 판독 그래디언트 쪽으로 판독 그래디언트의 끝까지의, 상기 판독 그래디언트의 제1 파트(part)의 지속기간이 상기 그래디언트 에코 지점으로부터 상기 판독 그래디언트의 다른 끝까지의, 상기 판독 그래디언트의 제2 파트의 지속기간보다 더 짧게 되는 방식으로 비대칭인,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    전체 k-공간 데이터 세트(full k-space data set)를 산출하기 위해, 상기 판독 그래디언트들의 비대칭으로 인해 취득될 수 없는 k-공간 데이터는, 0들로 채워지거나, 또는 부분 푸리에 재구성(Partial Fourier Reconstruction) 기술을 통해 재구성되는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    형성된 그래디언트 에코들을 판독하는 적어도 두 개의 판독 그래디언트들은 동일한 극성을 갖는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 두 개의 판독 그래디언트들 사이에 프리페이징 그래디언트(prephasing gradient)가 부가되어, 그 결과 선행하는 판독 그래디언트에 의해 제1 그래디언트 에코 이후에 취득되는 모멘트(moment), 및 그 뒤를 잇는 판독 그래디언트에 의해 제2 그래디언트 에코의 지점까지 취득되는 모멘트가 부가된 프리페이징 그래디언트에 의해 보상되는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 여기 펄스와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에 또는 각각의 리포커싱 펄스와 이러한 리포커싱 펄스 이후의 제1 판독 그래디언트 사이에 프리페이징 그래디언트가 적용되어, 그 결과 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 조건이 충족되는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    판독 그래디언트와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에 또는 리포커싱 펄스와 그 뒤를 잇는 판독 그래디언트 사이에 리페이징(rephasing) 그래디언트가 적용되어, 그 결과 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 조건이 충족되는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개의 연속적인 리포커싱 펄스들 사이의 에코 스페이싱(echo spacing)이 최소화되는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 핵들은 제1 케미컬(chemical)의 양성자들이고, 상기 제2 핵들은 제2 케미컬의 양성자들인,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 방법.
  10. 대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 수단으로서,
    일정한 자기장을 생성하는 자석,
    여기 펄스들 및 리포커싱 펄스들을 상기 대상에 적용하는 제1 코일(coil),
    그래디언트들을 상기 대상에 적용하는 제2 코일,
    상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 응답하여 상기 대상으로부터 신호들을 수신하는 수신기, 및
    그래디언트들을 이용하여 두 개의 연속적인 리포커싱 펄스들 사이에 적어도 두 개의 그래디언트 에코들을 형성하도록 상기 제2 코일을 제어하는 제어기
    를 포함하고,
    개개의 그래디언트 에코들의 시간에 상기 대상의 제1 종류의 핵들로부터 취득되는 신호와 상기 대상의 제2 종류의 핵들로부터 취득되는 신호 사이에 미리 결정된 위상 시프트가 존재하도록, 상기 적어도 두 개의 그래디언트 에코들 사이의 시간상 거리가 선택되고,
    상기 적어도 두 개의 그래디언트 에코들 중 제1 그래디언트 에코를 판독하는 동안에 적용되는 판독 그래디언트 및 최종 그래디언트 에코를 판독하는 동안에 적용되는 판독 그래디언트는, 그래디언트 에코의 그래디언트 에코 지점으로부터 다른 판독 그래디언트 쪽으로 판독 그래디언트의 끝까지의, 상기 판독 그래디언트의 제1 파트(part)의 지속기간이 상기 그래디언트 에코 지점으로부터 상기 판독 그래디언트의 다른 끝까지의, 상기 판독 그래디언트의 제2 파트의 지속기간보다 더 짧게 되는 방식으로 비대칭인,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 수단.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는, 형성된 그래디언트 에코들을 판독하는 적어도 두 개의 판독 그래디언트들이 동일한 극성을 갖도록 상기 제2 코일을 제어하는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 수단.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 두 개의 판독 그래디언트들 사이에 프리페이징 그래디언트를 부가하도록 상기 제2 코일을 제어하고, 이에 따라 선행하는 판독 그래디언트에 의해 제1 그래디언트 에코 이후에 취득되는 모멘트, 및 그 뒤를 잇는 판독 그래디언트에 의해 제2 그래디언트 에코의 지점까지 취득되는 모멘트가 부가된 프리페이징 그래디언트에 의해 보상되는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 수단.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 여기 펄스와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에 또는 각각의 리포커싱 펄스와 이러한 리포커싱 펄스 이후의 제1 판독 그래디언트 사이에 프리페이징 그래디언트를 적용하도록 상기 제2 코일을 제어하고, 이에 따라 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 조건이 충족되는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 수단.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는, 판독 그래디언트와 그 뒤를 잇는 리포커싱 펄스 사이에 또는 리포커싱 펄스와 그 뒤를 잇는 판독 그래디언트 사이에 리페이징 그래디언트를 적용하도록 상기 제2 코일을 제어하고, 이에 따라 CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill) 조건이 충족되는,
    대상으로부터 자기 공명 데이터를 취득하기 위한 수단.
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