KR101955229B1 - Mri 시퀀스를 설정하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 MRI 시퀀스를 설정하기 위한 방법 및 MRI 시퀀스를 설정하기 위한 방법을 실행하도록 설계된 자기 공명 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 이하의 단계를 포함한다: 적어도 하나의 한계가 한계 제공 유닛에 의해 제공된다. 시퀀스의 복수의 파라미터가 파라미터 제공 유닛에 의해 제공되고, 디폴트 파라미터값이 복수의 파라미터 중 적어도 하나에 할당된다. 복수의 파라미터 중 하나는 선택 유닛에 의해 선택된다. 시뮬레이션 유닛이 디폴트 파라미터값 중 적어도 하나에 기초하여 적어도 하나의 순차적인 패턴을 설정한다. 분석 유닛이 적어도 하나의 순차적인 패턴에 기초하여 그리고 적어도 하나의 한계에 기초하여 선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터값의 범위를 설정한다. 새로운 파라미터값이 결정 유닛에 의해 허용 가능한 파라미터값의 범위 내에서 결정된다.

Description

MRI 시퀀스를 설정하기 위한 방법 {METHOD FOR SETTING AN MRI SEQUENCE}
본 발명은 MRI 시퀀스(sequence)를 설정하기 위한 방법 및 MRI 시퀀스를 설정하기 위한 방법을 실행하도록 설계된 자기 공명 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
자기 공명 장치로 피조사 물체(object under investigation)의 자기 공명 영상(magnetic resonance imaging: MRI)을 수행하기 위해, 무선 주파수 여기 펄스가 RF 안테나 유닛의 보조로 발생되고, 이 펄스의 보조로 핵 스핀(nuclear spin)이 이들의 평형 상태 외로 유도된다. 이후에, RF 안테나 유닛에 의해 판독되는 측정 가능한 자기 공명 신호가 발생한다. 이 자기 공명 신호에 대한 위치 정보를 제공하기 위해, 자기장 구배가 구배 코일 유닛의 보조로 발생된다. 자기 공명 신호의 여기 및 판독과 자기장 구배의 발생의 타이밍은 시퀀스에 의해 설정된다.
어느 검사 목표가 추구되는지에 따라, 예를 들어 구배 반향 시퀀스 및/또는 스핀 반향 시퀀스와 같은 상이한 시퀀스 유형이 적용될 수 있다. 시퀀스는 일반적으로, 종종 또한 k-영역 및/또는 공간 주파수 영역이라 칭하는 측정 영역의 상이한 영역이 취득될 수 있는 복수의 반복을 포함한다. 시퀀스는 통상적으로 예를 들어, 반복 시간(TR), 반향 시간(TE), 플립각(flip angle), 판독 대역폭 등과 같은 파라미터에 의해 기술된다. 사용자 인터페이스의 보조에 의해, 조작자는 통상적으로 이들 파라미터에 대한 파라미터값을 입력할 수 있다.
특히 선택된 시퀀스 유형 및 자기 공명 장치의 실시예에 의존하는 이들 파라미터 사이의 광범위한 종속성 및/또는 상호작용에 의해, 이용 가능한 파라미터값의 영역은 서로 상호적으로 영향을 미쳐 단지 특정 파라미터군(parameter constellation)만이 가능하게 된다.
[선행기술문헌]
1. 미국특허공개공보 US 2015/0293190 A1 (2015.10.15 공개)
2. 미국특허공개공보 US 2015/0293191 A1 (2015.10.15 공개)
본 발명의 목적은 조작자가 시퀀스의 조정을 위한 최대 가능한 수의 파라미터군을 적절하게 허용하게 하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항의 특징에 의해 성취된다. 유리한 실시예는 종속 청구항에 설명되어 있다.
이에 따라, 자기 공명 영상 시퀀스를 설정하기 위한 본 발명에 따른 방법은 이하의 단계를 포함하는데: 적어도 하나의 한계가 한계 제공 유닛에 의해 제공된다. 시퀀스의 복수의 파라미터가 파라미터 제공 유닛에 의해 제공되고, 디폴트 파라미터값이 복수의 파라미터 중 적어도 하나, 이상적으로는 각각에 할당된다. 복수의 파라미터 중 하나가 선택 유닛에 의해 선택된다. 디폴트 파라미터값 중 적어도 하나에 기초하여 시뮬레이션 유닛에 의해 적어도 하나의 순차적인 패턴을 설정한다. 적어도 하나의 순차적인 패턴에 기초하여 그리고 적어도 하나의 한계에 기초하여, 분석 유닛이 선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터값의 범위를 결정한다. 허용 가능한 파라미터값의 범위 내에서, 새로운 파라미터값이 결정 유닛에 의해 결정된다.
특정 시퀀스에 순응되는 방법에 비교하여, 시퀀스에 거의 독립적으로 동작하는 유닛이 시뮬레이션 유닛 및/또는 분석 유닛의 경우에 바람직하게 수반되기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 임의의 시퀀스에 적용이 간단하다.
방법은 일반적으로 다수회 수행될 수 있어, 예를 들어 복수의 새로운 파라미터값, 특히 다양한 파라미터를 결정한다. 따라서, 시퀀스가 반복적으로 조정되고 그리고/또는 최적화될 수 있다.
허용 가능한 파라미터값의 범위는 특히 접속되거나 중단될 수 있는데, 즉 복수의 비접속된 간격을 포함할 수 있다. 새로운 파라미터값은 허용 가능한 파라미터값의 범위 내에서 그리고/또는 조작자에 의해 결정될 수 있다. 결정이 조작자에 의해 수행되면, 이상적으로 조작자는 선택된 파라미터에 대한 가능한 파라미터값을 적절하게 설정할 수 있다. 이를 위해, 허용 가능한 파라미터값의 범위는 바람직하게는 출력 유닛, 예를 들어 모니터를 사용하여 조작자를 위해 표시된다. 이 디스플레이는 특히 컬러 및/또는 그래픽 인코딩될 수 있어 조작자가 새로운 파라미터값을 결정하는 것을 가능하게 한다. 유리하게는, 측정 데이터는 새로운 파라미터값에 기초하여 자기 공명 장치에 의해 취득될 수 있다.
한계는 특히 그 충족이 동작을 위해 유리한, 특히 필요하고 그리고/또는 필수불가결한 조건을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 적어도 하나의 한계는 적어도 하나의 장치 한계 및/또는 적어도 하나의 적용 한계를 포함할 수 있다.
장치 한계는 특히 자기 공명 영상이 수행되어야 하는 자기 공명 장치의 실시예로부터 발생하는 제한을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 자기 공명 장치의 구배 코일 유닛에 의해 발생될 수 있는 최대 구배 진폭 및/또는 최대 슬루율(slew rate)은 예시적이다. 슬루율은 통상적으로 구배 진폭의 시간 도함수의 양을 의미하는 것으로 이해될 수 있는데, 즉 무엇보다도 부호에 무관한 구배 진폭의 변화율이 이해되어야 한다.
적용 한계는 특히, 시퀀스의 수행 때문에, 자기 공명 장치 및/또는 피조사 물체, 특히 인간 또는 동물 환자의 영향으로부터 발생하는 제한을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 과도하게 높은 구배 진폭의 적용은 자기 공명 장치 또는 자기 공명 장치의 부분의 과도한 가열을 유발할 수도 있는 것이 가능하다. 기술적인 제한과는 별개로, 생리학적 제한이 또한 존재할 수도 있다. 예를 들어, 자기 공명 장치의 부정확한 동작은 환자의 말초 신경의 과도한 자극을 야기할 수도 있다.
적어도 하나의 한계는 적어도 하나의, 바람직하게는 조정 가능한 안전 버퍼를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 여전히 단지 가능한 물리적 및/또는 생리학적 한계값은 한계이지만 최대 가능한 한계값과는 어림적으로 상이한 값으로서 제공되지 않는다. 이 방식으로, 자기 공명 장치의 동작 안전이 증가될 수 있다.
적어도 하나의 한계는 한계 제공 유닛에 의해 액세스된 데이터베이스 내에 저장될 수 있다. 유리하게는, 한계 제공 유닛은 적어도 하나의 한계를 분석 유닛에 전송한다.
유리하게는, 복수의 파라미터가 시퀀스를 기술하고 그리고/또는 결정하기 위해 적합하다. 예시적인 파라미터는 반복 시간(repetition time: TR) 및/또는 반향 시간(echo time: TE) 및/또는 플립각(flip angle) 및/또는 판독 대역폭 및/또는 층 배향 및/또는 시야(field of view: FoV)이다.
복수의 파라미터 및/또는 파라미터에 할당된 디폴트 파라미터값이 파라미터 제공 유닛에 의해 액세스된 데이터베이스 내에 저장될 수 있다. 유리하게는, 파라미터 제공 유닛은 복수의 파라미터 및/또는 파라미터값을 출력 유닛에 전송하여 이들 및/또는 그로부터 유도된 파라미터 및/또는 파라미터값을 조작자에게 적어도 부분적으로 표시한다.
선택은 조작자에 의해 그리고/또는 자동적으로 수행될 수 있다. 조작자가 선택을 수행하면, 선택 유닛은 유리하게는 예를 들어 모니터를 갖는 입력 유닛을 포함한다. 조작자는 예를 들어, 원하는 파라미터에 할당된 모니터 상의 입력 필드를 선택함으로써 선택을 수행한다. 이 입력 필드는 예를 들어, 새로운 파라미터값을 수동으로 입력함으로써, 이후에 변경될 수 있는 디폴트 파라미터값을 예를 들어 미리 가질 수도 있다. 자동 선택은 특히, 조작자가 수동으로 개입해야 할 필요성 없이, 시퀀스가 예를 들어 기간과 관련하여 최적화되도록 구조화될 수 있다.
순차적인 패턴은 통상적으로, 예를 들어 여기 펄스 및/또는 구배 펄스 및/또는 판독 절차와 같은 시퀀스 이벤트의 시간적 시퀀스를 묘사한다. 적어도 하나의 순차적인 패턴의 결정은 시퀀스의 시간적 언롤링(unrolling)을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 적어도 하나의 순차적인 패턴의 결정은 특히 선택된 파라미터에 할당되지 않은 하나 이상의 파라미터값에 기초하여 발생한다.
순차적인 패턴의 결정은 값의 테이블의 계산을 포함할 수도 있고, 여기서 값의 테이블은 제1 칼럼 및 제2 칼럼을 포함하고, 제1 칼럼은 적어도 하나의 시간값을 포함하고, 제2 칼럼은 적어도 하나의 시간값에 할당된 적어도 하나의 이력값을 포함한다. 프로세스에서, 시간값은 통상적으로 순차적인 패턴의 시간에 대응하여, 값의 테이블의 라인의 수가 순차적인 패턴의 횟수로부터 발생하게 된다. 이력값은 통상적으로 파라미터값 중 적어도 하나에 종속한다.
가능한 이력값은 예를 들어, 구배 코일 유닛의 물리적 구배축, 즉 물리적 구배축들에 적용되어야 하는 구배 진폭일 수도 있다. 구배 진폭을 포함하는 순차적인 패턴은 바람직하게는 보정 구배 및/또는 보상 구배, 특히 에디 전류 보상 구배를 고려하여, 순차적인 패턴이 구배 코일 유닛의 실제 구현예를 묘사하게 된다. 방법은 따라서 추상화된 형태의 임의의 고려에 의한 것보다 가능하게는 더 정확하게 이 양태에 따라 동작한다.
구배 코일 유닛은 통상적으로 x축, y축 및 z축이라 칭할 수 있는 3개의 물리적 구배축을 포함한다. 원통형 환자 수용 영역을 갖는 자기 공명 장치의 경우에, z축은 종종 환자 수용 영역의 실린더축에 대응한다. z축에 대해 직각인 수직축은 종종 y축으로 정의되고, y축 및 z축에 대해 직각인 수평축은 x축으로 정의된다.
단지 제한된 구배 진폭, 즉 최대 구배 진폭만이 통상적으로, 제한된 슬루율, 즉 최대 슬루율을 갖고 통상적으로 변경될 수 있는 3개의 물리적 구배축의 각각에 적용될 수 있다.
논리적 구배축은 물리적 구배축으로부터 구별될 수 있다. 논리적 구배축은 통상적으로 3차원 직각 좌표계를 일반적으로 형성하는 층 선택 구배축, 위상 코딩 구배축 및 주파수 코딩 구배축을 포함한다. 물리적 구배축에 대한 논리적 구배축의 상대 위치는 통상적으로 측정 영역, 특히 측정을 위한 층의 배향을 설정한다.
층 선택 구배는 통상적으로 층 선택 구배축에 평행하게 적용된다. 종종 또한 층 선택 구배라 약칭되는 층 선택 구배 펄스의 보조에 의해, 원자핵이 특히 원하는 층 내에서 여기될 수 있다. 더욱이, 종종 또한 위상 코딩 구배라 약칭되는 위상 코딩 구배 펄스는 통상적으로 위상 코딩 구배축에 평행하게 적용되고, 종종 또한 주파수 코딩 구배라 약칭되는 주파수 코딩 구배 펄스는 주파수 코딩 구배축에 평행하게 적용된다. 위상 코딩 구배 및 주파수 코딩 구배는 일반적으로 여기된 층 내의 자기 공명 신호의 공간적 코딩을 가능하게 한다. 주파수 코딩 구배는 자기 공명 신호의 판독 중에 동시에 통상적으로 적용되기 때문에 판독 구배라 또한 칭할 수 있다.
측정 영역 및/또는 측정층의 배향 및/또는 경사에 따라, 논리적 구배축은 또한 통상적으로 물리적 구배축으로부터 벗어나서, 측정 영역 및/또는 측정층의 배향 및/또는 경사에 따라, 논리적 구배축의 구배 펄스가 물리적 구배축 위로 확산되게 한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 순차적인 패턴은 복수의 시간을 포함한다. 선택된 파라미터의 특정 파라미터값이 허용 가능한지, 달리 말하면 허용 가능한 파라미터값의 범위 이내에 있는지 여부를 설정하기 위해, 각각의 시간은 바람직하게는 적어도 하나의 한계의 견지에서 검사된다. 다른 한편으로, 순차적인 패턴의 검사가 중단될 수 있도록 순차적인 패턴의 파라미터값이 허용 가능하지 않은 것을 설정하기 위해, 적어도 하나의 한계가 부합되지 않는 단지 하나의 시간을 발견하는 것이 통상적으로 충분하다.
도시된 예와 관련하여, 이에 따라 값의 테이블은 각각의 시간값에 대해 결정되는데, 이 파라미터값은 최대 구배 진폭을 초과하는 이 시간값에 속하는 구배 진폭 없이 가능하다. 유추하여, 슬루율이 또한 검사될 수 있다.
선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터값의 범위를 결정하기 위해, 다양한 시험 파라미터값이 선택된 파라미터의 파라미터값에 대해 결정되는데, 즉 선택된 파라미터의 파라미터값이 변동될 수 있다. 각각의 시험 파라미터값에 대해, 바람직하게는 적어도 하나의 순차적인 패턴이 결정되는데, 이 순차적인 패턴은 적어도 하나의 한계에 관하여 분석 유닛에 의해 검사된다. 하나의 파라미터값, 특히 선택된 파라미터의 파라미터값을 변동함으로써, 다양한 시험 순차적인 패턴이 따라서 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 시험 순차적인 패턴이 제1 파라미터값에 대해 결정되고, 제2 시험 순차적인 패턴이 제2 파라미터값에 대해 결정되는 등이다.
적어도 하나의 한계가 복수의, 즉 하나 초과의 한계를 포함하는 한, 복수의 한계가 지정된 시퀀스로 검사되는 것이 제안된다. 예를 들어, 최대 구배 진폭이 제1 한계로서, 최대 슬루율이 제2 한계로서, 최대 자극이 제3 한계로서, 그리고 최대 온도 증가가 제4 한계로서 검사될 수 있다. 특히, 검사는 한계가 충족되지 않자마자 중단될 수 있다. 복수의 한계를 우선순위화함으로써, 허용 가능한 파라미터값의 범위가 효율적으로 결정될 수 있다.
일 실시예는 적어도 하나의 순차적인 패턴이 시퀀스의 섹션을 기술하는 것을 제공한다. 따라서, 적어도 하나의 순차적인 패턴이 반드시 완전한 시퀀스에 대해서 발생되는 것은 아니라 단지 시퀀스의 특정 부분에 대해 발생되는 것이 고려 가능하다. 유리하게는, 섹션은 이 섹션의 검사로부터 선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터값의 범위가 예를 들어 외삽에 의해 전체 시퀀스에 대해 결론내려질 수 있도록 전체 시퀀스를 대표한다.
바람직하게는, 순차적인 패턴은 그에 의해 외부 k-공간점이 인코딩되는 시퀀스의 섹션을 기술한다. 바람직하게는, 이러한 외부 k-공간점은 전체 k-공간에 관하여 k-공간의 중심으로부터 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 80%, 특히 바람직하게는 적어도 90%에 위치된다.
일 실시예는 허용 가능한 파라미터값의 범위가 완전 탐색 및/또는 2진 탐색, 특히 간격 네스팅(interval nesting)의 보조에 의해 결정되는 것을 제공한다.
바람직하게는, 완전 탐색 및/또는 2진 탐색에 대해, 검사될 파라미터값의 범위는 이산화되는데, 즉 유한 수의 가능한 파라미터값으로 분할된다. 바람직하게는, 이 분할은 일정한 증분으로 발생하는데, 즉 각각의 가능한 파라미터값은 가장 가까운 가능한 파라미터값으로부터 동일한 거리에 있다. 그러나, 거리가 변동하는 것이 또한 고려 가능하다.
완전 탐색은 무엇보다도 비-볼록 파라미터 범위에 대해 적합한데, 즉 무효값이 비-볼록 파라미터 영역의 유효 최소값과 유효 최대값 사이에 존재한다. 유효값은 적어도 하나의 조건이 만족되는 그 적용을 통한 파라미터값을 의미하는 것으로 여기서 이해되어야 한다. 이에 따라, 적용 불가능한 값은 여기서 이것이 해당하지 않는 파라미터값을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이는 예를 들어, 물리적 구배축에 대한 논리적 구배축의 상대 위치를 기술하는 회전각에 관련한다.
바람직하게는, 완전 탐색에서, 하나씩 순차적인 패턴이 다양한, 예를 들어 연속적인 파라미터값에 대해 각각 결정되고 각각의 파라미터값이 허용 가능한지 여부에 대해 검사된다. N개의 가능한 파라미터값을 갖는 완전 탐색에서, 통상적으로 모든 N개의 파라미터값이 또한 시험 파라미터값으로서 검사되어야 한다.
2진 탐색은 허용 가능한 파라미터값의 범위를 점진적으로 효율적으로 제한한다.
제1 시작 파라미터값 및 제2 시작 파라미터값은 통상적으로 2진 탐색 내에 존재한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 한계는 제1 시작 파라미터값을 사용할 때 만족된다. 2진 탐색의 제1 단계에서, 제1 시험 파라미터값으로서 파라미터값이 제1 및 제2 시작 파라미터값 사이의 중간에서 발견되는 적어도 하나의 한계의 견지에서 검사되는데, 즉 이 시험 파라미터값이 사용될 때 하나 이상의 한계가 만족되는지 여부가 검사된다. 중앙 파라미터값은 유리하게는 검사를 위한 시험 파라미터값의 양을 2개의 부분 양으로 분할하는데, 그 시험 파라미터값의 수는 최대한 1만큼 상이하다.
제1 시험 파라미터값의 검사가 적어도 하나의 한계가 만족되는 것을 나타내면, 제2 단계에서, 파라미터값은 제2 시작 파라미터값과 제1 시험 파라미터값 사이의 중간에서 발견되는 제2 시험 파라미터값으로서 검사된다. 그렇지 않으면, 파라미터값은 제1 시작 파라미터값과 제1 시험 파라미터값 사이의 중간에서 발견되는 제2 시험 파라미터값으로서 검사된다. 이 원리에 따르면, 허용 가능한 파라미터 범위는 그 적용 동안에 적어도 하나의 조건이 여전히 단지 만족되는 외부 파라미터값이 발견될 때까지 더욱 더 제한되는데, 즉 파라미터값은 적어도 하나의 한계를 침해하는 외부 파라미터값에 인접한다. 이 방법은 탐색 영역의 길이가 단계로부터 단계로 반감되어 통상적으로 N개의 가능한 파라미터값에 의해, 단지 log2(N+1) 시험 파라미터값이 검사될 필요가 있게 되기 때문에 특히 효율적이다.
2진 탐색이 제2 시작 파라미터값의 적용 중에, 적어도 한계가 또한 만족되는 것을 나타내면, 검사된 파라미터값의 범위가 제2 시작 파라미터값을 넘어 연장하는 새로운 2진 탐색이 유리하게 발생하는데, 즉 제2 시작 파라미터값은 진행중인 2진 탐색값 내의 새로운 제1 시작 파라미터로서 기능하고 새로운 제2 시작 파라미터값은 원래 2진 탐색의 제2 시작 파라미터값에 대한 것보다 제1 시작 파라미터값에 대한 더 큰 차이가 존재하는 것에 대해 선택된다.
2진 탐색은 볼록 파라미터 범위에 대해 특히 유리하다. 볼록 파라미터 범위는 통상적으로 모든 값이 유효한 것들 사이에서 최소값 및 최대값을 갖는다. 일반적으로, 이 가정은 예를 들어 반향 시간, 반복 시간 및/또는 시야와 같은 다수의 파라미터에 대해 유효하다.
바람직하게는, 2진 탐색에 대한 제1 시작 파라미터값 및 제2 시작 파라미터값이 적어도 하나의 한계로부터 유도된다. 따라서, 적절한 시작 파라미터값은 적어도 하나의 한계에 기초하여 간단한 평가 방법에 의해 결정될 수 있는 것이 고려 가능하다.
일 실시예는 적어도 하나의 한계가 적어도 하나의 절대 한계, 특히 적어도 하나의 절대 최대 구배 진폭 및/또는 슬루율, 및 적어도 하나의 한계, 특히 적어도 하나의 어림 최대 구배 진폭 및/또는 슬루율을 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 절대 한계는 파라미터값의 절대 범위를 설정하고, 적어도 하나의 어림 한계는 파라미터값의 어림 범위를 설정한다. 파라미터값의 절대 범위와 파라미터값의 어림 범위의 적어도 하나의 차이 영역에서, 허용 가능한 부분 파라미터값의 범위가 결정될 수 있다. 허용 가능한 파라미터값의 범위는 이에 의해 파라미터값의 어림 범위 및 적어도 하나의 허용 가능한 부분 파라미터값의 범위를 포함한다.
절대 한계는 특히 항상 관찰되어야 하는 그리고/또는 임의의 상황 하에서 초과되지 않을 수도 있는 제한을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 장치의 구배 코일은 그 전자 및 기계적 실시예 때문에 단지 특정의 절대 최대 구배 진폭 및/또는 슬루율을 생성할 수 있다. 절대 한계는 통상적으로 임의의 다른 한계에 독립적이다.
어림 한계는 유리하게는 그 결과로서 하나 이상의 절대 한계가 가능하게는 초과될 수도 있는 파라미터군을 배제하고, 여기서 파라미터군은 파라미터값의 세트를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
전술된 바와 같이, 가장 변동된 종속성 및/또는 상호작용이 이들 파라미터 사이에 존재할 수도 있어, 예를 들어 제1 파라미터(P1)의 제1 파라미터값(PW1)이 제2 파라미터(P2)의 제2 파라미터값(PW2) 그리고 적용 가능하면 다른 파라미터값의 함수(f)로서 표현되는 것을 가능하게 한다: PW1=f(PW2, ...). 어림 한계는 바람직하게는 제2 파라미터(P2)에 대한 제2 파라미터값의 범위(R2)를 제한하는 한계이어서, 제2 파라미터(P2)에 대해 임의의 파라미터값(PW2)이 파라미터값의 범위(R2)로부터 선택될 수 있게 되어, 적어도 하나의 한계를 만족하는 파라미터값(PW1)이 항상 제1 파라미터(PW1)에 대해 생성되는 것을 가능하게 한다.
이는 바람직하게는 임의의 부가의 파라미터값(PW3)에 적용된다. 특히, 어림 한계는 바람직하게는 제2 파라미터(P2)에 대한 제2 파라미터값의 범위(R2)를 제한하는 한계이어서, 제3 파라미터(P3)에 대해 임의의 파라미터값(PW3)이 파라미터값의 범위(R3)로부터 선택될 수 있게 되어, 적어도 하나의 한계를 만족하는 파라미터값(PW1)이 항상 제1 파라미터(PW1)에 대해 생성되는 것을 가능하게 한다.
적어도 하나의 어림 한계는 따라서 단지 파라미터군(PW2, PW3, ...)만을 허용하고, 이에 대해 제1 파라미터(P1)는 허용 가능한 파라미터 범위 내에 있는 그리고 특히 파라미터값의 어림 범위(R1,con) 내에 있는 파라미터값(PW1)을 취하는데, 즉 파라미터값의 어림 범위(R1,con)는 적어도 하나의 어림 한계의 결과인 파라미터값(PW1)을 포함한다.
예를 들어, 예로서 특히 물리적 구배축의 최대 구배 진폭 및/또는 슬루율의 1/√3로 제한되는, 논리적 구배축 상의 구배 진폭 및/또는 슬루율의 제한과 같은 어림 구배 한계를 경유하여, 예로서 물리적 구배축 상의 최대 구배 진폭 및/또는 슬루율과 같은 절대 구배 한계가 물리적 구배축에 대한 논리적 구배축의 각각의 상대 위치에서 관찰되게 하는 것이 가능하다.
더 추상적인 표기로 외삽되어, 예로서 물리적 구배축의 구배 진폭은 최대한 하나의 최대 구배 진폭(Gmax,phys)을 취할 수 있는 제1 파라미터값(PW1)으로서 간주될 수 있는데, 즉 PW1∈[0;Gmax,phys]이다. 논리적 구배축의 구배 진폭(Gmax,log)을 Gmax,log=Gmax,phys/√3로 제한함으로써, 즉, PW2∈[0;Gmax,log] 물리적 구배축에 대한 논리적 구배축의 상대 위치를 기술하는 회전각(P3)은 임의의 회전값(PW3)을 취할 수 있는데, 즉 PW3∈[0;360°]이다.
특히, 예를 들어 어림 구배 한계와 같은 적어도 하나의 어림 한계를 관찰할 때, 복수의 파라미터의 적어도 하나의 파라미터값, 특히 예를 들어 회전 파라미터와 같은 측정 범위의 배향을 설정하는 파라미터가 자유롭게 결정될 수 있다.
유리하게는, 하나 이상의 어림 한계로부터 유도된 파라미터값의 어림 범위는 예를 들어 2진 탐색을 사용하여 검사될 필요가 없어, 방법이 가속화되는 것을 가능하게 한다. 바람직하게는 따라서, 전체 절대 파라미터 범위가 아니라, 단지 파라미터값의 어림 범위를 초과하는 절대 파라미터 범위만이 검사된다.
바람직하게는, 어림 파라미터 범위를 제한하는 파라미터값이 2진 탐색의 제1 시작 파라미터값으로서 사용될 수 있다. 더욱이, 바람직하게는, 절대 파라미터 범위를 제한하는 파라미터값이 2진 탐색의 제2 시작 파라미터값으로서 사용될 수 있다.
완전 탐색 및/또는 2진 탐색이 완전히 또는 부분적으로 생략될 수 있는 허용 가능한 파라미터값의 범위를 결정하기 위한 다른 변형예가 고려 가능하다. 다른 실시예는 따라서 적어도 하나의 한계가 적어도 하나의 물리적 구배축에 대한 적어도 하나의 최대 구배 특성을 포함하는 것을 제공하고, 여기서 구배 최적화값이 적어도 하나의 최대 구배 특성 및 적어도 하나의 순차적인 패턴에 기초하여 적어도 하나의 물리적 구배축의 각각에 대해 결정되고, 허용 가능한 파라미터값의 범위는 적어도 하나의 구배 최적화값에 기초하여 결정된다.
특히, 논리적 구배축의 적어도 하나의 최대 구배 특성이 결정되고, 그에 기초하여 허용 가능한 파라미터값의 범위가 결정되는 것이 고려 가능하다. 이는 예를 들어, 다양한 시퀀스 세그먼트의 최소 주기가 추가될 때 발생한다. 2진 탐색은 전술된 바와 같이, 유리하게는 프로세스에서 불필요하다.
순차적인 패턴의 각각의 시간에 대한 적어도 하나의 구배 최적화값을 결정하기 위해, 예를 들어 구배 진폭 및/또는 슬루율과 같은 순차적인 패턴에 의해 미리 규정된 구배 특성에 대한 예를 들어 최대 구배 진폭 및/또는 최대 슬루율과 같은 최대 구배 특성의 비가 바람직하다. 게다가, 구배 특성은 또한 예를 들어 자극과 같은 구배 진폭 및/또는 슬루율에 종속하는 특성을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이에 따라, 구배 프로파일은 또한 시뮬레이션 시퀀스를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
적어도 하나의 순차적인 패턴은 통상적으로 적어도 하나의 디폴트 파라미터값의 결과이다. 바람직하게는, 구배 최적화값의 전술된 비의 최소값, 즉 구배 최적화값은 적어도 하나의 순차적인 패턴의 최대값에 대한 최대 구배 특성의 최소비에 기초하여 결정될 수 있다.
미리 규정된 구배 특성은 이 최소값에 기초하여 조정될 수 있는데, 특히 구배 최적화값에 미리 규정된 구배 특성의 곱셈은 새로운 구배 특성을 야기한다. 이는 임의의 구배 한계 없이 구배 특성이 최적화된, 특히 최대 레벨이 되게 하는 것을 가능하게 한다.
구배 최적화값은 1보다 클 수도 있는데, 즉 미리 규정된 구배 특성이 증가된다. 그러나, 이는 또한 1보다 작을 수도 있는데, 즉 감소된다. 값 1이 구배 최적화값으로서 발생하면, 일반적으로 구배 특성이 불변 유지된다.
일반적으로, 변경된 허용 가능한 파라미터값의 범위는 변경된 구배 특성으로부터 발생한다. 따라서, 예를 들어, 구배 진폭의 증가의 결과로서, 반향 시간을 위한 허용 가능한 파라미터값의 범위의 팽창은 구배 펄스가 구배 펄스의 토크를 변경하지 않고 감소될 수 있기 때문에 성취될 수 있어, 또한 반향 시간의 감소를 가능하게 한다. 따라서, 예를 들어, 검사를 위해 요구되는 시간이 감소될 수 있다.
방법의 유리한 실시예에서, 허용 가능한 파라미터값의 범위를 결정할 때, 시퀀스의, 특히 시퀀스의 전개의 최적화 분석이 수행된다. 최적화 분석은 적어도 하나의 구배 최적화값의 보조에 의해 수행될 수 있다.
바람직하게는, 최적화 분석은 적어도 하나의 한계가 초과되는지 여부 및/또는 무엇에 의해 초과되는지를 결정하는데 사용된다. 바람직하게는, 시퀀스는 예를 들어 적어도 하나의 구배 펄스와 같은 적어도 하나의 시퀀스 객체를 포함하고, 여기서 최적화 분석은 어느 시퀀스 객체가 적어도 하나의 한계를 초과하는지를 설정하는데 사용된다. 시퀀스로의 피드백은 이 정보를 갖고 발생할 수 있다.
적어도 하나의 구배 특성의 가능한 조정은 최적화 분석에 기초하여 분석될 수 있다. 예를 들어, 변화의, 특히 증가 및/또는 감소의, 구배 진폭 및/또는 슬루율의 효과가 시퀀스에서 시험될 수 있다.
바람직하게는, 최적화 분석은 최적화 규칙에 기초하여 발생한다. 예를 들어, 최적화 규칙은 최적화 분석의 결과에 대한 시퀀스의 가능한 반응에 의해, 특히 구배 펄스의 토크가 일정하게 유지되는 상태로 자기 공명 신호의 코딩이 유지되어야 하는 것을 결정하는데 사용될 수 있다. 최적화 규칙은 분석 유닛 내에 저장될 수 있다.
더욱이, 최적화 분석은 단지 특정 구배 펄스, 특히 결정될 파라미터값의 범위를 제한하는 것들의 변경을 제공하는 것이 고려 가능하다.
다른 실시예는 적어도 하나의 한계가 적어도 하나의 물리적 구배축에 대해, 적어도 하나의 최대 구배 특성, 특히 최대 구배 진폭 및/또는 최대 구배 상승 시간을 포함하는 것을 제공한다. 선택된 파라미터는 회전각 파라미터에 종속한다. 특히, 선택된 파라미터는 회전각 파라미터이다. 더욱이, 적어도 하나의 순차적인 패턴을 결정할 때, 복수의 시간을 포함하는 구배 특성의 적어도 하나의 순차적인 패턴이 결정된다. 각각의 적어도 하나의 물리적 구배축 상의 구배 특성의 유클리드합(Euclidean total)은 복수의 시간의 각각에 대해 결정되고 적어도 하나의 최대 구배 특성에 비교된다.
이 맥락에서, 회전각 파라미터는 물리적 구배축에 대한 논리적 구배축의 회전을 기술하는 각도를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
벡터 v=(v1, v2, v3)의 유클리드합은 통상적으로 (v1 2+v2 2+v3 2)0.5로서 계산된다. 이 맥락에서, 구배 특성은 벡터, 즉 G=(Gx, Gy, Gz)를 갖는 구배 진폭 및/또는 구배 상승 시간 S=(Sx, Sy, Sz)로서 이해될 수 있고, 여기서 Gx 및 Sx는 x축 상에 구배 진폭 및 구배 상승 시간을 표현하고, Gy 및 Sy는 y축 상에 구배 진폭 및 구배 상승 시간을 표현하고, Gz 및 Sz는 z축 상에 구배 진폭 및 구배 상승 시간을 표현한다. 이에 따라, 구배 진폭의 유클리드합은 (Gx 2+Gy 2+Gz 2)0.5에 의해 계산될 수 있고 그리고/또는 구배 상승 시간의 유클리드합은 (Sx 2+Sy 2+Sz 2)0.5에 의해 계산될 수 있다.
회전각의 파라미터 범위는 일반적으로 볼록하지 않기 때문에, 유클리드합을 경유하는 검사 없이, 완전 탐색이 전술된 바와 같이 필요할 수도 있다. 완전 탐색은 통상적으로 많은 수의 시험될 회전각 및 최종 순차적인 패턴 때문에 비교적 시간 소모적일 것이다. 유클리드합을 결정함으로써, 필요하다면 단지 하나의 순차적인 패턴에 기초하여, 구배 특성은 최대 구배 특성의 충족에 대해 검사될 수 있는데, 즉 순차적인 패턴은 다수의 회전각 파라미터값에 대해 생성되어 검사될 필요가 없다.
회전각 파라미터는 통상적으로 단지 시퀀스 타이밍에 대해 간접적인 영향만을 갖는데, 즉 시퀀스 내의 타이밍은 회전각 파라미터값을 변경하는 결과로서 통상적으로 변화하지 않는다. 예를 들어, 반향 시간 및/또는 반복 시간 및/또는 판독 대역폭의 변화의 경우에, 예를 들어, 여기 또는 판독 절차와 같은 개별 이벤트 사이의 시간 간격 및 따라서 또한 구배 프로파일이 종종 변화하지만, 이들은 회전각 파라미터값이 변경될 때 일정하게 유지된다. 구배 프로파일은 구배 진폭 및/또는 슬루율의 프로파일을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
바람직하게는, 최대 구배 특성이 구배 특성의 유클리드합만큼 초과될 때, 적어도 하나의 허용 가능한 회전각 파라미터값이 완전 탐색의 도움으로 결정된다. 바람직하게는, 회전각 파라미터가 적어도 하나의 한계에 관하여 검사된다. 시험될 회전각 파라미터값은 분해능을 가질 수도 있고, 예를 들어 0.01°의 증분을 갖는 -180° 내지 +180°의 각도가 검사될 수 있는데, 이는 총 36000개의 값을 의미할 것이다. 시퀀스의 파라미터는 통상적으로 회전 종속성이고 종속성은 통상적으로 비선형이기 때문에, 모든 가능한 값은 유리하게 시험된다.
방법의 다른 실시예는 검사가 시간으로부터 시간으로 적어도 하나의 회전각 값 중 하나에 대해 점진적으로 수행되는 것을 제공하고, 여기서 최대 구배 특성, 특히 최대 구배 진폭 및/또는 최대 슬루율이 초과되면, 검사는 각각의 시간에 할당된 구배 특성에 의해 중단된다.
최대 구배 특성이 소정 시간 동안 초과되게 유도하는 회전각 값에 대해, 유리하게는 따라서 추가의 검사가 다른 시간에 대해 수행되지 않는다. 오히려, 이러한 회전각 값이 저장되어 검사의 완료 후에 금지되는 것으로서 마킹될 수 있다. 검사의 효율은 따라서 그 결과로서 증가될 수 있다.
방법의 실시예는 시퀀스의 적어도 하나의 독립적인 파라미터의 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위가 결정되는 것을 제공한다. 시퀀스의 적어도 하나의 종속 파라미터의 적어도 하나의 종속 파라미터값은 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위 및 적어도 하나의 한계에 기초하여 검사된다.
적어도 하나의 독립적인 파라미터의 독립적인 파라미터값의 범위를 결정하기 위해, 예를 들어 적어도 하나의 파라미터는 파라미터 제공 유닛에 의해 제공될 수 있다. 적어도 하나의 파라미터가 선택되고 제공된 파라미터로부터 선택 유닛에 의해 독립적인 파라미터로서 결정될 수 있다.
적어도 하나의 독립적인 파라미터는 연계된 독립적인 파라미터값의 범위 내에서 자유롭게 선택될 수 있는 파라미터를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 독립적인 파라미터는 전술된 회전각에 관련할 수도 있다. 예를 들어 최대 구배 진폭 및/또는 최대 슬루율과 같은 구배 특성의 이용과 관련하여 미리 최적화된 시퀀스에 기초하여, 동시 회전 독립성이 구배 특성을 이용할 때 상당한 코팅을 행하지 않고 여기에 설명된 방법의 실시예를 경유하여 성취될 수 있다.
적어도 하나의 종속 파라미터는 적어도 하나의 종속 파라미터에 종속하는 파라미터인 것이 이해될 수 있는데, 즉 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 변경이 적어도 하나의 종속 파라미터값에 대한 영향을 갖는다. 예를 들어, 물리적 구배축의 구배 진폭은 선택된 회전각 값에 종속될 수도 있다.
적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위 및 적어도 하나의 한계에 기초하는 시퀀스의 적어도 하나의 종속 파라미터의 적어도 하나의 종속 파라미터값의 검사를 통해, 예를 들어 최대 구배 진폭 및/또는 최대 슬루율을 초과하는 결과로서, 적어도 하나의 한계 및 적어도 하나의 독립적인 파라미터값을 갖는 독립적인 파라미터값의 범위 내의 값의 특히 임의적인 선택에 대해 상충이 발생할 수 있는지 여부를 판정하는 것이 가능하다.
검사는 예를 들어, 시뮬레이션 유닛에 의해 수행될 수도 있다. 특히, 전술된 방법은 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 모든 위치 회전각 값이 시험될 수 있다. 이는 특히 모든 각도 조정을 시도함으로써 그리고/또는 시퀀스의 각각의 시간 또는 선택에 대한 가장 바람직하지 않은 각도를 계산함으로써 발생할 수 있다.
바람직하게는, 시퀀스의 적어도 하나의 독립적인 파라미터의 적어도 하나의 종속 파라미터값은, 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 적어도 하나의 임계값에 대한 적어도 하나의 한계가 부합되지 않으면 조정된다.
예를 들어, 최대 구배 진폭 및/또는 최대 슬루율이 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 특정 임계값, 예를 들어 특정 회전각을 선택할 때 물리적 구배축 상에서 초과되면, 구배 펄스는 이에 따라 조정된다.
적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 적어도 하나의 임계값은 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 모든 가능한 값을 포함할 수도 있어, 따라서 임의의 상황 하에서 적어도 하나의 한계와의 비순응성을 회피한다.
그러나, 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 적어도 하나의 임계값은 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 모든 가능한 값의 범위를 포함하여, 예를 들어 회전각 및 다른 파라미터의 완전한 독립성이 성취되지 않지만 조정 가능한 영역이 실험값 및/또는 통계에 기초하게 되는 것이 또한 고려 가능하다. 예를 들어, 데이터베이스 내의 시퀀스 유형에 대해, 적어도 하나의 임계값을 위한 모든 가능한 값의 범위를 추론하기 위해 수행된 측정 등을 위해 선택된 실제 회전각이 저장되고 분석된다. 예를 들어, 헤드 검사에 대한 특정 시퀀스 유형에 대해, ±10°의 제한된 각도 범위가 95% 초과의 환자에서 발생하는 것이 발견될 수도 있다. 더 높은 시스템 관리가 따라서 압도적인 대부분의 검사에 대해 제공된다.
전술된 바와 같이, 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위는 적어도 하나의 회전각 파라미터의 회전 범위의 적어도 하나의 각도를 포함할 수도 있다. 그러나, 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위는 시야(FoV)의 적어도 하나의 영역 및/또는 분해능 및/또는 대역폭을 포함하는 것이 또한 고려 가능하다. 회전각의 독립성 이외에, 부가적으로 또는 대안적으로 환자로부터 환자로 종종 약간 변동할 수 있는 FoV와 같은, 다른 파라미터에 대한 더 많은 독립성이 따라서 고려될 수 있다.
더욱이, 자기 공명 영상 시퀀스를 설정하기 위한 방법을 실행하도록 설계된 자기 공명 장치가 제안된다. 바람직하게는, 자기 공명 장치는 적어도 하나의 한계를 제공하도록 설계된 한계 제공 유닛 및 시퀀스의 복수의 파라미터를 제공하도록 설계된 시퀀스 파라미터 제공 유닛을 포함한다. 더욱이, 자기 공명 장치는 바람직하게는 복수의 파라미터 중 하나의 선택을 가능하게 하도록 설계된 선택 유닛, 특히 입력 유닛, 및 적어도 하나의 선택된 파라미터에 기초하여 적어도 하나의 순차적인 패턴을 결정하도록 설계된 시뮬레이션 유닛을 포함한다. 더욱이, 자기 공명 장치는 바람직하게는 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴 및 적어도 하나의 한계에 기초하여 선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터값의 범위를 결정하도록 설계된 분석 유닛, 및 허용 가능한 파라미터값의 범위 내의 파라미터값의 결정을 가능하게 하도록 설계된 결정 유닛, 특히 입력 유닛을 포함한다. 바람직하게는, 자기 공명 장치는 결정된 파라미터값에 기초하여 데이터 취득을 수행하도록 설계된다.
본 발명에 따른 자기 공명 장치의 장점은 본질적으로 미리 상세히 수행되는 자기 공명 영상 시퀀스를 설정하기 위한 본 발명에 다른 방법의 장점에 대응한다. 마찬가지로, 여기에 언급된 특징, 장점 또는 대안 실시예는 또한 다른 청구된 객체에 전달될 수 있고 그 반대도 마찬가지이다.
달리 말하면, 목적 청구항, 즉 방법과 관련하여 설명되거나 청구되는 특징을 갖는 청구항이 전개될 수 있다. 방법의 대응 기능적 특징은 대응 객체 모듈에 의해, 특히 하드웨어 모듈에 의해 구체화된다.
게다가, 프로그램을 포함하고 자기 공명 장치의 프로그램 가능한 산술 유닛의 저장 유닛 내로 직접 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품이며, 프로그램이 자기 공명 장치의 산술 유닛에서 실행되면 자기 공명 영상 시퀀스를 설정하기 위한 방법을 실행하기 위한 프로그램 리소스를 사용하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제안된다.
컴퓨터 프로그램 제품은 컴파일링될 그리고 링크될 소스 코드, 또는 실행을 위해 자기 공명 장치의 산술 유닛의 저장 유닛 내로 단지 로딩될 실행 가능 소프트웨어 코드를 갖는 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 신속하게, 동일하게 반복 가능하게 그리고 강인하게 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 산술 유닛을 경유하여 본 발명에 따른 방법 단계를 실행할 수 있도록 구성된다. 산술 유닛은 예를 들어, 대응 메인 메모리, 대응 그래픽 카드 또는 각각의 방법 단계가 효율적으로 실행되는 것을 가능하게 하기 위한 대응 논리 유닛과 같은 각각의 요구에 부합해야 한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장되거나 또는 네트워크 또는 서버 상에 저장되고, 그로부터 시스템 제어 유닛의 프로세서 내로 로딩될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예는, 전자식으로 판독 가능한 제어 정보, 특히 소프트웨어가 그 위에 저장되어 있는 DVD, 자기 테이프 또는 USB 스틱이다. 본 발명은 따라서 상기 컴퓨터 판독 가능 매체에 기초할 수 있다.
본 발명의 다른 장점, 특징 및 상세는 이하에 설명된 예시적인 실시예로부터 도면을 참조하여 나타날 것이다. 서로 대응하는 부분은 모든 도면에서 동일한 도면 부호를 갖는다.
도 1은 자기 공명 장치의 도면,
도 2는 시퀀스의 세팅을 위한 방법의 예시적인 블록도.
도 3은 외부 영역을 갖는 k-공간을 도시하는 도면.
도 4는 3개의 예시적인 순차적인 패턴을 도시하는 도면.
도 5는 완전 탐색의 개략도.
도 6은 2진 탐색의 개략도.
도 7은 파라미터값의 절대 및 어림 범위의 개략도.
도 8은 다른 예시적인 순차적인 패턴을 도시하는 도면.
도 9는 다른 예시적인 순차적인 패턴을 도시하는 도면.
도 10은 시퀀스의 세팅을 위한 방법의 전개의 예시적인 블록도.
도 1은 자기 공명 장치(10)의 개략도를 도시하고 있다. 자기 공명 장치(10)는 강한 그리고 특히 시간적으로 일정한 주 자기장(13)의 발생을 위한 초전도성 주 자석(12)을 갖는 자석 유닛(11)을 포함한다. 게다가, 자기 공명 장치(10)는 환자(15)를 수용하기 위한 환자 수용 영역(14)을 포함한다. 본 예시적인 실시예에서 환자 수용 영역(14)은 원통형 디자인이고, 주연 방향에서 자기 유닛(11)에 의해 원통형으로 에워싸인다. 원리적으로, 그러나, 이와는 상이한 환자 수용 영역(14)의 실시예가 언제라도 고려 가능하다. 환자(15)는 자기 공명 장치(10)의 환자 위치설정 장치(16)에 의해 환자 수용 영역(14) 내로 압박될 수 있다. 환자 위치설정 장치(16)는 이 목적으로 환자 수용 영역(14) 내부에 이동식 환자 테이블(17)을 갖는다.
더욱이, 자기 유닛(11)은 촬영 중에 공간 코딩을 위해 사용되는 자기장 구배의 발생을 위한 구배 코일 유닛(18)을 포함하고, 종종 3개의 물리적 구배축을 갖는다. 구배 코일 유닛(18)은 자기 공명 장치(10)의 구배 제어 유닛(19)에 의해 제어된다. 더욱이, 자기 유닛(11)은 본 예시적인 실시예에서 자기 공명 장치(10) 내로 영구적으로 일체화된 바디 코일(body coil)로서 구체화되는 RF 안테나 유닛(20)을 포함한다. RF 안테나 유닛(20)은 주 자석(12)에 의해 발생된 주 자기장 내에 설정된 원자핵을 여기하도록 설계된다. RF 안테나 유닛(20)은 자기 공명 장치(10)의 무선 주파수 안테나 제어 유닛(21)에 의해 제어되고, 본질적으로 자기 공명 장치(10)의 환자 수용 영역(14)을 포함하는 검사 영역 내로 무선 주파수 자기 공명 시퀀스를 방출한다. 더욱이, RF 안테나 유닛(20)은 자기 공명 신호를 수신하도록 설계된다.
자기 공명 장치(10)는 주 자석(12), 구배 제어 유닛(19) 및 무선 주파수 안테나 제어 유닛(21)을 제어하기 위한 시스템 제어 유닛(22)을 갖는다. 시스템 제어 유닛(22)은 자기 공명 장치(10), 예를 들어 구배 반향 시퀀스 및/또는 스핀 반향 시퀀스와 같은 미리 결정된 영상 시퀀스의 수행을 중앙에서 제어한다. 게다가, 시스템 제어 유닛(22)은 자기 공명 검사 중에 기록된 의료 화상 데이터의 재구성을 위한 더 상세히 도시되어 있지 않은 재구성 유닛을 포함한다. 더욱이, 자기 공명 장치(10)는 시스템 제어 유닛(22)에 연결된 사용자 인터페이스(23)를 포함한다. 예를 들어, 영상 파라미터와 같은 제어 정보 및 재구성 자기 공명 화상은 디스플레이 유닛(24) 상에, 예를 들어 의료 조작 요원을 위한 사용자 인터페이스(23)의 적어도 하나의 모니터 상에 표시될 수 있다. 더욱이, 사용자 인터페이스(23)는 입력 유닛(25)을 갖고, 이 입력 유닛에 의해 정보 및/또는 파라미터가 측정 절차 중에 의료 조작 요원에 의해 입력될 수 있다.
자기 공명 영상 시퀀스를 설정하기 위하여 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위해, 자기 공명 장치(10), 여기서 특히 시스템 제어 유닛(22)은 적어도 하나의 한계를 제공하도록 설계된 한계 제공 유닛(26), 및 시퀀스의 복수의 파라미터를 제공하도록 설계된 시퀀스 파라미터 제공 유닛(27)을 포함한다. 복수의 파라미터 중 하나는 본 예시적인 실시예에서 여기에는 도시되어 있지 않은 선택 유닛을 포함하는 입력 유닛(25)에 의해 선택될 수 있다. 그러나, 자동 선택이 또한 고려 가능하다. 게다가, 자기 공명 장치(10)는 적어도 하나의 선택된 파라미터에 기초하여 적어도 하나의 순차적인 패턴을 결정하도록 설계된 시뮬레이션 유닛(28), 및 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴 및 적어도 하나의 한계에 기초하여 선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터값의 범위를 결정하도록 설계된 분석 유닛(29)을 포함한다. 더욱이, 입력 유닛(25)은 허용 가능한 파라미터값의 범위 내의 파라미터값의 결정을 가능하게 하도록 설계된다. 입력 유닛은 본 예시적인 실시예에서 여기에는 도시되어 있지 않은 결정 유닛을 포함한다. 데이터 취득은 결정된 파라미터값에 기초하여 자기 공명 장치(10)로 수행될 수 있다.
특히, 시스템 제어 유닛(22)은 프로그램 제품이 그 내로 로딩될 수 있는, 더 상세히 도시되어 있지 않은 저장 유닛을 갖는 프로그램 가능 산술 유닛(30)을 포함한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 프로그램이 자기 공명 장치(10)의 산술 유닛(30) 내에서 실행될 때 자기 공명 영상 시퀀스를 설정하기 위한 방법을 실행하기 위한 프로그램 리소스를 포함한다.
본 예시적인 실시예에 도시된 자기 공명 장치(10)는 일반적으로, 통상적으로 자기 공명 장치를 갖는 부가의 구성요소를 포함할 수도 있다. 게다가, 자기 공명 장치(10)의 일반적인 기능성은 통상의 기술자에 공지되어 있어, 일반적인 구성요소의 상세한 설명의 필요성을 보류한다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 실시예의 블록도를 도시하고 있다. 단계(110)에서, 한계(L1)가 한계 제공 유닛(26)에 의해 제공되고, 여기서 부가의 한계(L2, L3 등)가 또한 고려 가능하다.
단계(120)에서, 시퀀스의 복수의, 여기서 2개의 파라미터(P1, P2)가 파라미터 제공 유닛(27)에 의해 제공되고, 여기서 부가의 파라미터(P3, P4 등)가 또한 고려 가능하다. 디폴트 파라미터값(PW1)이 파라미터(P1)에 할당되고, 디폴트 파라미터값(PW2)이 파라미터(P2)에 할당된다.
단계(130)에서, 복수의 파라미터(P1, P2)로부터 파라미터, 예를 들어 P2가 선택된다. 이 선택은 예를 들어 이를 위해 입력 유닛(25)을 사용하는 조작자에 의해 이루어진다. 선택을 위해, 파라미터(P1, P2)의 모두 또는 일부는 예를 들어 디스플레이 유닛(24)을 경유하여 디스플레이에 의해 사용자에 제공될 수 있다.
디폴트 파라미터값(PW1, PW2)에 기초하여, 단계(140)에서, 적어도 하나의 신호 경로가 시뮬레이션 유닛(28)에 의해 결정된다. 본 예에서, 신호 경로(SE1)가 시험 파라미터값(PWe,1)에 대해 결정된다. 부가의 시험 파라미터값(PWe,1, PWe,3)을 위한 부가의 신호 경로(SE2, SE3 등)가 또한 결정될 수 있다. 시험 파라미터값(PWe,1, PWe,2, PWe,3)은 바람직하게는 선택된 파라미터(Pe)에 할당된 값이다.
적어도 하나의 신호 경로(SE1)의 결정은 시퀀스의 적어도 하나의 섹션의 시간적인 롤아웃(roll-out)을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 유리하게는, 적어도 하나의 섹션은 전체 시퀀스를 대표한다. 롤아웃 중에, 예를 들어, 시퀀스의 적어도 하나의 섹션은 그 각각에 대해 이력값이 계산되는 복수의 시간으로 분할된다.
특히, 구배 프로파일은 롤아웃될 수 있다. 구배 프로파일은, 이들이 예를 들어 에디 전류 보상 등이 고려되는 상태로, 결국에는 자기 공명 장치의 하드웨어에 의해 실제로 수행되도록 도시되어 있다는 것이 고려 가능하다.
단계(150)에서, 선택된 파라미터(Pe)의 허용 가능한 파라미터값의 범위(Re)는 적어도 하나의 순차적인 패턴(SE1) 및 적어도 하나의 한계(L1)에 기초하여 분석 유닛(29)에 의해 결정된다.
허용 가능한 파라미터값의 범위(Re)의 결정은 따라서 적어도 하나의 순차적인 패턴(SE1)의 검사를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 순차적인 패턴의 시간의 각각은 허용 가능한 파라미터값을 결정하기 위해 적어도 하나의 한계(L1)와 관련하여 검사된다. 검사시에, 예를 들어, 개별 구배축 상의 구배 진폭 및/또는 슬루율, 예를 들어 평균화된 구배 진폭에 기초하는 예측된 가열, 및/또는 발생된 자극과 같은 구배 특성이 평가될 수 있다.
더욱이, 검사된 신호 경로는 유리하게는 각각의 서브섹션에 대해 수행되는 독립적인 분석으로 시뮬레이션 유닛에 의해 개별적으로 고려되는 다양한 서브섹션으로 분할된다는 것이 고려 가능하다.
적어도 하나의 순차적인 패턴(SE1)의 롤아웃 및 검사는 유리하게는 조작자가 측정을 파라미터화하는 동안 수행된다. 실시예에서, 또한 파라미터 공간이라 명명할 수 있는, 조작자에 이용 가능한 파라미터 범위(Re)는 사용자 인터페이스(23) 내의 파라미터의 선택 중에 검사의 결과에 기초하여 검사에 순응한다.
단계(160)에서, 조작자는 선택된 파라미터(Pe)의 새로운 파라미터값(PW'e)을 결정할 수 있다. 새로운 파라미터값(PW'e)은 유리하게는 허용 가능한 파라미터값의 범위(Re) 내에 있다.
T1 콘트라스트를 갖는 2차원 구배 반향 시퀀스가 예시적인 실시예로서 언급된다. 3 Tesla의 주 자기장 강도(13)에 대해, 예를 들어 2.3 ms의 반향 시간이 요구되고, 그 결과 가능한 분해능 및/또는 대역폭이 제한된다. 처음부터, 예를 들어 실제 가능한 구배 진폭의 단지 50%만이 예로서 처음부터 임의의 바람직하지 않은 파라미터군을 배제하기 위해 물리적 구배축 상에 허용되어, 시퀀스가 측정층의 바람직하지 않은 배향으로 또한 수행되는 것을 가능하게 하면, 예를 들어 화소당 380 Hz의 대역폭이 야기될 것이다.
바람직하지 않은 배향이 예를 들어, 자기 공명 신호의 여기와 취득 사이의 논리적 구배축의 모든 구배 객체가 물리적 구배축 상에 입사될 때 발생할 수 있다. 그러나, 다수의 경우에 MRI 화상의 회전이 물리적 구배축과는 단지 약간만 상이하기 때문에, 종종 이는 해당하지 않는다. 따라서, 개별적으로 요구된 회전이 고려되는데, 이는 본 예에서 단계(120)에서 제공된 기존의 디폴트 파라미터값의 하나 이상에 의해 표현된다. 단계(130)에서, 대역폭이 선택되고, 이 대역폭에는 단계(140)에서 순차적인 패턴, 특히 적어도 하나의 대표적인 섹션의 구배 프로파일이 결정된다. 대표적인 섹션은 유리하게는 도 3에 예시적인 방식으로 도시되어 있는 외부 k-공간 라인을 포함할 수도 있다. 기록된 k-공간은 여기서 -kp,max 및 kp,max에 의해 위상 코딩축(kp)에서 그리고 -kf,max 및 kf,max에 의해 주파수 코딩축(kf)에서 제한된다. 외부 k-공간 라인은 기록된 k-공간의 외부 영역(300)에 위치되고, 여기서 외부 영역(300)은 -kp,i 및 kp,i에 의해 위상 코딩축(kp) 상에서 그리고 -kf,i 및 kf,i에 의해 주파수 코딩축(kf) 상에서 k-공간의 중심(C)의 방향에서 제한된다. 외부 영역(300)은 바람직하게는 기록된 k-공간의 적어도 70%, 즉 kp,i/kp,max≥70%, 바람직하게는 적어도 80%, 즉 kp,i/kp,max≥80%, 특히 바람직하게는 적어도 90%, 즉 kp,i/kp,max≥90%만큼 k-공간의 중심(C)으로부터 이격된다. 유리하게는, 이 외부 영역에서 k-공간 라인은 최고 구배 진폭을 사용한다. 단계(140)에서 적어도 하나의 순차적인 패턴의 결정은 예를 들어 조작자가 표제 "대역폭"을 갖는 필드를 클릭하자마자 시작될 수 있다.
적어도 하나의 순차적인 패턴은 적어도 하나의 한계와 관련하여 검사된다. 검사는 복수의 부분 검사를 포함할 수도 있고, 여기서 각각의 부분 검사에 대해, 적어도 하나의 한계 중 하나가 각각 검사된다. 부분 검사는 더 높은 우선순위를 갖는 것들이 포지티브일 때에만 더 낮은 우선순위가 수행되는 부분 검사로 내림차순의 우선순위로 수행될 수 있다. 가능한 우선순위화는, 1. 구배 진폭, 2. 슬루율, 3. 자극, 4. 가열이다.
검사는 예를 들어, 구배 코일 유닛(18)의 대역폭이 완전히 이용될 때 화소당 240 Hz의 최소 대역폭을 야기할 수 있다. 그러나, 이와 같이 함으로써, 예를 들어 자극 한계가 초과될 것이어서 단계(150)에서 결정된 허용 가능한 파라미터값의 범위(Re)가 예를 들어 265 Hz의 최소 대역폭만큼 제한되게 된다. 단계(160)에서, 예를 들어, 대역폭은 265 Hz의 최소 대역폭으로서 지정될 수 있다. 화소당 원래 380으로부터 265 Hz로의 감소는 20%의 자기 공명 신호의 신호 대 노이즈비의 증가에 대응할 것이다.
도 4는 예시적인 방식으로 3개의 결정된 순차적인 패턴(SE1, SE2, SE3)을 도시하고 있다. 본 예에서 순차적인 패턴은 시간(t)에 걸친 구배 진폭 │G│의 경로이다. 각각의 순차적인 패턴(SE1, SE2, SE3)은 선택된 파라미터(Pe), 예를 들어 회전각 파라미터의 다른 시험 파라미터값에 기초하는데, 즉 제1 순차적인 패턴(SE1)은 제1 시험 파라미터값(PWe,1)에 기초하여 결정되고, 제2 순차적인 패턴(SE2)은 제2 시험 파라미터값(PWe,2)에 기초하여 결정되고, 제3 순차적인 패턴(SE3)은 제3 시험 파라미터값(PWe,3)에 기초하여 결정된다.
허용 가능한 파라미터값의 범위를 결정하기 위해, 각각의 순차적인 패턴(SE1, SE2, SE3)은 이들이 적어도 하나의 한계(L1)에 순응하는지 여부의 견지에서 검사되고, 이 한계는 본 예에서 최대 구배 진폭(Gmax)의 관찰에 의해 제공되는데, 즉 구배 진폭의 양은 여기서 Gmax 이하이어야 한다.
순차적인 패턴은 복수의 시간(Z1, Z2, Z3, Z4 등)을 표시한다. 이 한계(L1)는 바람직하게는 이들 다양한 시간의 각각에 대해 점검된다. 본 예에서, 이는 구배 프로파일(SE1)이 시간(Z10, Z11, Z12)에 한계(L1)를 침해하는 것, 즉 구배 진폭의 양이 최대 구배 진폭(Gmax)보다 큰 것을 의미할 것이다. 여기서, 이는 제1 순차적인 패턴(SE1)이 그에 기초하여 롤아웃될 것인 시험 파라미터값(PWe,1)이 선택된 파라미터(Pe)의 허용 가능한 파라미터값이 아니라는 것을 의미한다. 허용 가능한 파라미터 범위(Re)는 본 예에서 따라서 단지 PWe,2 및 PWe,3만을 포함한다. 단계(160)에서, 조작자는 따라서 예를 들어, 이 파라미터 범위(Re)로부터 새로운 파라미터값(PW'e)으로서 파라미터(PWe,2)를 선택할 수 있다.
허용 가능한 파라미터값의 범위의 결정은 예를 들어, 완전 탐색 및/또는 2진 탐색의 보조에 의해 수행될 수 있다.
완전 탐색에서, 일반적으로 단계(140)에서, 신호 경로(SE1,x, x=1, ...)가 각각의 시험 파라미터값(PWe,x, x=1, ...)에 대해 결정되고, 여기서 단계(150)에서, 각각의 확인된 신호 경로가 적어도 하나의 한계와 관련하여 점검된다. 도 5에서, 이는 예시적인 방식으로 설명되어 있는데: 여기서 10개의 시험 파라미터값(PWe,1, ..., PWe,10)이 검사될 것이다. 단계(140)에서, 신호 경로(SEe,1, ..., SEe,10)는 이들 10개의 시험 파라미터값의 각각에 대해 결정된다. 단계(150)에서의 검사는 예를 들어, 신호 경로(SEe,1, SEe,4, SEe,5, SEe,9, SEe,10)가 적어도 하나의 한계에 부합하고, 이에 따라 신호 경로(SEe,2, SEe,3, SEe,6, SEe,7, SEe,8)는 부합되지 않는다는 것을 나타낸다. 허용 가능한 파라미터 범위(Re)는 따라서 시험 파라미터값(PWe,1, PWe,4, PWe,5, PWe,9, PWe,10)을 포함한다. 이는 도 5에 체크 기호에 의해 도시되어 있고, 반면에 허용 가능하지 않은 파라미터값은 엑스표를 갖는다.
특히, 시험 파라미터값(PWe,1, ..., PWe,10)이 분류되면, 예를 들어 PWe,1<PWe,2, PWe,2<PWe,3, ..., PWe,9<PWe,10이 적용되면, 허용 가능한 파라미터 범위(Pe)는 적용 가능한 SEe,1, SEe,4, SEe,5, SEe,9, SEe,10이 간극을 가짐에 따라 비-볼록량을 포함한다. 비-볼록 파라미터 범위(Pe)가 생성될 수도 있는 시험 파라미터값에 대해, 따라서 모든 허용 가능한 파라미터값이 따라서 신뢰적으로 발견될 수 있기 때문에 완전 탐색이 특히 적합하다.
대조적으로, 볼록 파라미터 범위(Pe)가 통상적으로 생성되는 시험 파라미터값에 대해서는 2진 탐색이 특히 적합하다. 이는 10개의 시험 파라미터값(PWe,1, ..., PWe,10)이 재차 제공되어 있는, 도 6에 도시된 예에 적용되어야 한다. 시험 파라미터값은 시험 파라미터값의 외부값 및/또는 극단값을 통상적으로 표현하는 제1 시작 파라미터값 및 제2 시작 파라미터값을 갖는다. 따라서, 예를 들어, 시험 파라미터값(PWe,1)은 제1 시작 파라미터값으로서, 시험 파라미터값(PWe,10)은 제2 시작 파라미터값으로서 간주될 수 있다. 시작 파라미터값은 가능하게는 적어도 하나의 한계로부터 유도될 수도 있다.
더욱이, 여기서 적어도 하나의 한계가 제1 시작 파라미터값에 대해 부합되는 것이 유리하게 알려져 있다. 따라서, 신호 경로의 결정은 이 시작 파라미터값에 대해 보류될 수 있다.
대역폭의 결정을 설명하는 전술된 예를 참조하여, 화소당 380 Hz의 대역폭 값이 제1 시작 파라미터값으로서 사용될 수 있다.
2진 탐색에 의해, 제1 및 제2 시작 파라미터값 사이의 중앙 시험 파라미터값에 대해 검사가 먼저 유리하게 수행된다. 검사를 위한 짝수의 시험 파라미터값에 의해, 일반적으로 시험 파라미터값의 양을 정확하게 동일한 크기의 2개의 부분적인 양으로 분할하는 시험 파라미터값이 존재하지 않는다. 따라서, 중앙 파라미터값은 또한 검사를 위한 시험 파라미터값의 양을 2개의 부분 양으로 분할할 수 있는데, 그 시험 파라미터값의 수는 1만큼 상이하다.
이 경우에, 예를 들어, 먼저 시험 파라미터값(PWe,6)이 따라서 검사되는데, 즉 적어도 하나의 한계의 견지에서 검사되는 대응 신호 경로(SEe,6)가 결정된다. 예시적인 방식으로, 이 검사 결과는 부합되지 않는 적어도 하나의 한계를 야기하는 것으로 가정되어야 한다. 다음에, 이제 PWe,1 및 PWe,6에 의해 제한되는, 이제 검사될 시험 파라미터값의 새로운 양은 새로운 중앙 시험 파라미터값(PWe,3)에 의해 분할된다. 이 원리에 따르면, 2진 탐색에서, 검사될 시험 파라미터값의 양은 점진적으로 반감되어, 본 예에서 여기서 파라미터값(PWe,1, PWe,2, PWe,3)을 포함하는 허용 가능한 파라미터값의 범위(Pe)를 결정하기 위해, 단지 3개의 신호 경로(SEe,3, SEe,4, SEe,6)의 결정만이 필요하게 된다. 2진 탐색은 따라서 볼록 파라미터 범위(Pe)가 통상적으로 생성되는 시험 파라미터값에 대해 특히 효율적인 대안이다.
도 5에 따른 완전 탐색 및 도 6에 따른 2진 탐색의 모두에서, 모든 시험 파라미터값(PWe,1, ..., PWe,10)이 적용 가능한 것이 고려 가능하다. 이 경우에, 검사될 영역은 팽창될 수 있는데, 즉 예를 들어 PWe,10보다 큰 시험 파라미터값을 포함하는 다른 탐색이 수행될 수 있다.
적어도 하나의 한계는 특히 적어도 하나의 절대 한계 및 적어도 하나의 어림 한계를 포함할 수 있다. 적어도 절대 한계는 도 7에 도시된 바와 같이, 파라미터값의 절대 범위(Re,abs)를 설정할 수 있고, 적어도 하나의 어림 한계는 파라미터값의 어림 범위(Re,con)를 설정할 수 있다. 적어도 하나의 부분 허용 가능한 파라미터값의 범위는 파라미터값의 절대 범위(Re,abs)와 파라미터값의 어림 범위(Re,con)의 적어도 하나의 차이 영역(Re,abs - Re,con)에서 결정될 수 있고, 허용 가능한 파라미터값의 범위는 파라미터값의 어림 범위 및 부분 허용 가능한 파라미터값의 범위를 포함한다. 검사를 위한 파라미터값의 범위가 그 결과 감소되어, 따라서 방법이 가속화되는 것을 가능하게 한다.
다른 실시예가 도 8에 더 상세히 도시된다. 여기서, 적어도 하나의 한계는 물리적 구배축에 대한 최대 구배 특성, 여기서 예를 들어 최대 구배 진폭(Gmax)을 포함한다. 더욱이, 3개의 구배 프로파일(SE1, SE2, SE3)은 순차적인 패턴으로서 예시적인 방식으로 도시되어 있고, 여기서 구배 프로파일은 각각의 경우에 하나의 물리적 구배축에 대한 구배 진폭 │G│의 양의 연대순의 시퀀스, 예를 들어, x축에 대해 SE1, y축에 대해 SE2 및 z축에 대해 SE3를 표현한다. 각각의 구배 프로파일은 예를 들어 구배 프로파일(SE1)에 대해 Gmax,1=max(SE1)을 사용하여 기술될 수 있는 적어도 하나의 최대값(Gmax,1, Gmax,2, Gmax,3)을 갖는다.
구배 최적화값(K)은 최대 구배 진폭(Gmax)으로부터 신호 경로의 최대값(Gmax,1, Gmax,2, Gmax,3)까지 각각의 신호 경로(SE1, SE2, SE3)에 대한 비(V)를 결정함으로써, 시퀀스로부터 결정될 수 있어, 본 예에서 V1=Gmax/Gmax,1=4/3, V2=Gmax/Gmax,2=2 및 V3=Gmax/Gmax,3=8/5를 야기한다. 구배 최적화값(K)은 바람직하게는 계산된 비의 최소값인데, 즉 이 경우에 K=min(V1;V2;V3)=4/3이다.
구배 프로파일은 따라서 최대 구배 진폭을 초과하지 않고 인자 K만큼 증가될 수 있다. 이러한 증가의 결과로서, 구배 펄스는 종종 이들의 구배 토크를 보유하면서 감소될 수 있어, 자기 공명 영상의 가속을 야기한다.
물리적 및 논리적 구배축에 의한 좌표계의 경사는 회전 행렬의 보조에 의해 설명될 수 있다. 예를 들어, x축 주위의 각도(θ)에 의한 회전에 대해, 대응 회전 행렬은 다음과 같다.
Figure 112017005724583-pat00001
동일한 것이 y 및 z 축에 적용한다. 이러한 회전 행렬에 기초하여, 이는 행렬식 Gphys=RGlog를 따르는데, 이 부분은 물리적 구배축 상의 어느 논리적 구배를 갖는다. 예를 들어, x축 상에서 동시에 요구되는 구배 진폭은 모든 논리적 구배축으로부터의 기여를 포함할 수도 있다.
물리적 구배축 및 논리적 구배축의 좌표계가 일치하면, 검사는 유사하게는 또한 논리적 구배축의 구배 프로파일에 기초하여 수행될 수 있다. 다르게는, 물리적 구배축 상의 논리적 구배축의 비율은 전술된 회전 행렬의 반전된 회전 행렬에 기초하여 고려될 수 있다. 예를 들어, 위상 코딩 구배(Gp)가 2의 인자만큼 x축 상에, 1.5만큼 y축 상에 그리고 3만큼 z축 상에서 더 클 수도 있는 것이 설정될 수 있다. 유사한 관찰이 주파수 코딩 구배(Gf) 및 층 선택 구배(Gs)에 대해 이루어질 수 있다. 이들 값의 최소값이 바람직하게는 각각의 논리적 구배축에 대해 최대 구배 진폭을 성취하기 위해 사용된다.
유사한 접근법이 또한 예를 들어 슬루율 및/또는 자극과 같은 다른 구배 특성으로 취해질 수 있는데, 여기서 유리하게는 구배 진폭의 시간 도함수 및/또는 시간(Zi)의 검사에 대해 또한 이전의 시간(Zi -1) 및/또는 후속 시간(Zi + 1)이 고려된다.
구배 특성 자체의 파라미터 미터 범위가 자연적으로 속하는 구배 특성에 종속하는 파라미터의 파라미터 미터 범위는 본 예에서 3개와 같은, 단지 몇개의 순차적인 패턴만이 검사되기 때문에 이 방식으로 효율적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 양태가 도 9에 도시되어 있는데, 이 양태는 단계(130)에서 선택된 파라미터(Pe)가 회전각 파라미터(Pr)에 종속되면, 즉 Pe(Pr)이면 특히 유리하다. 특히, 이는 회전각 파라미터 자체가 선택되었으면, 즉 Pe=Pr이면, 그리고 적어도 하나의 한계가 적어도 하나의 물리적 구배축에 대한 적어도 하나의 최대 구배 특성을 포함하면 해당한다. 통상적으로, 자기 공명 장치(10)의 구배 코일 유닛(18)은 3개의 물리적 구배축, 예를 들어 x축, y축 및 z축을 갖는데, 이는 또한 본 예에 대해 가정되어야 한다. 더욱이, 모든 3개의 물리적 구배축에 대한 최대 구배 특성은 동일한, 예를 들어 같은 정도의 구배 진폭인 것으로(Gmax=Gmax,x=Gmax,y=Gmax,z) 가정된다. 도 9에서, 단계(140)에서 결정된 구배 프로파일은 시간(t)에 걸친 구배 펄스에 대해 예시적인 방식으로 도시되어 있다. 이 구배 프로파일은 복수의 시간(Z1, Z2, ...)을 포함한다. 구배 특성의 유클리드합은 복수의 시간(Z1, Z2, ...) 중 적어도 하나에 대해 유리하게 결정된다. 이 단계는 시간(Z10)에 대해 예시적인 방식으로 수행되어야 한다. 이 때, x축 상의 구배 진폭(Gx)은 값 Gx(Z10)을 갖고, y축 상의 구배 진폭(Gy)은 값 Gy(Z10)을 갖고, z축 상의 구배 진폭(Gz)은 값 Gz(Z10)을 갖는다. 시간(Z10)에서 유클리드합(Ges)은 Ges=(Gx(Z10)2+Gy(Z10)2+Gz(Z10)2)0.5에 의해 여기서 결정된다. Ges는 이어서 유리하게는 적어도 하나의 최대 구배 특성, 여기서 Gmax에 비교된다. Ges≤Gmax이 구배 프로파일의 각각의 시간에 적용되면, 회전각은 최대 구배 특성(Gmax)을 침해하지 않고 마음대로 변경될 수 있다.
이 방식으로, 구배 프로파일의 시간이 연속적으로 검사될 수 있다. 적어도 하나의 최대 구배 특성을 갖는 구배 특성의 유클리드합의 비교가 적어도 하나의 최대 구배 특성이 침해되게 하면, 특히 초과되게 하면, 적어도 하나의 허용 가능한 회전각이 미리 전술된 바와 같이, 완전 탐색의 보조에 의해 결정될 수 있다.
도시된 방법에 의해, 특히 구배 코일의 최대 장점을 취하는 시퀀스를 준비하는 것이 가능하다. 예를 들어, 시퀀스를 조정할 때, 취득의 제1 회전은 예를 들어 순수하게 화살형으로 가정된다. 이 시퀀스가 이제 저장되고 이어서 환자를 위해 사용되면, 회전 및 따라서 시퀀스는 가능하게는 적어도 약간 변경되어야 한다. 이 회전의 종속성은 가능하게는 완전한 재현 가능성이 보장될 수 없기 때문에 모든 용례에 대해 수용 가능하지 않다.
도 10은 단계(100)의 시퀀스의 최적화에 기초하는 방법의 전개를 도시하고 있다. 그에 포함된 단계(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 일부는 가능하게는 또한 최적화가 완료될 때까지 다수회 수행될 수도 있다.
이는 자기 공명 영상 시퀀스의 추가의 조정으로 이어진다. 단계(210)에서, 시퀀스의 적어도 하나의 독립적인 파라미터(Pi)의 파라미터값의 적어도 하나의 독립적인 범위(PWi)가 설정된다. 단계(110)에서 제공된 적어도 하나의 한계(L1, ...), 및 파라미터값의 적어도 하나의 독립적인 범위에 기초하여, 적어도 하나의 종속 파라미터값(Pd)이 단계(220)에서 검사된다. Pd는 또한 파라미터(P1, P2, ...) 중 하나일 수도 있다.
시퀀스의 적어도 하나의 독립적인 파라미터(Pd)의 적어도 하나의 종속 파라미터값(PWd)은, 단계(230)에서의 비교가 적어도 하나의 한계(L1, ...)를 파라미터값의 적어도 하나의 독립적인 범위(PWi)의 적어도 하나의 임계값에 대해 부합되지 않는 경우 단계(240)에서 조정된다. 다르게는, 단계에 의해 지시되는 PWd는 변경되지 않고, 여기서 파라미터값의 적어도 하나의 독립적인 범위의 적어도 하나의 임계값은 파라미터값의 적어도 하나의 독립적인 범위의 모든 가능한 값을 포함한다.
파라미터값의 적어도 하나의 독립적인 범위(PWi)의 적어도 하나의 임계값은 파라미터값의 적어도 하나의 독립적인 범위(PWi)의 모든 가능한 값의 모두 또는 선택을 포함할 수도 있다. 파라미터값의 적어도 하나의 독립적인 범위(PWi)는 예를 들어 적어도 하나의 회전각 파라미터의 회전 범위의 적어도 하나의 각도 및/또는 시야(FoV)의 적어도 하나의 영역 및/또는 분해능 및/또는 대역폭을 포함한다.
단계(200)에 의해, 특히 가장 가능한 사용이 시퀀스에 대해 개별적으로 조정된 구배 코일 유닛(18)으로 이루어질 수 있고, 여기서 측정은 그럼에도 불구하고 시퀀스에 추가의 변경 없이 파라미터값의 규정된 독립적인 범위(PWi)에서 허용된다. 이는 조작자가 자기 공명 장치(10)의 최적화된 사용에 의해 측정 파라미터와 관련하여 재현 가능한 측정을 얻는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는 그에 의해 파라미터-독립 시퀀스가 결정될 수 있는 단계(200)가 단계(100)에서 최적화된 시퀀스에서 사용될 것이다. 그러나, 단계(200)는 임의의 시퀀스로, 달리 말하면 단계(110, 120, 130, 140, 150 및/또는 160)가 적용되지 않았던 시퀀스로 적용되는 것이 또한 고려 가능하다.
마지막으로, 상세히 설명된 상기의 방법 및 도시된 자기 공명 장치는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 통상의 기술자에 의해 모든 종류의 방법으로 수정될 수 있는 단지 예시적인 실시예라는 것이 재차 지적된다. 더욱이, 단수 표현의 사용은 또한 반복적으로 존재하는 것으로 관련되는 특징부를 배제하는 것은 아니다. 마찬가지로, 용어 "유닛" 및 "모듈"은 가능하게는 또한 공간적으로 분산될 수도 있는 복수의 상호작용하는 부분 구성요소로 이루어지는 것으로 관련되는 구성요소를 배제하는 것은 아니다.

Claims (28)

  1. 자기 공명 영상의 시퀀스를 설정하기 위한 방법이며,
    a) 한계 제공 유닛을 경유하여 적어도 하나의 한계의 제공 단계,
    b) 파라미터 제공 유닛을 경유하여 상기 시퀀스의 복수의 파라미터의 제공 단계로서, 상기 복수의 파라미터 중 적어도 하나는 디폴트 파라미터값에 할당되는, 복수의 파라미터의 제공 단계,
    c) 선택 유닛에 의한 상기 복수의 파라미터 중 하나의 선택 단계,
    d) 상기 디폴트 파라미터값 중 적어도 하나에 기초하여 시뮬레이션 유닛에 의해 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴의 결정 단계,
    e) 분석 유닛에 의해 상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴 및 상기 적어도 하나의 한계에 기초하여 선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터값의 범위의 결정 단계,
    f) 설정 유닛에 의해 상기 허용 가능한 파라미터값의 범위 내의 선택된 파라미터의 새로운 파라미터값의 설정 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 한계는 적어도 하나의 물리적 구배축에 대한 적어도 하나의 최대 구배 특성을 포함하고,
    구배 최적화값이 상기 적어도 하나의 최대 구배 특성 및 상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴에 기초하여 상기 적어도 하나의 물리적 구배축의 각각에 대해 결정되고,
    상기 허용 가능한 파라미터값의 범위는 적어도 하나의 상기 구배 최적화값에 기초하여 결정되고,
    상기 구배 최적화값은 상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴의 최대값에 대한 상기 최대 구배 특성의 비의 최소값에 기초하여 결정되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴에서, 적어도 하나의 보정 구배 및/또는 적어도 하나의 보상 구배가 고려되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴은 복수의 시간을 포함하고,
    허용 가능한 파라미터값을 결정하기 위해, 각각의 시간이 상기 적어도 하나의 한계에 관해 조사되는, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 허용 가능한 파라미터값의 범위를 결정하기 위해, 다양한 시험 파라미터값이 파라미터값에 대해 결정되는, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 한계는 복수의 한계를 포함하고,
    상기 복수의 한계는 지정된 시퀀스로 조사되는, 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴은 시퀀스의 섹션을 기술하는, 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 허용 가능한 파라미터값의 범위는 완전 탐색 및/또는 2진 탐색의 보조에 의해 결정되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    제1 시작 파라미터값 및 제2 시작 파라미터값이 2진 탐색에 대해 적어도 하나의 한계로부터 유도되는, 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 한계는 적어도 하나의 절대 한계 및 적어도 하나의 어림 한계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 절대 한계는 파라미터값의 절대 범위를 설정하고, 상기 적어도 하나의 어림 한계는 파라미터값의 어림 범위를 설정하고,
    부분 파라미터값의 적어도 하나의 허용 가능한 범위가 상기 파라미터값의 절대 범위 및 상기 파라미터값의 어림 범위의 적어도 하나의 차이 영역에서 결정되고,
    상기 허용 가능한 파라미터값의 범위는 파라미터값의 어림 범위 및 허용 가능한 부분 파라미터값의 범위를 포함하는, 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    논리적 구배축의 적어도 하나의 최대 구배 특성이 결정되고, 이 최대 구배 특성에 기초하여 상기 허용 가능한 파라미터값의 범위가 결정되는, 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시퀀스의 최적화 분석이 상기 허용 가능한 파라미터값의 범위의 결정 시에 수행되는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 최적화 분석은 최적화 규칙에 기초하여 발생하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 시퀀스는 상기 최적화 분석의 결과에 반응하는, 방법.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 한계는 적어도 하나의 물리적 구배축에 대한 적어도 하나의 최대 구배 특성을 포함하고,
    상기 선택된 파라미터는 회전각 파라미터에 종속하고,
    복수의 시간을 포함하는 구배 특성의 적어도 하나의 순차적인 패턴이 상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴의 결정 시에 결정되고,
    상기 복수의 시간 중 적어도 하나에 대해, 구배 특성의 유클리드합이 결정되어 상기 적어도 하나의 최대 구배 특성과 비교되는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 구배 특성의 유클리드합이 최대 구배 특성을 초과할 때, 적어도 하나의 허용 가능한 회전각이 완전 탐색의 보조에 의해 결정되는, 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 회전각 값 중 하나에 대한 검사는 시간으로부터 시간으로 점진적으로 수행되고,
    상기 검사는 상기 최대 구배 특성이 초과될 때 각각의 시간에 할당된 구배 특성에 의해 중단되는, 방법.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시퀀스의 적어도 하나의 독립적인 파라미터의 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위가 결정되고,
    상기 시퀀스의 적어도 하나의 종속 파라미터의 적어도 하나의 종속 파라미터값은 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위 및 적어도 하나의 한계에 기초하여 검사되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 시퀀스의 적어도 하나의 독립적인 파라미터의 적어도 하나의 종속 파라미터값은, 상기 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 적어도 하나의 임계값에 대한 적어도 하나의 한계가 부합되지 않는 경우, 조정되는, 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 적어도 하나의 임계값은 상기 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 모든 가능한 값을 포함하는, 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 적어도 하나의 임계값은 상기 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 모든 가능한 값의 선택을 포함하는, 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위는 적어도 하나의 회전각 파라미터의 회전 범위의 적어도 하나의 각도를 포함하는, 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위는 시야(FoV)의 적어도 하나의 영역 및/또는 하나의 분해능 및/또는 하나의 대역폭을 포함하는, 방법.
  25. 자기 공명 영상의 시퀀스를 설정하기 위한 방법이며,
    a) 한계 제공 유닛에 의해 적어도 하나의 한계의 제공 단계 - 상기 적어도 하나의 한계는 적어도 하나의 물리적 구배축에 대한 적어도 하나의 최대 구배 특성을 포함하고, 구배 최적화값이 상기 적어도 하나의 최대 구배 특성 및 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴에 기초하여 상기 적어도 하나의 물리적 구배축의 각각에 대해 결정되고, 상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴은 파라미터 제공 유닛에 의해 제공된 상기 시퀀스의 복수의 파라미터로부터 선택된 파라미터에 기초해 결정되고, 상기 선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터 값의 범위는 적어도 하나의 상기 구배 최적화값에 기초하여 결정되고, 상기 구배 최적화값은 상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴의 최대값에 대한 상기 최대 구배 특성의 비의 최소값에 기초하여 결정됨 - ,
    b) 상기 시퀀스의 적어도 하나의 독립적인 파라미터의 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위의 결정 단계,
    c) 적어도 하나의 독립적인 파라미터값의 범위 및 적어도 하나의 한계에 기초하여 상기 시퀀스의 적어도 하나의 종속 파라미터의 적어도 하나의 종속 파라미터값의 검사 단계를 포함하는, 방법.
  26. 자기 공명 장치이며,
    적어도 하나의 한계를 제공하도록 설계된 한계 제공 유닛,
    측정 시퀀스의 복수의 파라미터를 제공하도록 설계된 시퀀스 파라미터 제공 유닛,
    상기 복수의 파라미터 중 하나의 선택을 가능하게 하도록 설계된 선택 유닛,
    상기 적어도 하나의 선택된 파라미터에 기초하여 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴을 설정하도록 설계된 시뮬레이션 유닛,
    상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴 및 적어도 하나의 한계에 기초하여 선택된 파라미터의 허용 가능한 파라미터값의 범위를 설정하도록 설계된 분석 유닛,
    상기 허용 가능한 파라미터값의 범위 내의 파라미터값의 결정을 가능하게 하도록 설계된 결정 유닛을 포함하고,
    상기 자기 공명 장치는 결정된 파라미터값에 기초하여 측정 데이터를 취득하도록 설계되고,
    상기 적어도 하나의 한계는 적어도 하나의 물리적 구배축에 대한 적어도 하나의 최대 구배 특성을 포함하고,
    구배 최적화값이 상기 적어도 하나의 최대 구배 특성 및 상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴에 기초하여 상기 적어도 하나의 물리적 구배축의 각각에 대해 결정되고,
    상기 허용 가능한 파라미터값의 범위는 적어도 하나의 상기 구배 최적화값에 기초하여 결정되고,
    상기 구배 최적화값은 상기 적어도 하나의 시간적 순차적인 패턴의 최대값에 대한 상기 최대 구배 특성의 비의 최소값에 기초하여 결정되는, 자기 공명 장치.
  27. 제26항에 있어서, 제2항 또는 제25항에 따른 방법을 실행하도록 설계되는 자기 공명 장치.
  28. 자기 공명 장치의 프로그램 가능한 산술 유닛의 메모리 내로 직접 로딩될 수 있는 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 프로그램이 상기 자기 공명 장치의 산술 유닛에서 실행되는 경우 제1항, 제2항 또는 제25항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램 리소스를 갖는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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