KR20010050673A - Ｍｒｉ 장치 - Google Patents

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KR20010050673A
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    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
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    • G01R33/56581—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of a gradient magnetic field, e.g. non-linearity of a gradient magnetic field due to Maxwell fields, i.e. concomitant fields

Abstract

데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러로 인한 가상 가공물을 감소시키기 위해, 제 n 맥스웰 항 정정 펄스(MTCPn)는 I 에코 N 샷 EPI 펄스 시퀀스에서 제 n 샷에 대하여 반전 RF 펄스 RF180 앞에 부가된다. 제 n 맥스웰 항 펄스(MTCPn)는 시정수 값이 0인 파형을 가지고 있으며, k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있으며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 N·I행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 준다.

Description

ＭＲＩ 장치{MRI APPARATUS}
본 발명은 MRI(자기 공명 촬상) 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러(Maxwell term phase error)로 인한 가상 가공물(ghost artifacts)을 감소시키는 MRI 장치에 관한 것이다.
도 6은 EPI(에코 평면 촬상) 기술에 따른 예시적인 펄스 시퀀스를 도시하고 있다.
이러한 펄스 시퀀스에서, 여기 펄스 RF90과 슬라이스 구배 SG90가 적용된다. 다음에, 위상 인코딩 구배(pn-1)가 적용된다. 그 다음, 반전 RF 펄스 RF180과 슬라이스 구배 SG180이 적용된다. 그 다음, 음극과 양극을 가진 교번 데이터 획득 판독 구배(r1,...,rI)(도 6에서 I=4)가 연속적으로 적용되고, 동시에 위상 인코딩 구배(p2,...,pI)가 제 1 내지 제 I 에코의 연속적인 집속과 동시에 제 1 내지 제 I 에코(e1- eI)를 샘플링하여, 에코(e1- eI)에 대응하는 데이터(dn1,...,dnI)를 수집하도록 적용된다. 이러한 시퀀스는 n=1,...,N 동안 반복되고, k-스페이스를 채우는 데이터(d11- dNI)가 수집된다. 이것을 N 샷·I 에코 프로세스라고 한다.
도 7은 N=4이고 I=4인 k 스페이스(KS)에 데이터(d11- dNI)를 수집하는 궤적을 예시하는 개략도이다.
k 스페이스(KS)가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 내지 제 N·I 행(도 6에서 16 행)으로 분할되어 있을 때, 위상 인코딩(pn1, p2,...,pI)이 적용되고, 그에 따라 (n+(i-1)N) 행에 대한 데이터(dni)가 제 n 샷에서의 제 i 에코에 의해 수집된다.
도 8를 참조하면, k 스페이스(KS)는 각각의 샷에서 제 1 에코로부터 획득되는 데이터(dn1)로 채워지는 제 1 에코 블록 내지, 각각의 샷에서의 제 I 에코로부터 획득되는 데이터(dnI)로 채워지는 제 I 에코 블록(도 6에서 I=4)으로 연속적으로 분할될 수 있다.
도 9는 자석의 자계 불균등성으로 인한 위상 에러를 예시하는 도면이다.
자계 불균등성으로 인한 위상 에러는 자계 불균등성 위상 에러 특성 라인으로 표시된 여기 펄스 RF90으로부터의 시간 주기에 비례하여 증가한다.
여기 펄스 RF90에서 데이터 획득 판독 구배의 적용 개시까지의 시간 주기가 모든 샷 사이에서 동일하다면, 제 i 에코(ei)에 대응하는 모든 데이터(dni)는 Ui의 위상 에러 크기를 가지게 된다. 따라서, 위상 에러는 최종적으로 가상 가공물을 만드는 인접 에코 블록 사이에서 큰 계단 차(large stepped difference)를 나타낸다.
그러므로, 도 10에 도시된 바와 같이, 여기 펄스 RF90에서 데이터 획득 판독 구배의 적용 개시까지의 시간 주기는 제 2 샷에서 제 N 샷까지 1/N 에코 스페이스(에코 스페이스=인접한 에코사이의 시간 주기=하나의 에코에 대응하는 판독 구배의 시간 폭)의 지연 시간만큼 연속적으로 지연된다. 이러한 기술을 에코 시프트(echo shift)라고 한다. 위상 에러의 크기는 k 스페이스(KS)에서 위상 인코딩 축의 방향으로 선형적으로 변하여, 인접한 에코 블록 간에 큰 계단 차의 위상 에러를 나타내지 않는다. 따라서, 가상 가공물이 감소될 수 있다.
도 12는 GRASE(구배 및 스핀 에코) 기술에 따른 예시적인 펄스 시퀀스를 도시하고 있다.
이러한 펄스 시퀀스에서, 여기 펄스 RF90과 슬라이스 구배 SG90가 적용된다. 후속하여, 판독 구배(r0)가 적용된다. 다음에, 제 j의 반전 RF 펄스 RF180_i(도 12에서 j=1,...,J이고, J=3) 및 슬라이스 구배 SG180이 적용된다. 그 다음, 양극과 음극을 가진 교번 데이터 획득 판독 구배(rj1,...,rji)(도 12에서 I=3)가 연속적으로 적용되고, 그와 동시에 인코딩 구배(pj1,...,pjI)가 적용되고, 제 1 내지 제 I 에코의 연속적인 집속과 동시에 제 j의 반전 RF 펄스(ej1내지 ejI)에 대해 제 1 내지 제 I 에코를 샘플링하여, 에코(ej1내지 ejI)에 대응하는 데이터(dnj1,...dnjI)를 수집한다. 이러한 시퀀스는 n=1,...,N에 대해 반복되고, k 스페이스를 채우는 데이터(d111-dNJI)가 수집된다.
도 13은 N=2, J=3, I=3인 k 스페이스(KS)에 있어서 데이터(d111-dNJI)를 수집하는 궤적을 예시하는 개략도이다.
k 스페이스(KS)가 위상 인코딩 축 방향으로 제 1 내지 제 N·J·I 행(도 13에서 18행)으로 분할될 때, 제 n 샷에 대한 위상 인코딩(pji)이 적용되고, 그 결과, 제 (n+(i-1)N+(i-1)N·J) 행에 대한 데이터(dnji)가 제 n 샷의 제 j 반전 펄스 대한 제 i 에코에 의해 수집된다.
또한, 도 12와 도 13에 도시된 GRASE 펄스 시퀀스에 있어서, 가상 가공물은 EPI 기술과 유사하게 에코 시프트를 적용함으로써 감소될 수 있다.
종래에 있어서, 자계 불균등성에 의해 야기되는 위상 에러로 인한 가상 가공물은 에코 시프트에 의해 감소된다.
그러나, 종래 기술이 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항(이하에 보다 상세히 설명)로부터의 위상 에러로 인한 가상 가공물을 고려하지 않았기 때문에 단순히 에코 시프트만으로는 가상 가공물을 충분히 감소시킬 수 없다.
본 목적은 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러로 인한 가상 가공물을 감소시킬 수 있는 MRI 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 데이터를 수집하기 위해 펄스 시퀀스를 발생시키는 펄스 시퀀스 발생 수단과, 이 발생된 펄스 시퀀스를 실행하여 데이터를 수집하는 데이터 수집 수단과, 수집된 데이터로부터 이미지를 재구성하는 이미지 생성 수단을 포함하는 MRI 장치가 제공되고, 여기서, 펄스 시퀀스 발생 수단은 다음 조건, 즉 (1) k 스페이스가 위상 인코딩 축 방향으로 제 1 내지 제 N·I 행(여기서, N과 I는 2보다 큰 자연수)으로 분할될 때, 데이터 획득 판독 구배을 적용하는 펄스 시퀀스를 N 샷에 대해 반복하는 한편, 반전 RF 펄스마다 I 에코를 집속하도록 구배를 반전시키고, k 스페이스를 채우는 데이터를 수집하는 조건, (2) 제 n 샷에서의 반전 RF 펄스(여기서, n=1 - N) 전에 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하는 조건을 만족하도록 제 n 샷에 대해 펄스 시퀀스를 발생시키고, 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스는 시정수값이 0인 파형을 가지고 있고, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되고 k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축 방향으로 (기준이 되는 하나의 샷인 경우에, 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 그 샷에만 부가하지 않은 것을 포함) 제 1 행에서 제 N·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 준다.
환원하면, 본 발명은 k 스페이스가 위상 인코딩 축 방향으로 제 1 행 내지 제 N·I행으로 분할될 때(N과 I는 2보다 큰 자연수), 반전 RF 펄스마다 I 에코를 집속하도록 구배를 반전하면서 데이터 획득 판독 구배를 적용하는 펄스 시퀀스를 N 샷에 대해 반복하며, k 스페이스를 채우는 데이터를 수집하는 MR 촬상 방법을 제공하며, 그 방법은 제 n 샷(여기서, n=1 - N)에서의 반전 RF 펄스전에 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하는 단계를 포함하며, 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스는 시정수 값이 0인 파형을 가지며, k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있으며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축 방향(예를 들어, 하나의 샷의 경우에, 그 샷에 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하지 않는 것을 포함)으로 제 1 행에서 제 N·I 행으로 자연스럽게 가변한다.
메인 자계가 B0이고, X, Y, Z 방향의 선형 구배 자계가 Gx, Gy, Gz이면, 하나의 포인트(x, y, z)에서의 자계 Bz(x, y, z, t)는 다음과 같이 이상적으로 주어질 수 있다.
실질적으로, 자계 Bz(x, y, z, t)는 다른 조건 BM(x, y, z, t)을 포함하고 있어서 맥스웰 방정식은 다음을 만족한다.
다른 조건 BM은 맥스웰 항이라 하고, 다음과 같이 주어진다.
여기서, Z 방향은 메인 자계 방향으로서 정의된다.
슬라이스 축이 Y 방향에 대응하고, 판독 축은 X 방향에 대응하며, 위상 인코딩 축은 Z 방향에 대응한다고 가정한다. 수학식 (1)에서의 제 3 항이 상당히 크기 때문에, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항(BM)으로부터의 위상 에러(ΦM)는 다음과 같이 주어진다.
여기서, 판독 구배의 적용 개시에서 t=0이다.
수학식 (2)에서 증명되는 바와 같이, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항으로부터의 위상 에러는 데이터 획득 판독 구배의 적용 개시부터의 시간 주기에 비례하게 증가한다. 이것은 도 11에 도시된 바와 같이, EPI 기술에서 맥스웰 항 위상 에러 특성 라인에 대해 표시된다. 판독 구배의 적용 개시 시간이 에코 시프트에 대해 샷 간에 시프트되기 때문에, 맥스웰 항 위상 에러 특성 라인은 또한 샷 간에 시프트된다.
도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 제 n 샷에서의 제 i 에코(ei)에 대응하는 데이터(dni)에 대한 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러는 제 i 에코 블록에서의 Mi크기를 가진다. 그러므로, 위상 에러는 인접 에코 블록 사이에 큰 계단 차를 나타내고, 결과적으로 가상 가공물을 생성한다.
그러므로, 일측면의 MRI 장치에 따르면, 제 n 맥스웰 항 정정 펄스는 제 n 샷에서 반전 RF 펄스 앞에 부가된다. 제 n 맥스웰 항 정정 펄스는 0의 시정수 값을 가진 파형으로 인해 위상 인코딩 양에 영향을 주지 않는다. 더욱이, 그 양은 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되고 k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축 방향으로 제 1 행에서 제 N·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 준다. 따라서, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러는 인접한 에코 블록 간에 큰 계단 차를 나타내지 않고, 가상 가공물이 감소될 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 데이터를 수집하기 위해 펄스 시퀀스를 발생시키는 펄스 시퀀스 발생 수단과, 발생된 펄스 시퀀스를 실행하여 데이터를 수집하는 데이터 수집 수단과, 수집된 데이터로부터 이미지를 재구성하는 이미지 생성 수단을 포함하는 MRI 장치가 제공되며, 여기서, 펄스 시퀀스 발생 수단은 다음 조건, 즉 (1) k 스페이스가 위상 인코딩 축 방향으로 제 1 행 내지 제 N·J·I 행(여기서, N은 1보다 큰 자연수, J와 I는 2보다 큰 자연수)으로 분할될 때, 여기 RF 펄스 마다 J 반전 RF 펄스를 적용하며, 반전 RF 펄스 마다 I 에코를 집속하도록 구배를 반전하면서 데이터 획득 판독 구배를 적용하는 펄스 시퀀스를 N 샷에 대해 반복하고, k 스페이스를 채우는 데이터를 수집하는 조건과, (2) 제 n 샷(n=1 - N)에서 제 j 반전 RF 펄스 전후에 제 nj 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하는 조건을 만족하도록 제 n 샷에 대해 펄스 시퀀스를 발생시키며, 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스는 시정수 값이 0인 파형을 가지고 있고, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되고 k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축 방향(기준이 되는 하나의 샷의 경우에, 그 샷에만 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하지 않는 것을 포함)으로 제 1 행에서 제 N·J·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 준다.
환원하면, 본 발명은 k 스페이스가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 내지 제 N·J·I 행(여기서, N은 1보다 큰 자연수, J와 I는 2보다 큰 자연수)으로 분할될 때, 반전 RF 펄스 마다 I 에코를 집속하기 위해 구배를 반전하면서 데이터 획득 판독 구배를 적용하고 여기 RF 펄스마다 RF 펄스를 적용하는 펄스 시퀀스를 N 샷에 대해 반복하는 단계와, k 스페이스를 채우는 데이터를 수집하는 단계를 포함하는 MR 촬상 방법을 제공하고, 본 방법은 제 n 샷(n=1 - N)에서 제 j 반전 RF 펄스 전후에 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하는 단계로서, 제 nj 맥스웰 항 정정 판독 펄스가 시정수 값이 0인 파형을 가진 단계와, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되고 k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축의 방향(기준이 되는 하나의 샷의 경우에, 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 그 샷에만 적용하지 않는 것을 포함)으로 제 1 행에서 제 N·J·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 주는 단계를 포함하고 있다.
도 14는 N=1, J=3, I=3인 GRASE 기술에서의 맥스웰 항 위상 에러 특성을 나타내고 있다.
도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 제 n 샷에 있어서 제 j 반전 펄스 RF180_i에 대한 제 i 에코(eji)에 대응하는 데이터(dji)에 대한 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러는 제 i 에코 블록에서 Mi의 크기를 가지고 있다. 이로 인해, 위상 에러는 인접 에코 블록 간에 큰 계단 차를 나타내고, 그 결과 가상 가공물을 생성하게 된다.
그러므로, 본 발명의 제 2 측면의 MRI 장치에 따르면, 제 nj 맥스웰 항 정정 펄스는 제 n 샷의 제 j 반전 RF 펄스 전후에 부가된다. 제 nj 맥스웰 항 정정 펄스는 0의 시정수 값을 가진 파형으로 인해 위상 인코딩 양에 영향을 주지 않는다. 맥스웰 항 위상 에러는 여전히 고정된 양이다. 더욱이, 그 양은 k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되고 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 N·J·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 준다. 따라서, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러는 인접 에코 블록 간에 큰 계단 차를 나타내지 않고, 가상 가공물은 감소될 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따르면, 제 1 및 제 2 측면에 관해 설명된 바와 같이, MRI 장치가 제공되며, 여기서, 펄스 시퀀스 발생 수단은 다음 조건, 즉 (3) k 스페이스내의 DC 성분에 근접한 데이터 또는 DC 성분 데이터에 포함되며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 0이거나 0에 근접하도록 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하는 조건을 만족하도록 제 n 샷 동안 펄스 시퀀스를 발생시킨다.
본 발명의 제 3 측면의 MRI 장치에서, k 스페이스에서 이미지 재구성에 가장 중요한 DC 성분에 근접한 데이터 또는 DC 성분 데이터에 포함되며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 0 또는 0에 근접하기 때문에, 이미지상에서 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러의 효과가 최소로 감소될 수 있다.
따라서, 본 발명의 MRI 장치는 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러로 인한 가상 가공물을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 잇점은 첨부한 도면에 설명되어 있는 본 발명의 바람직한 실시예의 다음 설명으로부터 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 MRI 장치의 블록도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 EPI 기술의 펄스 시퀀스 챠트를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따라서 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러 특성을 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 GRASE 기술의 펄스 시퀀스 챠트를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따라서 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러 특성을 설명하는 도면,
도 6은 종래의 EPI 기술의 펄스 시퀀스 챠트를 도시하는 도면,
도 7은 EPI 펄스 시퀀스에 의한 k 스페이스에서의 데이터 수집의 궤적을 설명하는 도면,
도 8은 EPI 펄스 시퀀스에 의한 k 스페이스에서의 에코 블록을 설명하는 도면,
도 9는 EPI 펄스 시퀀스에서 에코 시프트가 없는 자계 불균등성으로 인한 위상 에러 특성을 설명하는 도면,
도 10은 EPI 펄스 시퀀스에서 에코 시프트가 없는 자계 불균등성으로 인한 위상 에러 특성을 설명하는 도면,
도 11은 종래의 EPI 펄스 시퀀스에서 에코 시프트가 없이 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러 특성을 설명하는 도면,
도 12는 종래의 GRASE 기술의 펄스 시퀀스 챠트를 도시하는 도면,
도 13은 GRASE 펄스 시퀀스에 의한 k 스페이스에서의 데이터 수집의 궤적을 설명하는 도면,
도 14는 종래의 GRASE 펄스 시퀀스에서의 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러 특성을 설명하는 도면.
본 발명은 첨부한 도면에 도시된 실시예를 기준으로 상세히 설명될 것이다.
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 MRI 장치의 블록도이다.
MRI 장치(100)는, 대상물(subject)을 삽입하는 공간부(empty portion)를 가지며, 일정한 메인 자계를 대상물에 인가하는 영구 자석(1p), 구배 자계를 인가하는 구배 자계 코일(1g)(구배 자계 코일은 x 축, y 축, z 축 코일을 포함하고, 슬라이스, 판독 및 위상 인코딩 축이 그들 코일의 결합에 의해 결정), 대상물 내의 원자핵의 스핀을 여기하도록 RF 펄스를 송신하는 송신 코일(1t), 대상물으로부터 NMR 신호를 검출하는 수신 코일(1r) 등이 배치되어 있는 공간부를 둘러싸는 자석 조립체(1)를 포함하고 있다. 구배 자계 코일(1g), 송신 코일(1t) 및 수신 코일(1r)은 구배 자계 구동 회로(3), RF 파워 증폭기(4) 및 전치 증폭기(5)에 각각 접속되어 있다. 초전도 자석은 영구 자석(1p) 대신에 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다.
컴퓨터(7)는 펄스 시퀀스를 발생시키고, 그 시퀀스를 시퀀스 메모리 회로(8)에 전달한다.
시퀀스 메모리 회로(8)는 펄스 시퀀스를 저장하고, 자석 조립체(1)의 구배 자계 코일(1g)로부터 구배 자계를 발생시키기 위해, 저장되어 있는 펄스 시퀀스를 기초로 하여 구배 자계 구동 회로(3)를 동작시킨다. 시퀀스 메모리 회로(8)는 또한 게이트 변조 회로(9)를 동작시켜, RF 발진 회로(10)로부터의 캐리어 출력 신호를 특정 타이밍 및 포락선 형태를 가진 펄스 신호로 변조한다. 펄스 신호는 RF 펄스로서 RF 파워 증폭기(4)에 인가되고, RF 파워 증폭기(4)에 파워 증폭되고, 자석 조립체(1)의 송신 코일(1t)에 인가된다.
전치 증폭기(5)는 자석 조립체(1)의 수신 코일(1r)에서 수신된 NMR 신호를 증폭하고, 위상 검파기(12)로 그 신호를 입력한다. 위상 검파기(12)는 RF 발진 회로(10)로부터 캐리어 출력 신호를 기준으로 NMR 신호를 위상 검파하고, 그 위상 검파된 신호를 A/D 변환기(11)로 공급한다. A/D 변환기(11)는 디지털 신호 데이터로 아날로그 NMR 신호를 변환하고, 그 NMR 신호를 컴퓨터(7)로 입력한다.
컴퓨터(7)는 A/D 변환기(11)로부터의 데이터를 판독하고, 이미지 재구성 동작을 수행하여 이미지를 생성한다. 이미지는 디스플레이 소자(6)에 디스플레이된다.
또한, 컴퓨터(7)는 조작자 콘솔(13)으로부터 정보를 수신하는 것과 같은 전체 제어에 대해 책임이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 EPI 기술의 펄스 시퀀스 챠트이다.
EPI 펄스 시퀀스(α)는 컴퓨터(7)에 의해 발생되고, 그 결과 다음 조건을 만족시킨다.
(1) k 스페이스는 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행 내지 제 16 행으로 분할될 때, 반전 RF 펄스마다 4 에코를 집속하도록 구배를 반전하면서 데이터 획득 판독 구배(r1- r4)를 적용하는 4 에코 EPI 펄스 시퀀스를 4 샷에 대해 반복하며, 제 n 샷(n=1 - 4)에 있어서의 제 i 에코(i=1 -4)에 의해 제 (n+(i-1)·4) 행에 대한 데이터(dni)를 수집하는 조건,
(2) 각각의 샷에서 데이터 획득 판독 구배의 적용 개시 시간을 시프트하는 에코 시프트하는 적용하는 조건,
(3) 시정수 값이 0인 파형을 가진 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCPn)를 제 n 샷에서의 반전 RF 펄스 RF180 앞에 부가하며, k스페이스를 채우는 데이터(dni)에 포함되어 있는 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 16 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 주는 조건.
도 3는 제 1 실시예의 EPI 펄스 시퀀스에 의해 얻어진 데이터(dni)에 포함되며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러를 설명하는 도면이다.
제 1 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCHP1)를 부가함으로써, 제 1 샷에서의 맥스웰 항 위상 에러의 특성 라인은 맥스웰 항 정정 판독 펄스 없이 특성 라인에 관한 바이어스 위상 에러 Φc(1)만큼 낮춰지고, 표준 맥스웰 항 위상 에러 특성 라인을 매칭하도록 된다.
제 2 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCHP2)를 부가함으로써, 제 2 샷에서의 맥스웰 항 위상 에러의 특성 라인은 맥스웰 항 정정 판독 펄스 없이 특성 라인에 관한 바이어스 위상 에러 Φc(2)만큼 낮춰지고, 표준 맥스웰 항 위상 에러 특성 라인을 매칭하도록 된다.
제 3 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCHP3)를 부가함으로써, 제 3 샷에서의 맥스웰 항 위상 에러의 특성 라인은 맥스웰 항 정정 판독 펄스 없이 특성 라인에 관한 바이어스 위상 에러 Φc(3)만큼 낮춰지고, 표준 맥스웰 항 위상 에러 특성 라인을 매칭하도록 된다.
제 4 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCHP4)를 부가함으로써, 제 4 샷에서의 맥스웰 항 위상 에러의 특성 라인은 맥스웰 항 정정 판독 펄스 없이 특성 라인에 관한 바이어스 위상 에러 Φc(4)만큼 낮춰지고, 표준 맥스웰 항 위상 에러 특성 라인을 매칭하도록 된다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, k 스페이스를 채우는 데이터(d11-d44)에 포함되며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러는 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 16 행으로 라인을 따라 자연스럽게 가변한다. 따라서, 데이터 획득 판독 구배(r1- r4)에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러는 인접한 에코 블록 사이에 큰 계단 차를 나타내지 않고, 가상 가공물은 감소될 수 있다.
도 3에 도시된 맥스웰 위상 에러는 이미지 재구성에 가장 중요한 DC 성분에 근접한 데이터를 획득하기 위해서, 제 3 샷에서의 제 1 에코에 대해 0임을 알아야 한다.
하나의 에코에 대응하는 데이터 획득 판독 구배는 사다리꼴 파형이고, 이 사다리꼴 파형은 상승/하강 시간(tr0), 최대 진폭 주기(Tr0) 및 최대 진폭(Gr0)을 가지고 있다. 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러(Φr0)는 다음과 같다.
더욱이, 맥스웰 항 정정 판독 펄스의 양의 값과 음의 값은 각각 사다리꼴 파형을 가지고 있고, 그 사다리꼴 파형은 상승/하강 시간(tc), 최대 진폭 주기(Tc) 및 최대 진폭(+Gc, -Gc)을 가지고 있다고 가정한다. 맥스웰 항 정정 판독 펄스에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러(Φc)는 다음과 같다.
k 스페이스를 채우는 데이터(d11- d14)에 포함되어 있으며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러를 도 3에 도시된 바와 같이, 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 16 행으로 라인을 따라 자연스럽게 배열하기 위해서, 바이어스 위상 에러 Φc(1)는 제 1 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP1)에 의해 주어질 수 있는 하나의 에코에 대응하는 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러(Φr0)와 같고, 바이어스 위상 에러 Φc(2)는 제 2 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP2)에 의한 (3·Φr0/4)와 같고, 바이어스 위상 에러 Φc(3)는 제 3 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP3)에 의한 (2·Φr0/4)와 같고, 바이어스 위상 에러 Φc(4)는 제 4 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP4)에 의한 (Φr0/4)와 같고, 그 결과, 다음과 같은 수학식을 얻게 된다.
수학식 (4)와 수학식 (5)로부터, 다음과 같은 수학식을 유추할 수 있다.
제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCPn)는 수학식(6)을 이용하여 얻을 수 있다.
제 2 실시예
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 GRASE 기술의 펄스 시퀀스 챠트이다.
GRASE 펄스 시퀀스(β)는 컴퓨터(7)에 의해 발생되고, 그 결과 다음 조건을 만족하게 된다.
(1) k 스페이스가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행 내지 제 9 행으로 분할될 때, 반전 RF 펄스 마다 3개의 에코를 집속하기 위해 구배를 반전하면서, 여기 RF 펄스 마다 3개의 반전 RF 펄스를 적용하고 데이터 획득 판독 구배를 적용하는 펄스 시퀀스를 하나의 샷에 대하여 실행하는 조건과, 제 j 반전 RF 펄스(j=1 - 3)에 대해 제 i 에코(i=1 - 3)만큼 제 (j+(i-1)·J) 행에 대해 데이터(dji)를 수집하는 조건,
(2) 제 j 반전 RF 펄스 전후에 시정수 값이 0인 파형을 가진 제 j 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하는 조건과, k 스페이스를 채우는 데이터(dji)에 포함되고 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 9 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 주는 조건.
도 5는 제 2 실시예의 GRASE 펄스 시퀀스에 의해 얻어지는 데이터(dji)에 포함되며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러를 설명하는 도면이다.
제 1 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP_1)는 제 1 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP_1)이 없는 특성에 비례하여 δ1만큼 제 1 반전 펄스 RF180_1에 대응하는 데이터 획득 판독 구배(r11- r13)에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러 특성을 낮추기 위해, 제 1 반전 펄스 RF180_1 전후에 부가된다.
다음에, 제 2 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP_2)는, 원래의 레벨로 복원되고, 제 1 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP_1)를 부가함으로써, Gc1만큼 낮춰지게 되는 맥스웰 항 위상 에러 특성과 제 2 반전 펄스 RF180_2 전후에 부가된다. 그러므로, 제 2 반전 펄스 RF180_2에 대응하는 데이터 획득 판독 구배(r21- r23)에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러 특성은 변하지 않게 된다(즉, 맥스웰 항 정정 판독 펄스가 없는 것과 같은 동일 레벨을 유지).
그 다음, 제 3 맥스웰 항 정정 판독 펄스(MTCP_3)는 제 3 맥스웰 항 정정 판독 펄스가 없는 특성에 비례하여 δ3만큼 제 3 반전 펄스 RF180_3에 대응하는 데이터 획득 판독 구배(r31- r33)에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러 특성을 상승시키기 위해, 제 3 반전 펄스 RF180_3 전후에 부가된다.
도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, k 스페이스(KS)를 채우는 데이터(d11- d33)에 포함되며 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러는 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 9 행으로 라인을 따라 자연스럽게 가변한다. 따라서, 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러는 인접 에코 블록 사이에 큰 계단 차를 나타내지 않고, 가상 가공물은 감소될 수 있다.
본 발명의 사상과 범위내에서 본 발명의 여러 수정 및 변경이 가능하다는 것을 알 수 있다. 첨부한 청구범위에 정의된 것을 제외하고, 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니다는 것을 알아야 한다.

Claims (9)

  1. 데이터를 수집하기 위해 펄스 시퀀스를 발생시키는 펄스 시퀀스 발생 수단, 상기 발생된 펄스 시퀀스를 실행하여 데이터를 수집하는 데이터 수집 수단, 및 상기 수집된 데이터로부터 이미지를 재구성하는 이미지 생성 수단을 포함하는 MRI 장치에 있어서,
    상기 펄스 시퀀스 발생 수단은 다음 조건,
    (1) k 스페이스가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 내지 제 N·I 행(N과 I는 2보다 큰 자연수)으로 분할될 때, 반전 RF 펄스 마다 I 에코를 집속시키기 위해 구배를 반전시키면서 데이터 획득 판독 구배를 적용하는 펄스 시퀀스를 N 샷에 대하여 반복하며, 상기 k 스페이스를 채우는 데이터를 수집하는 조건, 및
    (2) 시정수 값이 0인 파형을 가진 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 제 n 샷(n=1 - N)에서 반전 RF 펄스 앞에 부가하며, k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있으며 상기 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 상기 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 N·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 주는 조건(기준이 되는 하나의 샷의 경우에, 상기 샷에만 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하지 않는 조건을 포함)
    을 만족하도록 제 n 샷에 대하여 펄스 시퀀스를 발생시키는 MRI 장치.
  2. 데이터를 수집하기 위해 펄스 시퀀스를 발생시키는 펄스 시퀀스 발생 수단, 상기 발생된 펄스 시퀀스를 실행하여 데이터를 수집하는 데이터 수집 수단, 및 상기 수집된 데이터로부터 이미지를 재구성하는 이미지 생성 수단을 포함하는 MRI 장치에 있어서,
    상기 펄스 시퀀스 발생 수단은 다음 조건,
    (1) k 스페이스가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 내지 제 N·J·I 행(N는 1보다 큰 자연수, J와 I는 2보다 큰 자연수)으로 분할될 때, 반전 RF 펄스 마다 I 에코를 집속시키기 위해 구배를 반전시키면서 데이터 획득 판독 구배를 적용하고 여기 RF 펄스 마다 J 반전 RF 펄스를 적용하는 펄스 시퀀스를 N 샷에 대하여 반복하며, 상기 k 스페이스를 채우는 데이터를 수집하는 조건, 및
    (2) 시정수 값이 0인 파형을 가진 제 nj 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 제 n 샷(n=1 - N)에서 제 j 반전 RF 펄스(j=1 - J) 전후에 부가하며, 상기 k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있으며 상기 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 상기 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 N·J·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 주는 조건(기준이 되는 하나의 샷의 경우에, 상기 샷에만 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하지 않는 조건을 포함)
    을 만족하도록 제 n 샷에 대하여 펄스 시퀀스를 발생시키는 MRI 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 펄스 시퀀스 발생 수단은 또한 다음 조건
    (3) k 스페이스내의 DC 성분에 근접한 데이터 또는 DC 성분 데이터에 포함되며 상기 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 상기 맥스웰 항 위상 에러가 0 또는 0에 근접하도록, 상기 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하는 조건
    을 만족하도록 상기 제 n 샷에 대하여 상기 펄스 시퀀스를 발생시키는 MRI 장치.
  4. (1) k 스페이스가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 내지 제 N·I 행(N과 I는 2보다 큰 자연수)으로 분할될 때, 반전 RF 펄스 마다 I 에코를 집속시키기 위해 구배를 반전시키면서 데이터 획득 판독 구배를 적용하는 펄스 시퀀스를 N 샷에 대하여 반복하며, 상기 k 스페이스를 채우는 데이터를 수집하는 조건, 및
    (2) 시정수 값이 0인 파형을 가진 제 n 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 제 n 샷(n=1 - N)에서 반전 RF 펄스 앞에 부가하며, 상기 k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있으며 상기 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 상기 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 N·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 주는 조건(기준이 되는 하나의 샷의 경우에, 상기 샷에만 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하지 않는 조건을 포함)
    을 만족하도록 제 n 샷에 대하여 펄스 시퀀스를 결정하는 단계와,
    상기 펄스 시퀀스를 실행하여 NMR 데이터를 수집하는 단계
    를 포함하는 NMR 데이터 수집 방법.
  5. 제 4 항에 의해 정의된 상기 NMR 데이터 수집 방법을 이용하여 NMR 데이터를 수집하는 단계와, 상기 수집된 데이터로부터 이미지를 재구성하는 단계를 포함하는 MR 촬상 방법.
  6. (1) k 스페이스가 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 내지 제 N·J·I 행(N은 1보다 큰 자연수, J와 I는 2보다 큰 자연수)으로 분할될 때, 반전 RF 펄스 마다 I 에코를 집속시키기 위해 구배를 반전시키면서 데이터 획득 판독 구배를 적용하고 여기 RF 펄스 마다 J 반전 RF 펄스를 적용하는 펄스 시퀀스를 N 샷에 대하여 반복하며, 상기 k 스페이스를 채우는 데이터를 수집하는 조건, 및
    (2) 시정수 값이 0인 파형을 가진 제 nj 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 제 n 샷(n=1 - N)에서 제 j 반전 RF 펄스(j=1 - J) 전후에 부가하며, 상기 k 스페이스를 채우는 데이터에 포함되어 있으며 상기 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 맥스웰 항 위상 에러가 상기 위상 인코딩 축의 방향으로 제 1 행에서 제 N·J·I 행으로 자연스럽게 가변하도록 바이어스 위상 에러를 주는 조건(기준이 되는 하나의 샷의 경우에, 상기 샷에만 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하지 않는 조건을 포함)
    을 만족하도록 제 n 샷에 대하여 펄스 시퀀스를 결정하는 단계와,
    상기 펄스 시퀀스를 실행하여 NMR 데이터를 수집하는 단계
    를 포함하는 NMR 데이터 수집 방법.
  7. 제 6 항에 의해 정의된 상기 NMR 데이터 수집 방법을 이용하여 NMR 데이터를 수집하는 단계와, 상기 수집된 데이터로부터 이미지를 재구성하는 단계를 포함하는 MR 촬상 방법.
  8. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,
    제 n 샷에 대하여 펄스 시퀀스를 결정하는 상기 단계는 다음 조건
    (3) 상기 k 스페이스내의 DC 성분에 근접한 데이터 또는 DC 성분 데이터에 포함되어 있으며 상기 데이터 획득 판독 구배에 의해 야기되는 상기 맥스웰 항 위상 에러가 0 또는 0에 근접하도록 상기 맥스웰 항 정정 판독 펄스를 부가하는 조건
    을 만족하도록 실행되는 NMR 데이터 수집 방법.
  9. 제 8 항에 의해 정의된 상기 NMR 데이터 수집 방법을 이용하여 NMR 데이터를 수집하는 단계와, 상기 수집된 데이터로부터 이미지를 재구성하는 단계를 포함하는 MR 촬상 방법.
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