KR101887736B1 - 자기 공명을 위한 기술들, 시스템들 및 기계 판독가능 프로그램들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 공명 조사들을 수행하기 위한 여러 방법들 및 시스템들을 제공한다. 많은 실시예들에 따라, 관심 이미지 또는 이외 다른 정보가 초방사 펄스들로부터 도출된다.

Description

자기 공명을 위한 기술들, 시스템들 및 기계 판독가능 프로그램들{TECHNIQUES, SYSTEMS AND MACHINE READABLE PROGRAMS FOR MAGNETIC RESONANCE}

관련 출원들에 대한 상호-참조

이 출원은, 2012년 7월 2일에 출원된 미국 가 특허 출원번호 61/667,283호, 2012년 9월 26일에 출원된 미국 가 특허 출원번호 61/706,100호, 2012년 9월 26일에 출원된 미국 가 특허 출원번호 61/706,102호, 2012년 9월 26일에 출원된 미국 가 특허 출원번호 61/706,106호, 및 2012년 12월 4일에 출원된 미국 가 특허 출원번호 61/733,415호에 대한 우선권의 이익을 차례로 주장하는, 2013년 3월 15일에 출원된 미국 특허 출원번호 13/844,446호에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 위에 언급된 특허 출원들 각각의 발명은 어떤 목적이든 이를 위해 그 전체를 본원에 참조로 포함시킨다.

본 발명은 자기 공명 이미지화를 위한 개선된 기술들, 시스템들 및 기계 판독가능 프로그램들에 관한 것이다.

통상적으로 NMR/MRI/MRS 조사들은 항상 라디오 주파수(rf; radiofrequency) 방사선의 펄스들(pulses)을 포함해왔다. rf 펄스들의 역할은 조사 중인 시스템을 비 평형 자화의 일시적 상태로 여기(excite)시키는 것이다. 시스템은 다시 평형으로 안정되기 때문에, 시스템은 이미지들을 형성하고 및/또는 과학적 또는 진단 값의 정보 예컨대, 시스템의 물리적 상태, 주어진 분자량, 확산 계수들, 분광 분석 확인 등을 추출하는데 사용될 수 있는 방사선을 방출한다. 이러한 방식으로 한 종류의 또는 또 다른 종류의 정보를 추출하도록 설계된 다양한 rf 펄스 시퀀스들은 문헌에 잘 기술되어 있다. MRI 기술에 있어서 이미지화의 속도를 증가시키고, 데이터 저장을 덜 요구하며 이미지 질을 개선할 수 있는 진전에 대한 끊임없는 요구가 있다. 본 발명은 이들 문제들에 대한 해결책들을 제공한다.

본 발명의 이점들은 다음 설명에서 제시되고 다음 설명으로부터 명백해질 것이다. 발명의 추가의 이점들은 첨부된 도면들로부터 뿐만 아니라, 본원에 기재된 설명 및 청구항들에 구체적으로 언급되는 방법들 및 시스템들에 의해 실현되고 달성될 것이다.

본원에서 실시된 바와 같이, 이들 및 다른 이점들을 달성하기 위해서 그리고 본 발명의 목적에 따라, 일 실시예에서, 본 발명은 자기 공명 프로토콜을 수행하는 방법을 제공한다. 방법은 (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석, (ii) 적어도 하나의 라디오-주파수 코일, (iii) 적어도 하나의 관심 지역을 정의하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 구배 코일(gradient coil)을 포함하는, 자기 공명 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 관심 지역을 정의하는 단계, 조사될 샘플 또는 대상을 관심 지역에 도입하는 단계, 및 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성(nuclear magnetization)의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하게 하도록, 샘플 또는 대상 내 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 인근 공명 코일 간에 전자기 피드백을 유발하여 가로방향 자화 Mxy의 적어도 하나의 전자기 펄스를 발생하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 샘플 또는 대상으로부터 또는 적어도 하나의 라디오-주파수 코일로 rf 펄스들을 검출하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 임상 MRI 조건 하에서도 통상적으로는 일어나지 않았을 핵 자력의 피드백을 가능하게 하는 기술들로서, 이하 더 완전히 기술되는, 피드백 인에이블 코일(FEC; feedback enabled coil) 및 부가적 보충 스핀 리저버(SSR; Supplementary Spin Reservoir)의 사용을 더 포함한다.

추가 실시예에 따라, 샘플 또는 대상 또는 대상 내 분자량의 정량적 분석을 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석, (ii) 적어도 하나의 라디오-주파수 코일, (iii) 적어도 하나의 관심 지역을 정의하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 구배 코일을 포함하는, 자기 공명 장치를 제공하는 단계, 복수의 분자들을 내포하는 적어도 하나의 SSR을 MR 장치에 도입하는 단계, SSR 내에 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 인근 공명 코일 간에 전자기 피드백을 유발하여 시스템이 τ_R과 T₂ 간에 원하는 관계를 달성하게 하도록 공명 코일의 회로를 조절하는 단계, (f) SSR 내에 적어도 한 세트의 핵의 자화가 90도보다 크게 회전되도록 SSR에 RF 펄스들을 도입하는 단계, 단계 e에서 기인한 SR 펄스를 해석하여 SR 펄스의 피크타임(peaktime) 및 폭을 결정하는 단계, 조사될 샘플 또는 대상을 관심 지역에 도입하는 단계, (h) SSR 내에 적어도 한 세트의 핵의 자성이 앞에서와 동일한 각도로 회전되도록 하기 위해 샘플 또는 대상 및 SSR에 RF 펄스들을 도입하는 단계, (i) 단계 h)에서 기인한 SR 펄스를 해석하여 새로운 SR 펄스의 피크타임 및 폭을 결정하는 단계, (j) 단계 h)에서 얻어진 펄스에서 단계 f)에서 얻어진 펄스를 감하여 샘플 또는 대상 내 표적 분자량에 관한 정량적 정보를 얻는 단계를 포함한다.

추가 측면에 따라, 제 1 라디오 주파수 코일은 샘플 또는 대상에 RF 펄스들을 도입하기 위해 사용되며, 제 2 라디오 주파수 코일은 관심있는 한 세트의 핵의 핵 자성과 제 2 라디오 주파수 코일 간에 전자기 피드백을 유발하기 위해 사용된다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 제 1 선택가능 상태에서 샘플 또는 대상에 RF 펄스들을 도입하기 위해 사용되며, 또한, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 제 2 선택가능 상태에 있을 때 관심있는 한 세트의 핵의 핵 자성과 제 2 라디오 주파수 코일 간에 전자기 피드백을 유발하기 위해 사용된다.

또한, 본 발명은 (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석, (ii) 적어도 하나의 라디오-주파수 코일, 및 (iii) 관심 지역을 정의하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 구배 코일을 포함하는, 자기 공명 장치를 제공하는 단계, 조사될 샘플 또는 대상을 관심 지역에 도입하는 단계, 샘플 또는 대상 내 핵을 에너지화하기 위해 샘플 또는 대상에 RF 펄스들을 도입하는 단계, 전자기 피드백이 샘플 또는 대상 내 제 2 세트의 핵과 적어도 하나의 공명 코일 간에 유발되는 것을 실질적으로 방지하면서, 제 1 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하게 하도록, 샘플 또는 대상 내 제 1 세트의 핵과 적어도 하나의 라디오 주파수 코일 간에 전자기 피드백을 유발하는 단계, 제 1 세트의 핵과 연관된 자화를 소실시키기 위해 구배 자기장을 관심 지역에서 활성화하는 단계, 구배를 비활성화하는 단계, 제 2 세트의 핵 자화를 원하는 각도로 회전하기 위해 RF 펄스들을 이용하는 단계, 가로방향 자화의 펄스와 관계된 신호를 검출하는 단계, 및 샘플 또는 대상 내 제 2 세트의 핵의 존재와 관계된 데이터 세트를 형성하기 위해 신호를 처리하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

필요 시, 상기 방법은 가로방향 자화의 복수의 펄스들로부터 얻어진 정보를 처리하여, (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터(perfusion data), (iii) 화학 종들의 분광 특성, (iv) 생리 데이터(physiological data), 또는 (v) 대사 데이터(metabolic data) 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 필요 시, 상기 방법은 제 2 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하게 하도록 전자기 피드백을 유발하는 단계; 및 전자기 피드백을 중단시켜 제 2 세트의 핵이 가로방향 자화의 펄스를 전파하게 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전자기 피드백은 적어도 하나의 관심 지역에서 구배 자기장의 존재를 실질적으로 제거함으로써 적어도 부분적으로 전자기 피드백이 유발될 수 있다. 전자기 피드백은 적어도 하나의 라디오 주파수 코일을 소정의 공명 주파수에 선택적으로 동조(tuning)함으로써 적어도 부분적으로 유발될 수 있다. 조사될 샘플 또는 대상은 지방 및 물을 포함하는 생체 내 샘플 또는 대상일 수 있고, 또한, 여기서 가로방향 자화의 펄스는 물 내의 양성자들로부터 적어도 하나의 라디오-주파수 코일로 검출될 수 있고, 또한, 여기서 지방 내의 양성자들로부터는 적어도 하나의 라디오-주파수 코일로 실질적으로 어떠한 가로방향 자화도 검출되지 않을 수 있다.

또한, (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석, (ii) 적어도 하나의 라디오-주파수(RF) 코일, 및 (iii) 적어도 하나의 관심 지역을 정의하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 구배 코일을 포함하는, 자기 공명 장치를 제공하는 단계, 조사될 샘플 또는 대상을 상기 장치 내에 도입하는 단계, 관심 지역 내 자기장 구배를 실질적으로 제로가 되게 조절함으로써 샘플 또는 대상 내에 SR 펄스를 수신할 관심 지역을 정의하는 단계, 샘플 또는 대상 내 핵을 에너지화하기 위해 샘플 또는 대상에 RF 펄스들을 도입하는 단계; 제 1 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하게 하도록, 샘플 또는 대상 내 제 1 세트의 핵의 핵 자성과 RF 코일 간에 전자기 피드백을 유발하여 가로방향 자화 Mxy의 적어도 하나의 전자기 펄스를 발생하는 단계로서, 관심 지역 밖의 제 2 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향은 적어도 하나의 전자기 펄스가 발생될 때 실질적으로 변하지 않는, 상기 적어도 하나의 전자기 펄스를 발생하는 단계; 및 관심 지역로부터 비롯된 가로방향 자화의 펄스를 Rf 코일을 사용하여 검출하는 단계를 포함하는, 자기 공명 프로토콜을 수행하는 추가 방법이 제공된다.

필요 시, 상기 방법은 가로방향 자화의 하나 이상의 펄스들로부터 얻어진 정보를 처리하여, (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터, (iii) 화학 종들의 분광 특성, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전자기 피드백은 공명 코일을 소정의 공명 주파수에 선택적으로 동조시킴으로써 적어도 부분적으로 유발될 수 있다.

본 발명은, (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석, (ii) 적어도 하나의 공명 피드백 인에이블 코일, (iii) 적어도 하나의 관심 지역을 정의하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 구배 코일을 포함하는, 자기 공명 장치를 제공하는 단계; 조사될 샘플 또는 대상을 관심 지역에 도입하는 단계; (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터, (iii) 화학 종들의 분광 특성, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터, 중 적어도 하나를 생성하기 위해 MR 펄스 시퀀스 프로토콜들을 수행하는 단계; 및 샘플 또는 대상 내 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 공명 피드백 인에이블 코일 간에 전자기 피드백을 유발하여, (i) 샘플 또는 대상 내 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향이 배경 자기장의 방향에 대하여 새로운 원하는 각도로 회전하게 하는 것, 및 (ii) 샘플 또는 대상 내 적어도 한 세트의 핵의 섭동 주파수(precessional frequency)가 샘플 또는 대상 내 다른 핵의 섭동 주파수에 대하여 이동되게 하는 것 중 적어도 하나가 야기되게 하기 위해서 RF 코일의 회로를 조절하는 단계를 포함하는, 자기 공명 분광 이미지화를 수행하는 방법을 더 제공한다. 본원에 기술되는 모든 방법들은 본원에 제시된 대응하는 시스템들 및 기계 판독가능 프로그램들을 가지며, 그와 같이 표현될 수 있음이 이해될 수 있다.

일부 구현예들에서, 상기 방법은 가로방향 자화의 복수의 펄스들로부터 얻어진 정보를 처리하여, (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터, (iii) 화학 종들의 분광 특성, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자기 피드백은 적어도 하나의 관심 영역 내 구배 자기장의 존재를 실질적으로 제거함으로써 적어도 부분적으로 유발될 수 있다. 관심 지역은 예를 들면, 적어도 하나의 복셀(voxel)을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 구배 코일은 자기장 구배를 3개의 상호 직교하는 방향들 중 적어도 하나로 인가하도록 적응 및 구성될 수 있다. 전자기 피드백은 공명 코일을 소정의 공명 주파수에 선택적으로 동조시킴으로써 적어도 부분적으로 유발될 수 있다.

추가 구현예들에서, 상기 방법은 유발하는 단계에 앞서 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성을 적어도 부분적으로 반전시키기 위해서 샘플 또는 대상에 RF 펄스를 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 한 세트의 핵의 자성 벡터는 배경 자기장의 제 1 방향에 실질적으로 전적으로 역-평행으로 지향될 수 있다. 배경 자기장은, 예를 들면, 0.1 테슬라(Tesla)의 임의의 원하는 증분으로, 약 1.0 테슬라, 약 1.5 테슬라, 약 2.0 테슬라, 약 2.5 테슬라, 약 3.0 테슬라, 약 4.0 테슬라, 약 5.0 테슬라, 약 6.0 테슬라, 약 7.0 테슬라, 약 8.0 테슬라, 약 9.0 테슬라, 약 10.0 테슬라 또는 이보다 크거나 작을 수 있다. 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향은 펄스가 발생될 때 배경 자기장의 제 1 방향에 완전히 정렬되게 할 수 있다. 필요 시, 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향은 펄스가 발생될 때 배경 자기장의 제 1 방향에 부분적으로 정렬되게 할 수 있다. 필요 시, 상기 방법은 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향을 가로방향 자화의 각각의 계속되는 펄스를 가지고 배경 자기장의 제 1 방향에 완전한 정렬로 계속해서 및 개별적으로 접근하게 함으로써, 적어도 한 세트의 핵으로부터 가로방향 자화의 복수의 펄스들을 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일부 구현예들에서, 유발하는 단계는 가로방향 자화의 적어도 하나의 전자기 펄스를 발생하기 위해 각각의 세트의 핵의 핵 자성들의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하게 하도록, 개체 내 적어도 두 개의 별개의 이격된 물리적 위치들의 복수의 세트들의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 인근 공명 코일 간에 전자기 피드백을 유발하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 구현예들에서, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일 및 적어도 하나의 구배 코일 중 적어도 하나는 로컬 코일(local coil)이다. 또한, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일 및 적어도 하나의 구배 코일 중 적어도 하나는 자기 공명 시스템에 통합될 수 있다. 필요 시, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 전신 코일(whole body coil)일 수 있고, 3.0 테슬라를 초과한 배경 필드들에서 사용될 수 있다. 필요 시, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 선택적으로 가로방향 자화의 rf 펄스들을 송신 및 수신할 수 있는 복수의 코일들을 갖는 전신 페이즈드 어레이(phased array) 송신/수신 코일 시스템일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 가로방향 자화의 rf 펄스들을 선택적으로 송신 및 수신할 수 있는 복수의 코일들을 갖는 로컬 페이즈드 어레이 송신/수신 코일 시스템 일 수 있다. 필요 시, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 구배 자기장을 국부적으로 제어하기 위한 복수의 로컬 구배 코일들을 더 포함할 수 있다. 필요 시, 적어도 하나의 구배 필드 코일은 로컬 구배 필드 코일들이 제공될지라도, 자기 공명 시스템에 통합되는 복수의 구배 필드 코일들을 포함할 수 있다.

추가 구현예들에서, 피드백을 증폭하도록 설계된 코일이 이용될 수 있다. 코일은 추가적으로 및 선택적으로 피드백 필드의 위상을 조작할 수 있게 된다. 이 코일을 이 문서에선 피드백 인에이블 코일(FEC; Feedback Enabled Coil)이라 칭한다.

추가 구현예들에서, 상기 방법은 복수의 분자들을 내포하는 볼륨을 공명 코일 또는 FEC의 관측 시야(FOV; field of view) 내에 삽입하는 단계를 포함한다. 보충 스핀 리저버(SSR)라 하는 이 볼륨은 임상 MRI 스캐너들의 비교적 낮은 조건 하에서도 피드백을 생성할 수 있게 한다. 또한, SSR 내에 분자(또는 분자들)를 선택함으로써, 피드백 필드는 원하는 주파수 또는 주파수들의 세트에서 공명하게 된다.

추가 측면들에 따라, 본 발명은 자기 공명 프로토콜을 수행하기 위한 시스템들을 제공한다. 상기 시스템은 (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석, (ii) 적어도 하나의 라디오-주파수 코일, (iii) 적어도 하나의 관심 지역을 정의하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 구배 코일을 포함하는, 자기 공명 장치를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 관심 지역을 정의하는 수단, 조사될 샘플 또는 대상을 관심 지역에 도입하는 수단 및 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하게 하도록, 샘플 또는 대상 내 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 인근 공명 코일 간에 전자기 피드백을 유발하여 가로방향 자화 Mxy의 적어도 하나의 전자기 펄스를 발생하는 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 적어도 하나의 라디오-주파수 코일로 가로방향 자화의 펄스를 검출하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.

일부 구현예들에서, 상기 시스템은 가로방향 자화의 복수의 펄스들로부터 얻어진 정보를 처리하여, (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터, (iii) 화학 종들의 분광 특성, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터 중 적어도 하나를 생성하는 수단을 더 포함할 수 있다. 필요 시, 전자기 피드백은 적어도 하나의 구배 코일을 제어함으로써 적어도 하나의 관심 영역 내 구배 자기장의 존재를 실질적으로 제거함으로써 적어도 부분적으로 유발될 수 있다. 관심 지역은 적어도 하나의 복셀을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 구배 코일은 자기장 구배를 세 개의 상호 직교하는 방향들 중 적어도 하나로 인가되도록 적응 및 구성될 수 있다. 전자기 피드백은 적어도 하나의 rf 코일을 소정의 공명 주파수에 선택적으로 동조함으로써 적어도 부분적으로 유발될 수 있다. 상기 시스템은 유발하는 단계에 앞서 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성을 적어도 부분적으로 반전하기 위해서 샘플 또는 대상에 RF 펄스를 선택적으로 및 제어가능하게 인가할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 시스템은 적어도 한 세트의 핵의 자화 벡터를 배경 자기장의 제 1 방향에 실질적으로 전적으로 역-평행하게 지향하도록 적응될 수 있다. 배경 자기장은 0.1 테슬라의 임의의 원하는 증분으로, 예를 들면, 약 1.0 테슬라, 약 1.5 테슬라, 약 2.0 테슬라, 약 2.5 테슬라, 약 3.0 테슬라, 약 4.0 테슬라, 약 5.0 테슬라, 약 6.0 테슬라, 약 7.0 테슬라, 약 8.0 테슬라, 약 9.0 테슬라, 약 10.0 테슬라 또는 이보다 크거나 작을 수 있다. 상기 시스템은 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향을 펄스가 발생될 때 배경 자기장의 제 1 방향에 완전히 정렬되도록 적응될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 시스템은 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향을 펄스가 발생될 때 배경 자기장의 제 1 방향에 부분적으로 정렬하게 하도록 적응될 수 있다. 필요 시, 상기 시스템은 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향을 가로방향 자화의 각각의 계속되는 펄스를 가지고 배경 자기장의 제 1 방향에 완전한 정렬로 계속해서 및 개별적으로 접근하게 함으로써, 적어도 한 세트의 핵으로부터 상이한 시간들에서 가로방향 자화의 복수의 펄스들을 선택적으로 및 제어가능하게 발생하도록 더 적응될 수 있다.

일부 구현예들에서, 상기 시스템은 가로방향 자화의 적어도 하나의 전자기 펄스를 발생하기 위해 각각의 세트의 핵의 핵 자성들의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도도 회전하게 하도록 개체 내 적어도 두 개의 별개의 이격된 물리적 위치들의 복수의 세트들의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 인근 공명 코일 간에 전자기 피드백을 유발하도록 적응될 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 라디오 주파수 코일 및 적어도 하나의 구배 코일 중 적어도 하나는 로컬 코일일 수 있다. 적어도 하나의 라디오 주파수 코일 및 적어도 하나의 구배 코일 중 적어도 하나는 자기 공명 시스템에 통합될 수 있다. 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 전신 코일일 수 있다. 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 가로방향 자화의 rf 펄스들을 선택적으로 송신 및 수신할 수 있는 복수의 코일들을 갖는 전신 페이즈드 어레이 송신/수신 코일 시스템일 수 있다. 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 가로방향 자화의 rf 펄스들을 선택적으로 송신 및 수신할 수 있는 복수의 코일들을 갖는 로컬 페이즈드 어레이 송신/수신 코일 시스템일 수 있다. 적어도 하나의 라디오 주파수 코일은 구배 자기장을 국부적으로 제어하기 위한 복수의 로컬 구배 코일들을 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구배 필드 코일은, 필요 시 하나 이상의 로컬 구배 코일들뿐만 아니라, 자기 공명 시스템에 통합되는 복수의 구배 필드 코일들을 포함할 수 있다.

본 발명은 예를 들면, (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석, (ii) 적어도 하나의 라디오-주파수 코일, (iii) 적어도 하나의 관심 지역을 정의하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 구배 코일을 포함하는, 자기 공명 장치상에서 자기 공명 프로토콜을 동작시키기 위한 유형의 비-일시적 매체 상에 저장된 프로세서-판독가능 컴퓨터 프로그램들을 더 제공한다. 상기 프로그램은 관심 지역의 정의를 용이하게 하는 명령들, 적어도 한 세트의 핵의 핵 자화의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하게 하도록, 샘플 또는 대상 내 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 인근 공명 코일 간에 전자기 피드백을 유발하여 가로방향 자화 Mxy의 적어도 하나의 전자기 펄스를 발생하기 위한 명령들, 및 적어도 하나의 라디오-주파수 코일로 가로방향 자화의 펄스로부터 비롯되어 수신된 신호들을 용이하게 처리하기 위한 명령들을 포함할 수 있다.

상기 컴퓨터 프로그램은 가로방향 자화의 복수의 펄스들로부터 얻어진 정보를 처리하여, (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터, (iii) 화학 종들의 분광 특성, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터 중 적어도 하나를 생성하기 위한 명령들을 더 포함할 수 있다. 상기 프로그램은 적어도 하나의 구배 코일을 제어함으로써 적어도 하나의 관심 영역 내 구배 자기장의 존재를 실질적으로 제거함으로써 전자기 피드백을 유발하기 위한 명령들을 더 포함할 수 있다. 관심 지역은 적어도 하나의 복셀을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 구배 코일이 자기장 구배를 세 개의 상호 직교하는 방향들 중 적어도 하나로 인가하게 하는 명령들을 포함할 수 있다. 상기 프로그램은 적어도 하나의 rf 코일을 소정의 공명 주파수에 선택적으로 동조시킴으로써 전자기 피드백을 적어도 부분적으로 유발하기 위한 명령들을 포함할 수 있다. 상기 프로그램은 유사하게, 전자기 피드백을 유발하기에 앞서 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성을 적어도 부분적으로 반전하기 위해서 시스템이 샘플 또는 대상에 RF 펄스를 선택적으로 및 제어가능하게 인가하게 하기 위한 명령들을 포함할 수 있다.

일부 구현예들에서, 상기 컴퓨터 프로그램은 자기 공명 시스템이 적어도 한 세트의 핵의 자화 벡터를 배경 자기장의 제 1 방향에 실질적으로 전적으로 역-평행하게 지향하게 하는 명령들을 포함할 수 있다. 유사하게, 상기 컴퓨터 프로그램은 자기 공명 시스템이 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향을 펄스가 발생될 때 배경 자기장의 제 1 방향에 완전히 정렬될 수 있게 하는 명령들을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 자기 공명 시스템이 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향을 펄스가 발생될 때 배경 자기장의 제 1 방향에 부분적으로 정렬할 수 있게 하는 명령들을 포함할 수 있다.

추가 구현예들에서, 상기 컴퓨터 프로그램은 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향을 가로방향 자화의 각각의 계속되는 펄스를 가지고 배경 자기장의 제 1 방향에 완전한 정렬로 계속해서 및 개별적으로 접근하게 함으로써, 자기 공명 시스템이 적어도 한 세트의 핵으로부터 상이한 시간들에서 가로방향 자화의 복수의 펄스들을 선택적으로 및 제어가능하게 발생하게 하기 위한 명령들을 더 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 유사하게, 가로방향 자화의 적어도 하나의 전자기 펄스를 발생하기 위해 각각의 세트의 핵의 핵 자성들의 벡터 방향이 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하게 하도록, 자기 공명 시스템이 개체 내 적어도 두 개의 별개의 이격된 물리적 위치들의 복수의 세트들의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 인근 공명 코일 간에 전자기 피드백을 유발하게 하는 명령들을 포함할 수 있다.

일부 구현예들에서, 상기 컴퓨터 프로그램은 자기 공명 시스템이 로컬 코일인 적어도 하나의 라디오 주파수 코일 및 적어도 하나의 구배 코일을 동작시키게 하는 명령들을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 자기 공명 시스템이 자기 공명 시스템에 통합되는 적어도 하나의 라디오 주파수 코일 및 적어도 하나의 구배 코일을 동작시키게 하는 명령들을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 가로방향 자화의 rf 펄스들을 선택적으로 송신 및 수신할 수 있는 복수의 코일들을 갖는 전신 페이즈드 어레이 송신/수신 코일 시스템인 라디오 주파수 코일을 동작시키기 위한 명령들을 포함할 수 있다. 필요 시, 컴퓨터 프로그램은 가로방향 자화의 rf 펄스들을 선택적으로 송신 및 수신할 수 있는 복수의 코일들을 갖는 로컬 페이즈드 어레이 송신/수신 코일 시스템인 라디오 주파수 코일을 동작시키기 위한 명령들을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 유사하게, 구배 자기장을 국부적으로 제어하기 위한 복수의 로컬 구배 코일들을 더 포함하는 적어도 하나의 라디오 주파수 코일을 동작시키기 위한 명령들을 포함할 수 있다.

전술한 전반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 예시적이며 개시된 실시예들의 추가의 설명을 제공하도록 의도된 것임이 이해되어야 한다. 이 명세서 내 포함되고 이 명세서의 부분을 구성하는 첨부 도면들은 개시된 방법들 및 시스템들의 추가적인 이해를 예시하고 제공하기 위해 포함된다. 설명과 함께, 도면들은 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명에 따라 단일의 총체적인 핵의 자성을 반전시킨 것으로부터 비롯되는 시뮬레이트된 SR 펄스를 예시한 것이다.
도 2은 본 발명에 따른 예시적 자기 공명 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 자기 공명 시스템을 동작시키기 위한 본 발명에 따른 예시적 컴퓨터 시스템의 측면들을 도시한 것이다.
도 4는 SR에서 정상으로 천이하는 지역에서 SR 펄스 파라미터에 대한 변화를 예시한 것으로, 도 4a는 SR 천이가 0.01의 초기 x-y 자화에 접근해 갈 때(ξ2→1) 펄스 τ의 폭의 변화를 예시한 것이며, 도 4b는 SR 천이가 0.001의 초기 x-y 자화에 접근해 갈 때(ξ2→1) 펄스의 피크타임 t₀의 변화를 예시한 것이다.
도 5는 물(외측에) 및 아세톤(내측에)을 내포하는 동축관에 있어서의 시간에 대한 신호의 차트를 도시한 것이다.
도 6은 공간의 한 지역을 제외하고 로컬 구배가 매우 강한 곳을 보이는 예시적 필드 맵이다.
도 7은 SR 펄스들을 사용하여 만들어진 이미지의 예들을 도시한 것이다.
도 8은 본 기술에 있어서 공지된 피드백 시스템의 예이다.
도 9는 본 발명에 따라 제공되는 FEC 코일에 대한 피드백 시스템의 예이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따라 제공되는 FEC 코일 및 지원 하드웨어의 도시들이다.
도 11은 동일 FEC의 관측 시야(FOV) 근방 및 내부에 위치된 보충 스핀 리저버(SSR)와 함께 피드백 인에이블 코일(FEC) 내부의 대상을 도시한 것이다.

이제 본 발명의 본 바람직한 실시예들이 상세히 언급될 것이며, 그 예들은 첨부 도면들에 예시된다. 개시된 실시예들의 방법들 및 대응하는 단계들은 시스템의 상세한 설명과 함께 기술될 것이다.

초방사(Superradiance)의 수학적 설명:

균일 필드 내에서 MR 실험에서 핵 자성의 동작식은 다음과 같다:

(l)

여기서 M은 핵 자성이고, B는 자기장이며, R은 완화 매트릭스이다.

다음으로 주파수 ω에서 rf 필드로 회전하는 기준 프레임으로 변환하는 것은:

(2)

rf 필드의 회전하는 프레임에서 블로(Bloch) 등식들을 제공한다:

(3)

여기서 T₁은 세로방향 (z) 자화의 지수함수적 완화 상수이고, T₂는 가로방향 자화의 지수함수적 완화 상수이다.

m_±≡ me^±jφ를 정의함으로써 블로 등식들을 가로방향 자화에 대한 크기 및 위상으로 분리할 수 있다.

(4)

여기서 Re 및 Im은 실수부 및 허수부를 지칭한다.

피드백 추가:

이제 피드백이 추가될 수 있고, 따라서:

(5)

이 되고, 이어 식들(3, 4)로부터:

(6)

이 된다.

cosα=0일 때 두 번째 식은, rf 필드 주파수가 B_Z에 고정됨을 암시하는 것에 유의한다. 이를 알아보기 위해서, φ에 대해 풀이하면,

(7)

이 되고, 괄호 내 ± 부호들은 sinα=±1 및 ω= -γB_Z에 대응한다. B_±에 대한 ±j 인자는 rf 필드가 자화에 대하여 ±90°위상 이동되어야 함을 나타낸다.

τ_R은 "초방사" 시간으로서 알려진 것으로 γβm_Zsinα=τR이라 놓으면, 식 (6)으로부터 dm/dt=0이고 τ_R=T₂임이 명백하다. 또한 이것은 초방사가 일어나는 주변 조건을 정의하는데, 즉 τ_R<T₂인 경우 자화의 다이나믹스(dynamics)는 "통상의" 완화가 아니라 초방사에 의해 지배된다.

미분 방정식 및 해;

미분 방정식은 식 (6)으로부터 전개될 수 있다. 먼저 dmz/dt를 대입하여 다음을 얻는다:

해는 충분히 긴 T₁에 대해 얻어질 수 있고, 이에 따라

(7)

이 된다. m에 대한 해는

에 의해 주어지며 여기서 μ 및 t₀는 결정될 상수들이다. 다음을 검증한다:

m_Z에 대한 해는 식(6) 내 세 번째 식으로부터 전개될 수 있다.

시간 t=0에서, 다음과 같다.

(8)

t=0에서 총 자화는 M₀와 같기 때문에,

이에 따라, μ 및 t₀는 서로 종속적일 수 있다. 식 (8)로부터 m_Z(0)에 대한 수식을 사용하여 다음을 얻는다.

(9)

t₀를 결정하기 위해 식 (8)로부터 m(0)에 대한 수식을 사용하여 다음을 얻을 수 있다.

(10)

여기서

(11)

이 된다. 플러스-마이너스 기호를 가진 괄호들, {±}를 sgn(sinα)이라 정의한다. 또한

(12)

으로 정의한다. 이에 따라,

이 되고, 이에 따라

(13)

이 된다. 그러므로,

(14)

이 되고, m(0) 또는 m_Z(0)에 의해 t₀가 결정되며 다음이 된다.

(15)

이고,

(16)

가로방향 자화의 위상은 다음에 의해 정해진다.

(17)

자화의 주파수는 미분에 의해 정해진다.

(18)

이에 따라, 주파수는 위상이 조절된다면 변경될 수 있다.

요약

SR 조건(τ_R<T₂) 하에서, 세로방향 및 가로방향 핵 자성들에 대한 자화의 동작식은 다음과 같다:

이는 시간 t₀에서 피크인 자화의 펄스를 생성한다(도 1):

(19)

가로방향 자화의 위상은

가 됨에 따라,

(20)

이 된다.

초방사 상태 동작식들의 의미:

적합한 조건 하에서, 하나 이상의 공명 코일들 내 내포되는 샘플 또는 대상 내 하나 이상의 분자들로부터의 핵 자력은 자신에게 피드백되어질 수 있다. 이러한 조건 하에서 이들 분자(들)을 "초방사(SR; superradiant) 조건"에 있는 것으로 기술한다. SR 조건은 τ_R≤T₂인 경우에 있는 것으로 정의된다. 임상 MR 기계들은 정상적으로는 τ_R≤T₂를 초래하는데 필요한 조건을 생성할 수 없다.

이 발명은, 다른 교시들에 더하여, 다른 임상 조건에서, 저 분자 농도에 대해서도 SR 상태를 달성하는 방법들 및 시스템들을 교시한다. 이들 교시들은 MR 기계의 하나 이상의 공명 코일들의 액티브(active) Q가 매우 커질 수 있도록 피드백 인에이블 코일(FEC)의 사용을 포함한다. 또한, MR 장치 내 하나 이상의 분자들이 SR 조건에 있음을 보장하기 위해 MR 장치의 필드 내에 삽입되는 보충 스핀 리저버(SSR)라 하는 추가 볼륨의 사용을 교시한다.

출원인은 공간 내 국부화된 볼륨 내에 SR 조건을 생성하는 방법들을 발견하였다. 바람직한 실시예에서, 이것은 로컬 자기장 구배 또는 구배들을 턴 오프/온, 증가/감소 또는 부호 변경을 함으로써 행해진다. 이를 위한 다른 실시예들은 프로브(probe) Q를 조작하는 것(예를 들면, 선택적으로 코일을 비동조시킴으로써), 주파수를 조작하는 것, 및/또는 주변 자기장의 파라미터들을 변경하는 것을 포함한다.

τ_R≥T₂ ^*(여기서 T₂ ^*는 임의의 Mxy가 구배의 작용에 기인하여 디페이즈(dephase)하는데 걸리는 시간을 나타낸다)이 되도록 구배가 충분히 큰 경우에, SR 조건은 소실된다. 이러한 경우에, 임의의 세로방향 핵 자성 Mz는 시간대 t<<T₁에서는 "가두어지고" 방해받지 않는 채로 있는다. 그러나 Mxy만이 MR 조사에서 검출될 수 있기 때문에 Mz 또한 관찰이 불가능하다.

τ_R≤T₂이 되도록 구배가 낮아진다면, SR 조건이 다시 수립된다. 출원인은 SR에서 비-SR 조건(즉 "정상적인" MR 다이나믹스가 우세한 경우)으로의 천이는 매우 뚜렷할 수 있어, 펄스 생성을 위한 기준을 주의 깊게 제어될 수 있게 함을 발견하였다. 공간의 주어진 지역에서 구배를 억제함으로써, 미리 정의된 공간상의 위치로부터 비롯되는 SR 펄스가 생성될 수 있다. 그러므로, 해상된 이미지(resolved image)를 생성하는데 필수인 명확한 공간상의 값이 할당될 수 있다.

통상적으로 SR 조건은 일시적 구조들인, 즉 시간적으로 턴 온/오프하는 구배 또는 구배들을 사용함으로써 억제되어졌다. 이것은 공명 코일의 필드 내에 위치된 전체 볼륨의 SR 조건을 억제하거나 허용한다. 출원인은 SR 조건이 볼륨의 한 부분 에선 존재하고 다른 부분들에선 억제될 수 있게 하도록 구배들이 공간적 구조를 갖게 될 수 있음을 발견하였다. 인근 전류 코일들을 주의 깊게 조작함으로써, 구배는 볼륨의 나머지 부분에선 SR 조건이 생기기 않게 하기에 충분히 큰 채로 있는 반면 한 복셀 또는 다른 관심 지역(예를 들면, 다수의 복셀들을 포함하는)에선 제로 또는 매우 낮아지게, 즉 SR 조건을 허용하기에 충분히 낮게 될 수 있다. 그러한 하나의 복셀 내측에 SR 조건으로부터 비롯되는 펄스를 검출함으로써, 그 공간상 위치 및 스핀 내용이 결정될 수 있는데, 제로 구배의 지역은 이미지를 구축하기에 충분한 정보를 생성하기 위해서 다른 복셀들로부터 신호를 생성하기 위해 이동될 수 있다. 이것은 이미지 생성을 가속화하기 위해 순차적으로 또는 병렬로 행해질 수 있다.

총 구배=0이거나 매우 낮도록 구배 필드가 로컬 복셀 내에서 억제될 때, SR 펄스는 전파할 수 있다. 이에 따라 임의의 로컬 Mz는 가로방향 평면으로 회전하여 Mxy을 생성하게 된다. Mxy은 라머(Larmor) 주파수로 전진하고 이에 따라 MR 픽업 코일들(pick up coils)에 의해 검출될 수 있다. 로컬 조건은 로컬 Mz의 부분만을 xy 평면으로 뉴테이트(nutate)하기 위해 비배타적 예로서, 로컬 구배를 턴 온/오프함으로써 조절될 수 있다. 이와 같이 바람직하다면 펄스들을 나중에 생성하기 위해 추가 Mz가 사용될 수 있다. 또는 단일 펄스에 모든 로컬 Mz가 소진될 수 있다. 펄스의 공간 정체성은 다수의 방법들로 결정될 수 있다. 비배타적 예로서, 이것은 로컬 구배의 제로 점을 x,y,z에 명확한 지점 또는 지점들에 연관시킴으로써 행해질 수 있다. 예를 들면, 구배 필드는 병렬 데이터 수집에 관여함으로써 데이터 획득을 가속화하기 위해 서로 이격된 개개의 복셀들에 대해 약 제로로 설정될 수 있다.

제로 또는 매우 낮은 구배 필드의 로컬 복셀 또는 복셀들은 보통 임의의 MR 이미지화 시스템의 부분인 인근 쉬밍 코일들(shime coils) 내 전류를 조절함으로써 생성되어 공간 내에서 이동될 수 있다. 이에 따라 전체 이미지는 쉬밍 코일들을 조작함으로써 형성될 수 있다. 다수의 복셀들은 예를 들면 쉬밍 코일들에 정적 전류 I₀이 아니라 시간 종속적 전류 I₀cos(wt)를 갖게 함으로써 동시에 생성될 수 있다. 여러 쉬밍들 내 전류 주파수를 조절함으로써, 제로 또는 낮은 구배의 다수의 로컬 복셀들이, 원하는 바에 따라, 영속적으로 혹은 일시적으로 생성될 수 있다. 필요 시, 로컬 코일은, Mxy 펄스들을 수신하는 능력을 포함하며, 선택적으로 rf 펄스들 및/또는 구배 필드들을 인가하여 관심 지역 내 로컬 구배 필드의 제어를 위한 추가 수단을 제공할 수 있는, 특정 신체 부분(예를 들면, 신경혈관 이미지화, 등 코일, 무릎 코일, 흉부 코일 등을 위한 머리/어깨 코일)을 둘러싸게 혹은 이에 인접하여 제공될 수 있다.

Mxy는 낮은 또는 제로 구배의 지역에서만 생성되기 때문에, 통상적인 MR 이미지화를 차단하는 동작 인공산물들이 감소될 수 있다. 동작 인공산물들은 통상적인 MR에서 이미지들을 생성하기 위해 사용되는 고 구배 필드들 내에서 스핀들이 이동할 때 생성된다. 스핀들이 구배로 이동함에 따라 이들은 이미지 블러링(blurring)을 야기하는 위상 정보를 잃는다. 낮은 혹은 제로 구배의 지역에서만 펄스들을 생성하는 것은 이러한 현상을 억제할 것으로 예상될 수 있다. 또한, SR 펄스들은 본질적으로 위상이 랜덤화되고 따라서 이미지가 복셀별로 생성되기 때문에 위상 오차들이 쌓일 수 없다.

출원인은 SR 조건 하에서 로컬 Mz에서 Mxy로 변환된 임의의 Mx의 위상은 로컬 복셀 밖의 스핀들의 위상과는 구별될 수 있음을 더 발견하였다. 이에 따라 위상 고정 루프들(phase locked loop) 또는 유사한 방법들을 사용하여 관심 로컬 복셀 내에서 스핀들로부터 비롯되는 Mxy 신호를 증폭시킬 수 있게 된다.

때때로, MR 이미지를 생성하거나 다른 종류의 MR 조사들을 수행하면서 로컬 T₂ 정보를 추출하는 것이 바람직하다. T₂ 매핑(mapping)은 서로 다른 유형들의 조직(tissue) 간에, 특히 뼈와 같은 밀도가 높은 고형 물질 내에서 스핀들과 주변 조직에서의 스핀들 간에 대조를 제공할 수 있다.

출원인은 T₂ 대조가 제시된 기술을 사용하여 제공될 수 있음을 발견하였다. 비배타적 예로서, 이것은 Mxy로 임의의 Mz를 뉴테이트하기 위해 사용되는 공명 코일의 Q를 조절함으로써 행해질 수 있다. 낮은 혹은 제로 구배를 가정하면, Q를 증가시킴으로써, SR 펄스가 전파하는 시간은 로컬 T₂보다 더 빠르게 될 수 있다. 반대로, Q를 낮추는 것은 T₂가 RD 또는 SR 펄스를 생성하기 위해 요구되는 시간보다 더 빠르게 되도록 할 수 있다. 이 상황에선 어떠한 펄스도 전파할 수 없다. 이에 따라, 서로 다른 T₂들의 지역들은 로컬 필드 구배를 제어하고 픽업 코일의 Q를 조절함으로써 구별될 수 있다.

위에 기술된 기술들은 모두가 표준 이미지화 방법론과 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 3차원 정보를 제공하는 전술한 기술로, 2D 정보를 도출하기 위해 슬라이스(slice) 선택적 주파수 인코딩이 사용될 수 있다.

예시적 MRI 스캐너 시스템화

예시적 자기 공명 시스템이 도 2에 도시되고, 장치의 중앙 보어(bore)(12)의 세로방향 또는 z-축을 따라 균일하고, 일시적으로 일정한 자기장(B₀)을 발생하는 복수의 주 자기 코일들(10)을 포함한다. 바람직한 초전도 실시예에서, 주 자석 코일들은 포머(former)(14)에 의해 지지되고 환상(toroidal) 헬륨(helium) 베셀(vessel) 또는 캔(can)(16) 내에 수용된다. 베셀은 주 자석 코일들을 초전도 온도로 유지하기 위해 헬륨으로 채워진다. 캔은 진공 듀어(Dewar)(20) 내에 지지되는 일련의 냉 차폐들(18)에 의해 둘러싸인다. 물론, 환형 저항성 자석들, C-자석들 등도 고려된다.

전신 구배 코일 조립체(30)는 구배 자기장들(Gx, Gy, 및 Gz)을 발생하기 위해 보어(12)를 따라 장착된 x, y, 및 z-코일들을 포함한다. 바람직하게, 구배 코일 조립체는 유전체 포머 내에 포팅(potting)된 주 x, y, 및 z-코일 조립체(32) 및 진공 듀어(20)의 보어 정의 실린더(cylinder) 상에 지지되는 2차 x, y, 및 z-코일 조립체들(34)을 포함하는 자체-차폐된 구배 코일이다. 전신 라디오 주파수 코일(36)은 구배 코일 조립체(30) 내부에 장착될 수 있다. 전신 라디오 주파수 차폐(38), 예를 들면, 구리 메시(copper mesh)는 전신 RF 코일(36)과 구배 코일 조립체(30) 사이에 장착될 수 있다. 필요 시, 삽입가능한 라디오 주파수 코일(40)이 자석(10)의 등각점(isocenter) 둘레에 정의되는 검사 지역 내 보어 내에 착탈가능하게 장착될 수 있다. 도 2의 실시예에서, 삽입가능한 라디오 주파수 코일은 환자의 머리와 목 중 하나 또는 양자 모두를 이미지화하기 위한 머리 및 목 코일이나, 척추를 이미지화하기 위한 등 코일들, 무릎 코일들, 어깨 코일들, 흉부 코일들, 손목 코일들 등과 같은, 그외 다른 말단 코일들이 제공될 수 있다.

계속하여 도 2를 참조하면, 비디오 모니터(video monitor)(52)와 같은 사람-판독가능 디스플레이(display), 및 키보드(kdyboard)(54), 마우스(mouse)(56), 트랙볼(trackball), 라이트 펜(light pen) 등과 같은 조작자 입력 장치들을 포함하는 조작자 인터페이스 및 제어 스테이션(station)이 제공된다. rf 펄스들이 이미지화 조사의 부분으로서 사용될 것이라면, 시퀀스 제어 메모리에 저장된 복수의 사전에 프로그램된 자기 공명 시퀀스들 중에서 조작자가 선택할 수 있게 하기 위한 하드웨어(hardware) 및 소프트웨어(software)를 포함하는 컴퓨터 제어 및 재구축 모듈(58)이 또한 제공된다. 시퀀스 제어기(60)는, rf 펄스들이 조사에서 사용될 것이라면, 전신 및 삽입가능 라디오 주파수 코일들 중 선택된 것이 선택된 시퀀스에 적합한 시간에 B₁ 라디오 주파수 필드 펄스들을 발생하게 하는 디지털 송신기(64) 및 선택된 구배 시퀀스 동안 적절한 시간에 Gx, Gy, 및 Gz 구배 자기장들의 발생을 야기하기 위한 구배 코일 조립체(30)에 연결된 구배 증폭기들(62)을 제어한다.

코일(40)에 의해 수신된 MR 신호들은 디지털 수신기(66)에 의해 복조되고 데이터 메모리(data memory)(68)에 저장된다. 데이터 메모리로부터의 데이터는 재구축 또는 어레이 프로세서(70)에 의해 이미지 메모리(72)에 저장된 볼륨 이미지 표현으로 재구축된다. 페이즈드 어레이가 수신 코일 조립체로서 사용된다면, 이미지는 코일 신호들로부터 재구축될 수 있다. 조작자 제어 하의 비디오 프로세서(74)는 볼륨 이미지 표현의 선택된 부분들을 비디오 모니터상에 디스플레이하기 위해 이 기술에서 통상적인 슬라이스 이미지들, 투사 이미지들, 사시도들 등으로 변환한다.

예 - MKT ^TM 제어기

도 3은 본원에 개시된 일부 실시예들을 구현하는 도 2에 예시된 것과 같은 시스템을 제어하기 위한 MKT^TM 제어기(601)의 발명적 측면들을 예시한 것이다. 이 실시예에서, MKT^TM 제어기(601)는 결집, 처리, 저장, 탐색, 서브(serve), 식별, 지시, 발생, 매치(match), 및/또는 다양한 기술들, 및/또는 그외 관계된 데이터를 통해 컴퓨터와 상호작용들을 용이하게 하도록 작용할 수 있다.

전형적으로, 사람 또는 사용자의 그룹들 및/또는 이외 다른 시스템일 수 있는 사용자 또는 사용자들(예를 들면, 633a)은 시스템의 동작 및 정보 처리를 용이하게 하기 위해 정보 기술 시스템(예를 들면, 컴퓨터들)을 관여시킬 수 있다. 그러면, 컴퓨터들은 정보를 처리하기 위해 프로세서들을 이용하는데, 이러한 프로세서들(603)은 중앙 처리 유닛들(CPU; central processing units)이라 지칭될 수 있다. 프로세서의 한 형태를 마이크로프로세서(microprocessor)라 지칭한다. CPU들은 다양한 동작들을 가능하게 하기 위한 명령들로서 작용하는 이진 인코딩된 신호들을 전달하기 위해 통신 회로들을 사용한다. 이들 명령들은 여러 프로세서가 액세스(access)하고 동작할 수 있는 메모리(629)(예를 들면, 레지스터들(registers), 캐시 메모리(cache memory), 랜덤 액세스 메모리(random access memory) 등)의 영역들 내 다른 명령들 및 데이터를 내포 및/또는 참조하는 동작 및/또는 데이터 명령들일 수 있다. 이러한 통신 명령들은 원하는 동작들을 용이하게 하기 위해 프로그램들 및/또는 데이터 성분들로서 배치들(batches)(예를 들면, 명령 배치들)로 저장 및/또는 전송될 수 있다. 이들 저장된 명령 코드들, 예를 들면, 프로그램들은 원하는 동작들을 수행하기 위해 CPU 회로 성분들 및 이외 다른 마더보드(motherboard) 및/또는 시스템 성분들을 관여시킬 수 있다. 프로그램 중 하나의 유형은 컴퓨터 운영 시스템이며, 이는 컴퓨터상에서 CPU에 의해 실행될 수 있는 것으로, 운영 시스템은 사용자들이 컴퓨터 정보 기술 및 자원들을 액세스하고 동작할 수 있게 하고 이를 용이하게 한다. 정보 기술 시스템들 내에서 이용될 수 있는 몇몇 자원들은 데이터가 컴퓨터 내 및 밖으로 전달될 수 있게 하는 입력 및 출력 메커니즘들; 데이터가 저장될 수 있는 메모리 저장장치; 및 정보가 처리될 수 있게 하는 프로세서들을 포함한다. 이들 정보 기술 시스템들은 나중에 검색, 분석, 및 조작을 위한 데이터를 수집하기 위해 사용될 수 있고, 이는 데이터베이스(database) 프로그램을 통해 용이하게 될 수 있다. 이들 정보 기술 시스템들은 사용자들이 여러 시스템 성분들을 액세스 및 동작할 수 있게 하는 인터페이스들(interfaces)을 제공한다.

일 실시예에서, MKT^TM 제어기(601)는, 비제한적으로, 사용자 입력 장치들(611)로부터의 하나 이상의 사용자들; 주변 장치들(612), 자기 공명 시스템의 성분들; 선택적 암호화 프로세서 장치(628); 및/또는 통신 네트워크(613)와 같은 개체들에 연결되고 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 예를 들면, MKT^TM 제어기(601)는, 사용자들(예를 들면, 633a)과, 비제한적으로, 개인용 컴퓨터(들), 서버(들) 및/또는, 비제한적으로, 셀룰러 전화(들), 스마트폰(들)(예를 들면, iPhone®, Blackberry®, 안드로이드 OS-기반 전화들 등)을 포함하는 다양한 모바일 장치(들), 태블릿 컴퓨터(들)(예를 들면, 애플 iPad^TM, HP Slate^TM, 모토롤라 Xoom^TM 등), 전자책 리더(들)(예를 들면, 아마존 Kindle^TM, 반스 앤 노블의 Nook^TM eReader 등), 랩탑 컴퓨터(들), 노트북(들), 넷북(들), 게임 콘솔(들)(예를 들면, XBOX Live^TM, Nintendo® DS, 소니 PlayStation® Portable 등), 휴대 스캐너(들) 및/또는 등을 포함하는, 운영 클라이언트 장치(들)(예를 들면, 633b)에 연결될 수 있고 및/또는 이들과 통신할 수 있다.

네트워크들은 일반적으로, 그래프 토폴로지(graph topology)에서 클라이언트들, 서버들, 및 중개 노드들의 상호연결 및 상호운용을 포함하는 것으로 간주된다. 본원 전체에 걸쳐 사용되는 "서버(server)"라는 용어는 일반적으로 통신 네트워크를 통해 원격 사용자들의 요청들을 처리하고 이들에 응답하는 컴퓨터, 이외 다른 장치, 프로그램, 또는 이들의 조합을 지칭하는 것임에 유의해야 한다. 서버들은 이들의 정보를 요청하는 "클라이언트들"에 제공한다. 본원에서 사용되는 "클라이언트(client)"라는 용어는 일반적으로 통신 네트워크를 통해 서버들로부터 요청들을 처리하고 요청하고 임의의 응답들을 얻고 처리할 수 있는 컴퓨터, 프로그램, 이외 다른 장치, 사용자 및/또는 이들의 조합을 지칭한다. 정보 및 요청들을 용이하게 하고, 처리하고, 및/또는 발신지 사용자로부터 목적지 사용자로 정보의 전달을 성공시키는 컴퓨터, 이외 다른 장치, 프로그램, 또는 이들의 조합을 일반적으로 "노드(node)"라 한다. 네트워크들은 일반적으로 발신지점들에서 목적지들로 정보의 전달을 용이하게 하는 것으로 간주된다. 구체적으로 발신지에서 목적지로 정보의 전달을 성공시키도록 작업하는 노드를 일반적으로 "라우터(router)"라고 한다. 근거리 네트워크들(LAN; Local Area Networks), 피코 네트워크들(Pico networks), 광역 네트워크들(WAN; Wide Area Networks), 무선 네트워크들(WLAN; Wireless Networks) 등과 같은 많은 형태들의 네트워크들이 있다. 예를 들면, 인터넷은 일반적으로 원격 클라이언트들 및 서버들이 액세스하고 서로 상호운용할 수 있게 하는 다수의 네트워크들의 상호연결인 것으로 수용된다.

MKT^TM 제어기(601)는 메모리(629)에 연결된 컴퓨터 시스템화(602)와 같은 성분들을 포함할 수 있으나 이것으로 제한되지 않는 컴퓨터 시스템들에 기초할 수 있다.

컴퓨터 시스템화

컴퓨터 시스템화(602)는 클럭(clock)(630), 중앙 처리 유닛("CPU(들)" 및/또는 "프로세서(들)"(이들 용어들은 달리 언급되지 않는 한 본 발명 전체에 걸쳐 상호교환적으로 사용된다))(603), 메모리(629)(예를 들면, 판독 전용 메모리(ROM; read only memory)(606), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(605) 등), 및/또는 인터페이스 버스(interface bus)(607)를 포함할 수 있고, 가장 흔히, 반드시는 아닐라지도, 모두 명령들(예를 들면, 이진 인코딩된 신호들)이 통신들, 동작들, 저장장치 등을 행하기 위해 이동할 수 있는 도전성 및/또는 다른 수송 회로 경로들을 갖는 하나 이상의 (마더)보드(들)(602) 상에 시스템 버스(604)를 통해 상호연결 및/또는 통신된다. 선택적으로, 컴퓨터 시스템화는 내부 전원(686)에 연결될 수 있는데, 예를 들면, 선택적으로 전원은 내부에 있을 수 있다. 선택적으로, 암호화 프로세서(626) 및/또는 트랜시버들(transceivers)(예를 들면, IC들)(674)은 시스템 버스에 연결될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 암호화 프로세서 및/또는 트랜시버들은 인터페이스 버스 I/O를 통해 내부 및/또는 외부 주변 장치들(612)로서 연결될 수 있다. 그러면, 트랜시버들은 안테나(들)(675)에 연결될 수 있고, 이로써 여러 통신 및/또는 센서 프로토콜들의 무선 송신 및 수신을 행하는데, 예를 들면 안테나(들)은 텍사스 인스트루먼츠 WiLink WL1283 트랜시버 칩(예를 들면, 802.11n, 블루투스 3.0, FM, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS; global positioning system)(이로써 MKT^TM 제어기가 자신의 위치를 결정할 수 있게 함)을 제공함); 브로드콤 BCM4329FKUBG 트랜시버 칩(예를 들면, 802.11n, 블루투스 2.1 + EDR, FM 등을 제공함); 브로드콤 BCM4750IUB8 수신기 칩(예를 들면, GPS); 인피네온 테크놀로지스 X-Gold(618)-PMB9800(예를 들면, 2G/3G HSDPA/HSUPA 통신들을 제공함); 및/또는 등에 연결할 수 있다. 시스템 클럭은 통상 수정 발진기(crystal oscillator)를 가지며 컴퓨터 시스템화의 회로 경로들을 통해 기저 신호(base signal)를 발생한다. 클럭은 통상 컴퓨터 시스템화에 상호연결된 다른 성분들을 위한 기본 동작 주파수를 증가 또는 감소시킬 다양한 클럭 멀티플라이어(multiplier)와 시스템 버스에 결합된다. 컴퓨터 시스템화 내 클럭 및 여러 성분들은 시스템 전체에 걸쳐 정보를 구현하는 신호들을 구동한다. 컴퓨터 시스템화 전체에 걸쳐 정보를 구현하는 명령들의 이러한 송신 및 수신을 일반적으로 통신들이라 지칭할 수 있다. 이들 통신 명령은 또한 통신 네트워크들, 입력 장치들, 이외 다른 컴퓨터 시스템화들, 주변 장치들, 및/또는 등에 송신, 수신되고, 인스턴트(instant) 컴퓨터 시스템화를 넘어 통신들이 복귀 및/또는 응답하게 할 수 있다. 물론, 상기 성분들 중 어느 것이든 서로 직접 연결될 수 있고, CPU에 연결될 수도 있고, 및/또는 여러 컴퓨터 시스템들에 의해 예증되는 바와 같이 이용되는 수많은 변형예들로 구성될 수 있다.

CPU는 사용자 및/또는 시스템에서 발생된 요청들을 실행하기 위한 프로그램 성분들을 실행하기에 적절한 적어도 하나의 고속 데이터 프로세서를 포함한다. 흔히, 프로세서 자체들은, 통합 시스템 (버스) 제어기들, 메모리 관리 제어 유닛들, 부동점 유닛들과 같은, 그러나 이들로 제한되지 않는 여러 특성화된 처리 유닛들, 및 그래픽스(graphics) 처리 유닛들과 같은 더욱 특성화된 처리 서브-유닛들, 디지털 신호 처리 유닛들, 및/또는 등을 탑재할 것이다. 또한, 프로세서들은 내부 고속 액세스 어드레스가능 메모리를 포함할 수 있고, 프로세서 자신을 넘어 메모리(629)를 매핑(mapping) 및 어드레스(address)할 수 있는데, 내부 메모리는 고속 레지스터들, 다양한 레벨들의 캐시 메모리(cache memory)(예를 들면, 레벨 1, 2, 3 등) RAM, 등을 포함하나 이들로 제한되지는 않는다. 프로세서는 명령 어드레스를 통해 액세스할 수 있는 메모리 어드레스 공간을 사용함으로써 이 메모리에 액세스할 수 있으며, 이때 프로세서는 이를 구축 및 디코딩하여 메모리 상태를 갖는 특정 메모리 어드레스 공간으로의 회로 경로에 액세스하게 할 수 있다. CPU는 AMD의 Athlon, Duron 및/또는 Opteron; ARM의 애플리케이션, 임베디드(embedded) 및 보안 프로세서; IBM 및/또는 모토롤라의 DragonBall 및 PowerPC; IBM의 및 소니의 Cell 프로세서; 인텔의 Celeron, Core (2) Duo, Itanium, Pentium, Xeon, 및/또는 XScale; 및/또는 등의 프로세서(들)와 같은 마이크로프로세서일 수 있다. CPU는 통상적인 데이터 처리 기술들에 따라 저장된 명령들(즉, 프로그램 코드(program code))을 실행하기 위해 도전성 및/또는 수송 도관들(예를 들면, (인쇄된) 전자 및/또는 광학 회로들)을 통과하는 명령을 통해 메모리와 상호작용한다. 이러한 명령 전달은 MKT^TM 제어기 내에서 그리고 여러 인터페이스들을 통해 넘어 통신을 용이하게 한다. 처리 요건들이 상당량의 가속화 및/또는 용량을 요구한다면, 분산 프로세서들(예를 들면, 분산 MKT^TM 실시예들), 메인프레임(mainframe), 다중-코어(core), 병렬, 및/또는 슈퍼-컴퓨터 아키텍처들이 유사하게 이용될 수도 있다. 대안적으로, 배치 요건들이 더 큰 휴대성을 요구한다면, 더 소형의 개인용 디지털 보조장치들(PDA; Personal Digital Assistants)이 이용될 수도 있다.

특정 구현예에 따라, MKT^TM 구현예들의 특징들은 CAST의 R8051XC2 마이크로제어기; 인텔의 MCS 51(즉, 8051 마이크로제어기); 및/또는 등과 같은 마이크로제어기를 구현함으로써 달성될 수 있다. 또한, MKT^TM 실시예들의 특정한 특징들을 구현하기 위해서, 일부 특징 구현예들은 특정 용도 지향 집적회로("ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)"), 디지털 신호 처리("DSP(Digital Signal Processing)"), 필드 프로그램가능 게이트 어레이("FPGA(Field Programmable Gate Array)"), 및/또는 등 임베디드 기술과 같은 임베디드 성분들에 의존할 수 있다. 예를 들면, MKT^TM 성분 집합(분산 또는 이와 다른) 및/또는 특징들 중 어느 것이든 마이크로프로세서를 통해 및/또는 임베디드 성분들을 통해, 예를 들면, ASIC, 코프로세서(coprocessor), DSP, FPGA, 및/또는 등을 통해서 구현될 수 있다. 대안적으로, MKT^TM의 일부 구현예들은 다양한 특징들 또는 신호 처리를 달성하도록 구성되고 사용되는 임베디드 성분들로 구현될 수 있다.

특정 구현예에 따라, 임베디드 성분들은 소프트웨어 솔루션들, 하드웨어 솔루션들, 및/또는 하드웨어/소프트웨어 솔루션들 양자의 일부 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본원에서 논의되는 MKT^TM 특징들은 "로직 블록들(logic blocks)"이라 하는 프로그램가능 로직 성분들을 내포하는 반도체 장치들인 FPGA들, 및 고 성능 FPGA Virtex 시리즈 및/또는 Xilinx에 의해 제조된 저가 Spartan 시리즈와 같은 프로그램가능 상호연결들을 구현하여 달성될 수 있다. 로직 블록들 및 상호연결들은 MKT^TM 특징들의 임의의 것을 구현하기 위해, FPGA가 제조된 후에, 고객 또는 설계자에 의해 프로그램될 수 있다. 프로그램가능 상호연결들의 계층은 단일-칩 프로그램가능 실험모형(breadboard)과 다소 유사한, MKT^TM 시스템 설계자/관리자에 의해 필요할 때 로직 블록이 상호연결될 수 있게 한다. FPGA의 로직 블록들은 AND, 및 XOR과 같은 기본 로직 게이트들의 기능, 또는 디코더들(decoders)과 같은 더 복잡한 조합 기능들 또는 간단한 수학적 기능들을 수행하기 위해 프로그램될 수 있다. 대부분의 FPGA들에서, 로직 블록들은 또한 단순 플립-플롭들(flip-flops) 또는 더 완전한 블록들의 메모리일 수 있는 메모리 요소들을 포함한다. 일부 환경들에서, MKT^TM은 통상의 FPGA들 상에 전개되고 이어 ASIC 구현들을 더 닮은 고정된 버전으로 바꿀 수 있다. 대안적 또는 공조하는 구현예들은 MKT^TM 제어기 특징들을 FPGA들 대신에 혹은 FPGA들에 더하여 최종 ASIC로 바꿀 수 있다. 구현예에 따라 모든 전술한 임베디드 성분들 및 마이크로프로세서들은 MKT^TM을 위한 "CPU" 및/또는 "프로세서"로서 간주될 수 있다.

전원

전원(686)은 소형 전자 회로 보드 장치들에 전력을 공급하기 위한 다음의 전력 셀들, 즉 알카라인(alkaline), 리튬 하이드라이드(lithium hydride), 리튬 이온(lithium ion), 리튬 폴리머(lithium polymer), 니켈 카드뮴(nickel cadmium), 솔라 셀들(solar cells), 및/또는 등과 같은 임의의 표준 형태일 수 있다. 이외 다른 유형들의 AC 또는 DC 전원들도 사용될 수 있다. 솔라 셀들의 경우에, 일 실시예에서, 케이스는 솔라 셀이 광자 에너지를 포획할 수 있는 애퍼처(aperture)를 제공한다. 전력 셀(686)은 MKT^TM의 상호연결된 후속되는 성분들 중 적어도 하나에 연결되고 이로써 전류를 모든 후속되는 성분들에 제공한다. 일 예에서, 전원(686)은 시스템 버스 성분(604)에 연결된다. 대안적 실시예에서, 외부 전원(686)은 I/O(608) 인터페이스를 통한 연결을 통해 제공된다. 예를 들면, USB 및/또는 IEEE 1394 연결은 데이터 및 전력 양자를 연결을 통해 전달하고 따라서 적합한 전력 원이다.

인터페이스 어댑터들

인터페이스 버스(들)(607)는, 통상적으로 반드시 어댑터 카드들(adapter cards) 형태는 아닐지라도, 입력 출력 인터페이스들(I/O)(608), 저장장치 인터페이스들(609), 네트워크 인터페이스들(610), 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 다수의 인터페이스 어댑터들을 수용, 연결, 및/또는 통신할 수 있다. 선택적으로, 암호화 프로세서 인터페이스들(627)은 유사하게 인터페이스 버스에 연결될 수도 있다. 인터페이스 버스는 컴퓨터 시스템화의 다른 성분들과의 인터페이스 어댑터들의 통신들뿐만 아니라 서로 간에 통신들을 제공한다. 인터페이스 어댑터들은 호환가능 인터페이스 버스에 적응된다. 인터페이스 어댑터들은 통상적으로 슬롯 아키텍처(slot architecture)를 통해 인터페이스 버스에 연결한다. 통상적인 슬롯 아키텍처들은, 이를테면 가속 그래픽스 포트(AGP; Accelerated Graphics Port), 카드 버스(Card Bus), (확장) 산업 표준 아키텍처((E)ISA), 마이크로 채널 아키텍처(MCA; Micro Channel Architecture), NuBus, 주변 성분 상호연결 (확장) (PCI(X)), PCI 익스프레스(Express), 개인용 컴퓨터 메모리 카드 국제 연합(PCMCIA; Personal Computer Memory Card International Association), 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않게 이용될 수 있다.

저장장치 인터페이스들(609)은, 저장 장치들(614), 착탈가능 디스크 장치들, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 다수의 저장장치들을 수용, 이들과 통신, 및/또는 이들에 연결할 수 있다. 저장장치 인터페이스들은 (울트라) (직렬) 어드밴스드 기술 어태치먼트 (패킷 인터페이스) ((울트라) (직렬) ATA(PI)), (인핸스드) 통합 구동 전자장치들((E)IDE), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394, 파이버 채널(fiber channel), 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SCSI), 유니버설 직렬 버스(USB), 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 연결 프로토콜들을 이용할 수 있다.

네트워크 인터페이스들(610)은 통신 네트워크(613)를 수용, 이와 통신, 및/또는 이에 연결할 수 있다. 통신 네트워크(613)를 통해, MKT^TM 제어기는 사용자들(633a)에 의해 원격 클라이언트들(633b)(예를 들면, 웹 브라우저들(web browsers)을 가진 컴퓨터들)을 통해 액세스할 수 있다. 네트워크 인터페이스들은, 직접 연결, 이더넷(Ethernet)(두꺼운, 얇은, 트위스트(twist) 쌍 10/100/1000 Base T, 및/또는 등), 토큰 링(Token Ring), IEEE 802.11a-x와 같은 무선 연결, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 연결 프로토콜들을 이용할 수 있다. 처리 요건들이 상당량의 가속화 및/또는 용량, 분산 네트워크 제어기들(예를 들면, 분산 MKT^TM)을 요구한다면, 아키텍처들은 유사하게 MKT^TM 제어기에 의해 요구되는 통신 대역폭을 풀(pool), 부하 균형, 및/또는 다르게 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 통신 네트워크는 직접 상호연결; 인터넷; 근거리 네트워크(LAN); 메트로폴리탄 영역 네트워크(MAN; Metropolitan Area Network); 인터넷 상의 노드들로서 동작 미션들(OMNI; Operating Missions as Nodes on the Internet); 보안된 커스텀(custom) 연결; 광역 네트워크(WAN); 무선 네트워크(예를 들면, 무선 애플리케이션 프로토콜(WAP; Wireless Application Protocol), I-모드, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 프로토콜들을 채용함); 및/또는 등 중 어느 하나 및/또는 조합일 수 있다. 네트워크 인터페이스는 입력 출력 인터페이스의 특성화된 형태로서 간주될 수 있다. 또한, 다수의 네트워크 인터페이스들(610)은 다양한 통신 네트워크 유형들(613)에 관여하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 다수의 네트워크 인터페이스들은 브로드캐스트(broadcast), 멀티캐스트(multicast), 및/또는 유니캐스트(unicast) 네트워크들을 통해 통신할 수 있게 하기 위해 이용될 수 있다.

입력 출력 인터페이스들(I/O)(608)은 사용자 입력 장치들(611), 주변 장치들(612), 암호화 프로세서 장치들(628), 및/또는 등을 수용, 이들과 통신, 및/또는 이들에 연결할 수 있다. I/O는 오디오(audio): 아날로그(analog), 디지털(digital), 모노럴(monaural), RCA, 스테레오(stereo), 및/또는 등; 데이터: 애플 데스크탑 버스(ADB; Apple Desktop Bus), IEEE 1394a-b, 직렬, 유니버설 직렬 버스(USB; universal serial bus); 적외선; 조이스틱(joystick); 키보드; 미디(midi); 광학; PC AT; PS/2; 병렬; 라디오; 비디오 인터페이스: 애플 데스크탑 커넥터(ADC; Apple Desktop Connector), BNC, 동축, 성분, 컴포지트(composite), 디지털, 디지털 비주얼 인터페이스(DVI; Digital Visual Interface), 고-상세 멀티미디어 인터페이스(HDMI; high-definition multimedia interface), RCA, RF 안테나, S-비디오, VGA, 및/또는 등; 무선 트랜시버들: 802.11a/b/g/n/x; 블루투스; 셀룰러(예를 들면, 코드 분할 다중 액세스(CDMA; code division multiple access), 고속 패킷 액세스(HSPA(+)), 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA; high-speed downlink packet access), 모바일 통신들을 위한 글로벌 시스템(GSM; global system for mobile communications), 롱 텀 에볼루션(LTE; long term evolution), WiMax, 등); 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 연결 프로토콜들을 이용할 수 있다. 하나의 전형적인 출력 장치는 비디오 디스플레이를 포함할 수 있고, 이것은 전형적으로 비디오 인터페이스로부터 신호들을 수용하는 인터페이스(예를 들면, DVI 회로 및 케이블)를 가진 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube) 또는 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display) 기반 모니터가 사용될 수 있다. 비디오 인터페이스는 컴퓨터 시스템화에 의해 발생된 정보를 컴포지트하고 비디오 메모리 프레임 내 컴포지트된 정보에 기초하여 비디오 신호들을 발생한다. 또 다른 출력 장치는 비디오 인터페이스로부터 신호들을 수용하는 텔레비전 세트(television set)이다. 전형적으로, 비디오 인터페이스는 비디오 디스플레이 인터페이스를 수용하는 비디오 연결 인터페이스(예를 들면, RCA 컴포지트 비디오 케이블을 수용하는 RCA 컴포지트 비디오 커넥터; DVI 디스플레이 케이블을 수용하는 DVI 커넥터 등)를 통해 컴포지트된 비디오 정보를 제공한다.

사용자 입력 장치들(611)은 종종 주변 장치(612)(이하 참조)의 유형이며, 카드 리더들, 동글들(dongles), 지문 리더들, 글로브들(gloves), 그래픽스 태브릿들, 조이스틱들, 키보드들, 마이크로폰들(microphones), 마우스들, 원격 제어들, 망막 리더들, 터치 스크린들(touch screens)(예를 들면, 용량성, 저항성 등), 트랙볼들(trackballs), 트랙패드들(trackpads), 센서들(예를 들면, 가속도계들, 주변 광, GPS, 자이로스코프들(gyroscopres), 프록시미티(proximity) 등), 스타일러스들(styluses), 및/또는 등을 포함할 수 있다.

RF 코일들과 통신하는 신호 발생기들, RF 코일들과 통신하는 수신기들, 구배 코일 시스템, 주 자석 시스템 등을 포함하는, MR 시스템의 다른 성분들과 같은, 주변 장치들(612)은 I/O 및/또는 등의 그외 다른 설비들, 이를테면 네트워크 인터페이스들, 저장장치 인터페이스들, 인터페이스 버스에 직접, 시스템 버스, CPU, 및/또는 등에 연결 및/또는 통신될 수 있다. 주변 장치들은 MKT^TM 제어기의 외부, 내부 및/또는 부분일 수 있다. 또한, 주변 장치들은 안테나, 오디오 장치들(예를 들면, 라인-인(line-in), 라인-아웃(line-out), 마이크로폰 입력, 스피커들(speakers) 등), 카메라들(예를 들면, 스틸(still), 비디오(video), 웹캠(webcam) 등), 동글들(예를 들면, 복제 방지, 디지털 서명으로 보안 트랙잭션들(transactions)을 보증하는 것, 및/또는 등을 위함), 외부 프로세서들(추가 성능들을 위한; 예를 들면, 암호화 장치들(628)), 강제-피드백 장치들(예를 들면, 진동 모터들), 네트워크 인터페이스들, 프린터들, 스캐너들, 저장 장치들, 트랜시버들(예를 들면, 셀룰러, GPS 등), 비디오 장치들(예를 들면, 기능적 이미지화를 위한 고글들(goggles), 예를 들면, 모니터들 등), 비디오 소스들, 바이저들(visors), 및/또는 등을 포함할 수 있다. 주변 장치들은 종종 입력 장치들의 유형들(예를 들면, 카메라들)을 포함한다.

마이크로제어기들, 프로세서들(626), 인터페이스들(627), 및/또는 장치들(628)과 같으나 이들로 제한되지 않는 암호화 유닛들은 MKT^TM 제어기에 부착, 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 모토롤라사에 의해 제조된 MC68HC16 마이크로제어기가 암호화 유닛들을 위해 및/또는 이들 내에서 사용될 수 있다. MC68HC16 마이크로제어기는 16 MHz 구성으로 16-비트 승산 및 누산 명령을 이용하며 1초 미만에 512-비트 RSA 사설 키 동작을 수행할 것을 요구한다. 암호화 유닛들은 익명의 트랜잭션들을 허용할 뿐만 아니라, 상호작용 에이전트들(agents)로부터의 통신들의 인증을 지원한다. 또한 암호화 유닛들은 CPU의 부분으로서 구성될 수도 있다. 동등 마이크로제어기 및/또는 프로세서들 또한 사용될 수 있다. 이외 다른 시판되는 특성화된 암호화 프로세서들은, 브로드콤의 CryptoNetX 및 다른 보안 프로세서들; nCipher의 nShieled, 세이프넷의 Luna PCI(예를 들면, 7100) 시리즈; 세마포어 커뮤니케이션의 40 MHz Roadrunner 184; 선의 암호화 가속기들(예를 들면, 가속기 6000 PCIe 보드, 가속기 500 도터카드); 암호화 명령들의 500+ MB/s을 수행할 수 있는, Via Nano 프로세서(예를 들면, L2100, L2200, U2400) 라인; VLSI 테크놀로지의 33 MHz 6868; 및/또는 등을 포함한다.

메모리

일반적으로, 프로세서가 정보의 저장장치 및/또는 검색에 영향을 미칠 수 있게 하는 임의의 기계화 및/또는 실시예는 메모리(629)(또는 68, 72 등)로 간주된다. 그러나, 메모리는 대체가능 기술 및 자원이며, 이에 따라, 임의의 수의 메모리 실시예들이 서로를 대신하여 혹은 서로 협력하여 이용될 수 있다. MKT^TM 제어기 및/또는 컴퓨터 시스템화는 메모리(629)의 다양한 형태들을 이용할 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들면, 컴퓨터 시스템화가 구성될 수 있는데 여기서 온-칩(on-chip) CPU 메모리(예를 들면, 레지스터들), RAM, ROM, 및 이외 임의의 다른 저장 장치들의 기능은 페이퍼 펀치 테이프(paper punch tape) 또는 페이퍼 펀치 카드 메커니즘에 의해 제공되고; 물론 이러한 실시예는 극히 느린 동작 속도를 초래할 것이다. 전형적인 구성에서, 메모리(629)는 ROM(606), RAM(605), 및 저장 장치(614)를 포함할 것이다. 저장 장치(614)는 임의의 통상적인 컴퓨터 시스템 저장장치일 수 있다. 저장 장치들은 드럼(drum); (고정된 및/또는 착탈가능) 자기 디스크 드라이브; 자기-광학 드라이브; 광학 드라이브(즉, 블루레이, CD ROM/RAM/기록가능(R)/재기입가능(RW), DVD R/RW, HD DVD R/RW 등); 장치들의 어레이(예를 들면, 복수 배열 독립 디스크(RAID; Redundant Array of Independent Disks)); 고체 상태 메모리 장치들(USB 메모리, 고체 상태 드라이브들(SSD; solid state drives) 등); 다른 프로세서-판독가능 저장 매체들; 및/또는 등의 그외 다른 장치들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 컴퓨터 시스템화는 일반적으로 메모리를 요구하며 이를 사용한다.

성분 집합

메모리(629)는 운영 시스템 성분(들)(615)(운영 시스템); 정보 서버 성분(들)(616)(정보 서버); 사용자 인터페이스 성분(들)(617)(사용자 인터페이스); 웹 브라우저 성분(들)(618)(웹 브라우저); 데이터베이스(들)(619); 메일 서버 성분(들)(621); 메일 클라이언트 성분(들)(622); 암호화 서버 성분(들)(620)(암호화 서버) 및/또는 등(즉, 총괄하여 성분 콜렉션)과 같으나 이들로 제한되지 않는 프로그램 및/또는 데이터베이스 성분들 및/또는 데이터의 집합을 내포할 수 있다. 이들 성분들은 인터페이스 버스를 통해 액세스할 수 있는 저장 장치들 및/또는 저장 장치들로부터 저장 및 액세스할 수 있다. 성분 집합 내의 성분들과 같은 비-통상적인 프로그램 성분들이 전형적으로 로컬 저장 장치(614)에 저장될지라도, 이들은 또한, 주변 장치들, RAM, 통신 네트워크를 통한 원격 저장 설비들, ROM, 여러 형태들의 메모리, 및/또는 등과 같은 메모리에 로드(load) 및/또는 저장될 수 있다.

운영 시스템

운영 시스템 성분(615)은 MKT^TM 제어기의 동작을 용이하게 하는 실행가능 프로그램 성분이다. 전형적으로, 운영 시스템은 I/O, 네트워크 인터페이스들, 주변 장치들, 저장 장치들, 및/또는 등의 액세스를 용이하게 한다. 운영 시스템은, 애플 매킨토시 OS X(서버); AT&T Plan 9; Be OS; 유닉스 및 유닉스-유사 시스템 분산들(이를테면 AT&T의 유닉스; 버클리 소프트웨어 분산(BSD; Berkley Software Distribution) 변형들, 예컨대 FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, 및/또는 등; 리눅스 분산들, 예컨대 레드 햇(Red Hat), 우분투(Ubuntu), 및/또는 등); 및/또는 등의 운영 시스템들과 같은, 매우 고장 허용성이고, 확장가능하고, 보안되는 시스템일 수 있다. 그러나, 애플 매킨토시 OS, IBM OS/2, 마이크로소프트 도스, 마이크로소프트 윈도우즈 2000/2003/3.1/95/98/CE/밀레니움/NT/비스타/XP(서버), Palm OS, 및/또는 등과 같은, 더 제한되고 및/또는 덜 보안적인 운영 시스템들이 이용될 수도 있다. 운영 시스템은 자체 및/또는 등을 포함하여, 성분 집합 내 다른 성분들에 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 가장 흔히, 운영 시스템은 다른 프로그램 성분들, 사용자 인터페이스들, 및/또는 등과 통신할 수 있다. 예를 들면, 운영 시스템은 프로그램 성분, 시스템, 사용자, 및/또는 데이터 통신들, 요청들, 및/또는 응답들을 내포, 통신, 발생, 획득, 및/또는 제공할 수 있다. 운영 시스템은, 일단 CPU에 의해 실행되면, 통신 네트워크들, 데이터, I/O, 주변 장치들, 프로그램 성분들, 메모리, 사용자 입력 장치들, 및/또는 등과의 상호작용을 할 수 있게 한다. 운영 시스템은 MKT^TM 제어기가 통신 네트워크(613)를 통해 다른 개체들과 통신할 수 있게 하는 통신 프로토콜들을 제공할 수 있다. 다양한 통신 프로토콜들은 멀티캐스트, TCP/IP, UDP, 유니캐스트, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 상호작용을 위한 서브캐리어(subcarrier) 수송 메커니즘으로서 MKT^TM 제어기에 의해 사용될 수 있다.

정보 서버

정보 서버 성분(616)은 CPU에 의해 실행되는 저장된 프로그램 성분이다. 정보 서버는 아파치 소프트웨어 파운데이션의 아파치(Apache), 마이크로소프트의 인터넷 정보 서버, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는, 통상의 인터넷 정보 서버일 수 있다. 정보 서버는, 액티브 서버 페이지(ASP), 액티브X, (ANSI) (Objective-) C (++), C# 및/또는 .NET, 코먼 게이트웨이 인터페이스(CGI) 스크립들, 다이나믹 (D) 하이퍼텍스트 마크업 언어(HTML; hypertext markup language), FLASH, 자바, 자바스크립, 실용 추출 레포트 언어(PERL; Practical Extraction Report Language), 하이퍼텍스트 프리-프로세서(PHP; Hypertext Pre-Processor), 파이프들(pipes), Python, 무선 애플리케이션 프로토콜(WAP), WebObject들, 및/또는 등과 같은, 설비들을 통해 프로그램 성분들이 실행될 수 있게 한다. 정보 서버는, 파일 전송 프로토콜(FTP; File Transfer Protocol); 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP; HyperText Transfer Protocol); 보안 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTPS), 보안 소켓 계층(SSL; Secure Socket Layer), 메시징 프로토콜들(예를 들면, 아메리카 온라인(AOL; America Online) 인스턴트 메신저(AIM; Instant Messenger), 애플리케이션 익스체인지(APEX; Application Exchange), ICQ, 인터넷 릴레이 채트(IRC; Internet Relay Chat), 마이크로소프트 네트워크(MSN) 메신저 서비스, 프리젠스 인스턴트 메시징 프로토콜(PRIM; Presence and Instant Messaging Protocol), 인터넷 엔지니어링 태스크 포스(IETF; Internet Engineering Task Force)의 세션 이니시에이션 프로토콜(SIP; Session Initiation Protocol), 인스턴트 메시징 및 프리젠스 레버러지 확장용 SIP(SIMPLE; SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions), 오픈 XML-기반 확장가능 메시징 및 프리젠스 프로토콜(XMPP)(즉, 자버(Jabber) 또는 오픈 모바일 앨리언스(OMA)의 인스턴트 메시징 프리젠스 서비스(IMPS)), Yahoo! 인스턴트 메시징 서비스, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 보안 통신 프로토콜들을 지원할 수 있다. 정보 서버는 웹 페이지 형태들로 결과를 웹 브라우저들에 제공하며, 다른 프로그램 성분들과의 상호작용을 통해 웹 페이지들을 조작하여 발생할 수 있게 한다. HTTP 요청의 도메인 네임 시스템(DNS) 해상 부분이 특정 정보 서버에 해상된 후에, 정보 서버는 HTTP 요청의 나머지에 기초하여 MKT^TM 제어기 상에 명시된 위치들에 정보에 대한 요청들을 해상한다. 예를 들면, http://123.124.125.126/myInformation.html과 같은 요청은 DNS 서버에 의해 그 IP 어드레스에 정보 서버에 해상된 요청 "123.124.125.126"의 IP 부분을 가질 수도 있을 것이며; 이어 그 정보 서버는 요청의 "myInformation.html" 부분에 대해 http 요청을 더 파싱(parsing)하고 이를 정보 "myInformation.html"를 내포하는 메모리 내 위치에 해상할 수도 있을 것이다. 또한, 예를 들면, 포트(21)를 통한 FTP 통신들, 및/또는 여러 포트들 등을 통해 다른 정보 서빙 프로토콜들이 이용될 수도 있다. 정보 서버는 자체, 및/또는 등의 설비들을 포함하여, 성분 집합 내 다른 성분들에 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 가장 흔히, 정보 서버는 MKT^TM 데이터베이스(619), 운영 시스템들, 다른 프로그램 성분들, 사용자 인터페이스들, 웹 브라우저들, 및/또는 등과 통신한다.

MKT^TM 데이터베이스에의 액세스는 이를테면 이하 열거되는 바와 같은(예를 들면, CGI) 스크립팅 언어들을 통해서 그리고 이하 열거되는 바와 같은(예를 들면, CORBA, WebObject들 등) 애플리케이션 간 통신 채널들을 통해서 다수의 데이터베이스 브리지 메커니즘들을 통해 달성될 수 있다. 웹 브라우저를 통한 임의의 데이터 요청들은 브리지 메커니즘을 통해 MKT^TM에 의해 요구되는 적합한 문법들로 파싱된다. 일 실시예에서, 정보 서버는 웹 브라우저에 의해 액세스될 수 있는 웹 형태를 제공할 것이다. 웹 형태로 공급된 필드로 이루어진 개체들은 특정 필드들에 입력되어진 것으로서 태그되고 그와 같이 파싱된다. 이어, 입력된 항들은 파서(parser)에게 적합한 테이블들 및/또는 필드들에 보내지는 질의들을 발생할 것을 지시하는, 필드 태그들(tags)과 함께 전달된다. 일 실시예에서, 파서는 태그된 텍스트 개체들에 기초하여 적합한 결합/선택 커맨드들(commands)로 탐색 스트링(string)을 구체화함으로써 표준 SQL에 질의들을 발생할 수 있고, 결과적인 커맨드는 브리지 메커니즘을 통해 질의로서 MKT^TM에 제공된다. 질의로부터 질의 결과들을 발생하였을 때, 결과들은 브리지 메커니즘을 통해 전달되고, 브리지 메커니즘에 의해 새로운 결과 웹 페이지의 포맷팅(formatting) 및 발생을 위해 파싱될 수 있다. 그 후 이러한 새로운 결과 웹 페이지는 정보 서버에 제공되고, 이것은 이를 요청측 웹 브라우저에 공급할 수 있다.

또한, 정보 서버는 프로그램 성분, 시스템, 사용자, 및/또는 데이터 통신들, 요청들, 및/또는 응답들을 내포, 통신, 발생, 획득, 및/또는 제공할 수 있다.

사용자 인터페이스

일부 측면들에서 컴퓨터 인터페이스들은 자동차 동작 인터페이스들과 유사하다. 스티어링 휠들(steering wheels), 기어시프트들(gearshifts), 및 속도계들과 같은 자동차 동작 인터페이스 요소들은 자동차 자원들, 및 상태의 액세스, 동작, 및 디스플레이를 용이하게 한다. 체크 박스들, 커서들, 메뉴들, 스크롤러들, 및 윈도우들(총괄하여 그리고 일반적으로 위젯들이라 함)과 같은 컴퓨터 상호작용 인터페이스 요소들은 유사하게 데이터 및 컴퓨터 하드웨어 및 운영 시스템 자원들, 및 상태의 액세스, 성능들, 동작, 및 디스플레이를 용이하게 한다. 동작 인터페이스들은 일반적으로 사용자 인터페이스들이라고 한다. 애플 매킨토시 운영 시스템의 아쿠아(Aqua), IBM의 OS/2, 마이크로소프트의 Windows 2000/2003/3.1/95/98/CE/밀레니움/NT/XP/비스타/7(즉, 애어로(Aero)), 유닉스의 X-Windows(예를 들면, 추가의 유닉스 그래픽 인터페이스 라이브러리들 및 계층들, 예컨대 K 데스크탑 환경(KDE), MythTV 및 GNU 네트워크 객체 모델 환경(GNOME)을 포함할 수 있다), 웹 인터페이스 라이브러리들(예를 들면, 액티브X, AJAX, (D)HTML, FLASH, 자바, 자바스크립, 등 인터페이스 라이브러리들, 예컨대, Dojo, jQuery(UI), MooTools, 프로토타입(Prototype), script.aculo.us, SWFObject, Yahoo! 사용자 인터페이스이나 이들로 제한되지 않는 것들 중 어느 것이든 사용될 수 있다)와 같은 그래픽 사용자 인터페이스들(GUI; Graphical user interfaces)은 정보를 사용자들에게 그래픽적으로 액세스 및 디스플레이하는 베이스라인(baseline) 및 수단을 제공한다.

사용자 인터페이스 성분(617)은 CPU에 의해 실행되는 저장된 프로그램 성분이다. 사용자 인터페이스는 운영 시스템들 및/또는 이미 논의된 바와 같은 운영 환경들에 의해, 이들과 함께 및/또는 이들 위에 제공되는 통상의 그래픽 사용자 인터페이스일 수 있다. 사용자 인터페이스는 텍스트 및/또는 그래픽 설비들을 통해 프로그램 성분들 및/또는 시스템 설비들의 디스플레이, 실행, 상호작용, 조작, 및/또는 동작을 허용할 수 있다. 사용자 인터페이스는 사용자들이 컴퓨터 시스템에 영향을 미치고, 이와 상호작용하고, 및/또는 이를 동작시킬 수 있게 하는 설비를 제공한다. 사용자 인터페이스는 자신, 및/또는 설비들 등을 포함하여, 성분 집합 내 다른 성분들에 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 가장 흔히, 사용자 인터페이스는 운영 시스템들, 다른 프로그램 성분들, 및/또는 등과 통신한다. 사용자 인터페이스는 프로그램 성분, 시스템, 사용자, 및/또는 데이터 통신들, 요청들, 및/또는 응답들을 내포, 통신, 발생, 획득, 및/또는 제공할 수 있다.

웹 브라우저

웹 브라우저 성분(618)은 CPU에 의해 실행되는 저장된 프로그램 성분이다. 웹 브라우저는 마이크로소프트 인터넷 익스플로러 또는 넷스케이프 내비게이터와 같은 통상의 하이퍼텍스트 뷰 애플리케이션일 수 있다. 보안 웹 브라우징에는 HTTPS, SSL, 및/또는 등에 의해 128비트(또는 그 이상) 암호화가 공급될 수 있다. 웹 브라우저들은 ActiveX, AJAX, (D)HTML, FLASH, 자바, 자바스크립, 웹 브라우저 플러그-인 API들(예를 들면, 파이어폭스, 사파리 플러그-인, 및/또는 등의 API들), 및/또는 등과 같은 설비들을 통해 프로그램 성분들을 실행할 수 있게 한다. 웹 브라우저들 및 유사한 정보 액세스 툴들은 PDA들, 셀룰러 전화들, 및/또는 다른 모바일 장치들에 통합될 수 있다. 웹 브라우저는 자신, 및/또는 등의 설비들을 포함하여, 성분 집합 내 다른 성분들에 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 가장 흔히, 웹 브라우저는 정보 서버들, 운영 시스템들, 통합된 프로그램 성분들(예를 들면, 플러그-인들), 및/또는 등과 통신하는데; 예를 들면, 이것은 프로그램 성분, 시스템, 사용자, 및/또는 데이터 통신들, 요청들, 및/또는 응답들을 내포, 통신, 발생, 획득, 및/또는 제공할 수 있다. 물론, 웹 브라우저 및 정보 서버 대신, 조합된 애플리케이션은 양자의 유사한 기능을 수행하기 위해 전개될 수 있다. 조합된 애플리케이션은 유사하게 MKT^TM 활성 노드들로부터 사용자, 사용자 에이전트들, 및/또는 등에 정보의 획득 및 제공에 영향을 미칠 것이다. 조합된 애플리케이션은 표준 웹 브라우저들을 이용하는 시스템상에서 무가치할 수 있다.

메일 서버

메일 서버 성분(621)은 CPU(603)에 의해 실행되는 저장된 프로그램 성분이다. 메일 서버는 센드메일(sendmail), 마이크로소프트 익스체인지, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 통상의 인터넷 메일 서버일 수 있다. 메일 서버는 ASP, ActiveX, (ANSI) (Objective-) C (++), C# 및/또는 .NET, CGI 스크립들, 자바, 자바스크립, PERL, PHP, 파이프들, Python, WebObject들, 및/또는 등과 같은 설비들을 통해 프로그램 성분들을 실행할 수 있게 한다. 메일 서버는, 인터넷 메시지 액세스 프로토콜(IMAP), 메시징 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(MAPI)/마이크로소프트 익스체인지, 포스트 오피스 프로토콜(POP3), 단순 메일 전송 프로토콜(SMTP), 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 통신 프로토콜들을 지원할 수 있다. 메일 서버는 MKT^TM을 통해 및/또는 이에 보내지고, 릴레이(relay)되고 및/또는 아니면 횡단되어진 인커밍(incoming) 및 아웃고잉(outgoing) 메일 메시지들을 라우팅, 송신, 및 처리할 수 있다.

MKT^TM 메일에의 액세스는 개개의 웹 서버 성분들 및/또는 운영 시스템에 의해 제공되는 다수의 API들을 통해 달성될 수 있다.

또한, 메일 서버는 프로그램 성분, 시스템, 사용자, 및/또는 데이터 통신들, 요청들, 정보, 및/또는 응답들을 내포, 통신, 발생, 획득, 및/또는 제공할 수 있다.

메일 클라이언트

메일 클라이언트 성분(622)은 CPU(603)에 의해 실행되는 저장된 프로그램 성분이다. 메일 클라이언트는 애플 메일, 마이크로소프트 엔투리지(Microsoft Entourage), 마이크로소프트 아웃룩, 마이크로소프트 아웃룩 익스프레스, 모질라(Mozilla), 선더버드(Thunderbird), 및/또는 등과 같은 통상의 메일 뷰 애플리케이션일 수 있다. 메일 클라이언트들은 IMAP, 마이크로소프트 익스체인지, POP3, SMTP, 및/또는 등과 같은 다수의 전송 프로토콜들을 지원할 수 있다. 메일 클라이언트는 자신, 및/또는 등의 설비들을 포함하여, 성분 집합 내 다른 성분들에 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 가장 흔히, 메일 클라이언트는 메일 서버들, 운영 시스템들, 다른 메일 클라이언트들, 및/또는 등과 통신하는데, 예를 들면, 이것은 프로그램 성분, 시스템, 사용자, 및/또는 데이터 통신들, 요청들, 정보, 및/또는 응답들을 내포, 통신, 발생, 획득 및/또는 제공할 수 있다. 일반적으로, 메일 클라이언트는 전자 메일 메시지들을 작성 및 송신하는 설비를 제공한다.

암호화 서버

암호화 서버 성분(620)은 CPU(603), 암호화 프로세서(626), 암호화 프로세서 인터페이스(627), 암호화 프로세서 장치(628), 및/또는 등에 의해 실행되는 저장된 프로그램 성분이다. 암호화 프로세서 인터페이스들은 암호화 성분에 의해 암호화 및/또는 해독 요청들을 탐사할 수 있게 할 것이지만, 암호화 성분은 대안적으로, 통상의 CPU 상에서 실행할 수 있다. 암호화 성분은 제공된 데이터를 암호화 및/또는 해독할 수 있게 한다. 암호화 성분은 대칭 및 비대칭(예를 들면, PGP(Pretty Good Protection)) 양자의 암호화 및/또는 해독을 할 수 있게 한다. 암호화 성분은 디지털 증명서들(예를 들면, X.509 인증 프레임워크), 디지털 서명들, 이중 서명들, 엔벨로핑(enveloping), 패스워드 액세스 보호, 공개 키 관리, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 암호화 기술들을 채용할 수 있다. 암호화 성분은 체크섬(checksum), 데이터 암호화 표준(DES), 타원 커브 암호화(ECC), 국제 데이터 암호화 알고리즘(IDEA), 메시지 다이제스트 5(일방향 해시 함수인 MD₅), 패스워드, Rivest Cipher(RC₅), Rijndael, RSA(Ron Rivest, Adi Shamir, 및 Leonard Adleman에 의해 1977년에 전개된 알고리즘을 사용하는 인터넷 암호화 및 인증 시스템이다), 보안 해시 알고리즘(SHA), 보안 소켓 계층(SSL), 보안 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTPS), 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 수많은 (암호화 및/또는 해독) 보안 프로토콜들을 용이하게 할 것이다. 이러한 암호화 보안 프로토콜들을 이용하여, MKT^TM은 모든 인커밍 및/또는 아웃고잉 통신들을 암호화할 수 있고, 더 넓은 통신 네트워크로 가상 사설 네트워크(VPN) 내에 노드로서 작용할 수 있다. 암호화 성분은 "보안 권한부여"의 프로세스를 용이하게 하며 이에 의해 자원에의 액세스는 보안 프로토콜에 의해 금지되고 암호화 성분은 보안된 자원에 권한에 의한 액세스를 행한다. 또한, 암호화 성분은 콘텐트(content)의 고유 식별자들을 제공할 수 있는데, 예를 들면, 디지털 오디오 파일에 대한 고유 서명을 얻기 위해 MD₅ 해시를 이용할 수 있다. 암호화 성분은 자신, 및/또는 등의 설비들을 포함하여, 성분 집합 내 다른 성분들에 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 암호화 성분은 필요 시 MKT^TM 성분이 보안 트랜잭션들에 관여할 수 있게 통신 네트워크를 통해 정보를 보안적으로 송신할 수 있게 하는 암호화 기법들을 지원한다. 암호화 성분은 MKT^TM 상에서 자원들의 보안 액세스를 용이하게 하며, 원격 시스템들 상에 보안된 자원들의 액세스를 용이하게 하는데, 즉, 보안된 자원들의 클라이언트 및/또는 서버로서 동작할 수 있다. 가장 흔히, 암호화 성분은 정보 서버들, 운영 시스템들, 다른 프로그램 성분들, 및/또는 등과 통신한다. 암호화 성분은 프로그램 성분, 시스템, 사용자, 및/또는 데이터 통신들, 요청들, 및/또는 응답들을 내포, 통신, 발생, 획득, 및/또는 제공할 수 있다.

MKT ^TM 데이터베이스

MKT^TM 데이터베이스 성분(619)은 데이터베이스 및 그의 저장된 데이터에서 구현될 수 있다. 데이터베이스는 CPU에 의해 실행되는 저장된 프로그램 성분인데, 저장된 프로그램 성분 부분은 저장된 데이터를 처리하도록 CPU를 구성한다. 데이터베이스는 오라클(Oracle) 또는 사이베이스(Sybase)와 같은 통상적인, 고장 허용성이고 관계형이고 확장가능한 보안 데이터베이스일 수 있다. 관계형 데이터베이스들은 플랫 파일(flat file)의 확장이다. 관계형 데이터베이스는 일련의 관계 테이블들로 구성된다. 테이블들은 키 필드를 통해 상호연결된다. 키 필드의 사용은 키 필드에 대하여 색인함으로써 테이블들의 조합을 허용하는데, 즉, 키 필드들은 다양한 테이블들로부터 정보를 조합하기 위한 차원적 피봇(pivot) 포인트들로서 동작한다. 관계들은 일반적으로 주 키들을 매칭함으로써 테이블들 간에 유지되는 링크들을 식별한다. 주 키들은 관계형 데이터베이스에 테이블의 행들을 고유하게 식별하는 필드들을 나타낸다. 더 정밀하게, 이들은 1 대 다 관계의 "하나의" 측 상에 테이블의 행들을 고유하게 식별한다.

대안적으로, MKT^TM 데이터베이스는 어레이, 해시, (링크된) 리스트, 구조, 구조화된 텍스트 파일(예를 들면, XML), 테이블, 및/또는 등과 같은, 다양한 표준 데이터-구조들을 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 데이터-구조들은 메모리에 및/또는 (구조화된) 파일들에 저장될 수 있다. 또 다른 대안예에서, Frontier, ObjectStore, Poet, Zope, 및/또는 등과 같은 객체-지향 데이터베이스가 사용될 수도 있다. 객체 데이터베이스들은 공통 속성들에 의해 그룹화된 및/또는 함께 링크된 다수의 객체 집합들을 포함할 수 있는데, 이들은 일부 공통 속성들에 의해 다른 객체 집합들과 관계될 수 있다. 객체-지향 데이터베이스는 객체들이 개개의 데이터들만이 아니라 한 주어진 객체 내에 캡슐화된 다른 유형들의 기능을 가질 수 있다는 것을 제외하고 관계형 데이터베이스들에 대해 유사하게 수행한다. MKT^TM 데이터베이스가 데이터-구조로서 구현된다면, MKT^TM 데이터베이스(619)의 사용은 MKT^TM 성분(635)과 같은 또 다른 성분에 통합될 수 있다. 또한, 데이터베이스는 데이터 구조들, 객체들, 및 관계형 구조들의 혼합으로서 구현될 수 있다. 데이터베이스는 표준 데이터 처리 기술들을 통해 수많은 변형들로 합체 및/또는 분산될 수 있다. 데이터베이스들의 부분들, 예를 들면, 테이블들은 유출 및/또는 유입될 수 있고, 이에 따라 비집중화 및/또는 통합될 수 있다.

일 실시예에서, 데이터베이스 성분(619)는 몇개의 테이블들(619a-j)을 포함한다. 사용자들(예를 들면, 조작자들 및 의사들) 테이블(619a)은 본원에서 논의된 임의의 유형의 입력가능한 데이터 또는 선택들을 지칭하는 사용자_id, ssn, dob, 이름, 성, 나이, 상태, 주소_첫 줄, 주소_둘째 줄, 우편번호, 장치들_리스트, 접속_정보, 접속_유형, alt_접속_정보, alt_접속_유형, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다. 사용자 테이블은 다수의 개체 계정들을 지원 및/또는 추적할 수 있다. 클라이언트 테이블(619b)은 사용자_id, 클라이언트_id, 클이언트_ip, 클라이언트_유형, 클라이언트_모델, 운영_시스템, os_버전, app_설치_플래그, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다. Apps 테이블(619c)은 app_ID, app_이름, app_유형, OS_호환성_리스트, 버전, 타임 스탬프, 개발자_ID, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다. 자기 공명 시스템(619d)을 관리하는 개체와 연관된 환자들에 대한 환자 테이블은 환자_id, 환자_이름, 환자_주소, ip_주소, 맥_어드레스, 인증_키, 포트_번호, 보안_설정_리스트, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다. MR 조사 테이블(619e)은 조사_id, 조사_명, 보안_설정_리스트, 조사_파라미터들, rf_시퀀스, 구배_시퀀스들, 코일_선택, 이미지화_모드, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다. 복수의 서로 다른 rf 펄스 시퀀스들을 포함하는 RF 시퀀스 테이블(619f)은 시퀀스_유형, 시퀀스_id, 팁_각도, 코일_선택, 전력_레벨, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다. 구배 시퀀스 테이블(619g)은 시퀀스_id, Gx, Gy, Gz, Gxy, Gxz, Gyz, Gxyz, 필드_강도, 지속_시간, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 서로 다른 구배 필드 시퀀스들에 관계된 필드를 포함할 수 있다. 원 MR 데이터 테이블(619h)은 조사_id, 타임_스템프, 파일_크기, 환자_id, rf_시퀀스, 이미지화된_신체_부분, 슬라이스_id, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다. 이미지 테이블(619i)은 이미지_id, 조사_id, 파일_크기, 환자_id, 타임_스탬프, 설정들, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다. 지불 장부 테이블(619j)은 요청_id, 타임스탬프, 지불_양, 배치_id, 트랜잭션_id, 클리어_플래그, 예금_계좌, 트랜잭션_요약, 환자_이름, 환자_계정, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 필드들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 사용자 프로그램들은 MKT^TM 플랫폼을 업데이트하도록 작용할 수 있는 다양한 사용자 인터페이스 기초 요소들을 내포할 수 있다. 또한, 여러 계정들은 MKT^TM 시스템이 서비스할 필요가 있을 수 있는 클라이언트들의 환경들 및 유형들에 따라 커스텀 데이터베이스 테이블들을 요구할 수 있다. 어떠한 고유 필드들은 전체에 걸쳐 키 필드로서 지정될 수 있음에 유의한다. 대안적 실시예에서, 이들 테이블들은 그들 자신의 데이터베이스들 및 그들 각각의 데이터베이스 제어기들(즉, 상기 테이블들 각각에 대한 개개의 데이터베이스 제어기들)에 비집중화되어졌다. 표준 데이터 처리 기술들을 이용하여, 몇몇의 컴퓨터 시스템화 및/또는 저장 장치들에 걸쳐 데이터베이스들을 더 분산시킬 수 있다. 유사하게, 비집중화된 데이터베이스 제어기들의 구성들은 여러 데이터베이스 성분들(619a-j)을 합체 및/또는 분산함으로써 달라질 수 있다. MKT^TM 시스템은 데이터베이스 제어기들을 통해 여러 설정들, 입력들, 및 파라미터들을 추적 관리하도록 구성될 수 있다.

MKT^TM 데이터베이스는 자신, 및/또는 등의 설비들을 포함하여, 성분 집합 내 다른 성분들에 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 가장 흔히, MKT^TM 데이터베이스는 MKT^TM 성분, 다른 프로그램 성분들, 및/또는 등과 통신한다. 데이터베이스는 다른 노드들 및 데이터에 관한 정보를 내포, 보존, 및 제공할 수 있다.

MKT ^TM 성분들

MKT^TM 성분(635)은 CPU에 의해 실행되는 저장된 프로그램 성분이다. 일 실시예에서, MKT^TM 성분은 이 발명의 도면들에서 논의되는 MKT^TM 시스템들의 측면들의 임의의 및/또는 모든 조합들을 포함한다. 이와 같이, MKT^TM 성분은 여러 통신 네트워크들을 통해 정보, 서비스들, 트랜잭션들, 및/또는 등의 액세스, 획득 및 제공에 영향을 미친다.

MKT^TM 성분은 자기 공명 시스템에 의해 수집된 원 데이터를, 무엇보다도 특히, (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터, (iii) 화학 종들의 분광 특성, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터 중 적어도 하나로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, MKT^TM 성분(635)은 입력들(예를 들면, RD 또는 SR 펄스들에 의해 생성된 M_XY 신호들의 디지털화된 표시들)을 취하고, 입력들을 시스템의 여러 성분들을 통해, 출력들(예를 들면, 무엇보다도 특히, (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터, (iii) 화학 종들의 분광 특정, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터)로 변환한다.

노드들 간에 정보에 액세스할 수 있게 하는 MKT^TM 성분은 아파치 성분들, 어셈블리(Assembly), ActiveX, 이진 실행파일들(binary executables), (ANSI) (Objective-) C(++), C# 및/또는 .NET, 데이터베이스 어댑터들, CGI 스크립들, 자바, 자바스크립, 매핑 툴들, 절차 및 객체 지향 전개 툴들, PERL, PHP, Python, 셸 스크립트들(shell scripts), SQL 커맨드들, 웹 애플리케이션 서버 확장들, 웹 개발 환경들 및 라이브러리들(예를 들면, 마이크로소프트의 ActiveX; Adobe AIR, FLEX & FLASH; AJAX; (D)HTML; Dojo, 자바; 자바스크립; jQuery(UI); MooTools; 프로토타입; script.aculo.us; 단순 객체 액세스 프로토콜(SOAP; Simple Object Access Protocol); SWFObject; Yahoo! 사용자 인터페이스; 및/또는 등), WebObject들, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 표준 전개 툴들 및 언어들을 이용함으로써 전개될 수 있다. 일 실시예에서, MKT^TM 서버는 통신들을 암호화 및 해독하기 위해 암호화 서버를 이용한다. MKT^TM 성분은 자신, 및/또는 등의 설비들을 포함하여, 성분 집합 내 다른 성분들에 및/또는 이들과 통신할 수 있다. 가장 흔히, MKT^TM 성분은 MKT^TM 데이터베이스, 운영 시스템들, 다른 프로그램 성분들, 및/또는 등과 통신한다. MKT^TM는 프로그램 성분, 시스템, 사용자, 및/또는 데이터 통신들, 요청들, 및/또는 응답들을 내포, 통신, 발생, 획득, 및/또는 제공할 수 있다.

분산 MKT ^TM 실시예들

MKT^TM 노드 제어기 성분들의 임의의 성분의 구조 및/또는 동작은 전개 및/또는 배치를 용이하게 하기 위해 다수의 방법들로 조합, 합체, 및/또는 분산될 수 있다. 유사하게, 성분 집합은 배치 및/또는 전개를 용이하게 하는 다수의 방법들로 조합될 수 있다. 이를 달성하기 위해서, 통합 방식으로 요구 시 성분들을 동적으로 로드할 수 있는 공통 코드 베이스 또는 설비에 통합할 수 있다.

성분 집합은 표준 데이터 처리 및/또는 전개 기술들을 통해 수많은 변형예들로 합체 및/또는 분산될 수 있다. 프로그램 성분 집합 내 프로그램 성분들 중 임의의 성분의 다수의 인스턴스들(instances)은 부하-균형 및/또는 데이터-처리 기술들을 통한 수행을 개선하기 위해서 단일 노드 상에, 및/또는 수많은 노드들을 통해 구체화될 수 있다. 또한, 단일 인스턴스들은 다수의 제어기들 및/또는 저장 장치들을 걸쳐 분산될 수 있는데, 예를 들면, 데이터베이스들이다. 협력하여 작동하는 모든 프로그램 성분 인스턴스들 및 제어기들은 표준 데이터 처리 통신 기술들을 통해 그와 같이 행할 수 있다.

MKT^TM 제어기의 구성은 시스템 배치의 맥락에 의존할 것이다. 버젯(budget), 성능, 위치, 및/또는 근본적인 하드웨어 자원들의 사용과 같으나 이들로 제한되지 않는 인자들은 배치 요건들 및 구성에 영향을 미칠 수 있다. 구성이 더 합체된 및/또는 통합된 프로그램 성분들이 되거나, 더 분산된 일련의 프로그램 성분들이 되거나, 및/또는 합체되고 분산된 구성 간에 몇몇 조합이 되게 것에 관계없이, 데이터는 통신되고, 획득되고 및/또는 제공될 수 있다. 프로그램 성분 집합으로부터 공통 코드 베이스에 합체되는 성분들의 인스턴스는 데이터를 통신, 획득, 및/또는 제공할 수 있다. 이것은, 데이터 참조(예를 들면, 포인터들), 내부 메시징, 객체 인스턴스 가변 통신, 공유 메모리 공간, 가변 전달, 및/또는 등과 같으나 이들로 제한되지 않는 애플리케이션 내 데이터 처리 통신 기술들을 통해 달성될 수 있다.

성분 집합 성분들이 별개이며, 개별적이고, 및/또는 서로 외부에 있다면, 데이터를 다른 성분 성분들에 및/또는 이들과 통신하고, 획득하고, 및/또는 이를 제공하는 것은 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API) 정보 전달; (분산) 성분 객체 모델((D)COM), (분산) 객체 링크 및 임베딩((D)OLE), 및/또는 등), 공통 객체 요청 브로커 아키텍처(CORBA), 지니(Jini) 로컬 및 원격 애플리케이션 프로그램 인터페이스, 자바스크립 객체 노테이션(JSON), 원격 방법 이노베이션(RMI), SOAP, 프로세스 파이프들, 공유 파일들, 및/또는 등과 같으나 이들에 제한되지 않는 애플리케이션 간 데이터 처리 통신 기술들을 통해 달성될 수 있다. 애플리케이션 간 통신을 위해 별개의 성분 성분들 간에 혹은 애플리케이션 내 통신을 위해 단일 성분의 메모리 공간들 내에 보내지는 메시지는 문법의 생성 및 파싱을 통해 용이하게 될 수 있다. 문법은 lex, yacc, XML, 및/또는 등과 같은 전개 툴들을 사용함으로써 전개될 수 있는데, 이것은 문법 생성 및 파싱 성능들을 허용하며, 이에 따라 성분들 내에 그리고 성분들 간에 통신 메시지들의 토대를 형성할 수 있다.

예를 들면, 문법은 HTTP 포스트 커맨드의 토큰들을 인식하도록 배열될 수 있는데, 예를 들면:

w3c -post http://... Value1

이며, 여기에서 Value1은 "http://"이 문법 구문의 부분이고 다음에 오는 것이 포스트 값의 부분으로서 간주되기 때문에 파라미터인 것으로서 파악된다. 유사하게, 이러한 문법으로, 변수 "Value1"은 "http://" 포스트 커맨드에 삽입되어 보내질 수 있다. 문법 구문 자체는 파싱 메커니즘(예를 들면, lex, yacc 등에 의해 처리되는 구문 설명 텍스트 파일)을 생성하기 위해 해석 및/또는 다르게 사용되는 구조화된 데이터로서 표현될 수 있다. 또한, 일단 파싱 메커니즘이 생성 및/또는 구체화되면, 그 자체는 캐릭터(예를 들면, 탭(tab))로 기술되는 텍스트, HTML, 구조화된 텍스트 스트림들, XML, 및/또는 등의 구조화된 데이터와 같으나 이들로 제한되지 않는 구조화된 데이터를 프로세스 및/또는 파싱할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 애플리케이션 간 데이터 처리 프로토콜들 자체들은 데이터를 파싱(예를 들면, 통신)하기 위해 이용될 수 있는 통합된 및/또는 쉽게 이용할 수 있는 파서들(예를 들면, JSON, SOAP, 및/또는 등의 파서들)을 가질 수 있다. 또한, 파싱 문법은 메시지 파싱을 넘어서 사용될 수 있으나 데이터베이스들, 데이터 집합들, 데이터 저장들, 구조화된 데이터, 및/또는 등을 파싱하기 위해 사용될 수 있다. 다시, 원하는 구성은 시스템 배치의 맥락, 환경, 및 요건들에 의존할 것이다.

예를 들면, 일부 구현예들에서, MKT^TM 제어기는 클라이언트가 데이터, 예를 들면, JSON 포맷으로 인코딩된 데이터를 보낼 수 있는 서버 포트 상에 인커밍 통신들을 대기하는 정보 서버를 통해 보안 소켓 계층("SSL") 소켓 서버를 구현하는 PHP 스크립을 실행할 수 있다. 인커밍 통신을 확인하였을 때, PHP 스크립은 인커밍 메시지를 클라이언트 장치로부터 읽고, 수신된 JSON-인코딩된 텍스트 데이터를 파싱하여, JSON-인코딩된 텍스트 데이터로부터 정보를 PHP 스크립 변수들로 추출하고, 데이터(예를 들면, 클라이언트 식별 정보, 등) 및/또는 추출된 정보를 구조화된 질의 언어("SQL")를 사용하여 액세스될 수 있는 관계형 데이터베이스에 저장한다. SSL 연결을 통해 클라이언트 장치로부터 JSON-인코딩된 입력 데이터를 수용하고, 변수들을 추출하기 위해 데이터를 파싱하고, 데이터를 데이터베이스에 저장하기 위해, 실질적으로 PHP/SQL 커맨드들 형태로 작성되는 예시적 리스트가 이하에서 제공된다:

<?PHP

header('Content-Type: text/plain');

// 인커밍 데이터를 위해 대기하는 ip 어드레스 및 포트를 설정

$address = '92.168.0.100';

$port = 255;

//서버-측 SSL 소켓을 생성, 인커밍 통신을 대기/수용

$sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, o);

socket_bind($sock, $address, $port) or die('Could not bind to address');

socket_listen($sock);

$client = socket_accept($sock);

//1024 바이트 블록들의 클라이언트 장치로부터 메시지의 끝까지 입력 데이터 판독

do{

$input = "";

$input = socket_read($client, 1024);

$data.= $input;

} while($input!= "");

//변수들을 추출하기 위해 데이터 파싱

$obj = json_decode($data, true);

//데이터베이스 내에 입력 데이터 저장

mysql_connect("201.408.185.132",$DBserver,$password);//데이터베이스 서버를 액세스

mysql_select("client_DB.SQL"); //첨부하기 위한 데이터베이스 선택

mysql_query("INSERT INTO UserTable (transmission)

VALUES ($data)"; //CLIENT 데이터베이스 내의 UserTable 테이블에 데이터 추가

mysql_close("CLIENT_DB.SQL"); //데이터베이스로의 연결 차단

?>

또한, 다음 자원들은 SOAP 파서 구현예에 대한 대표적인 실시예들:

http://www.xav.com/perl/site/lib/SOAP/Parser.html

http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/tivihelp/v2r1/index.jsp?topic=/com.ibm.IBMDI.doc/referenceguide295.htm

및 다른 파서 구현예들:

http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/tivihelp/v2r1/index.jsp?topic=/com.ibm.IBMDI.doc/referenceguide259.htm

에 관한 대표적 실시예들을 제공하기 위해 사용될 수 있고, 이들 모두는 이에 의해 본원에 명확히 참조로 포함된다.

다양한 문제들을 다루고 기술을 진보시키기 위해, MKT^TM 장치들, 방법들 및 시스템들을 위한 이 출원의 전체(커버 페이지, 명칭, 제목들, 분야, 배경, 요약, 도면의 간단한 설명, 상세한 설명, 청구항들, 요약, 도면들, 부록들 및/또는 그외를 포함함)는 청구된 발명들이 실시될 수 있는 여러 실시예들을 예시로서 제시한다. 출원의 이점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적 샘플이며 고갈적 및/또는 배타적이 아니다. 이들은 청구된 원리들을 이해하고 교시하는데 도움을 주기 위해서만 제시된다. 이들은 모든 개시된 실시예들을 대표하는 것이 아님을 알아야 한다. 이와 같이, 본 발명의 특정 측면들은 본원에서 논의되지 않았다. 이 대안적 실시예들이 본 발명의 특정 부분에 대해 제시되어 있지 않을 수도 있고 혹은 추가의 기술되지 않은 대안적 실시예들이 부분에 대해 이용될 수 있다는 것은 이들 대안적 실시예들을 포기하는 것으로서 간주되지 않아야 한다. 이들 기술되지 않은 많은 실시예들은 본 발명의 동일한 원리들을 포함하며 다른 것들도 마찬가지임을 알 것이다. 이에 따라, 다른 실시예들이 이용될 수 있고 본 발명의 범위 및/또는 사상 내에서 벗어나지 않고 기능적, 논리적, 조직적, 구조적 및/또는 토폴로지의 수정들이 행해질 수 있음이 이해되어야 한다. 이와 같이, 모든 예들 및/또는 실시예들은 이 발명 전체에 걸쳐 비제한적인 것으로 간주된다. 또한, 본원에서 논의되지 않은 것들에 관하여 본원에서 논의된 이들 실시예들에 관하여 이러한 것들이 공간 및 반복을 줄이려는 목적들을 위한 것이 아니고서는 어떠한 추론도 이끌어 내어서는 안 된다. 예를 들면, 도면들에 및/또는 전체에 걸쳐 기술된 임의의 프로그램 성분들(성분 집합), 다른 성분들 및/또는 임의의 본 특징 세트들의 임의의 조합의 논리적 및/또는 토폴로지 구조는 고정된 동작 순서 및/또는 배열로 제한되는 것이 아니라 그보다는 임의의 개시된 순서는 예시적이고 모두 동등한 것들이고 순서에 관계없이 본 발명에 의해 고려됨을 알아야 한다. 또한, 이러한 특징들은 일련의 실행으로 제한되지 않고, 그보다는 비동기적으로, 동시에, 병렬로, 일제히, 동기적으로, 및/또는 등으로 실행할 수 있는 많은 수의 스레드들(threads), 프로세스들, 서비스들, 서버들, 및/또는 등이 본 발명에 의해 고려됨을 알아야 한다. 이와 같이, 이들 특징들 중 일부는 이들이 단일 실시예에 동시에 있을 수 없다는 점에서, 상호 모순일 수도 있다. 유사하게, 일부 특징들은 본 발명의 한 측면에 적용할 수 있고 다른 것들엔 적용할 수 없다. 또한, 본 발명은 현재 청구되지 않은 다른 발명들을 포함한다. 출원인은 이러한 발명들, 파일 추가 출원들, 계속들, 부분 계속들, 분할들, 및/또는 등을 청구할 권한을 포함하여 현재 청구되지 않은 발명들에 있어서 모든 권한들을 보유한다. 이와 같이, 본 발명의 이점들, 실시예들, 예들, 기능적, 특징들, 논리적, 조직적, 구조적, 토폴로지, 및/또는 이외 다른 측면들은 청구항들에 의해 정의된 본 발명으로 제한되거나 청구항들에 대한 등가물들로 제한되는 것으로 간주되지 않음을 이해해야 한다. MKT^TM 개인 및/또는 기업 사용자, 데이터베이스 구성 및/또는 관계성 모델, 데이터 유형, 데이터 송신 및/또는 네트워크 프레임워크, 구문 구조, 및/또는 등의 특정 요구들 및/또는 특질들에 따라, 상당한 가요성 및 맞춤화할 수 있게 하는 MKT^TM의 여러 실시예들이 구현될 수 있음을 알아야 한다.

추가 구현예들

여러 추가 측면들에서, 본 발명은 상기 발명과 관련된 방법들, 시스템들 및 기계 판독가능 프로그램들의 추가 구현예들을 제공한다.

1. 분자들의 민감 검출

본원에 개시된 하나의 혁신은 한 주어진 분자의 존재(또는 이의 부재)를 민감하게 검출하기 위한 특정 SR 조건의 사용이다. NMR 분광학은 주어진 분자의 존재를 검출하는 방법으로서 이 기술에 공지되어 있다. 이를 행하는 통상적 방법은 조사될 샘플 또는 대상을 연관된 NMR 프로브와 함께 고 필드 자석에 놓아두는 것이다. 공지된 NMR 기술들을 사용하여, 샘플 또는 대상 내 분자들의 핵 자력은 주파수 의존성 스펙트럼들을 생성하기 위해 조작될 수 있다. 이들 스펙트럼들은 주어진 분자의 존재 및 농도를 결정하기 위해 기존의 데이터베이스들과 비교될 수 있다.

이것은 a) 관심 분자들이 MR 조사(고체 상태 분광학도 가능하지만 범위가 더 제한적이다)에서 사용하기에 적합한 용제 내에서 용해될 수 있을 때, b) 필요한 NMR 프로토콜들을 수행하는데 충분한 분자들이 용액 내에 있을 때, c) 분자들의 NMR 스펙트럼이 너무 복잡하지 않을 때, d) 필요한 NMR 조사들을 수행하기에 충분한 시간이 있을 때, 잘 작동한다. 그러나 실제로 이들 인자들 중 하나는 종종 분자의 존재를 식별하기 위한 NMR의 응용성을 제한한다.

본 발명의 추가 측면에 따라, 초방사 조건의 특성들을 활용함으로써 이들 결점들을 극복하는 실시예들이 제공된다. 구체적으로, 개시된 실시예들은 주어진 분자의 존재가 a) 달성될 수 있는 것들보다 낮은 농도의 레벨들에서, 그리고 b) 최근의 NMR을 사용하는 것보다 더 빠르게, 결정될 수 있게 한다. 또한, 상기 방법들, 시스템들 및 프로그램들은 액체들에 대한 것과 같이 고체들에 대해서도 똑같이 잘 적용되어, 이에 따라 샘플들이 용액 내에 있어야 하는 고 해상도 NMR을 위한 제한을 제거한다.

통상의 NMR에서, 여러 핵(전형적으로 ¹H, ¹³C, ¹⁵N 등)으로부터 스펙트럼들 내 피크들의 주파수 위치는 존재하는 핵의 수에 의존하지 않는다. 즉, 피크들은 조사 중인 분자의 농도에 증가에 따라 더 커질 수 있으나, 이들은 주파수 스펙트럼에서 이들의 위치를 바꾸지 않는다. 이에 반해, SR 효과는 협동 현상(cooperative phenomenon)이다. SR 펄스의 피크타임 폭은 주어진 샘플 또는 대상 내 동일한 핵의 수에 따라 변한다.

이전 단락의 식(20)은 SR 펄스의 폭 및 피크타임이 분자의 농도뿐만 아니라 분자 내 핵의 공명 주파수의 함수임을 암시한다. 또한, τ_R→T₂인 제한에서, t₀는 τ_R의 강력한 함수인데, 이것은 모든 다른 변수가 일정하게 유지된다고 가정하면, 결국 M₀ ~ N의 함수가 되고, 여기서 N은 FEC의 FOV 내 분자들의 수이다. 이에 따라, 특정 상황들 하에서 조사 FOV에서 주어진 종들의 분자들의 수를 변화시키는 것은 결과적인 SR 펄스에서 매우 민감한 변화들을 생성할 수 있다. 비배타적 예로서, 정상 체제와 SR 체제 사이에 천이 지점에 혹은 그 근방에서 유지되는 분자들의 시스템은 동일 종들의 분자들의 추가에 매우 민감하다.

출원인은 정상 MR 체제(핵 자성이 시정수 T₁에 따라 지수함수적으로 소멸하는) 및 SR MR로부터의 천이는 쉽게 구별될 수 있음을 발견하였다. 예를 들면, SR 천이 근방에서, SR 펄스의 피크타임 및 폭은 핵 자력(도 4)의 변화들에 매우 민감하다. 핵 자력은 샘플 또는 대상 내에 있는 스핀들의 수에 그 자체가 직접 비례하며 따라서 이것은 결국 샘플 또는 대상 내 스핀들의 수의 민감성 측정이 된다.

또한 출원인은 FEC, 자기장 구배, 초기 RF 펄스의 플립(flip) 각도, SSR 내 분자들의 유형 및 수, 또는 이들 모두의 조합의 특징들을 변경함으로써, 핵의 주어진 농도가 두 체제들 사이의 천이 점에 혹은 매우 근방에서 유지될 수 있음을 발견하였다. 이들 파라미터들은 주어진 샘플 또는 대상에 대해 정상에서 SR으로의 천이 지점을 면밀히 정의하기 위해 매우 정밀하게 제어될 수 있다. 즉, 주어진 농도에 주어진 핵에 대해서, 샘플 또는 대상이 정상 체제와 초방사 체제 간에 천이 지점에, 혹은 매우 근방에 있게 되는 프로브 퀄리티 팩터 Q, 구배 G, 및 RF 펄스 여기 각도의 값이 존재한다.

예로서, 생체 내 뇌의 세로토닌(serotonin) 농도는 우울증 환자에서 낮고 환자들의 집단에서 여러 항-우울제들의 투여로 증가함을 보였다. 혈액의 세로토닌 레벨들을 결정하는 것은 뇌에서의 값들을 나타내지 않는다. 세로토닌 대사물질 5 HIAA가 뇌척수액(CSF; cerebrospinal fluid)에서 측정될 수 있을지라도, 이것은 접근하기가 훨씬 더 어렵다. 다양한 약물 치료들의 결과로서 세로토닌 농도의 변화들이 매우 뚜렷할 수 있지만, 생체 내 세로토닌의 전체 농도(~ ng/ml)는 통상의 MRS 조사들에서 검출가능하기에는 너무 낮게 유지된다. 이에 따라, 이들 낮은 농도의 세로토닌을 검출하기 위한 MR 민감도를 개선할 수 있을 기술은 항우울제 치료로부터 이익을 얻을 수 있는 대상들을 확인하는데 유용할 수 있다. 또한, 생체 내 세로토닌 농도의 작은 변화는 대상들의 치료상의 응답을 모니터링하는데 사용될 수도 있을 것이다. 일 구현예에서, SSR은 기지의 양의 세로토닌 또는 유사한 표적 분자로 채워지고, SSR 내 분자에 대해 조건　τR　~ T2이 달성되도록 FEC 혹은 로컬 필드 구배들과 같은 다른 시스템 파라미터들이 조절된다. 하나 이상의 RF 펄스들의 인가를 통해, SR 펄스는 SSR 내 표적 분자들로부터 생성되고; 이 펄스의 특징들, 이를테면 펄스의 폭, 피크 타임 등이 저장된다. 이어, 대상이 MR 장치 내 삽입되고 SSR 및 대상 내 표적 분자들 양자로부터 펄스를 생성하기 위해 동일한 RF 펄스 시퀀스가 사용될 수 있다. 후속 SR 펄스의 특징들의 결과적인 변화는 MR 장치 내에 대상의 삽입으로부터 비롯된 표적 분자들의 수의 전체 변화를 결정하기 위해 사용될 수 있고, 이어 이것은 대상 내 그러한 표적 분자의 농도 레벨들을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

이러한 프로세스는 원하는 대로 개별적으로 혹은 다수 회 수행될 수 있다. 이것은 대상 또는 샘플 내 원하지 않는 공명들을 억제하기 위해 다양한 다른 펄스 시퀀스들과 조합될 수도 있다. 일 실시예에서, 이 기술에 공지된, 워터게이트(WATERGATE)와 같은 표준 RF 펄스 시퀀스들 혹은 본원에 개시된 다른 방법들은 상기 시퀀스를 수행하기에 앞서 물로부터의 신호를 실질적으로 제거하기 위해 사용될 수 있다.

또한 상기 프로세스는 여러 교정(calibration) 기법들과 함께 구현될 수 있다. 예를 들면, SSR 내의 핵은 샘플 또는 대상의 도입에 앞서, FEC을 위한 상이한 이득들 및 위상각 설정들로 다수의 SR 펄스 시퀀스들을 수행함으로써 특징지어질 수 있다. 이에 따라, SSR 내 핵의 응답은 실제 조사 동안 표적 분자들의 식별 및 수량화에 있어 더 큰 정확도가 될 수 있게 매우 다양한 상황들 하에서 특징지어질 수 있다. 다른 실시예는 실제 대상 또는 샘플 환경을 시뮬레이트하는 팬텀들(phantoms)에 표적 분자의 여러 농도들을 내포하는 다수의 더미(dummy) 샘플들을 SSR과 더불어 MR 장치 내에 도입하는 것을 포함할 것이다. 이렇게 하여, 미지의 양의 표적 분자를 내포하는 대상 또는 샘플에 대한 시스템의 응답은 이 교정 단계에서 얻어진 데이터에 대해 교정될 수 있다.

이에 따라, 일 실시예에서, 한 세트의 핵, 분자들, 분자 부분들, 단백질들 등의 존재를 검출하기 위한 방법 및 관련 시스템 및 기계 판독가능 프로그램이 제공된다. 이것은 부분적으로 또는 전체적으로 기지의 조성 및 농도를 가진 분자 또는 분자들로 구성된 제어 샘플 및 이를 용이하게 하는 시스템 성분들 및 기계 판독가능 프로그램들을 준비하는 것을 포함할 수 있다. 개시된 실시예들은 제어 샘플을 그것의 SR 천이에 또는 근방에 유지하기 위해서 주변 자기장, 자기장 구배, NMR 코일의 퀄리티 팩터, 및 RF 펄스 각도와 같은 적어도 하나의 외부 파라미터를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 미지의 조성 및 농도의 분자 또는 분자들을 내포하는 표적 샘플을 제어 샘플 근방으로 가져오고, 적어도 한 세트의 핵의 자기 모멘트(magnetic moment)가 주변 자기장에 대하여 90˚보다 큰 각도를 갖게 하기 위해서 제어 샘플 및 표적 샘플 양자에 RF 여기를 가하게 하는 것을 더 포함할 수 있다. 실시예들은 SR 천이의 변화를 확립하기 위해서 자기장 구배와 같은 적어도 하나의 주변 조건을 조절하는 단계 및 데이터를 분석함으로써 상기 표적 분자 또는 분자들의 조성 및 농도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 개시된 실시예들은 본 명세서 위에서 논의된 장비와 결합될 수 있고 및/또는 논의된 장비를 이용할 수 있다.

본원에 시사된 바와 같이, SR 상태는 정상 임상 MRSI 조건 하에서 일어나는 것이 아니다. 그러므로, 이후로 피드백 인에이블 코일(FEC; Feedback Enabled Coil)이라 하는 임의의 피드백 필드를 증폭하기 위해 구성되어진 전자 회로를 가진 코일 및 이후로 보충 스핀 리저버(SSR; Supplementary Spin Reservoir)라 하는 볼륨을 MR 기계 내에 삽입하는 것을 교시한다. SSR의 역할은 하나 이상의 MR 조사들, 이미지화 프로토콜들, 분광 분석들 등을 개선할 목적으로 SR 상태(이하에서 기술되는)의 특성들이 더 완전히 활용될 수 있도록 SR 조건의 생성을 용이하게 하는 것이다. 바람직한 실시예에서, SSR은 SR MRS의 표적 분자(들)가 될 하나 이상의 분자들의 소정의 농도를 가진 용기이다. SSR은 체외에 위치되고 조사될 샘플 또는 대상(예를 들면 사람 또는 동물)에 근접하여 그리고 하나 이상의 FEC들의 관측 시야(FOV) 내에 놓여진다.

적합한 조건 하에서, 하나 이상의 FEC 코일들 내에 내포된 샘플 또는 대상 내 하나 이상의 분자들로부터 핵 자력은 그 자체에 피드백되어질 수 있다. 이러한 조건 하에서, 이들 분자(들)을 초방사 "상태"(SR)에 있는 것으로서 기술한다. SR 상태는 τ_R≤T₂인 경우에 존재하는 것으로 정의된다. 임상 MR 기계들은 정상적으로 τ_R≤T₂을 초래하는데 필요한 조건을 생성할 수 없다. 본 발명은, 다른 교시들에 더하여, 다른 임상 조건에서 분자들의 낮은 농도에 대해서도 SR 상태를 달성하는 방법들 및 시스템들을 교시한다. 이들 교시하는 바들은 MR 기계 내 포함된, 혹은 MR 기계에 추가된 하나 이상의 FEC 코일들의 액티브 Q가 매우 커질 수 있도록 피드백 인에이블 코일을 사용하는 것, 및 MR 기계 내 하나 이상의 분자들이 SR 상태에 있음을 보장하기 위해, 바람직하게는 체외 SSR을 사용하는 것을 포함한다.

2. 신호 억제

본 발명의 추가 실시예들은 NMR/MRI/MRS 조사에서 하나 이상의 집단들의 핵으로부터의 신호를 SR 조건을 사용하여 억제할 수 있게 하고, 따라서 다른 세트의 핵으로부터의 신호는 더 쉽게 검출되고 유용한 및 유형의 결과, 이를테면 MR 이미지를 생성하기 위해, 또는 특정 화학 종들의 검출을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예들은 지방 조직 내 스핀들의 자화를 소실함으로써 물 핵의 우수한 이미지가 만들어질 수 있도록 생체 내 MR 조사에서 지방으로부터의 신호의 억제를 제공한다.

지방 및 물로부터의 신호는 생체 내 MR 조사에서 항상 존재한다. 물로부터의 신호를 더 양호하게 이미지화하기 위해 지방으로부터의 신호를 제거하는 것이 바람직하다. 현재까지 이것은 (a) 지방과 물 간의 스펙트럼들 차이들 또는 (b) 지방과 물 간에 완화율의 차이를 활용함으로써 행해졌다.

방법 (a)의 하나의 결점은 실제적인 목적들을 위해, 지방 및 물 핵의 스펙트럼 주파수들의 확산이 이들의 MR 라인들의 중첩을 야기한다는 것이다. 이에 따라, 지방 내 자화를 소실하는 것은 물 신호의 일부도 소실되기 때문에 물 신호를 잃게 된다. 또한, 지방 내 핵만을 "선택하도록" 동조되는 임의의 펄스는 매우 길어야 하기 때문에, 시퀀스 시간들(TR들)이 더 길어지게 된다. 방법 (b)는 지방으로부터의 신호가 충분히 제거되기 전에 이미지화 조사가 ln2*T1_fat를 기다려야 하기 때문에 상당한 시간 지연을 요구하는 문제가 있다. 이것은 시간 지연을 야기할 뿐만 아니라, 이 기간 동안 물로부터의 일부 신호는 불가피하게 소멸하여 이미지들을 열악해지게 한다.

본 발명의 실시예들은 초방사 조건의 특성들을 활용함으로써 이들 결점들을 극복한다. 구체적으로, 그러한 실시예들은 지방 내 양성자들과 같은, 주어진 집단의 핵으로부터의 신호가 매우 급속하게, 이를테면 T₂ 미만의 시간들에서, 소실될 수 있게 한다. 이것은 두 개 이상의 서로 다른 분자들 또는 분자들의 유형들 내 핵 간에, 이를테면 물 및 지방 내 양성자들 간에 넓게 이격된 펄스들이 생성되게 할 수 있고, 따라서 하나의 핵으로부터의 신호가 억제될 수 있어 다른 핵의 우수한 이미지들을 만들 수 있게 된다.

출원인은 SR 펄스의 피크 시간 위치가, 다른 인자들 중에서도, 주어진 세트의 핵의 수, 라머(Larmor) 주파수, 및 T₂의 함수임을 발견하였다. 이들은 서로 다른 분자들 내 동일 핵에 대해 매우 다르다. 예를 들면, 물의 ¹H T₂는 생체내 ~800 msec이다. 그러나, 지방에 있어서 ¹H T₂는 ~80 msec이다. 지방 및 물 내 양성자들의 섭동 주파수 간에도 3T에서 ~3.5 ppm의 화학적 이동 차이가 존재한다. 마지막으로, 생체 내 환경에서, 물 및 지방 양이 서로 달라 SR 조건에 대한 이들의 응답이 서로 다르다.

시스템이 SR 조건에 있을 때, 90도보다 큰 각도로 핵 자력의 반전에 대한 시스템의 응답은 자유 유발 소멸(FID; Free Induction Decay)이 아니라 펄스이다. T₂가 크고(T₂>>τ_R) 반전이 180도에 가까운 제한에 있어서, 식 (16)을 사용하여 펄스의 피크타임은 다음과 같이 나타낼 수 있다:

t₀ = τ_R ln2

전형적으로, t₀<T₂는 주어진 세트의 핵의 자성이 MR 시스템의 주 자기장(B₀)에 대하여 원하는 각도로 매우 신속하게 유도 수 있음을 의미한다.

또한, SR 펄스는 T₂<τ_R이 되도록 강도가 SR 조건을 억제하기에 충분한 필드 구배의 시행을 통해 언제든 중지 또는 "중단(cut)"될 수 있다. 비배타적 예로서, 지방에 기인한 SR 펄스는 이것이 x축과 교차하는 경우, 즉 M_z(지방)=0인 경우 중단될 수 있다. 따라서, 이 상황에서 지방으로부터의 자화는 완전히 소실되었다.

생체 내 조사에서, 물로부터의 SR 펄스는 지방의 시정수와 다른 시정수를 갖는다. 위에서 기술된 바와 같이, 이것은 코일에 지방과 다른 양의 물이 있기 때문이다. 또한, 지방 및 물의 화학적 이동들은 서로 약간 다르다. SR 시정수 차이는 공명기의 공명 주파수를 지방 또는 물 주파수의 중앙에 있게 함으로써 강조될 수 있다. 따라서, 물 ¹H 자화는 구배가 부과될 때 x 축으로부터 매우 멀어지게 할 수 있는데, 즉 물 자화의 매우 큰 부분은 z 축을 따라 여전히 존재할 수 있는 한편 지방으로부터의 매우 큰 부분은 z ~ 0에 있다.

이러한 상황에서, 이미지들은 원하지 않는 지방 신호로부터의 최소 간섭으로 물로부터 만들어질 수 있다. 이미지는 시간대들 ~ τ_R 상에서 시작할 수 있는데, 이것은 위에 기술된 방법(b)에 의해 요구되는 바와 같이 ~ T₁보다 훨씬 더 빠르다.

SR 펄스들의 분리의 추가 예가 아세톤 및 물에 대해 도 5에 도시되었다. 물은 동축 NMR 관의 내측 격실 내에 위치되었고 아세톤은 외측 내에 위치되었다. 700 MHz 자석에서 각 분자 내 ¹H 스핀들은 파이(pi) 펄스를 사용하여 동시에 플립되었다. 결과적인 SR 펄스들은 서로 쉽게 구별된다. 당업자가 알게 되는 바와 같이, 이들 실시예들은 본원에서 다른 곳에 기술된 장비, 방법들, 기계 판독가능 프로그램들 및 기술들과 결합되고 및/또는 이용할 수 있다.

이에 따라, 본 명세서에서는 다음을 포함하는, 하나 이상의 세트의 핵으로부터 핵 자성을 억제하기 위한 방법이 제공된다:

a) (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석, (ii) 적어도 하나의 라디오-주파수 코일, 및 (iii) 적어도 하나의 관심 지역을 정의하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 구배 코일을 포함하는, 자기 공명 장치를 제공하는 단계;

b) 샘플 또는 대상을 MR 장치에 도입하는 단계;

c) 샘플 또는 대상 내 하나 이상의 세트의 핵에 대한 SR 조건을 생성하는 단계로서, 예를 들면, 생체 내 샘플 또는 대상 내 지방은 SR 조건에 있게 하는 반면 물은 그렇지 않게, 혹은 그 반대로 할 수도 있을 것이다. 선택적으로 FEC 및/또는 SSR은 이들 조건을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

d) 샘플 또는 대상 내 모든 자화들을, 배타적으로는 아니나 바람직하게는 180도로 반전시키는 단계;

e) FEC를 조작함으로써, 바람직하게는 90도로 유도되고 다른 것들은 훨씬 다른 각도, 바람직하게는 180도에 그대로 있게 할 한 세트의 자화를 유발한다. 90도에서의 자화는 필드 구배를 부과함으로써 완전히 소실될 수 있고 180도에서의 자화들은 방해받지 않는 채로 있는다.

f) 원하는 FOV의 이미지를 만든다.

상기 기술된 기술은 임의의 적합한 원하는 집단의 스핀들로부터 신호를 선택하기 위해 여러 맥락들에서 이용될 수 있음을 알 것이다. 임의의 원하는 종들의 자화는 예를 들면, T₂ <

이 되도록 그러한 종들에 대한 SR 조건을 억제하기에 강도가 충분한 필드 구배의 시행을 통해 효과적으로 소실될 수 있다.

3. 감소된 FOV

본 발명의 또 다른 실시예들은 주어진 RF 펄스에 의해 여기될 수 있는 큰 관심 지역 내에 이미지화되고 있는 볼륨의 한 부분으로부터 유용한 신호 데이터(예를 들면, 이미지들 등을 형성하기에 적합한)를 선택적으로 "라이트 업(light up)", 또는 얻기 위해 SR 펄스를 사용하는 것을 제공한다. 이러한 제어된, 및 일부 인스턴스들에 있어서, 감소된 관측 시야("FOV")는, 이 기술에서 이전에 공지된 전형적인 이미징 동작들을 수행할 때 신호가 다르게 얻어졌을 전체 볼륨의 하나의 원하는 지역에서만 얻어지는 신호를 사용하여 데이터 캡처가 수행될 수 있게 한다. 이에 따라, 이러한 감소된 이미지화 시간은 방사선 전문의 혹은 다른 조사자가 전체 ROI로부터의 신호를 살펴보아야 하기보다는 더 큰 잠재적인 관심 지역("ROI")의 한 부분에 효과적으로 "줌 인(zoom in)" 할 수 있게 한다. 본 명세서에서는 ROI가 조사될 수 있을 RF 코일 내 더 큰 볼륨이 아니라 단순히 조사될 특정 관심 영역인 것으로 간주될 수도 있을 것임을 알 것이다.

RF 펄스를 사용하면서 FOV를 감소시키는 기술들이 존재하는데, 여기서 선형 필드 구배는 대상 또는 샘플 상에 부과되고 이어 주파수 선택성 rf 펄스들을 사용하여 이 볼륨으로부터 "슬라이스(slice)"를 선택한다. 예를 들면, 3차원으로 슬라이스함으로써 큐브(cube) 형태의 감소된 FOV가 생성될 수 있다.

그러나, 출원인은 이들 이전에 존재하는 방법이 많은 결점들을 가짐을 알게 되었다. 먼저, RF 펄스들은 "유연(soft)"해야, 즉 공간적 선택의 적절한 레벨들을 달성하기 위해 고 강도의 비교적 긴 펄스들이어야 한다. 이들 펄스들은 로컬 T₂ 완화가 프로세스 동안 샘플 또는 대상 자화를 저하시키는 것을 시작할 수 있는 매우 긴 구간을 가질 수 있다. 또한, 이러한 방식으로 생성된 감소된 FOV의 공간적 해상도는 종종 대략 cm 이상일 수 있는데, 관심 장기(organ) 또는 조직(anatomy)이 이보다 작을 수 있는 많은 생체 내 적용들에 대해선 너무 클 수 있다.

본 방법들, 및 관련 시스템들 및 컴퓨터 프로그램들은 초방사 펄스의 특성들을 활용함으로써 이들 결점들을 극복한다. 구체적으로, SR 펄스는 가로방향 자화가 존속하도록 허용될 수 있는 하나의 지역을 선택해내기 위한 필드 구배들의 존재에 매우 민감하다. 이에 따라, 본 기술에서 FOV의 해상도는 필드 구배의 해상도의 함수이며; 반면 기존의 기술들에서 FOV의 해상도는 필드의 해상도의 함수이다. 이것은 감소된 FOV 파라미터들을 통해 더 큰 제어를 허용한다.

더 구체적으로, 출원인은 SR 펄스의 전파를 위한 조건이 로컬 필드 구배들에 매우 민감함을 발견하고 알게 되었다.

초방사 조건은 τ_R<T₂으로 정의된다. 이들 조건 하에서, 90도보다 큰 각도로 핵 자력의 반전에 대한 시스템의 응답은 자유 유발 소멸(FID)이 아니라 펄스이다.

t₀<T₂인 공간의 지역에서, SR 펄스는 식 (13) 및 식 (19)에 따른 폭 및 피크타임으로 전파한다. t₀>T₂인 공간의 지역에서, 어떠한 펄스도 전파하지 않는다. 자화의 초기 상태가 완전한 반전이라고 가정하면, 시간 t<t₀<T₂<T₁ 후에, 볼륨 내엔 비-제로 가로방향 자화가 전개될 것이다. 이 지역 밖에서 t₀>T₂인 경우, 자화는 여전히 완전히 반전되어 있어 가로방향 자화가 전혀 혹은 거의 없다.

공간적으로 종속적인 필드 구배들은 NMR/MRI에서 공지되어 있다. 2차 쉬밍들(shimmings)은 로컬 구배가 공간의 한 지역 내를 제외하고(도 6) 매우 강한 필드 맵들을 생성한다. 이 지역은 자석의 쉬밍 코일들을 조절함으로써, 3D에서 넓어지고/좁혀지고, 또는 이동될 수 있다.

일단 Mxy가 공간의 특정 지역에서 생성되면, 원하는 이미지를 생성하기 위해 표준 시퀀스들이 사용될 수 있다. 특히, 심지어 약한 구배의 확립은 일반적으로 볼륨 내 모든 곳에서 t₀>T₂의 조건을 부과할 것이기 때문에, 하나 이상의 필드 구배들을 이용하는 이미지화 시퀀스의 사용이 바람직하다. 이것은 감소된 FOV 내에서 SR 펄스를 중지 또는 "중단"하는 효과를 가지며, 감소된 FOV 밖에 남은 세로방향 자화엔 영향을 미치지 않는다.

도 7은 샘플 또는 대상의 일부 부분들에 SR 조건을 확립하는 한편 다른 부분들에선 SR 조건을 소실함으로써 로컬 지역들에서 생성된 Mxy로부터 만들어진 이미지의 예들을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 7은 예상되는 바와 같이, 이러한 방식으로 만들어진 이미지들은 로컬 필드 구배를 밀접하게 추종함을 보여준다. 이에 따라, 더 높은 차수의 쉬밍들을 제어함으로써 이미지를 감소된 볼륨에 속박하는 것이 가능하다. 샘플은 7T 자석, 프로브 Q ~ 300 내에 20mm 직경의 물 실린더였다. 자석은 잘 쉬밍되었고 이어 z2 구배는 도면의 상측 절반에 보여진 필드 맵을 생성하기 위해 약간 동요되었다. 이어, 양성자 자화는 180도로 반전되었다. 쿠루셔(crusher) 구배는 임의의 남은 가로방향 자화를 제거하였으며, 이후에 < 0.1도의 "킥(kick)" 펄스가 샘플에 인가되었다. 이것은 피크타임 ~ 200 msec을 가진 SR 펄스를 생성하였다. 도면 밑의 이미지는 ~ 200 msec에서 SR 펄스를 "중단"하고 이어 표준 플래쉬(FLASH) 시퀀스를 사용하여 결과적인 가로방향 자화를 이미지화함으로써 만들어졌다. 결과적인 이미지는 z2 구배에 의해 생성된 필드 맵을 밀접하게 추종한다.

4. RF 코일 구현예들

SR 조건은, 필수 조건-고 자기장 및/또는 고 프로브 퀄리티 팩터 Q가 이 기술에 공지된 시판되는 MR 기계들에 의해 생성되지 않기 때문에, 임상 MR에서는 지금까지 거의 알려지지 않았다. SR 조건은 고 필드 NMR 조사들에서 더 일반적인 현상이며, 이들은 이들의 가장 잘 알려진 효과가 관찰 중에 핵의 분광 라인들을 확장되게 하기 때문에 일반적으로 성가신 것으로 간주된다. SR 조건은 많은 NMR 조사들의 전형적인 목적인, 단일 샘플 내 서로 다른 많은 분자들의 정체성을 해상하려고 시도할 땐 바람직하지 않다. 본 발명은 목적이 관측 시야 내 다른 것들을 제외한 단일 분자의 식별 및 수량화일 땐 SR 조건이 이익일 수 있음을 인식한다. 제어의 개념을 추가함으로써, 피드백 인에이블 코일(FEC) 및 보충 스핀 리저버(SSR)를 사용함으로써, SR은 강력한 피드백-유도 MR 방법들을 가능하게 한다.

본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, SR은 하나 이상의 세트의 핵에 대해 τ_R=T₂ 조건이 준비될 때 일어나며, 여기서 τ_R=1/γβ|sinα|M₀이다. 이러한 식에서, β 및 α는 피드백 인에이블 코일에 의해 발생된 이득 팩터의 크기 및 위상이고, γ는 자기회전(gyromagnetic) 비이고, M₀는 자화의 최대값이며, 이는 열 분극과 동일할 것이다.

위에 언급된 바와 같이, 현재까지 이 기술에 공지된 MR 스캐너들은 일반적으로 SR을 위해 요구되는 조건을 생성할 수 없다. 또한, 이들은 전형적으로 피드백-가능 장치들로서 설정되지 않는다. 이들 인자들을 극복하는 하나의 방법은 임상 MR 조건 하에서도 피드백을 생성할 수 있는 코일을 형성하는 것이다. 코일/전자장치는 바람직하게 피드백의 이득뿐만 아니라 자화의 위상을 조절할 수 있다. 이러한 코일을 피드백 인에이블 코일(FEC)이라 칭한다. 예시적 하드웨어의 개요들이 이하에 제시된다.

이 기술에 공지된 피드백 시스템의 예가 도 8에 제시된다. 이러한 특별한 경우, 송신/수신 표면 코일이 전형적으로 방식으로 이용된다. 원리적으로, 임의의 RF 코일은 수신 전용 코일들도 사용될 수 있는데, 이에 따라 이 코일을 RF 코일이라 언급할 것이다. 프리앰프(preamp)의 출력은 분할되어 피드백 회로에 공급된다. 적합한 감쇠 및 위상 설정/이동을 적용한 후, 피드백 회로의 출력은 유도성으로 결합된 루프를 통해 RF 코일에 피드백된다. 원리적으로, 이득 및 위상은 방사선 댐핑 상수를 임의의 원하는 값으로 단축시킬 가능성을 가진 임의의 값일 수 있다. 또한, 핀 다이오드 스위치(pin diode switch)가 이용되므로, 방사선 댐핑(damping)은 펄스 시퀀스를 통해 시스템 제어 하에 턴 온 및 오프될 수 있다.

그러나, 도 8의 회로는 방사선 댐핑의 실제 구현예에 있어 두 가지 주된 단점들을 갖는다. 유도성으로 결합된 루프는 RF 코일에 느슨하게 결합된다. 이것은 피드백 회로의 출력이 RF 코일의 동조 및 매칭에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해 필요하다. 결국, 더 큰 전력이 피드백 회로에 의해 요구되고 필요하다. 작은 방사선 댐핑 상수들을 달성하기 위해서, 전력 요건들을 감소시키기 위한 효율의 개선이 필요하다. 두 번째 단점은 RF 코일로부터 오는 신호가 2개의 유산한 성분들을 갖는다는 것이다. 한 성분은 스핀 시스템의 자화로부터 비롯되는 RF 신호이다. 제 2 성분은 피드백 회로에 의해 발생되는 신호이다. 다행히도 이들 두 성분들은 정상적으로 90˚만큼 위상이 이동되므로, 피드백 회로를 위한 안정된 동작 모드를 유지하는 것이 가능하다. 회로의 비효율이 안정성을 도모하는데 도움을 주지만 회로는 위상에 민감해질 것이다. 이득이 충분하여, 양의 피드백(positive feedback)을 야기할 위험이 있다.

출원인은 도 9에 도시된 바와 같이 이들 단점들을 극복하는 회로 설계를 전개하였다. 도 9의 실시예의 성분은 쿼드래처 하이브리드 블록(quadrature hybrid block)(점선 블록으로 나타낸)이며, 이것은 RF 코일로부터 반사된 전력이 입력이 아니라 이 회로의 출력에 나타나게 한다. 이 블록은 이용되는 RF 코일의 유형에 따라 서로 다른 설계들을 가질 수 있다. NMR 코일로부터 반사된 전력은 다시 2개의 성분들을 갖게 될 것며, 한 성분은 스핀 시스템으로부터이고, 및 코일과의 미스매치로부터 반사된 전력일 것이다. 쿼드 하이브리드 블록 내 추가의 원격 동조/매칭 회로(들)는 임의의 임피던스 미스매치들에 기인하여 반사된 전력을 최소화할 수 있는 한편 스핀 시스템으로부터 비롯되는 NMR 신호는 영향을 받지 않는다. 이것은 코일과 효율적인 결합을 유지하면서 바람직하지 못한 성분을 최소화할 수 있다. RF 코일의 실시예가 수신 전용 코일이라면, 회로는 도면에서 송신기 및 RF 전력 증폭기를 제거함으로써 더욱 단순화된다. 쿼드래처 하이브리드 블록의 설계는 사용되는 코일의 유형에 따라 달라질 수 있다. 표면 코일(또는 선형으로 간주되는 임의의 코일)이 사용된다면, 쿼드 하이브리드 블록은 2개의 쿼드래처 하이브리드들 및 하나의 원격 매칭 회로를 이용한다. 쿼드래처 코일이 사용된다면 쿼드래처 하이브리드 블록은 두 개의 원격 매칭 회로들 및 하나의 쿼드래처 하이브리드를 포함한다. 이러한 설계는 병렬 이미지화 코일 어레이들에 확장가능하다.

예

이 발명의 목적을 위해, 1.5T 지멘스 아반토(Avanto) MRI 스캐너(도 10b) 상에 동작을 위해 시판되는 헤드 코일(head coil)(예를 들면, 도 9a)(예를 들면, 단일 채널)이 사용될 수 있고, 도 10c에 도시된 예시적 실시예와 같이, 도 9에 관하여 위에서 제시된 바와 같은 쿼드래처 하이브리드 블록을 가진 피드백 회로를 사용하여 동작되도록 수정될 수 있다. 피드백 회로를 테스트하고, 양의 피드백에 대해 보장을 하며, 초기 결과들을 얻기 위해서, 초기에 (~10 와트) 저 전력 증폭기가 사용될 수 있다.

본 발명의 구체적 예들뿐만 아니라, 본 발명의 원리들, 측면들, 및 실시예들을 인용하는 본 명세서의 모든 표현들은 본 발명의 구조적 및 기능적 등가물들 모두를 포괄하도록 의도된다. 또한, 이러한 등가물들은 현재 공지된 등가물뿐만 아니라 장차 개발되는 등가물들, 즉, 구조에 관계없이, 동일 기능을 수행하는 개발되는 요소들 모두를 포함하도록 의도된다.

회로 및 방법의 단계들 및 컴퓨터 프로그램들에 대한 본원의 설명들은 개시된 실시예들의 원리들을 구현하는 예시적 회로 및 소프트웨어의 개념적 실시예들을 나타낸다. 이에 따라, 본원에 제시되고 기술된 여러 요소들의 기능들은 본원에 제시된 적합한 소프트웨어와 연관하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어의 사용을 통해 제공될 수 있다. 본원의 발명에서, 특정된 기능을 수행하기 위한 수단으로서 표현된 임의의 요소는 예를 들면, a) 그러한 기능을 수행하는 회로 요소들 및 연관된 하드웨어의 조합, 또는 b) 그에 따라, 본원에 제시된 펌웨어(firmware), 마이크로코드(microcode) 등을 포함하는, 임의의 형태이고 기능을 수행하기 위해 그 소프트웨어를 실행하기 위한 적합한 회로와 조합되는, 소프트웨어를 포함하여, 그러한 기능을 수행하는 임의의 방법을 포괄하도록 의도된다. 이에 따라, 출원인은 이들 기능들을 제공할 수 있는 임의의 수단을 본원에 제시된 것들에 대한 등가물로서 간주한다.

유사하게, 본원에 기술된 시스템 및 프로세스 흐름들은 컴퓨터-판독가능 매체에 실질적으로 표현될 수 있고 따라서 그러한 컴퓨터 또는 프로세서가 명확히 제시되었든 아니든 간에, 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 다양한 프로세스들을 나타냄을 알 것이다. 또한, 여러 프로세스들은 처리 및/또는 다른 기능들을 나타내는 것뿐만 아니라, 대안적으로, 그러한 처리 또는 기능들을 실행하는 프로그램 코드 블록들로서 이해될 수 있다.

무엇보다도, 위에 기술되고 도면들에 제시된 바와 같은 본 발명의 방법들, 시스템들, 컴퓨터 프로그램들 및 모바일 장치들은 개선된 자기 공명 방법들, 시스템들 및 이를 실행하는 기계 판독가능 프로그램들을 제공한다. 본 발명의 사상 또는 범위 내에서 벗어나지 않고 본 발명의 장치들, 방법들, 소프트웨어 프로그램들 및 모바일 장치들에서 다양한 수정들 및 변형들이 행해질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 이에 따라, 본 발명은 본 발명 및 등가물들의 범위 내에 있는 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.

Claims (14)

1. 샘플 (sample) 또는 분석 대상 (subject) 내 분자량의 정량분석의 실행 방법으로서,
   a) (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장 (background magnetic field) 을 제공하기 위한 주 자석 (main magnet), (ii) 적어도 하나의 RF (radio frequency) 코일, 및 (iii) 적어도 하나의 관심 영역을 정의하도록 제어되도록 구성된 적어도 하나의 경사자계 코일 (gradient coil) 을 포함하는 자기 공명 (MR) 장치를 제공하는 단계;
   b) 상기 자기 공명 장치 내로 적어도 한 세트의 핵을 포함하는 적어도 하나의 보충 스핀 리저버 (supplemental spin reservoir; SSR) 를 도입하는 단계;
   c) 상기 보충 스핀 리저버 내의 상기 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성 (nuclear magnetization) 과 상기 적어도 하나의 RF 코일 사이의 전자기 피드백을 유발하여 초방사 시간 (superradiant time; τ_R) 이 T₂ 이하가 되도록 하기 위해서, 상기 적어도 하나의 RF 코일을 미리 정해진 공명 주파수에 선택적으로 동조 (tuning) 또는 상기 적어도 하나의 관심 영역에서 경사 자기장 (gradient magnetic field) 의 존재를 실질적으로 제거하는 단계;
   d) 상기 보충 스핀 리저버 내의 상기 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성이 90°보다 큰 플립 각도로 회전되도록, RF 펄스들을 상기 보충 스핀 리저버에 도입하는 단계;
   e) 상기 단계 d) 로부터의 제 1 SR (super radiant; 초방사) 펄스를 분석하여 상기 제 1 SR 펄스의 피크타임 (peaktime) 폭을 결정하는 단계;
   f) 조사되는 샘플 또는 분석 대상을 상기 관심 영역에 도입하는 단계;
   g) 상기 보충 스핀 리저버 내의 상기 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성이 상기 단계 d) 에서와 동일한 각도로 회전되도록, 상기 샘플 또는 분석 대상 및 상기 보충 스핀 리저버에 RF 펄스들을 도입하는 단계;
   h) 상기 단계 g) 로부터의 제 2 SR 펄스를 분석하여 상기 제 2 SR 펄스의 피크타임 폭을 결정하는 단계; 및
   i) 상기 제 1 SR 펄스의 피크타임 폭을 상기 제 2 SR 펄스의 피크타임 폭과 비교하여, 상기 보충 스핀 리저버의 제 1 세트의 핵 내의 핵과 동일한 상기 샘플 또는 분석 대상에 존재하는 핵의 양에 대한 정량 정보를 획득하는 단계
   를 포함하는, 샘플 또는 분석 대상 내 분자량의 정량분석의 실행 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   제 1 RF 코일은 상기 샘플 또는 분석 대상에 RF 펄스들을 도입하기 위해 사용되고, 제 2 RF 코일이 상기 보충 스핀 리저버 내의 상기 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성과 상기 제 2 RF 코일 사이의 전자기 피드백을 유발하기 위해 사용되는, 샘플 또는 분석 대상 내 분자량의 정량분석의 실행 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 RF 코일은, 상기 적어도 하나의 RF 코일이 RF 펄스들을 송신하도록 구성되는 제 1 선택가능 상태에 상기 적어도 하나의 RF 코일이 배치될 때 상기 샘플 또는 분석 대상으로 RF 펄스들을 도입하기 위해 사용되고,
   상기 적어도 하나의 RF 코일은 또한, 상기 적어도 하나의 RF 코일을 상기 미리 정해진 공명 주파수에 선택적으로 동조 (tuning) 시킴으로써 상기 적어도 하나의 RF 코일이 제 2 선택가능 상태에 배치될 때 상기 적어도 한 세트의 핵의 핵 자성과 상기 적어도 하나의 RF 코일 사이의 전자기 피드백을 유발하기 위해서 사용되는, 샘플 또는 분석 대상 내 분자량의 정량분석의 실행 방법.
   
4. 자기 공명 프로토콜의 실행 방법으로서,
   a) (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장을 제공하기 위한 주 자석 (main magnet), (ii) 적어도 하나의 RF (radio frequency) 코일, 및 (iii) 관심 영역을 정의하도록 제어되도록 구성된 적어도 하나의 경사자계 코일을 포함하는 자기 공명 (MR) 장치를 제공하는 단계;
   b) 조사되는 샘플 또는 분석 대상을 상기 관심 영역에 도입하는 단계;
   c) 상기 샘플 또는 분석 대상 내의 핵을 에너지화하기 위하여 상기 적어도 하나의 RF 코일을 통해 상기 샘플 또는 분석 대상에 RF 펄스들을 도입하는 단계;
   d) 상기 샘플 또는 분석 대상에서의 제 2 세트의 핵과 상기 적어도 하나의 RF 코일 사이에 전자기 피드백이 유발되는 것을 실질적으로 방지하면서, 상기 샘플 또는 분석 대상의 제 1 세트의 핵과 상기 적어도 하나의 RF 코일 사이의 전자기 피드백을 유발하여 상기 제 1 세트의 핵의 핵 자성의 벡터 방향을 상기 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하도록 하기 위하여, 상기 적어도 하나의 RF 코일을 미리 정해진 공명 주파수에 선택적으로 동조 (tuning) 또는 적어도 하나의 관심 영역에서 경사 자기장의 존재를 실질적으로 제거하는 단계;
   e) 상기 제 1 세트의 핵과 연관된 상기 자성을 소실시키기 위해, 상기 관심 영역에서 경사 자기장 (gradient magnetic field) 을 활성화하는 단계로서, 상기 경사 자기장은 초방사 시간 (superradiant time; τ_R) 이 상기 제 1 세트의 핵과 연관된 가로방향 자화 (transverse magnetization) 에 요구되는 시간 이상이 될 만큼 큰, 상기 경사 자기장을 활성화하는 단계;
   f) 상기 단계 e) 에 인가된 상기 경사 자기장을 비활성화하는 단계;
   g) 상기 제 1 세트의 핵과는 상이한 상기 제 2 세트의 핵과 연관된 핵 자성을 원하는 각도로 회전시키기 위해 상기 적어도 하나의 RF 코일을 통해 상기 샘플 또는 분석 대상으로 RF 펄스들을 도입하는 단계;
   h) 상기 제 2 세트의 핵과 연관된 가로방향 자화의 펄스와 관련된 신호를 검출하는 단계; 및
   i) 상기 단계 h) 에서 검출된 상기 신호를 처리하여 상기 샘플 또는 분석 대상의 상기 제 2 세트 핵의 존재와 관련된 데이터 세트를 형성하는 단계
   를 포함하는, 자기 공명 프로토콜의 실행 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터 (perfusion data), (iii) 화학종의 분광 특성, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터 중 적어도 하나를 생성하기 위하여, 상기 제 2 세트의 핵과 연관된 복수 개의 가로방향 자화 펄스들로부터 획득된 정보를 처리하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 프로토콜의 실행 방법.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   a) 상기 제 2 세트 핵의 핵 자성 벡터 방향이 상기 배경 자기장의 상기 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하도록 전자기 피드백을 유발하는 단계; 및
   b) 상기 제 2 세트의 핵이 가로방향 자화의 펄스를 전파하는 것을 허용하도록 상기 적어도 하나의 RF 코일을 상기 미리 정해진 공명 주파수에 선택적으로 동조 (tuning) 또는 상기 적어도 하나의 관심 영역에서 경사 자기장 (gradient magnetic field) 의 존재를 실질적으로 제거함으로써 상기 전자기 피드백을 중단시키는 단계
   를 더 포함하는, 자기 공명 프로토콜의 실행 방법.
   
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 조사되는 샘플은 지방 및 물을 포함하는 생체 내 샘플 (in-vivo sample) 이고, 상기 가로방향 자화의 펄스는 상기 적어도 하나의 RF 코일에 의해 물 내 양성자로부터 검출되고, 지방 내 양성자로부터는 상기 적어도 하나의 RF 코일에 의해 실질적으로 가로방향 자화가 검출되지 않는, 자기 공명 프로토콜의 실행 방법.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   제 1 RF 코일은 상기 샘플 또는 분석 대상에 RF 펄스들을 도입하기 위하여 사용되고, 제 2 RF 코일은 상기 제 2 세트의 핵의 핵 자성과 상기 제 2 RF 코일 사이의 전자기 피드백을 유발하기 위해 사용되는, 자기 공명 프로토콜의 실행 방법.
   
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 RF 코일은, 상기 적어도 하나의 RF 코일이 RF 펄스들을 송신하도록 구성된 제 1 선택가능 상태에 상기 적어도 하나의 RF 코일이 배치될 때 상기 샘플 또는 분석 대상으로 RF 펄스들을 도입하기 위해 사용되고,
   상기 적어도 하나의 RF 코일은 또한, 상기 적어도 하나의 RF 코일을 상기 미리 정해진 공명 주파수에 선택적으로 동조 (tuning) 시킴으로써 상기 적어도 하나의 RF 코일이 제 2 선택가능 상태에 배치될 때 상기 제 2 세트의 핵의 핵 자성과 적어도 하나의 제 2 RF 코일 사이의 전자기 피드백을 유발하기 위해서 사용되는, 자기 공명 프로토콜의 실행 방법.
   
10. 자기 공명 프로토콜의 실행 방법으로서,
    a) (i) 제 1 방향을 따라 배경 자기장 (background magnetic field) 을 제공하기 위한 주 자석 (main magnet), (ii) 적어도 하나의 RF (radio frequency) 코일, 및 (iii) 적어도 하나의 관심 영역을 정의하도록 제어되도록 구성된 적어도 하나의 경사자계 코일 (gradient coil) 을 포함하는 자기 공명 (MR) 장치를 제공하는 단계;
    b) 상기 관심 영역 내에 샘플 또는 분석 대상을 도입하는 단계;
    c) 적어도 한 세트의 핵을 포함하는 적어도 하나의 보충 스핀 리저버 (supplement spin reservoir; SSR) 를 상기 자기 공명 장치로 도입하는 단계;
    d) 상기 샘플 또는 분석 대상 내 핵을 에너지화하기 위하여 상기 샘플 또는 분석 대상에 RF 펄스들을 도입하는 단계;
    e) (i) 상기 샘플 또는 분석 대상 내의 제 1 세트의 핵 및 (ii) 상기 보충 스핀 리저버의 관심 핵 중 적어도 하나의 핵 자성과 상기 적어도 하나의 RF 코일 사이의 전자기 피드백을 도입하여, 가로방향 자화 Mxy 의 전자기 펄스를 적어도 하나 발생시키기 위해서 상기 제 1 세트의 핵 또는 상기 보충 스핀 리저버의 관심 핵의 핵 자성의 벡터 방향으로 하여금 상기 배경 자기장의 제 1 방향에 대하여 원하는 각도로 회전하도록 하는 단계; 및
    f) 상기 적어도 하나의 RF 코일을 사용하여 상기 가로방향 자화의 펄스를 검출하는 단계
    를 포함하는, 자기 공명 프로토콜의 실행 방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    (i) 이미지, (ii) 동적 흐름 데이터, (iii) 관류 데이터 (perfusion data), (iii) 화학종의 분광 특성, (iv) 생리 데이터, 또는 (v) 대사 데이터 중 적어도 하나를 생성하기 위하여, 하나 이상의 가로방향 자화 펄스들로부터 획득된 정보를 처리하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 프로토콜의 실행 방법.
    
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제

Images