KR20040017777A - 자기 공명 촬상 장치 - Google Patents

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KR20040017777A
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지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
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Abstract

본 발명은, 네비게이터 에코(navigator echo)를 사용하여 이미징 에코(imaging echo)를 위상 보정(phase-correct)하는 경우에도 패러랠 이미징이 가능하게 하기 위해서, 대상 내의 스핀을 여기하여 여기된 스핀에 의해 생성된 이미징 에코를 축소된 FOV(field of view)로 복수의 수신기 시스템을 경유하여 네비게이터 에코와 함께 획득하고(802), 네비게이터 에코에 근거하여 이미징 에코에 대하여 위상 보정을 수행하고(804), 복수의 수신기 시스템 각각으로부터의 위상 보정된 이미징 에코에 근거하여 중간 화상을 생성하고(806), 복수의 수신기 시스템에 대한 감도 매트릭스를 생성하고(808), 감도 매트릭스에서 매트릭스 데이터의 위상을 보정하고(810), 중간 화상 및 위상 보정된 감도 매트릭스에 근거하여, 전체 FOV를 갖는 화상을 생성한다(812).

Description

자기 공명 촬상 장치{MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS}
본 발명은 자기 공명 촬상 장치(magnetic resonance imaging apparatus)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 패러랠 이미징(parallel imaging)을 수행하는 자기 공명 촬상 장치에 관한 것이다.
자기 공명 촬상(magnetic resonance imaging : MRI) 장치에서, 마그넷 시스템(magnet system)의 내부 공간 즉, 정적 자기장(static magnetic field)이 생성되는 촬상 공간으로 촬상될 대상을 반송하고, 구배 자기장(gradient magnetic field) 및 고주파(radio frequency : RF) 자기장을 인가하여 대상 내의 스핀(spin)을 여기시키는 것에 의해 자기 공명 신호를 발생시키고, 그 수신된 신호에 근거하여 화상을 재구성한다.
자기 공명 촬상의 한 방식으로서 패러랠 이미징이 있다. 패러랠 이미징은, 예를 들면, Klaas P. Pruessmann 등에 의한 "SENSE : Sensitivity Encoding for Fast MRI"라는 제목의 문헌(Magnetic Resonance in Medicine, 42: 952∼962(1999))에 개시되어 있다.
일반적으로, 패러랠 이미징에서, 자기 공명 신호는 복수의 수신기 시스템(receiver systems)을 경유하여 동시적이고 병행적인 방식으로 획득된다. 자기 공명 신호의 획득은, FOV(Field of View)를 예를 들면, 절반으로 감소시켜 수행된다. FOV를 절반으로 감소시키는 것에 의해, 신호 획득 속도(the rate of signal acquisition)는 2배가 된다.
위와 같이 획득된 신호에 근거하여 화상을 재구성한다. 화상 재구성은 2개의 단계로 수행된다. 제 1 단계에서, 복수의 수신기 시스템에 의해서 획득된 신호에 근거하여 중간 화상(intermediate image)을 생성한다. 화상 생성은 2차원 역푸리에 변환을 채용한다. 생성된 화상은 축소된 FOV를 갖는다. FOV가 축소되기 때문에, FOV의 외부를 둘러싸는 것에 의해 발생된 에일리어싱 화상(aliasing images)이 화상 내에 포함된다.
제 2 단계에서는, 이러한 화상에 소정의 연산을 적용하는 것에 의해 에일리어싱 화상을 자신의 원래 위치로 되돌아오게 하고, 전(whole) FOV를 갖는 화상을 생성한다. 연산에서는 아래의 식을 이용한다.
여기에서, V는 전 FOV를 갖는 화상의 화소값이고, S는 감도 매트릭스(sensitivity matrix)이고, S*는 S의 수반 행렬(adjoint matrix)이고, A는 중간 화상의 화소값이다.
감도 매트릭스 S는, 복수의 수신기 시스템의 공간적인 감도 분포에 의해서 결정된다. 일반적으로, 수신기 시스템의 감도는 복소수 형식을 갖고, 그에 따라 감도 매트릭스의 데이터도 또한 복소수 형식을 갖는다. 이와 유사하게, 화소값(V, A)도 복소수 형식을 갖는다.
두부 단층 화상(cross-sectional image of the head)을 촬상하는 기법 중의 하나로서, MS-DW-EPI(multi-shot diffusion-weighted echo planar imaging)가 있다. 이 기법은, 더 작은 디퓨전을 갖는 스핀이 더 큰 신호 강도를 갖도록 가중치가 부여된 단층 화상을 멀티 샷 에코 플래너 이미징(multi-shot echo planar imaging : MS-EPI) 기법에 의해서 촬상하는 것을 포함한다. 촬상된 단층 화상은, 뇌경색(cerebral infarction)의 존재를 진단하는데 적합하다.
멀티 샷 에코 플래너 이미징 기법에서, 1개의 스크린 화상을 채우는 이미징 에코의 수집을 복수의 회수로 분산시킨다. 즉, 스핀은 복수의 회수로 나눠져서 여기되고, 각 여기 도중에 소정 개수의 이미징 에코가 수집된다.
이러한 프로세스에서, 뇌의 파동에 의해 여기 사이에서 스핀의 위치 시프팅(positional shifting)이 발생하면, 이미징 에코사이의 위상 오차(phase error)에 의해, 재구성된 화상 내에 고스트(ghost)가 발생된다. 이것을 방지하기 위해서, 각 여기에 대해서 네비게이터 에코(navigator echo)를 수집하고, 네비게이터 에코의 위상을 사용하여 이미징 에코의 위상을 보정한다.
MS-DW-EPI 기법에 따라서 패러랠 이미징을 수행하는 것은 불가능했었다. 이는 네비게이터 에코에 의해서 이미징 에코를 위상 보정할 때, 수신기 시스템의 감도에 의해 발생되는 위상이 불필요하게 보정되어, 감도 매트릭스와 불일치가 발생되기 때문이다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 네비게이터 에코를 사용하여 이미지 생성 에코를 위상 보정할 경우에도, 패러랠 이미징이 가능한 자기 공명 촬상 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 앞서 언급된 문제를 해결하기 위해서, 대상 내의 스핀을 여기하여 여기된 스핀에 의해 발생된 이미징 에코를 축소된 FOV에 대해 복수의 수신기 시스템을 경유하여 네비게이터 에코와 함께 획득하는 획득 수단과, 네비게이터 에코에 기반하여 이미지 생성 에코에 대한 위상 보정을 수행하는 제 1 보정 수단과, 복수의 수신기 시스템의 각각으로부터의 위상 보정된 이미징 에코에 기반하여 중간 화상을 생성하는 제 1 화상 생성 수단과, 복수의 수신기 시스템에 대한 감도 매트릭스를 생성하는 생성 수단과, 감도 매트릭스 내의 매트릭스 데이터를 위상 보정하는 제 2 보정 수단과, 중간 화상 및 위상 보정된 감도 매트릭스에 기반하여 전체 FOV를 갖는 화상을 생성하는 제 2 화상 생성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 촬상 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 앞에서 언급된 문제를 해결하기 위해서, 대상 내의 스핀을 여기하여, 여기된 스핀에 의해서 생성된 이미징 에코를 축소된 FOV로 복수의 수신기 시스템을 경유하여, 네비게이터 에코와 함께 획득하는 단계와, 네비게이터 에코에 기반하여 이미징 에코의 위상 보정을 수행하는 단계와, 복수의 수신기 시스템 각각으로부터의 위상 보정된 이미징 에코에 근거하여 중간 화상을 생성하는 단계와, 복수의 수신기 시스템에 대한 감도 매트릭스를 생성하는 단계와, 감도 매트릭스 내의 매트릭스 데이터를 위상 보정하는 단계와, 중간 화상 및 위상 보정된 감도 매트릭스에 기반하여, 전체 FOV를 갖는 화상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 화상 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서, 감도 매트릭스 내의 매트릭스 데이터가 위상 보정되는 것에 의해서, 네비게이터 에코를 이용하여 위상 보정된 이미지 생성 에코와의 불일치가 제거되고, 화상을 정확하게 생성할 수 있다.
축소된 FOV에 대한 축소 계수(reduction factor)는, 적절한 화상을 획득할 수 있도록 아래의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.
여기에서, R은 감소 계수이고, n은 수신기 시스템의 개수이다.
획득 수단은, FOV의 축소가 적절히 달성되도록, k 공간의 샘플링 간격(sampling intervals)을 확대시키는 것에 의해 FOV의 축소를 구현하는 것이 바람직하다.
획득 수단은, 위상 인코딩 방향에서 FOV가 축소될 때, 위상 인코딩의 단계적 차이(step difference)의 확대에 의해서 샘플링 간격의 확대를 구현하는 것이 바람직하다.
복수의 수신기 시스템은, 수신이 동시적이고 병행적 방식으로 실행될 수 있도록, 제각기의 수신 코일을 갖는 것이 바람직하다.
수신 코일은 대상에 근접하여 수신을 수행할 수 있도록 표면 코일(surface coils)인 것이 바람직하다.
획득 수단은 디퓨전 결합 화상(image incorporating diffusion)이 촬상될 때, 이미징 에코를 획득하는 데 있어서 MS-DW-EPI 기법을 채용하는 것이 바람직하다.
획득 수단은 디퓨전 결합 화상이외의 화상이 촬상될 때, 이미징 에코를 획득하는 데 있어서 MS-DW-EPI 기법이외의 기법을 이용하는 것이 바람직하다.
생성 수단은 감도 매트릭스를 적절히 생성할 수 있도록 전체 FOV에 대해서 복수의 수신기 시스템의 수신 감도의 공간적 분포(spatial distribution)에 기반하여 감도 매트릭스를 생성하는 것이 바람직하다.
생성 수단은 감도 매트릭스를 보다 더 적절히 생성할 수 있도록, 복수의 수신기 시스템 각각의 수신 감도의 크기에 대한 공간적 분포를 2차원 다항식으로 피팅(fitting)한 후에 감도 매트릭스를 생성하는 것이 바람직하다.
생성 수단은 피팅이 적절히 달성될 수 있도록, 수신 감도의 크기에 따라 가중치를 부여하는 최소제곱법에 의해서 피팅을 수행하는 것이 바람직하다.
가중치 부여를 위한 가중치는, 피팅이 보다 더 적절히 달성될 수 있도록, 수신 감도 크기의 제곱인 것이 바람직하다.
2차원 다항식은 피팅이 단순화될 수 있도록, 2차식인 것이 바람직하다.
제 2 보정 수단은, 이미징 에코에 대한 위상 보정과의 일치성이 향상될 수 있도록, 위상을 균일화하는 것이 바람직하다. 위상은 0 또는 0이외의 정수일 수 있다.
제 2 화상 생성 수단은 전체 FOV를 갖는 화상을 적절하게 획득할 수 있도록, 화상의 생성에서 아래의 식을 채용하는 것이 바람직하다.
여기에서, V는 전체 FOV를 갖는 화상의 화소값이고, S는 감도 매트릭스이고,S*는 S의 수반 행렬이고, A는 중간 화상의 화소값이다.
그러므로, 본 발명은 네비게이터 에코를 사용하여 이미징 에코를 위상 보정하는 경우에도, 패러랠 이미징을 가능하게 하는 자기 공명 촬상 장치를 제공한다.
본 발명의 추가적인 목적 및 장점은 첨부된 도면으로 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 아래의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 블록도,
도 3은 복수의 수신 코일을 도시하는 도면,
도 4는 복수의 수신기 시스템을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 장치에 의해서 실행되는 예시적인 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,
도 6은 k 공간을 도시하는 도면,
도 7은 k 공간을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 작동에 대한 흐름도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 작동에 대한 흐름도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 기능 블록도(functional block diagram),
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 기능 블록도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 기능 블록도,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 장치에 의해 실행되는 예시적인 펄스 시퀀스를 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 대상100, 100' : 마그넷 시스템
102 : 주 자기장 코일부102' : 주 자기장 마그넷부
106, 106' : 구배 코일부108, 108' : RF 코일부
110 : 수신 코일부130 : 구배 구동부
140 : RF 구동부150 : 데이터 수집부
160 : 시퀀스 제어부170 : 데이터 처리부
180 : 표시부190 : 조작부
500 : 크레이들112∼118 : 수신 코일
152∼158 : 수신기 회로802 : 신호 획득부
804 : 위상 보정부806 : 중간 화상 생성부
808 : 감도 매트릭스 생성부
810 : 위상 보정부812 : 출력 화상 생성부
902 : 수신 감도 분포 측정부904 : 매트릭스 작성부
906 : 피팅부
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명할 것이다. 도 1은 본 발명의 일실시예인 자기 공명 촬상 장치의 블록도를 도시한다. 장치의 구성은 본 발명에 따른 장치의 실시예를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치는 마그넷 시스템(magnet system)(100)을 갖는다. 마그넷 시스템(100)은 주 자기장 코일부(main magnetic field coil section)(102), 구배 코일부(gradient coil section)(106) 및 RF 코일부(108)를 갖는다. 이들 코일부는 대체로 원통형의 형상을 갖고, 서로 동축적(concentrically)으로 배치되어 있다. 촬상 대상(1)을 크레이들(cradle)(500) 위에 눕히고, 도시하지 않은 반송 수단(carrier means)에 의해 마그넷 시스템(100)의 거의 원통형인 내부 공간(구멍(bore))으로 반입 및 반출시킨다.
대상(1)의 두부에는 수신 코일부(110)가 장착되어 있다. 수신 코일부(110)는 복수의 수신 코일을 갖는다. 수신 코일부(110)는 이하에 상세하게 설명할 것이다.
주 자기장 코일부(102)는 마그넷 시스템(100)의 내부 공간 내에 정적 자기장을 형성한다. 정적 자기장의 방향은 대체로 대상(1)의 몸 축 방향에 평행하다. 즉, 보편적으로 수평 자기장으로 지칭되는 자기장이 생성된다. 주 자기장 코일부(102)는 예를 들면, 초전도 코일(superconductive coil)을 이용하여 구성된다. 그러나, 주 자기장 코일부(102)는 초전도 코일에 한정되지 않고, 상전도 코일(normal conductive coil) 등을 이용하여 구성될 수 있다.
구배 코일부(106)는 3개의 서로 수직한 축, 즉 슬라이스축(slice axis), 위상축(phase axis) 및 주파수축(frequency axis)의 방향에서, 정적 자기장 강도에 구배를 갖게 하기 위한 3개의 구배 자기장을 생성한다.
정적 자기장 공간 내의 서로 수직인 좌표축을 X, Y, Z로 나타낼 때, 축 중에 어느 1개의 축도 슬라이스축이 될 수 있다. 이 경우에, 남아있는 2개의 축 중에서 하나는 위상축이 되고 다른 하나는 주파수축이 된다. 또한, 슬라이스축, 위상축 및 주파수축은 자신의 상호 수직성을 유지하면서 X축, Y축 및 Z축에 대해서 임의의 경사를 갖게 할 수 있다. 본 장치에서는, 대상(1)의 몸 축 방향을 Z축 방향으로 정의한다.
슬라이스축 방향의 구배 자기장을 때때로 슬라이스 구배 자기장으로 지칭하기도 한다. 위상축 방향의 구배 자기장을 때때로 위상 인코딩 구배 자기장으로 지칭하기도 한다. 주파수축 방향의 구배 자기장을 때때로 리드 아웃(read out) 구배 자기장으로 지칭하기도 한다. 리드 아웃 구배 자기장은 주파수 인코딩 구배 자기장과 동의어이다. 이러한 구배 자기장의 발생을 가능하게 하기 위해서, 구배 코일부(106)는 도시하지 않은 3개의 구배 코일을 갖는다. 이하에서, 구배 자기장을 때때로 단순히 구배라고 지칭할 수 있다.
RF 코일부(108)는 대상(1) 내에서 스핀을 여기하기 위해서 정적 자기장 공간 내에 고주파 자기장(radio frequency magnetic field)을 생성한다. 이하에서, 고주파 자기장을 생성하는 것을 때때로 RF 여기 신호의 전송으로 지칭할 것이다. 또한, RF 여기 신호를 때때로 RF 펄스(pulse)로 지칭할 것이다.
여기된 스핀에 의해 발생된 전자파 즉, 자기 공명 신호는, 수신 코일부(110)에 의해서 수신된다. 자기 공명 신호는 RF 코일부(108)에 의해서도 수신될 수 있다.
자기 공명 신호는, 주파수 도메인(frequency domain) 즉, 푸리에 공간(Fourier space)의 신호이다. 자기 공명 신호는 위상축 방향 및 주파수축 방향의 구배에 의해서 2개의 축에서 인코딩되기 때문에, 자기 공명 신호는 2차원 푸리에 공간에서의 신호로서 획득된다. 위상 인코딩 구배 및 리드 아웃 구배는, 2차원 푸리에 공간에서 신호가 샘플링되는 위치를 결정하는 데 사용된다. 이하에서, 2차원 푸리에 공간을 때때로 k 공간으로 지칭하기도 한다.
구배 코일부(106)는 구배 구동부(130)와 접속되어 있다. 구배 구동부(130)는 구배 코일부(106)에 구동 신호를 공급하여 구배 자기장을 생성한다. 구배 구동부(130)는 구배 코일부(106) 내의 3개의 구배 코일에 대응하여, 도시하지 않은 3개의 구동 회로를 갖는다.
RF 코일부(108)는 RF 구동부(140)와 접속되어 있다. RF 구동부(140)는 RF 코일부(108)에 구동 신호를 공급하여 RF 펄스를 전송하고, 그에 의해 대상(1) 내의 스핀을 여기한다.
수신 코일부(110)는 데이터 수집부(150)와 접속되어 있다. 데이터 수집부(150)는, 수신 코일부(110)에 의해서 수신된 신호를 디지털 데이터(digital data)로서 수집한다. 또한, RF 코일부(108)는 데이터 수집부(150)에 접속될 수 있어서 RF 코일부(108)에 의해서 수신된 신호의 수집을 가능하게 할 수 있다.
구배 구동부(130), RF 구동부(140) 및 데이터 수집부(150)는 시퀀스 제어부(160)와 접속되어 있다. 시퀀스 제어부(160)는, 구배 구동부(130), RF 구동부(140) 및 데이터 수집부(150)를 제어하여 자기 공명 신호의 수집을 실행한다.
시퀀스 제어부(160)는, 예를 들면 컴퓨터 등을 이용하여 구성된다. 시퀀스 제어부(160)는 도시되지 않은 메모리를 갖는다. 메모리는 시퀀스 제어부(160)용의 프로그램 및 수 종류의 데이터를 저장한다. 시퀀스 제어부(160)의 기능은 컴퓨터가 메모리 내에 기억된 프로그램을 실행하는 것에 의해 구현된다.
데이터 수집부(150)의 출력부는 데이터 처리부(170)에 접속되어 있다. 데이터 수집부(150)에 의해 수집된 데이터는 데이터 처리부(170)에 입력된다. 데이터 처리부(170)는, 예를 들면, 컴퓨터를 이용하여 구성된다. 데이터 처리부(170)는 도시되지 않은 메모리를 갖는다. 메모리는 데이터 처리부(170)용의 프로그램 및 수 종류의 데이터를 저장한다.
데이터 처리부(170)는 시퀀스 제어부(160)에 접속되어 있다. 데이터처리부(170)는 시퀀스 제어부(160)의 위에 위치되고 시퀀스 제어부(160)를 제어한다. 본 장치의 기능은, 데이터 처리부(170)가 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 것에 의해 구현된다.
데이터 처리부(170)는, 데이터 수집부(150)에 의해 수집된 데이터를 메모리에 저장한다. 메모리 내에는 데이터 공간이 형성된다. 데이터 공간은 k 공간에 대응된다. 데이터 처리부(170)는, k 공간의 데이터에 대해 2차원 역푸리에 변환을 수행하여 화상을 재구성한다.
데이터 처리부(170)는 표시부(180) 및 조작부(190)와 접속되어 있다. 표시부(180)는 그래픽 디스플레이 등을 포함한다. 조작부(190)는 포인팅 장치(pointing device)를 갖는 키보드 등을 포함한다.
표시부(180)는 데이터 처리부(170)로부터 출력되는 재구성된 화상 및 수 종류의 정보를 표시한다. 조작부(190)는 사용자에 의해서 조작되고, 수 개의 커맨드나 정보 등을 데이터 처리부(170)에 입력한다. 사용자는 표시부(180) 및 조작부(190)를 통하여 대화식으로(interactively) 본 장치를 조작한다.
도 2에, 본 발명의 일실시예인 다른 타입의 자기 공명 촬상 장치의 블록도를 나타낸다. 이 장치의 구성은 본 발명에 따른 장치의 실시예를 나타낸다.
본 장치는 도 1에 도시된 장치와는 상이한 타입의 마그넷 시스템(100')을 갖는다. 이 장치는 마그넷 시스템(100')에 대한 것 이외에는 도 1에 나타낸 장치와 유사한 구성을 갖기 때문에, 유사한 부분은 유사한 참조 부호로 지정하고 그에 대한 설명을 생략한다.
마그넷 시스템(100')은 주 자기장 마그넷부(102'), 구배 코일부(106') 및 RF 코일부(108')를 갖는다. 주 자기장 마그넷부(102') 및 코일부는 각각 공간을 사이에 두고 서로 대향하는 1쌍의 부재(member)로 이루어진다. 이들 부(sections)는 대체로 원반형 형상을 갖고 공통 중심축을 갖도록 배치되어 있다. 대상(1)을 크레이들(500) 상에 눕히고 도시하지 않은 반송 수단에 의해 마그넷 시스템(100')의 내부 공간(보어)에 반입 및 반출시킨다.
대상(1)의 두부에는 수신 코일부(110)가 장착되어 있다. 수신 코일부(110)는 복수의 수신 코일을 갖는다. 수신 코일부(110)는 추후에 상세하게 설명할 것이다.
주 자기장 마그넷부(102')는 마그넷 시스템(100')의 내부 공간에 정적 자기장을 생성한다. 정적 자기장의 방향은 대체로 대상(1)의 몸 축 방향과 직교한다. 즉, 보편적으로 수직 자기장으로 지칭되는 자기장을 생성한다. 주 자기장 마그넷부(102')는 예를 들면 영구 자석 등을 이용하여 구성된다. 그러나, 주 자기장 마그넷부(102')는 영구 자석에 제한되지 않고, 초전도 전자석(super conductive electromagnet) 또는 상전도 전자석(normal conductive electromagnet) 등을 이용하여 구성될 수 있다.
구배 코일부(106')는, 3개의 서로 수직하는 축, 즉 슬라이스축, 위상축 및 주파수축의 방향에서, 정적 자기장 강도에 구배를 갖게 하기 위한 3개의 구배 자기장을 생성시킨다.
정적 자기장 공간 내에서 서로 수직한 좌표축을 X, Y, Z로 나타낼 때, 축 중의 임의의 하나가 슬라이스축이 될 수 있다. 이 경우에, 남아있는 2개의 축 중에 하나를 위상축으로 하고, 다른 하나를 주파수축으로 한다. 또한, 슬라이스축, 위상축 및 주파수축은, 서로 자신들의 수직성을 유지하면서 X, Y, Z축에 대해서 임의의 경사를 갖게 할 수 있다. 본 장치에서는, 대상(1)의 몸 축 방향을 다시 Z축 방향으로 정의한다.
슬라이스축 방향의 구배 자기장은 때때로 슬라이스 구배 자기장으로 지칭되기도 한다. 위상축 방향의 구배 자기장은 때때로 위상 인코딩 구배 자기장으로 지칭되기도 한다. 주파수축 방향의 구배 자기장은 때때로 리드 아웃 구배 자기장으로 지칭되기도 한다. 리드 아웃 구배 자기장은 주파수 인코딩 구배 자기장과 동의어이다. 이러한 구배 자기장의 생성을 가능하게 하기 위해서, 구배 코일부(106')는 도시하지 않은 3개의 구배 코일을 갖는다.
RF 코일부(108')는 대상(1) 내의 스핀을 여기하기 위해 정적 자기장 공간에 RF 펄스를 전송한다. 여기된 스핀에 의해 발생된 전자기파, 즉 자기 공명 신호는 수신 코일부(110)에 의해서 수신된다.
또한, 자기 공명 신호는 RF 코일부(108')에 의해 수신될 수 있다. 수신 코일부(110) 또는 RF 코일부(108')에 의해 수신된 신호는 데이터 수집부(150)에 입력된다.
다음으로, 수신 코일부(110)에 대하여 설명한다. 수신 코일부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 대상(1)의 두부에 가깝게 배치된 복수의 수신 코일(112∼118)을 갖는다. 각 수신 코일(112∼118)은 폐쇄 루프(closed loop)를 형성한다. 수신코일(112∼118)은 대상(1)의 두부를 둘러싸도록 배치되어 있다. 수신 코일(112∼118)에서는, 예를 들면, 표면 코일(surface coil)을 채용한다. 표면 코일은 대상에 매우 근접하여 신호를 수신하는 데 적합하다.
수신 코일(112∼118)은 상호 간섭이 실질적으로 방지되도록 구성되어 있다. 상호 간섭이 없는 복수의 수신 코일은, 때때로 위상 어레이 코일(phased array coil)로 통칭되기도 한다. 위상 어레이 코일을 구성하는 수신 코일의 개수는, 4 이상 또는 이하의 임의의 복수일 수 있다. 다음의 설명은, 수신 코일의 개수가 4개인 경우에 대해 설명하지만, 수신 코일의 개수가 4개 이상 또는 이하의 복수개인 경우에도 적용된다.
위상 어레이 코일을 구성하는 수신 코일(112∼118)은, 개별적으로 자기 공명 신호를 수신한다. 수신 코일(112∼118)에 의해 수신된 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 데이터 수집부(150) 내의 수신기 회로(152∼158)에 입력된다.
수신 코일(112) 및 수신기 회로(152)는 제 1 수신기 시스템을 구성한다. 수신 코일(114) 및 수신기 회로(154)는 제 2 수신기 시스템을 구성한다. 수신 코일(116) 및 수신기 회로(156)는 제 3 수신기 시스템을 구성한다. 수신 코일(118) 및 수신기 회로(158)는 제 4 수신기 시스템을 구성한다.
이러한 복수의 수신기 시스템이 개별적인 수신 코일을 갖는 것에 의해, 복수의 수신기 시스템에 의해 신호를 동시적이고 병행적인 방식으로 수신할 수 있다. 수신기 시스템(1∼4)은 본 발명에 따른 복수의 수신기 시스템의 실시예를 나타낸다.
도 5는 MS-DW-EPI 기법에 따른 스캔(scan)의 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 도시한다. 펄스 시퀀스는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 진행된다. 이는 다음의 설명에서도 동일하게 적용된다. 도 5에서, (1)은 RF 신호의 펄스 시퀀스를 나타낸다. (2)∼(5)는 구배 자기장의 펄스 시퀀스를 나타낸다. (2)는 슬라이스 구배를 나타내고, (3)은 주파수 인코딩 구배를 나타내며, (4)는 위상 인코딩 구배를 나타내고, (5)는 모션 프로빙 구배(motion probing gradient)를 나타낸다. 정적 자기장은 일정한 자기장 강도로 지속적으로 인가되고 있다는 것을 주지해야 한다.
먼저, 90°펄스에 의해 스핀 여기(spin excitation)가 실행된다. 90°여기에서부터 소정 시간 주기 후에, 180° 펄스에 의해 180°여기가 실행된다. 이들은 슬라이스 구배(Gslice) 하에서의 선택 여기이다. 180°여기의 전후에 모션 프로빙 구배(Gmpg)가 인가된다. 이는 자기 공명 신호에 대한 스핀의 디퓨젼에 따라 가중치를 부여한다.
다음으로, 주파수 인코딩 구배(Gfreq)를 단독으로 인가하여, 네비게이터 에코를 판독한다. 1쌍의 네비게이터 에코를 판독한다. 각 네비게이터 에코는 자신의 중심 에코(central echo)로 대표된다. 이는 아래의 설명에서도 동일하게 적용된다.
다음으로, 위상 인코딩 구배(Gphase) 및 주파수 인코딩 구배(Gfreq)가 사전 정의된 시퀀스로 인가되고, 복수의 이미징 에코가 순차적으로 판독된다. 복수의 이미징 에코는 상이한 위상 인코딩을 갖는다. 여기에서도, 각 이미징 에코는 자신의중심 에코로 대표된다. 이는 아래의 설명에서도 동일하게 적용된다.
이러한 펄스 시퀀스는 반복 시간(repetition time : TR)의 주기 내에서 사전 결정된 회수로 반복되고, 반복할 때마다 1쌍의 복수의 네비게이터 에코 및 복수의 이미징 에코가 판독된다. 즉, 멀티 샷 스캔이 수행된다. 반복할 때마다 이미징 에코에 대한 위상 인코딩이 변경되고, 사전 결정된 회수의 반복에 의해서 1개의 스크린 화상을 채우는 이미징 에코가 획득된다.
각 반복에서의 이미징 에코는 동일 반복 시에 네비게이터 에코에 의해 위상 보정된다. 이는 이미징 에코에서 두뇌의 박동에 기인하는 임의의 위상 오차를 제거한다.
위상 인코딩 및 주파수 인코딩으로 이미징 에코를 판독하는 것에 의해, k 공간 내의 데이터가 샘플링(sampling)된다. 도 6은 k 공간의 개념도(conceptual diagram)를 도시한다. 도시된 바와 같이, k 공간의 가로축인 kx는 주파수축 이며, 수직축인 ky는 위상축이다.
도 6에서, 복수의 가로 방향으로 긴 직사각형은 각각 위상축 상의 데이터 샘플링 위치를 나타낸다. 각 직사각형 내에 나타낸 숫자는 위상 인코딩 량을 나타낸다. 위상 인코딩 량은 π/N에 의해 정규화(normalized)된다. N은 위상축 방향의 샘플링 회수이다.
위상 인코딩 량은 위상축 ky의 중심에서 0이다. 중심으로부터 양쪽 끝으로 갈수록 위상 인코딩 량이 증가한다. 증가의 극성은 서로 반대이다. 샘플링 간격, 즉 위상 인코딩 량 사이의 단계적 차이는 π/N 이다. 이러한 k 공간의 데이터에 2차원 역푸리에 변환을 수행하는 것에 의해, 단층 화상(cross-section image)을 재구성한다. 재구성된 화상은 전 FOV를 나타낸다. 이하에서, 전 FOV를 때때로 전체 FOV(full FOV)로 지칭하기도 할 것이다.
패러랠 이미징에서는, 촬상의 속도를 향상시키기 위해서, k 공간에 대한 샘플링 간격을 증가시켜서 샘플링 회수를 줄인다. 즉, 예를 들면, 도 7에 사선으로 도시하는 바와 같이, 위상축 ky 방향의 샘플링을 교차 방식(alternate manner)으로 수행하여, 샘플링 회수를 절반으로 줄인다. 이것에 의해서, 촬상 시간이 절반으로 단축되고, 그에 의해 촬상의 속도가 향상된다.
교차 샘플링에 의해서, 샘플링 간격이 2배가 된다. 샘플링 간격을 2배로 하는 것에 의해, 재구성된 화상의 FOV는 전체 FOV에 비해 절반으로 줄어든다.
위상 인코딩 방향에서의 샘플링 간격을 2배로 하는 것은, 위상 인코딩 량 사이의 단계적 차이를 2π/N으로 설정하는 것에 의해 달성된다. 이는 위상 인코딩 방향에서 FOV를 절반으로 감소시킨다.
일반적으로, 샘플링 간격 또는 위상 인코딩 량 사이의 단계적 차이가 계수 R만큼 증가되면, FOV는 계수 R만큼 축소된다. R은 때때로 축소 계수(reduction factor)로 지칭되기도 한다. 도 7에서, R= 2이다.
수신기 시스템의 개수를 n으로 했을 때, 축소 계수 R은, 추후에 서술하는 바와 같이 전체 FOV를 갖는 출력 화상을 적절하게 획득할 수 있도록, 아래의 관계식을 만족시키는 것이 바람직하다.
여기에서, R은 축소 계수이고, n은 수신기 시스템의 개수이다.
다음으로, 본 장치의 작동을 설명할 것이다. 도 8은 본 장치의 작동에 대한 흐름도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 단계(701)에서, 수신 감도 분포 측정이 수행된다. 이 단계에서, 복수의 수신기 시스템의 감도에 대한 공간적 분포를 측정한다.
수신기 시스템의 감도에 대한 공간적 분포는, 감도맵 화상(sensitivity map images)으로서 획득된다. 감도맵 화상은, 예를 들면, RF 코일부(108(108')) 및 수신 코일부(110)를 이용하여, 대상(1)을 관통하는 동일한 슬라이스를 스캐닝하는 것에 의해 획득된다.
즉, RF 코일부(108(108'))을 이용하여 촬상한 화상을 기준으로 규정하고, 수신 코일(112∼118)을 이용하여 촬상한 화상을 측정된 화상으로 규정하며, 감도맵은 예를 들면, 각각의 화소를 기반으로 측정된 화상 및 기준 화상의 비를 계산하는 것에 의해 작성된다. 기준 화상 및 측정된 화상은 전체 FOV를 스캐닝하는 것에 의해서 촬상된다. 그러므로, 감도맵 화상은 전체 FOV로 수신 코일(112∼118)에 대해서 획득된다. 이러한 스캐닝은 때때로 보정 스캔(calibration scan)으로 지칭되기도 한다.
다음으로, 단계(703)에서 감도 매트릭스의 작성을 수행한다. 감도 매트릭스는 각 수신 코일마다의 감도맵 화상에 근거하여 작성된다. 감도맵 화상이 전체 FOV에서 획득되기 때문에, 감도 매트릭스를 적절하게 작성할 수 있다. 아래에서는, 감도맵 화상을 단지 감도맵으로 지칭하기도 할 것이다.
감도 매트릭스는 n×R의 매트릭스이다. 기호 n은 수신기 시스템의 개수이고, R은 축소 계수를 나타낸다. n=4, R=2일 때, 감도 매트릭스 S는 아래와 같다.
감도 매트릭스 S에서, s11, s21, s31 및 s41은, 수신 코일(112, 114, 116, 118)의 감도맵 화상에서 동일 화소의 값을 나타낸다. 위상 인코딩 방향에서 이전 화소로부터 1/2FOV의 거리에 있는 감도맵 화상 내의 화소값은 s12, s22, s32 및 s42로 나타낸다. 이 값들은 복소수이다.
다음으로, 단계(705)에서 감도 매트릭스 위상 보정을 수행한다. 위상 보정은 감도 매트릭스 S 내에서 복소수 데이터 s의 위상을 0 또는 사전 결정된 상수값으로 설정하는 것에 의해 달성된다. 즉, 복소수 데이터 s를 아래와 같이 정의하면,
위상은 아래와 같이 규정된다.
또는
다음으로, 단계(707)에서, 스캐닝을 수행한다. 스캐닝은 MS-DW-EPI 기법에 따라 수행된다. MS-DW-EPI에 따른 스캐닝은, k 공간의 샘플링 간격을 증가시키는 것에 의해, 축소된 FOV에 대하여 수행된다. 축소된 FOV는 예를 들면, 1/2 FOV이다. 축소 계수 R은 1/2에 한정되지 않으며 임의의 적절한 값일 수 있다. 네비게이터 에코 및 이미징 에코는 복수의 수신기 시스템(1∼4)을 경유하여 동시적이고 병행적인 방식으로 수신된다.
다음으로, 단계(709)에서, 이미징 에코의 위상 보정을 수행한다. 위상 보정은 멀티 샷의 각 샷에 대해서, 네비게이터 에코로 이미징 에코를 위상 보정하는 것에 의해 달성된다.
다음으로, 단계(711)에서, 중간 화상 생성이 수행된다. 중간 화상은 복수의 수신기 시스템의 위상 보정된 이미징 에코에 2차원 역푸리에 변환을 수행하는 것에 의해 생성된다. 중간 화상은 축소된 FOV를 갖기 때문에, 에일리어싱 화상을 포함한다.
다음으로, 단계(713)에서, 출력 화상 생성을 수행한다. 출력 화상은, 중간 화상과 감도 매트릭스를 이용한 연산에 의해서 생성된다. 출력 화상의 생성은 아래의 식을 이용한다. 이 식은 앞서 언급된 문헌에 기재된 것과 유사하다.
여기에서, V는 전체 FOV를 갖는 화상의 화소값이고, S는 감도 매트릭스이고, S*는 S의 수반 행렬이고, A는 중간 화상의 화소값이다.
이 식에서, 중간 화상의 화소값 A는 위상 보정 후의 값이지만, 감도 매트릭스 S도 또한 위상 보정되어 있기 때문에, 연산은 불일치 없이 실행될 수 있다. 따라서, 에일리어싱 화상이 자신의 원래 위치에 재배치되는 단층 이미지를 전체 FOV로 획득할 수 있다.
이 단층 화상은 단계(715)에서 표시되고 저장된다. 단층 화상의 표시는 표시부(180)에 의해서 실행되고, 그에 대한 저장은 데이터 처리부(170) 내의 메모리로 지정된다.
또한, 감도 매트릭스 내의 데이터는 감도맵의 데이터와 마찬가지이기 때문에, 감도맵에 대한 위상 보정이 수행될 수 있다. 이러한 경우의 흐름도를 도 9에 도시한다. 도 9는 단계(705')만이 도 8과 상이할 뿐이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 단계(705')에서 감도맵에 대한 위상 보정을 수행하고, 단계(703)에서 위상 보정된 감도맵에 기초하여 감도 매트릭스를 작성한다. 그러므로, 작성된 감도 매트릭스는 보정된 위상을 갖는다. 즉, 사실상 감도 매트릭스의 위상 보정이 수행된다.
도 10은 앞서 설명된 작동을 위한 본 발명의 기능 블록도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이 장치는 신호 획득부(802), 위상 보정부(804), 중간 화상 생성부(806), 감도 매트릭스 생성부(808), 위상 보정부(810) 및 출력 화상 생성부(812)를 갖는다.
신호 획득부(802)는 네비게이터 에코 및 이미징 에코를 획득한다. 이 에코는 감소된 FOV로 MS-DW-EPI 기법에 따라서 획득된다. 신호 획득부(802)는 도 8에 도시된 단계(707)에서 설명된 본 장치의 기능에 대응된다. 신호 획득부(802)는 본 발명의 획득 수단에 대한 일실시예이다.
위상 보정부(804)는 이미징 에코에 대하여 위상 보정을 수행한다. 위상 보정부(804)는 도 8에 도시된 단계(709)에서 설명된 본 장치의 기능에 대응된다. 위상 보정부(804)는 본 발명의 제 1 보정 수단의 일실시예이다.
중간 화상 생성부(806)는 위상 보정된 이미징 에코에 근거하여 중간 화상 생성을 수행한다. 중간 화상 생성부(806)는 도 8에 도시된 단계(711)에서 설명된 본 장치의 기능에 대응된다. 중간 화상 생성부(806)는 본 발명에서 제 1 화상 생성 수단의 일실시예이다.
감도 매트릭스 생성부(808)는 감도 매트릭스 생성을 수행한다. 감도 매트릭스 생성부(808)는 도 8에 도시된 단계(701, 703)에서 설명된 본 장치의 기능에 대응된다. 감도 매트릭스 생성부(808)는 본 발명의 생성 수단의 일실시예이다.
감도 매트릭스 생성부(808)는 도 11에 도시된 바와 같이, 수신 감도 분포 측정부(902) 및 매트릭스 작성부(904)를 포함한다. 수신 감도 분포 측정부(902)는 도 8에 도시된 단계(701)에서 설명된 본 장치의 기능에 대응된다. 매트릭스 작성부(904)는 도 8에 도시된 단계(703)에서 설명된 본 장치의 기능에 대응된다.
위상 보정부(810)는 감도 매트릭스에 대해 위상 보정을 수행한다. 위상 보정부(810)는 도 8에 도시된 단계(705) 또는 도 9에 도시된 단계(705')에서 설명된 본 장치의 기능에 대응된다. 위상 보정부(810)는 본 발명의 제 2 보정 수단의 일실시예이다.
출력 화상 생성부(812)는, 중간 화상 및 감도 매트릭스를 이용하여 출력 화상의 생성을 수행한다. 출력 화상 생성부(812)는 도 8에 도시된 단계(713)에서 설명된 본 장치의 기능에 대응된다. 출력 화상 생성부(812)는 본 발명의 제 2 화상 생성 수단의 일실시예이다.
감도 매트릭스 생성부(808)는 도 12에 도시하는 바와 같이 수신 감도 분포 측정부(902)와 매트릭스 작성부(904)사이에, 피팅부(906)를 포함할 수 있다.
피팅부(906)는 수신 감도 분포 측정부(902)에 의해서 획득된 감도맵의 크기에 대하여, 함수 피팅(functional fitting)을 수행한다. 피팅에서, 피팅을 용이하게 할 수 있도록, 미리 위상을 보정하는 것이 바람직하다. 또한, 이것으로 감도 매트릭스의 위상 보정이 달성된다.
피팅에 이용되는 함수는 2차원 다항식이다. 차수를 적게 하고 피팅이 단순화되도록 다항식은 이차인 것이 바람직하다. 그러나, 차수는 3차 이상 등으로 고차일 수 있다.
2차인 경우에 피팅은, 최소 자승법에 의해서 아래의 2차원 2차식의 계수(a∼f)를 계산하는 것에 의해서 달성된다.
그 때, 피팅에 대한 노이즈의 영향을 줄이기 위해서, 자승 오차는 감도맵의 크기에 따라 가중치를 부여하는 것이 바람직하다. 가중치를 감도맵의 크기의 자승으로 설정하면, 더 높은 정확도를 갖는 피팅을 달성할 수 있다.
피팅에 의해 감도맵을 수학적으로 표현할 수 있기 때문에, 보정 스캔 화상(감도맵)과 실제 스캐닝된 화상(중간 화상)사이에는 대상(1)의 움직임 등에 기인한 화소의 위치 시프팅(shifting)이 발생하는 경우에도, 큰 오차 없이 감도 매트릭스 S를 이용하여 출력 화상을 생성할 수 있다. 즉, 움직임에 덜 영향을 받는 패러랠 이미징을 달성할 수 있다.
그 이유는, 수학적 표현을 이용하는 것에 의해, 정확한 화소 위치뿐만 아니라 대강의 화소 위치에 대해서도 감도값을 연속적으로 외삽(extrapolate)하는 것이 가능하게 되므로, 화소 위치가 시프트되더라도 높은 정확도를 갖는 감도값을 획득할 수 있기 때문이다.
또한, 일반적으로 위상 어레이 코일의 각 수신기 시스템(코일)은 서로 다른 위상 특성을 가지기 때문에, 위상을 포함하여 피팅하는 것은 어려운 일이지만, 본 발명에서 감도 매트릭스의 위상은 균일화되고, 위상이 어느 정도 피팅된 것으로 간주될 수 있으므로, 감도 매트릭스의 정확한 피팅이 가능하다.
네비게이터 에코 수집을 포함하는 패러랠 이미징은 MS-DW-EPI로 한정되지 않는다. 네비게이터 에코 수집을 포함하는 패러랠 이미징은, MS-DW-EPI이외에, 예를 들면, 3차원 구배 에코 기법(3-dimensional gradient echo technique)에 따른 이미징을 포함할 수 있다.
도 13에 이 기법의 펄스 시퀀스를 도시한다. 도 13에서, (1)은 RF 펄스의 시퀀스를 도시한다. (2)∼(4)는 구배 자기장의 펄스 시퀀스를 도시한다. (2)는 슬라이스 구배 및 슬라이스 방향의 위상 인코딩 구배를 나타내고, (3)은 주파수 인코딩 구배를 나타내며, (4)는 위상 인코딩 구배를 나타낸다. 정적 자기장은 일정한 자기장 강도로 지속적으로 인가된다는 것을 주지해야 한다.
먼저, α° 펄스에 의해 스핀 여기가 실행된다. α° 여기는 슬라이스 구배(Gslice) 하에서의 선택적 여기이다. α° 여기 후에, 슬라이스 방향의 위상 인코딩 구배(Gslice), 주파수 인코딩 구배(Gfreq) 및 위상 인코딩 구배(Gphase)가 사전 정의된 시퀀스로 인가되고, 이미징 에코가 판독된다.
이미징 에코를 판독한 후에, 슬라이스 방향의 위상 인코딩 구배(Gslice) 및 위상 인코딩 구배(Gphase)로 되돌아간다. 그 후, 주파수 인코딩 구배(Gfreq)만을 단독으로 인가하여 네비게이터 에코를 판독한다.
이러한 펄스 시퀀스가, 반복 시간(TR)의 주기 내에서 사전 결정된 회수만큼 반복되고, 각 반복마다 이미징 에코 및 네비게이터 에코가 판독된다. 각 반복마다 이미징 에코에 대한 위상 인코딩이 변경되고, 사전 결정된 회수의 반복으로 1개의 스크린 화상을 채우는 이미징 에코를 획득한다. 각 반복에서의 이미징 에코는 동일 반복 시의 네비게이터 에코에 의해서 위상 보정된다.
2 방향의 위상 인코딩 및 주파수 인코딩을 이용하여 이미징 에코를 판독하는 것에 의해, 3차원 k 공간 내의 데이터를 샘플링한다. 샘플링 간격을 증가시키는 것에 의해, 3차원 축소된 FOV를 갖는 데이터가 수집된다.
데이터에 3차원 역퓨리에 변환을 수행하는 것에 의해, 3차원 화상이 재구성된다. 3차원 화상은 축소된 FOV를 갖는 중간 화상이다. 중간 화상으로부터, 감도 매트릭스 S를 이용하여 전체 FOV를 갖는 출력 화상이 생성된다. 사용된 감도 매트릭스는 3차원 타입이라는 것을 주지해야 한다.
복부 촬상에서, 신체의 움직임은 보정 스캔과 실제 스캔의 위치 시프팅을 발생시키기 쉽다는 점에서 문제가 되지만, 본 발명에 따르면, 이러한 위치 시프팅에의해 영향을 받지 않는 패러랠 이미징을 달성할 수 있다.
지금까지, 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명했으나, 본 발명 분야와 관련된 당업자라면, 이러한 실시예에 대하여 본 발명의 기술적 범주를 벗어나지 않으면서 여러 가지 변경이나 치환 등을 실행할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 기술적 범위에는 위에서 설명된 실시예뿐만 아니라 첨부된 청구항의 범주에 속하는 모든 실시예가 포함된다.
본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않으면서 본 발명에 대한 폭넓은 여러 가지의 서로 다른 실시예를 구성할 수 있을 것이다. 본 발명은, 청부된 청구항에서 정의된 것을 제외하고는, 명세서에서 설명된 특정한 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 의하면, 네비게이터 에코로 이미지 생성 에코를 위상 보정하는 경우에도, 패러랠 이미징이 가능한 자기 공명 촬상 장치를 실현할 수 있다.

Claims (17)

  1. 대상(subject)의 내부의 스핀을 여기(exciting)하여, 여기된 스핀에 의해 발생된 이미징 에코(imaging echo)를, 복수의 수신기 시스템(receiver systems)을 경유하여 축소된 FOV(field of view)로 네비게이터 에코(navigator echo)와 함께 획득하는 획득 수단과,
    상기 네비게이터 에코에 근거하여 상기 이미징 에코에 위상 보정(phase correction)을 수행하는 제 1 보정 수단과,
    상기 복수의 수신기 시스템 각각으로부터의 상기 위상 보정된 이미징 에코에 근거하여 중간 화상(intermediate image)을 생성하는 제 1 화상 생성 수단과,
    상기 복수의 수신기 시스템에 대한 감도 매트릭스(sensitivity matrix)를 생성하는 생성 수단과,
    상기 감도 매트릭스에서 매트릭스 데이터의 위상을 보정하는 제 2 보정 수단과,
    상기 중간 화상 및 상기 위상 보정된 감도 매트릭스에 근거하여, 전체 FOV의 화상을 생성하는 제 2 화상 생성 수단
    을 포함하는 자기 공명 촬상 장치(magnetic resonance imaging apparatus).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축소된 FOV의 축소 계수는 아래의 조건인
    -여기에서, R은 축소 계수이고, n은 수신기 시스템의 개수임-
    을 만족시키는 자기 공명 촬상 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 획득 수단은 k 공간의 샘플링 간격(sampling interval)의 확대에 의해 상기 축소된 FOV를 구현하는 자기 공명 촬상 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 획득 수단은 위상 인코딩의 단계적 차이(step difference)의 확대에 의해서 상기 샘플링 간격의 확대를 구현하는 자기 공명 촬상 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 수신기 시스템은 제각기의 수신 코일(receiving coils)을 갖는 자기 공명 촬상 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수신 코일은 표면 코일(surface coils)인 자기 공명 촬상 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 획득 수단은 상기 이미징 에코를 획득하는 데 MS-DW-EPI(multi-shot diffusion-weighted echo planar imaging) 기법을 채용하는 자기 공명 촬상 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 획득 수단은 상기 이미징 에코를 획득하는 데 MS-DW-EPI 기법이외의 기법을 채용하는 자기 공명 촬상 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성 수단은 전체 FOV에 대하여 상기 복수의 수신기 시스템의 수신 감도의 공간적 분포(spatial distribution)에 근거하여 상기 감도 매트릭스를 생성하는 자기 공명 촬상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 생성 수단은 상기 복수의 수신기 시스템 각각의 수신 감도의 크기에 대한 공간적 분포를 2차원 다항식으로 피팅(fitting)한 뒤에 상기 감도 매트릭스를 생성하는 자기 공명 촬상 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 생성 수단은 수신 감도의 크기에 따라 가중치를 부여하는 최소 제곱법에 의해서 상기 피팅을 실행하는 자기 공명 촬상 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가중치 부여를 위한 가중치는 수신 감도 크기의 제곱인 자기 공명 촬상 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 2차원 다항식은 2차식인 자기 공명 촬상 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 보정 장치는 상기 위상을 균일화(homogenizes)하는 자기 공명 촬상 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 보정 장치는 상기 위상을 0으로 설정하는 자기 공명 촬상 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 보정 수단은 상기 위상을 0이외의 상수값으로 설정하는 자기 공명 촬상 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 화상 생성 수단은 상기 화상을 생성하는 데 있어서 다음식
    -여기에서, V는 전체 FOV를 갖는 화상의 화소값이고, S는 감도 매트릭스이고, S*는 S의 수반 행렬이고, A는 중간 화상의 화소값임-
    을 이용하는 자기 공명 촬상 장치.
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