KR20040084778A - 모드 형성 방법, 모드 제공 방법 및 자기공명기기용 수신기 - Google Patents

모드 형성 방법, 모드 제공 방법 및 자기공명기기용 수신기 Download PDF

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KR20040084778A
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signals
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아르네 레이코브스키
마르쿠스 페스터
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 모드 형성 방법, 모드 제공 방법 및 자기공명기기용 수신기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 적어도 두 개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)를 갖는 MR 기기용 수신기(1)가 조합 네트워크(N, O)를 가지며, 상기 조합 네트워크(N, O)에는 안테나 신호(L, M, R)를 조합하기 위해서 안테나(Lk, Mk, Rk)가 개별적으로 연결된다. 상기 조합 네트워크(N, O)는 적어도 두 개의 상이한 모드(P, S, T)를 생성하며, 상기 모드는 안테나 신호(L, M, O)의 선형조합이고 그 중 적어도 두 개는 조합 네트워크(N, O)의 출력부에 각각 인가된다.

Description

모드 형성 방법, 모드 제공 방법 및 자기공명기기용 수신기{METHOD FOR FORMING MODE, METHOD FOR PROVIDING MODE AND RECEIVER UNIT FOR A MAGNETIC RESONANCE DEVICE}
본 발명은 적어도 두 개의 자기공명 응답 신호에 의한 모드 형성 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 자기공명 영상처리를 위한 모드 제공 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 안테나 신호들의 조합을 위한 조합 네트워크에 개별적으로 연결된 적어도 두 개의 로컬 안테나를 갖는 자기공명기기용 수신기에 관한 것이다.
급속 병렬 영상처리 기술(Parallel Acquisition Technique:PAT)은 자기공명 단층촬영(MR-Tomography)에서 이미지 촬영 시간의 단축을 위해 사용된다. 여기서 로컬 안테나의 위치 정보가 이미지 복구를 위해 사용된다. N 로컬 안테나가 바람직하게 배치된 경우에는 이미지 촬영 시간이 최대 가속계수 N 만큼 단축될 수 있다. 그러므로 사용된 로컬 안테나의 수는 달성된 가속계수 보다 훨씬 더 크거나 같다. 사용된 모든 로컬 안테나에 대하여 MR 영상처리장치의 수신 채널이 필요하다.
병렬 영상처리시에 다수의 로컬 안테나를 사용하고 로컬 안테나의 최대 촬영 영역(Field Of View, FOV)이 조명될 경우에는, 영상처리가 가속화되지 않더라도 사용된 모든 로컬 안테나에 대하여 하나의 수신 채널이 필요하다.
로컬 안테나 어레이는 DE 4232827A1에 공지되어 있다. 상기 로컬 안테나 어레이는 기하학적으로 감결합(decoupling)될 정도로 상호 중첩된 적어도 3개의 선형분극된 로컬 코일을 갖는 어레이로 이루어진다. 이때 원분극(circular polarization)에 상응하는 각각의 MR 신호를 수신하는 방식으로 각각 3개의 로컬 코일의 출발 신호들 간의 복잡한 결합이 제조됨으로써, 모든 로컬 코일이 개별적으로 하나의 조합 네트워크에 연결된다.
MR 영상처리 방법이 US 4825162에 공지되어 있다. 상기 방법에서는 우선 표면 코일 어레이가 사용되는데, 이때 표면 코일들은 상호간의 작용이 이루어지지 않도록 배치된다. 각각의 코일에 의해서 MR 응답 신호가 수신되며, 상기 MR 응답 신호는 촬영 영역 내에 존재하는 샘플의 일부에서 나온 것이다. 각각의 MR 응답 신호에 의해서 MR 이미지가 형성되며, 상기 MR 이미지는 다른 기본 지점으로 가는 한 지점에서 서로 결합되어서 각각의 공통 MR 이미지를 생성한다.
위상 제어된 그룹 안테나의 문제점은 예컨대 고주파 기술에 대한 문고본(슈프링거 출판사, 1986)에 설명되어 있다. 여기서 그룹 안테나의 공급 네트워크에서는 위상 시프트 및 딜레이 유닛(delay unit)이 사용되며, 상기 위상 시프트 및 딜레이 유닛은 개별 방사체의 진폭 및 위상을 중첩되기 전에 변경시켜서, 그룹 안테나의 방향 특성곡선에 작용한다.
EP 0337194에는 입력 신호를 동일한 진폭 및 90°위상 이동을 갖는 두 개의 신호 경로로 분할시키는 PI/2-전력 분배기가 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 예컨대 병렬 영상처리시에 로컬 안테나의 유연성있고 간소화된 사용을 가능하게 하는, 모드 형성 방법, 모드 제공 방법 및 MR 기기용 수신기를 제공하는데 있다.
도 1은 수신기의 구조 및 상기 수신기와 MR 영상처리장치와의 상호작용에 대한 개략도.
도 2는 적어도 두 개의 모드를 형성하기 위한 절차를 구체화한 다이아그램.
도 3은 MR 응답 신호로부터 3개의 모드를 형성하기 위한 절차의 다이아그램.
도 4는 적합한 공간 필드 구조를 갖는 신체 수신 안테나의 3개의 로컬 안테나 어레이.
도 5a-5c는 도 4에 도시된 왼쪽 안테나, 중간 안테나 및 오른쪽 안테나의 신호 대 잡음비의 분포(SNR-분포).
도 6a-6c는 도 5A-5C의 안테나 신호로부터 형성된 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드의 SNR 분포.
도 6d는 가속계수 2가 제공될 경우의, 1차 모드 및 2차 모드에 의한 PAT 측정의 SNR 분포.
도 6e는 가속계수 3이 제공될 경우의, 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드에 의한 PAT 측정의 SNR 분포.
도 6f는 가속계수 2가 제공될 경우의, 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드에 의한 PAT 측정의 SNR 분포.
도 6g는 3개의 모드를 모두 사용할 경우의, 가속화되지 않은 MR 촬영의 SNR 분포.
도 7은 3개의 입력 안테나 신호를 조합하여 3개의 모드를 형성하는 모드 행렬의 기본 회로도.
도 8은 도 7에 상응하는 모드 행렬을 갖는 3개의 모드를 형성하기 위한 수학적인 표시.
도 9는 하나의 모드 행렬의 3개의 가중벡터가 형성될 경우의 절차에 대한 기하학적 도.
도 10은 신체 수신 안테나의 선형조합 네트워크의 기본 회로도.
도 11은 하나의 모드 행렬을 이용한 모드 형성의, 도 10에 관련한 수학적인 표시.
도 12는 90°하이브리드의 다이아그램.
도 13은 도 10 및 도 11에 도시된 모드 행렬을 구현하는 조합 네트워크의 한 예.
도 14는 도 13의 네트워크의 개별 요소들의 기능의 조합도.
도 15는 신체 수신 안테나를 형성하는 3개의 안테나 어레이.
도 16은 도 15의 신체 수신 안테나를 위한 조합 네트워크의 한 예.
도 17은 2차 벡터 및 3차 벡터의 회전을 위한 네트워크의 기본 회로도.
도 18은 다수의 모드 행렬의 선택적인 동작에 대한 다이아그램.
도 19는 채널 멀티플렉서 및 영상처리장치를 갖는 다수의 수신기의 상호작용에 대한 다이아그램.
도 20은 1차 모드가 형성될 경우의 목표 지점 선택에 대한 개략도.
도 21은 병렬 영상처리에서 2차 모드를 형성할 경우의 목표 지점 선택에 대한 개략도.
상기 목적은 본 발명에 따라, 적어도 두 개의 로컬 안테나에 의해서 수신되는 적어도 두 개의 MR 응답 신호에 의해 적어도 두 개의 모드를 형성하기 위한 방법에 의해 달성되는데, 이때 1차 모드는 MR 응답 신호의 선형가중조합에 의해서 생성되며, 이 경우 상기 1차 모드는 로컬 안테나의 검출 영역 내에 있는 제 1 목표 영역에 대하여 극대화된 제 1 감도 분포를 갖는 진폭 제어 및 위상 제어된 그룹 안테나의 MR 신호에 상응하며, 2차 모드는 MR 응답 신호의 제 2 선형가중조합에 의해 생성되며, 이 경우 상기 2차 모드는 MR 응답 신호의 위상 부호화의 방향으로는 제 1 감도 분포와 구별되는 제 2 감도 분포를 갖는 진폭 제어 및 위상 제어된 그룹 안테나에 상응한다.
모드라는 개념은 MR 기기의 하나 또는 다수의 안테나와 관련하여 안테나 필드 내 감도 분포를 공간 함수로서 나타낸 것이다. 하나의 모드에는 하나의 아날로그 출력신호가 할당되며, 상기 아날로그 출력신호는 MR 응답 신호로서 처리되어서 MR 촬영을 형성할 수 있다. 'MR 응답 신호의 선형조합'이라는 개념은 예컨대 다수의 MR 응답 신호를 합산하는 것을 의미하는데, 이때 개별 MR 응답 신호는 한편으로 위상 이동되고, 다른 한편으로 가중되어서 합산될 수 있다. 두 신호의 합산에 있어서 180°의 위상 이동은 예컨대 두 신호의 차분 신호에 상응한다. 선형조합의 최극단의 경우에는 가중치 0을 갖는 신호를 제외한 모든 신호가 선형조합될 수 있기 때문에, 그 결과 나타나는 모드는 경우에 따라 위상 이동되었던 하나의 MR 응답 신호에 상응한다. 보통의 경우에는 적어도 두 개의 MR 응답 신호가 서로 선형조합된다.
로컬 안테나의 감도 분포에 의해서, 촬영 영역 내에서의 신호 대 잡음비에 대한 정보가 잡음비에 대한 신호에 대한 정보가 형성된다. 이는 예컨대 선형조합에 기여하는 로컬 안테나의 촬영 영역에 관련한 모드의 감도 분포에 대해서도 마찬가지로 적용된다. 검사될 영역 내에서 로컬 안테나의 촬영 영역이 중첩되기 때문에, 여기서는 통상적으로 로컬 안테나의 검출 영역 또는 촬영 영역으로 표기된 촬영 영역만이 언급된다.
1차 모드 형성은 바람직하게 로컬 안테나의 감도와 비교해 볼 때 감도의 개선, 즉 감도의 극대화와 연관되어서 이루어진다. 이 점에 관련하여 1차 모드는 MR 촬영을 위해 처리될 수 있는 기본 모드 방식으로 볼 수 있는데, 상기 MR 촬영은 개별 MR 안테나 신호에 의해 획득되는 MR 촬영에 비해 그 자체만으로도 개선을 보여준다. 이러한 개선은 특히 신호 대 잡음비가 높아지는 검출 영역의 제 1 목표 영역 내에서 나타나는데, 상기 영역에서 감도는 예컨대 원분극된 핵스핀 신호에 대해 극대화된다.
이에 반해서 2차 모드 형성은 바람직하게는, 로컬 안테나의 상이한 공간적 배치로 인해 검출 영역에 관련하여 존재하는 공간적인 정보들을 유지하는 것이 그것의 목적이다. 이에 상응하여 2차 모드는 MR 응답 신호의 위상 부호화의 방향으로의 제 1 감도 분포와 구별되는 감도 분포를 갖는다. 예컨대 2차 모드의 신호 대 잡음비는 제 1 목표 영역 외부 영역에서 높아진다. 위상 부호화 방향은 예컨대 PAT을 위해 1차 모드 및 2차 모드를 사용할 때, 로컬 안테나가 정렬되는 방향과 일치한다.
모드 형성 방법에 대한 첫 번째 장점은, 로컬 안테나의 MR 응답 신호에 의해 제 1 목표 영역 내에서 감도 증폭을 갖는 1차 모드가 형성된다는데 있다. 두 번째 장점은 보충 정보를 포함하고 1차 모드와 결합되어서 PAT을 위해 사용될 수 있는 제 2 모드(2차 모드)가 추가적으로 제공된다는 것이다.
모드 형성 방법의 또다른 장점은, 모드를 MR 촬영으로 처리할 때 한편으로는 단지 하나의 입력 채널에 의해서 최대 감도를 갖는 MR 촬영이 수신될 수 있으며, 다른 한편으로는 영상처리에 관련될 수 있는 추가 입력 채널들, 또한 추가 모드, 즉 2차 모드가 사용된다는데 있다. 이는 예컨대 1차 모드 및 2차 모드에 의한 PAT의 실행을 가능하게 한다. 따라서 적어도 두 개의 로컬 안테나를 사용할 때 모든 MR 응답 신호들의 정보가 다시 1차 모드 및 2차 모드에 분배될 수 있다는 장점이 제공된다. 여기서 예컨대 공간 부호화될 필드 함수가 위계적으로 배열되는 모드가 생성된다. 예컨대 개별 모드의 감도 분포에 관련하여, 또는 PAT을 위한 두 개의 모드의 사용에 관련하여 재분배가 실행될 수 있다. 일정한 수의 MR 신호를 상기신호와 동일한 수의 모드로 재분배하는 경우에는 모든 정보가 바람직하게 전송될수 있다.
두 번째로 언급된 목적은 MR 영상처리를 위한 모드 제공 방법에 의해 달성되는데, 상기 방법에 의해 첫 번째로는 적어도 두 개의 로컬 안테나가 공급되며, 상기 로컬 안테나는 동시에 각각 하나의 MR 응답 신호를 수신하며, 이때 MR 응답 신호는 로컬 안테나의 검출 영역의 상이한 영역들에 공간적으로 할당되어 있는 부분 신호들로 이루어지며, 두 번째로는 적어도 두 개의 모드가 상기에 기술한 모드 형성 방법에 의해서 응답 신호에 의해 생성되며, 세 번째로는 적어도 하나의 모드가 MR 영상처리장치의 수신 채널로 공급된다.
상기 모드 제공 방법은 상기 모드 형성 방법의 장점들을 포함할 뿐만 아니라, 형성된 모드의 하위 그룹을 MR 영상처리장치로 공급할 수 있다는 장점도 갖는다. 이러한 경우에 예컨대 하위 그룹의 모드의 수 및 상기 모드 수에 포함된 정보량은 MR 영상처리장치의 특성, 예컨대 이용가능한 수신 채널의 수에 매칭된다.
세 번째로 언급된 목적은 안테나 신호를 조합시키기 위해서 조합 네트워크에 개별적으로 연결된 적어도 두 개의 로컬 안테나를 갖는 MR 기기용 수신기에 의해서 달성되는데, 이때 상기 조합 네트워크는 적어도 두 개의 상이한 모드를 생성하고, 상기 모드가 안테나 신호들의 선형조합이며 상기 모드 중 적어도 두 개가 조합 네트워크의 출력부에 각각 인가된다.
이러한 수신기의 장점은 예컨대 로컬 안테나의 MR 응답 신호에 의해 모드가 생성되며, 상기 모드가 그것의 정보량으로 인해 상이한 MR 영상처리를 위해 적합하다는데 있다.
상기 수신기를 사용할 때 나타나는 또 다른 장점은, 모드를 처리하는 MR 영상처리장치가 영상처리에 매칭된 수로 된 수신 채널을 가질 수 있다는데 있으며, 상기 수신 채널은 더 이상 수신기 내에서 사용된 로컬 안테나의 수에 좌우되지 않고 오히려 MR 영상처리를 위해 필요한 정보량에 좌우되는데, 상기 정보량은 영상처리를 위해 관련된 관점에 따라 모드로 결합될 수 있다. 이로 인해 MR 기기의 주어진 성능에 대해 최적화된 개수의 수신 채널이 MR 영상처리장치에서 사용되는 방식으로, MR 기기의 경제적인 구조가 달성된다.
수신기의 또 다른 장점은, 상이한 개수의 수신 채널을 갖는 MR 영상처리장치를 갖는 동일한 수신기가 사용될 수 있거나 또는 MR 기기 내에서 다수의 수신 채널이 추후에 확대될 수 있음으로써, 추가의 정보량을 갖는 더 많은 모드가 사용되고 MR 영상처리의 성능이 개선될 수 있다는데 있다.
모드 형성 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 1차 모드 생성을 위한 선형조합이 특히 제 1 목표 영역에 대하여 로컬 안테나의 기하학적 위치에 의해 좌우되는 선형계수를 갖는다. 이는 선형계수의 선택에 의해서 제 1 목표 영역이 결정될 수 있으며, 상기 목표 영역 내에서 1차 모드의 감도 분포가 극대화된다는 장점을 제공한다.
모드 형성 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는 선형조합이 가중계수 및/또는 위상계수를 가지며, 상기 가중계수 및/또는 위상계수가 특히 상이한 로컬 안테나와 목표 영역 간의 상이한 간격 및/또는 상이한 각도의 작용을 고려한다. 이로 인해 안테나 신호들이 서로 조합되어서, 예컨대 목표 영역으로부터 나온 최대 신호가 1차 모드에 결합될 수 있다. 이에 대한 예가 다수의 안테나 신호들의 조합에 의한 원분극된 신호의 형성이다. 이러한 경우에는 예컨대 안테나와 목표 영역간의 간격이 좁음으로 해서 평균 이상의 크기를 갖는 안테나의 신호가 선형조합에서의 적합한 가중계수에 의해서 소정의 수치로 스케일링된다. 따라서 예컨대 높은 신호 대 잡음비를 갖는 신호가 더 큰 가중치를 갖게 된다. 즉 '높은' 수치로 스케일링된다. 또한 목표 영역으로부터의 MR 방출의 위상 위치에 대한 로컬 안테나의 상이한 감도가 고려될 수 있다. 이는 예컨대 위상계수에 의해서 위상차가 보상됨으로써 가능하다.
모드 형성 방법의 또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 1차 모드를 생성하기 위한 선형조합에서 적어도 하나의 계수는, 1차 모드로부터 생성된 MR 촬영이 제 1 목표 영역에 대해 극대화된 신호 대 잡음비를 갖도록 선택된다. 이는 특히 다수의 신호가 선형조합에 결합될 때 작용한다.
모드 형성 방법의 또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 2차 모드를 생성하기 위한 선형조합의 적어도 하나의 계수는, 1차 모드 및 2차 모드에 의해 실행된, 가속계수 2를 갖는 병렬 영상처리가 제 2 목표 영역 내에서 나타나는 신호 대 잡음비를 극대화하도록 선택된다. 상기와 같은 방식으로 선형조합된 2차 모드는 가속계수 2를 갖는 PAT의 경우에 1차 모드를 최대로 보충한다는 장점을 갖는다. 이 경우에 신호 대 잡음비는 PAT 측정 내에서 제 2 목표 영역에서 극대화된다. PAT 측정의 전개후에 제 2 목표 영역은 컨번루션에 대해 대칭적으로 놓여있는 MR 촬영 내의두 개의 지점에 대응한다.
이러한 실시예의 또 다른 장점은, 두 개 이상의 로컬 안테나가 사용될 경우에도 가속계수 2를 갖는 병렬 영상처리가 단지 두 개의 수신 채널에 의해서 실행될 수 있다는데 있다.
모드 형성 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 1차 모드 및 2차 모드에 대해 추가로 적어도 3개의 MR 응답 신호로부터 MR 응답 신호의 선형가중조합에 의해 3차 모드가 형성되며, 상기 3차 모드는 MR 응답 신호의 위상 부호화의 방향으로 나타나는 제 1 감도 분포 및 제 2 감도 분포와는 구별되는 제 3 감도 분포를 갖는 진폭 제어 및 위상 제어된 그룹 안테나의 MR 신호에 상응한다. 예컨대 3개의 로컬 안테나로부터 나온 3개의 MR 응답 신호는 선형가중조합에 의해서 조합될 경우에는, 2차 모드의 형성후에 남아있는, 예컨대 3배 컨벌루션에 관련하여 나타나는 공간차에 대한 정보들이 3차 모드로 촬영될 수 있다. 3개의 안테나 신호에 있어서, 3개의 모드가 바람직하게 생성되는데, 이때 상기 3개의 모드의 정보량을 모두 합친 것은 로컬 안테나의 3개의 안테나 신호의 정보량과 같다.
모드 형성 방법의 한 개선예에서는, 3차 모드를 생성하기 위한 선형조합의 적어도 하나의 계수가 선택되는데, 이때 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드에 의해 실행된, 가속계수 3을 갖는 병렬 영상처리는 제 3 목표 영역 내에서 나타나는 신호 대 잡음비를 극대화시킨다. 상기와 같은 방식으로 선형조합된 3차 모드는, 가속계수 3을 갖는 PAT의 경우에 1차 모드 및 2차 모드를 최대로 충족시킨다는 장점을 갖는다. 이러한 경우에 신호 대 잡음비는 PAT 측정 내에서 제 3 목표 영역에서 극대화된다. PAT 측정의 전개 후에 제 3 목표 영역이 컨벌루션에 대해 대칭적으로 놓인 3개의 지점에 대응한다. 3개 이상의 로컬 안테나가 사용되는 경우에는 가속계수 3을 갖는 병렬 영상처리가 단지 3개의 수신 채널에 의해서 실행될 수 있다는데 또 다른 장점이 있다.
모드 형성을 위한 방법의 특히 유연성있는 한 개선예에서 우선 임시 2차 모드 및 임시 3차 모드가 생성되는데, 이때 이들은 서로에 대해 직교되고, 또한 1차 모드에 대해 직교되며, 이어서 이러한 두 개의 임시 모드의 선형조합에 의해서 2차 모드가 생성되는데, 이때 1차 모드 및 2차 모드에 의해 실행된, 가속계수 2를 갖는 병렬 영상처리가 제 2 목표 영역 내에서 나타나는 신호 대 잡음비를 극대화시킨다. 상기 직교성은 개별 안테나 신호에 의해 확장되는 신호 공간과 관련이 있으며 상기 신호 공간 내에서 모드는 새로운 베이스 시스템을 형성한다. 임시 모드의 형성은, 1차 모드로부터 출발하여 2차 모드 및 3차 모드의 직교를 간소화시킨다는 장점을 제공한다. 물론 순전히 직교성에 따라 형성된 임시 2차 모드는 1차 모드와 함께 실행된, 가속계수 2를 갖는 병렬 영상처리의 신호 대 잡음비를 경우에 따라서 극대화시키지 못한다. 물론 임시 2차 모드 및 3차 모드의 선형조합에 의해서 1차 모드 및 변형된 2차 모드에 의한 병렬 영상처리가 극대화될 수 있다. 이는 가속계수 2를 갖는 병렬 영상처리에 있어서 최대 2차 모드를 생성하기 위한 간단한 한 방법이다.
모드 형성을 위한 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 로컬 안테나의 개수에 의해 주어지는 최대값을 갖는 개수 이하의 적어도 4개의 MR 응답 신호로부터연속해서 각각 하나의 추가 모드가 MR 응답 신호의 선형조합에 의해서 형성되며, 상기 모드는 거기까지 형성된 모든 모드의 감도 분포와는 구별되는 각각 하나의 감도 분포를 갖는다. 이러한 방식으로 MR 응답 신호의 선형조합에 의해 단계적으로 새로운 모드가 형성될 수 있으며, 상기 MR 응답 신호는 거기까지 형성된 모드의 조합에 존재하지 않았던 정보량을 지닌다. 새로운 정보량에 의해 형성될 수 있는 비용장성 모드의 최대 개수는 로컬 안테나 자체의 개수에 의해 주어진다.
모드 형성 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 로컬 안테나의 개수에 의해 주어지는 최대값을 갖는 개수 이하의 적어도 4개의 MR 응답 신호로부터 연속해서 MR 응답 신호의 선형조합에 의해서 새로운 모드가 형성되며, 상기 MR 응답 신호는 거기까지 형성된 모든 모드와 함께 실행된, 사용된 모드 개수에 상응하는 가속계수를 갖는 병렬 영상처리시에 각각 선택가능한 목표 영역 내에서 나타나는 신호 대 잡음비를 극대화시킨다. 이는 모든 로컬 안테나에 의해서 수신될 수 있는 정보가, 거기까지 형성된 모드 개수에 상응하는 가속계수를 갖는 병렬 영상처리가 각각 최대의 결과를 전송하는 방식으로 상이한 모드로 분할된다는 장점을 제공한다.
모드 형성 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 두 개의 모드가 서로에 대해 직교된다. 이는 MR 안테나 신호의 개수와 정확하게 같은 4개의 모드가 형성된 경우에는 용장성 정보가 형성되지 않는다는 장점을 제공한다.
모드 형성 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 제 1 목표 영역이 MR 검사시 특히 중요한 역할을 수행하는 검출 영역 내 영역이다. 이는 특히 중요한 영역 내에서 예컨대 최대의 신호 대 잡음비를 갖는 MR 촬영이 단지 1차 모드에 의해서만 생성될 수 있다는 장점을 제공한다.
모드 형성 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 제 1 목표 영역이 로컬 안테나 어레이에 의해서 로컬 안테나 감도 분포 중 적어도 하나에서 낮은 감도를 갖는 검출 영역 내 영역이다. 이는 사용된 모드를 이용하여 목표 영역 내 감도를 개선시킬 수 있다는 장점을 제공한다.
모드 형성 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 특히 선택가능한 개별 목표 영역의 선택을 위해 선형조합의 적어도 하나의 계수가 조정될 수 있다. 이는 예컨대 개별 목표 영역에 따라서 모드 형성을 위한 선형조합이 서로 다르게 실행될 수 있기 때문에, MR 촬영이 각각 상이한 목표 영역에 대하여 극대화될 수 있다는 장점을 제공한다.
모드 제공 방법의 한 바람직한 개선예에서는, 1차 모드가 영상처리장치에서 처리되어서, 제 1 MR 촬영이 생성된다. 이는 예컨대 제 1 목표 영역 내에서 매우 우수한 신호 대 잡음비 및 FOV를 갖는 MR 촬영이 생성된다는 장점을 제공하는데, 상기 FOV는 선형조합된 로컬 안테나의 검출 영역에 걸쳐서 연장된다.
모드 제공 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 2차 모드가 MR 영상처리장치의 제 2 수신 채널과 연결되며, 여기서 1차 모드 및 2차 모드가 영상처리장치에서 병렬 영상처리 기술에 의해서 처리되어서 제 2 MR 촬영을 생성한다. 이는 두 개의 수신 채널이 MR 영상처리장치 내에 존재하고 2차 모드가 두 개 이상의 안테나 신호로 형성된 경우라도, 예컨대 가속계수 2를 갖는 병렬 영상처리가 달성된다는 장점을 제공한다. 또한 영상 처리 프로세스의 적합한 가속도를 발생시키기 위해서는 안테나 신호가 모두 출력될 필요가 없고, 1차 모드 및 2차 모드를 출력하는 두 개의 수신 채널 만으로도 충분하다는 또 다른 장점이 제공된다.
모드 제공 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 적어도 3개의 로컬 안테나가 제공되고, 상기에 기술된 모드 형성 방법을 이용하여 3차 모드가 형성되어서 MR 영상처리장치의 제 3 수신 채널과 연결되며, 이대 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드가 영상처리장치에서 병렬 영상처리 기술을 이용하여 처리되어서 제 3 MR 촬영이 생성된다. 이는 단지 3개의 수신 채널이 MR 영상처리장치 내에 존재하고 3개 이상의 안테나 신호가 조합되어서 3차 모드를 생성한 경우라도, 가속계수 2를 갖는 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드에 의한 병렬 영상처리가 달성된다는 장점을 제공한다.
모드 제공 방법의 특히 바람직한 한 실시예에서는 적어도 4개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)가 제공되며, 이때 적어도 하나의 추가 모드가 모드 형성 방법을 이용하여 형성되어서 MR 영상처리장치의 각각의 추가 수신 채널과 연결되며, 이때 적어도 두 개의 모드, 및 최대로 모든 모드가 영상처리장치에서 특히 병렬 영상처리 기술을 이용하여 처리되어서 추가의 MR 촬영이 생성된다. 이러한 실시예에서의 장점은 예컨대 MR 영상처리장치의 수신 채널의 스케일링이 달성된다는데 있다. 즉 안테나 신호가 한 세트의 모드로 선형적으로 조합되자마자, 필요에 따라서 부분 모드가 MR 영상처리에 연관될 수 있는 가능성이 있다. 따라서 소수의 수신 채널에 의해서 다수의 안테나 신호에 의해 병렬 영상처리가 실행될 수 있다.
따라서 모드 제공 방법 및 그 실시예에서는, MR 기기가 사용자의 요구사항에 매우 유연성있게 매칭될 수 있다. 따라서 예컨대 수신 채널의 개수에 연관된 MR 기기에 관련하여, 다수의 로컬 안테나의 사용으로부터 최대의 효율이 나올 수 있다. 이는 예컨대 기존의 수신 채널의 개수에 상응하여 이미지 가속도 또는 신호 대 잡음비를 극대화하는 영상처리를 위한 모드가 사용됨으로써 달성된다. 추가 수신 채널이 추후에 첨가되어서 MR 기기의 성능을 개선시킬 수 있는데, 이는 상기 수신 채널이 추가의 모드를 영상처리에 연관시킴으로써 달성된다.
수신기의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 모드가 위상 부호화 방향으로 나타나는 상이한 감도 분포를 갖는다. 이는 상이한 모드가 병렬 영상처리를 위해 사용될 수 있다는 장점을 제공한다.
수신기의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 선형조합이 위상 시프트 및/또는 가중계수 형태의 선형계수를 갖는다. 이는 안테나 신호가 가중되고 위상 이동되어서 서로 조합될 수 있다는 장점을 갖는다.
수신기의 한 실시예에서는, 하나의 모드가 하나의 안테나 신호에 상응하며, 상기 안테나 신호의 기하학적 구조가 로컬 안테나 중 단 하나에 의해서 직접 수신될 수 없는 공간 필드 구조의 수신을 위해 형성된다. 이는 로컬 안테나의 안테나 신호들의 조합에 의해서 복잡한 안테나 구조를 필요로 하는 소정의 필드 구조가 수신될 수 있다는 장점을 제공한다.
수신기의 한 바람직한 실시예에서는, 조합 네트워크가 신호전파시간차를 보상하기 위한 추가의 위상 시프트를 갖는다. 이는 각각 두 개의 신호를 여러번 조합할 경우에 발생하는 신호전파시간차를 보상할 수 있다는 장점을 제공한다.
수신기의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 조합 네트워크가 각각 두 개의 입력부 및 출력부를 갖는 신호 조합 유닛을 가지며, 상기 신호 조합 유닛에는 한편으로는 위상차없이, 다른 한편으로는 특히 60°, 90°, 120° 또는 180°의 위상차 를 가진 선형계수의 고려하에 상기 두 개의 입력부에 인가된 신호들이 더해짐으로써, 두 개의 출력부에 존재하는 두 개의 신호가 생성될 수 있다. 상기와 같은 신호 조합 유닛은 각각 두 개의 신호를 바람직하게 조합할 수 있으며, 이때 생성된 신호들은 한편으로는 직접 모드를 형성할 수 있거나, 또는 추가 신호들과 함께 예컨대 동일한 또는 유사한 신호 조합 유닛에 의해서 조합될 수 있다. 바람직하게는 수동 네트워크로서의 실시예가 구현될 수 있다. 4포트의 수동 네트워크에 대한 예는 90°하이브리드이다.
수신기의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 적어도 3개의 로컬 안테나가 존재하고 조합 네트워크는 각각 두 개의 입력부 및 출력부를 갖는 두 개의 신호 조합 유닛을 가지며, 이때 두 개의 안테나 신호 중 제 1 안테나 신호는 제 1 신호 조합 유닛의 입력부와 연결되고, 제 1 신호 조합 유닛의 제 1 출력부는 제 1 모드 출력부와 연결되고 제 2 출력부는 제 2 신호 조합 유닛의 제 1 입력부와 연결된다. 이 경우에 제 3 안테나 신호는 제 2 신호 조합 유닛의 제 2 입력부와 연결되고 제 2 신호 조합 유닛의 제 1 출력부는 제 2 모드 출력부와 연결된다.
수신기의 한 개선예에서는, 제 2 신호 조합 유닛의 제 2 출력부가 제 3 모드 출력부와 연결된다.
수신기의 또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 제 1 신호 조합 유닛에 의해 각각 가중계수( 2-1/2)를 갖는, 측면에 배치된 두 개의 로컬 안테나의 신호들이 더해져서 그 결과로서 2차 모드가 생성되며, 또한 위상차(180°)를 갖는 신호들이 더해진다. 이 경우에 제 2 신호 조합 유닛에 의해, 이와 같이 얻어진 신호가 한편으로는 위상차(90°)를 가지고 다른 한편으로는 위상차(-90°)를 갖는, 각각 가중계수( 2-1/2)를 갖는 측면 로컬 안테나 사이에 배치된 제 3 로컬 안테나의 안테나 신호와 더해져서, 1차 모드가 생성된다. 이러한 실시예에서는 3개의 안테나에 의한 측정이 실행될 수 있다는 장점이 제공되며, 이때 MR 영상처리장치의 하나, 두 개 또는 세 개의 수신 채널이 영상처리를 위해 사용된다.
가중계수 및 위상차는, 서로 나란히 병렬 배치된 세 개의 안테나의 검출 영역의 중심에 있는 1차 모드가 CP 모드 방식에 상응하며, 2차 모드는 왼쪽/오른쪽 대칭에 대한 정보를 지니고 있으며, 검출 영역의 중심에 있는 3차 모드는 안티-CP 모드 방식에 상응하도록 선택된다. 즉 처음에는 MR 응답 신호를 생성하는 핵스핀 신호의 회전 방향으로 원분극된 검출 영역의 중심에서 생성된 고주파 신호에 상응하는 1차 모드가 생성된다(CP-모드). 두 번째는 두 개의 안테나의 검출 영역에서 나타나는 측면차에 대한 정보를 포함하는 고주파 신호에 상응하는 2차 모드가 발생되며, 세 번째는 '안티'-원분극된, 즉 CP-모드에 비해 역전된 회전 방향으로 원분극된 검출 영역의 중심에서 생성되는 고주파 신호에 상응하는 3차 모드가 생성된다(안티-CP 모드).
수신기의 또 다른 바람직한 한 실시예에서는, 제 1 신호 조합 유닛에 의해 한편으로 위상차(60°)를 가지며 다른 한편으로는 위상차(120°)를 가지며 각각 가중계수(2-1/2)를 갖는, 측면에 배치된 두 개의 로컬 안테나의 신호들이 더해져서 그 결과로서 2차 모드가 생성되며, 제 2 신호 조합 유닛은 이와 같이 얻어진 신호를 한편으로는 위상차(60°)를 가지며 다른 한편으로는 위상차(120°)를 가지며 각각 가중계수( 2-1/2)를 갖는, 측면 로컬 안테나 사이에 배치된 제 3 로컬 안테나의 안테나 신호들이 더해져서, 한편으로는 1차 모드가 생성되고 다른 한편으로는 3차 모드가 생성된다.
이러한 실시예는 서로에 대해 60°의 각도로 배열된 로컬 안테나로 이루어진 헤드 안테나와 함께 사용될 수 있다는 장점을 갖는다. 전술한 실시예와 유사하게, 상기와 같이 배열된 안테나의 안테나 신호로부터 CP 모드 방식, 왼쪽/오른쪽 차등 모드 방식 및 안티-CP 모드 방식이 발생된다. 이러한 구현예는, 간단한 신호 조합 유닛, 예컨대 두 개의 90°하이브리드에 의해 구현될 수 있는 장점을 추가로 제공한다. 물론 중간 안테나가 과대 평가됨으로써, CP 모드와의 작은 편차가 발생한다. 구조의 단순성의 이점과 비교해 볼 때 오류가 허용될 수 있다.
수신기의 한 바람직한 실시예에서는, 조합 네트워크 및/또는 신호 조합 유닛이 적어도 거의 무반사 및/또는 비손실로 제공된다. 따라서 신호 조합 유닛 내에 입력되는 안테나 신호에 관련하여 어떠한 정보 손실도 발생하지 않는다. 이는 신호 잡음에 대한 손실로 인한 비율이 낮아진다는 장점을 제공한다.
수신기의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 모드 출력부가 로컬 안테나 선택 유닛의 수신 채널과 연결될 수 있다. 이는 상이한 모드 간의 안테나 신호의 선택 대신에 선택될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예는 종속항의 특징부에 제시된다.
첨부된 도 1 내지 도 21을 참고로 다수의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 수신기(1)의 구조 및 상기 수신기(1)와 MR 영상처리장치(3)와의 상호작용을 개략적으로 도시한 것이다. 수신기(1)는 예컨대 선형분극된 로컬 안테나 어레이(5A...5D)를 갖는다. 이러한 로컬 안테나는 적어도 두 개의 모드 출력부(7A...7D)를 갖는 조합 네트워크(7)에 연결된다. 상기 조합 네트워크(7)에서 로컬 안테나(5A...5D)의 안테나 신호들이 조합되어서, 상이한 모드가 형성된다. 이렇게 형성된 상이한 모드는 조합 네트워크의 모드 출력부(7A...7D)에서 모드 신호로서 존재한다. 모드 출력부(7A)에는 1차 모드가, 모드 출력부(7B)에는 2차 모드가, 그리고 모드 출력부(7C)에는 3차 모드가 제공되는 방식으로 모드 제공이 이루어진다. 모드 출력부(7A)는 MR 영상처리장치(3)의 수신 채널(11A)에 연결된다.
영상처리를 위해서는, 1차 모드의 아날로그 신호가 디지털화되어 이미지 생성 장치(13)에 의해 처리되어서, MR 촬영(15)이 달성된다. 그 외 다른 모드 출력부(7B...7D)가 상응하는 수신 채널(11B...11D)에 추가로 연결될 경우에는, 상기 수신 채널들도 예컨대 병렬 영상처리를 실행하기 위해서 이미지 생성 장치(13)에 관련될 수 있다. 예컨대 1차 모드 및 2차 모드가 사용될 경우에는, 가속계수 2를 갖는 병렬 영상처리가 실행될 수 있다.
수신기(1)와 MR 영상처리장치(3) 간의 상기와 같은 상호작용은, MR 영상처리장치(3)에 이용되는 모드의 수가 사용된 안테나(5A...5D)의 수와는 독립적으로 각각 조합 네트워크(7)에 따라서 생성된다는 장점을 갖는다. 수신 채널(11A...11D)을 갖는 MR 영상처리장치(3)의 각각의 설치형태에 따라서, 상기 MR 영상처리장치(3)는 상이한 방식의 영상처리 기술을 이용할 수 있다. 이에 상응하여, 수신기(1)는 상이한 설치형태를 갖는 MR 영상처리장치(3)에 개별 요구들에 매칭된 신호들을 공급하기 위해 적합하다. 따라서 이러한 수신기(1)의 성능은 수신 채널(11A...11D)의 수에 의해 등급화되어서 최적으로 이용될 수 있다.
예컨대 MR 영상처리장치(3)의 1차 모드 만이 사용될 경우에는, 모든 로컬 안테나(5A...5D)에 의해 주어지는 전 촬영 영역(FOV)을 매핑하는 MR 촬영(15)이 생성될 수 있을 뿐만 아니라, 안테나 신호들의 적합한 선형조합에 의해서 제 1 목표 영역에서의 MR 촬영(15)의 신호 대 잡음비가 극대화될 수 있다.
도 2는 두 개의 안테나 신호(A1, A2)가 입력되어서, 두 개의 모드, 즉 1차 모드(P) 및 2차 모드(S)가 형성되는 경우의 조합 네트워크의 동작 방식을 개략적으로 도시한다.
앞으로는 조합 네트워크와 모드 행렬의 개념이 동일한 의미로 사용될 것이다. 모드 행렬이라는 개념은 입력되는 신호들의 선형조합을 생성하는 조합 네트워크의 작용을 설명하는 것이다. 선형조합을 수학적인 용어로 행렬이라고 할 수 있으며, 이에 상응하여 선형조합의 결과를 '모드'라고 지칭한다.
도 2는 모드 행렬(17)이 입력 안테나 신호(A1 및 A2)를 서로 조합하여 1차모드(P) 및 2차 모드(S)를 생성하는 것을 보여준다. 모드 행렬(17)의 동작 모드를 행렬(MM)로 나타낼 수 있는데, 상기 행렬(MM)에 의해 입력 안테나 신호(벡터로 표시됨)가 모드(벡터로 표시됨)로 변환된다:
조합 네트워크는 바람직하게는 MR 안테나 신호에 대하여 거의 손실없이, 모든 게이트(gate)에 무반사로 매칭된 네트워크이다. 조합 네트워크를 나타내는 행렬(MM)은 가역성(invertible)을 가져야만 한다. 이러한 비손실성으로 인해, 추가적으로 행렬(MM)을 형성하는 가중 벡터가 서로 직교를 형성하게 된다. 이는 반드시 필수적인 것이 아니다. 직교성은 도 7에 관련한 부분에서 더 자세히 설명될 것이다. 비손실성은, 네트워크 내에서 열에 의한 잔류잡음에 의한 정보 손실을 발생시키지 않는다는 장점을 추가적으로 제공한다. 이는 특히 손실로 인한 잡음이 MR 촬영의 신호 대 잡음비를 저하시킬 수 있기 때문에 장점으로 나타난다. 바람직한 수동 네트워크(passive network)는 행렬이 상반성(receprocity)을 갖는 특성을 지닌다. 이는 네트워크 통합시에 중요한 의미를 갖게 된다.
도 3은 MR 수신 안테나의 세 개의 MR 응답 신호(L, M, R)로부터 3개의 모드(P, S, T)를 형성하는 상황을 개략적으로 보여준다. 이러한 상황은 앞으로 기술될 대부분 예에서 기초 상황이 된다. 여기서 각각 하나의 왼쪽 안테나, 중간 안테나 및 오른쪽 안테나에 의해 수신된 세 개의 입력 안테나 신호(L, M, R)가 모드 행렬(19)의 입력부(M1, M2, M3)로 공급된다. 이러한 입력 안테나 신호는 모드 행렬(19) 내에서 조합되어서, 세 개의 모드, 즉 1차 모드(P), 2차 모드(S) 및 3차 모드(T)를 형성한다. 이러한 모드가 세 개의 출력부(M4, M5, M6)에 제공된다. 또한 입력 신호(L, M, R)의 위상 및 모드(P, S, T)의 위상이 위상 시프트(1-6)에 의해 변형될 수 있다.
도 4는 MR 신체 수신 안테나의 경우에 나타날 수 있는 세 개의 안테나(Lk, Mk, Rk) 어레이에 대한 실시예를 보여준다. 이러한 안테나 어레이에서는 개별 안테나(Lk, Mk, Rk)의 서로 중첩될 촬영 영역에 의해 주어지는 촬영 영역(FOVk)이 제공된다. 환자 신체의 검사될 영역은 바람직하게 촬영 영역(FOVk) 내에 존재한다.
또한 도 4에는 안테나 감도 분포를 나타내는, 3개의 안테나(Lk, Mk, Rk)의 필드 특성곡선(FL, FM, FR)이 개략적으로 도시된다. 촬영 영역(FOVk)의 중심에서 안테나 어레이의 대칭축(AS) 상에 놓여있는 중심 지점(Zk)에 대하여, 안테나(Lk, Mk, Rk)의 세 개의 필드 벡터(SR, SL, SM)가 도시된다. 세 개의 필드 벡터(SR, SL, SM)의 방향은 90°또는 180°의 각도를 가지며, 픽드 벡터(SM)는 필드 벡터(SR, SL)와 안테나(Mk)의 간격이 중심 지점(Zk)과 안테나(Mk)의 간격 보다 더 작음으로 해서 계수(21/2) 만큼 더 커진다.
안테나 신호의 선형조합을 위한 조합 네트워크를 이용하여, 예컨대 지점(Zk)에서는 높아진 감도를 갖는 모드 만이 형성되어야만 한다. 원분극(circular polarization)된 MR 여기의 경우에는 원분극된 MR 방출 신호에 정렬된 안테나 어레이가 최대의 수신호를 달성한다. 수신호가 커지면, 동일한 조건하에 선형분극된 안테나에 의해 달성될 수 있는 신호 대 잡음비에 비해서 더 높은 신호 대 잡음비가 달성된다.
도 4에 도시된 3개의 안테나의 필드 특성곡선(FL, FM, FR)은 이제 원분극된 신호에 대해 특히 감도가 높은 모드를 형성하기 위한 동작을 보여준다. 이를 위해서 세 개의 안테나 신호는, 지점(Zk) 주변을 회전하는 필드 특성곡선이 지점(Zk)으로부터 시작된 원분극된 방출에 최적으로 매칭되는 방식으로 조합된다. 이를 위해서 180°의 위상차를 갖는 신호(SR 및 SL)가 서로 더해진다. 즉 신호의 부호가 서로 다름에도 불구하고 총계가 더해진다. 그 결과인 '합산 신호'는 신호(SM)에 의한 90°의 위상 이동을 갖는다. 이에 상응하여 90°의 위상차를 갖는 신호(SM)가 신호(SR 및 SL)의 합산 신호와 더해진다. 이 경우에 가중치는, 상이한 신호 강도가 고려되고 순수한 원분극 감도가 생성되는 방식으로 선택될 수 있다. 즉 신호(SM)가 위상 이동된 신호(SR 및 SL)의 합산 신호에 비해 더 큰 가중치를 갖는다.
위상계수 및 가중계수는 일반적으로 도 4의 중심 지점(Zk)에 의해 주어지는 목표 영역의 선택에 따라 좌우된다.
목표 영역(Zk)을 선택할 수 있는 상이한 관점들이 존재한다. 예컨대 상기목표 영역(Zk)은 특수 의학에서 중요도를 갖는 지점에 놓여있을 수 있다. 신체 코일의 경우에는 예컨대 환자의 척추가 목표 지점일 수도 있다. 상기에 언급한 신호 대 잡음비가 또다른 기준이 된다. 따라서 모든 안테나를 이용한 전체 촬영이 실행될 경우에는, 목표 영역은 낮은 신호 대 잡음비로 수신되는 안테나 어레이의 촬영 영역의 한 지점 내에 놓여있을 수 있다. 촬영 영역(FOVk)의 반대편 측면에 대칭적으로 추가의 MR 신체 수신 안테나 어레이가 배치되는 것이 고려될 경우에는, 도 4의 예에서 나타나는 최소의 신호 대 잡음비를 갖는 지점이 촬영 영역(FOVk)의 중심(Zk) 내에 놓인다. 이때 상기 지점(Zk)은 모든 촬영 안테나로부터 가장 멀리 떨어져 있다.
바람직하게는 한편으로 촬영 영역 내의 각 지점에 대하여 최적의 1차 모드가 형성될 수도 있다. 이는 예컨대 선형조합의 선형계수, 즉 위상계수 및 가중계수가 세팅될 수 있을 경우에 가능하다. 다른 한편으로 간단한 기술적 구조에 근거한 선형조합이 바람직할 수도 있다. 이러한 간단한 기술적 구조의 이점으로 인해, 여기서 달성된 신호 대 잡음비와 최대의 신호 대 잡음비의 차가 무시해도 좋을 만큼 작을 경우에, 극대화되지 않은 위상 관계 및 가중계수의 사용이 가능할 수 있다. 일반적으로는 원분극된 모드 방식으로 1차 모드를 발생시키는 것이 바람직하다. 도 10 및 도 16에 관련한 부분에서 기술적인 실시예들이 기술될 것이다.
도 5a, 5b 및 5c는 촬영 영역(FOVk) 내의 왼쪽 안테나, 중간 안테나 및 오른쪽 안테나(Lk, Mk, Rk)(도 4)의 신호 대 잡음비의 분포(SNR 분포)(EL, EM, ER)를 시뮬레이션으로 나타낸 것이다. 감도는 그레이 쉐이드(shade of gray)로 2차원적으로 표시된 신호 대 잡음비(SNR)에 의해서 각각 주어진다. 검은색은 낮은 SNR을 나타내고 흰색은 높은 SNR을 나타낸다. 분포의 중심부에는 도 4에서와 같이 중심 지점(Zk)이 각각 표시된다. 감도는 촬영 영역(FOVk)에 대한 로컬 안테나의 어레이에 상응하여 안테나 가까이에서 각각 최대가 된다. 이와 같은 시뮬레이션에서 촬영 영역은 250 ×250의 픽셀 매핑으로 표시된다. 중심 지점(Zk)에서는 낮은 신호 대 잡음비가 나타남을 확실히 알 수 있다.
도 6a, 6b 및 6c는 신체 수신기의 1차 모드(P), 2차 모드(S) 및 3차 모드(T)에 대해 나타나는 SNR 분포(EP, ES, ET)를 시뮬레이션으로 나타낸 것이다. 여기서 1차 모드(P)는 위에 기술한 바와 같이 원분극된 모드(CP-Mode)로서 형성된다. 어떻게 3개의 모드(P, S, T)가 개별적으로 형성되는지에 대해서는 앞으로 자세히 설명할 것이다. 1차 모드(P)의 경우에는 촬영 영역(FOVk)의 안테나에 대향하는 측면에서 우수한 신호 대 잡음비를 갖는 확대된 영역이 나타남을 확실히 알 수 있다. 특히 중심 지점(Zk)에서 높아진 신호 대 잡음비가 나타남을 확실히 알 수 있다. 1차 모드(P)는 3개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)의 측면에 놓여있는 촬영 영역(FOVk)의 절반부를 커버한다.
2차 모드(S) 및 3차 모드(T)는 다른 모드(P, S, T)와 각각 구별되는 감도 분포(EP, ET)를 갖는다. 그 차이가 특히 위상 부호화 방향()으로 형성되는데, 상기 위상 부호화 방향이 이 경우에는 특히 세 개의 안테나가 서로 옆에 배치되는 방향에 놓인다. 1차 모드(P)의 형성후에, 단지 하나의 입력 채널에 의한 SNR 분포(EP)(도 6A에 도시됨)를 갖는 MR 촬영이 생성될 수 있다. 이 경우에 CP 방식의 1차 모드(P)가 중심 지점(Zk)에서 최대의 신호 대 잡음비를 갖도록 선택된다. 이와 같은 MR 촬영을 생성하기 위해서는 단지 하나의 입력 신호가 처리됨으로써, 병렬 영상처리는 실행되지 않는다.
도 6b에서 2차 모드(S)는, 가속계수 2를 갖는 MR 촬영이 생성될 때 선택될 제 2 이미지 영역 내에서 최대의 신호 대 잡음비가 달성되도록 선택된다. 상기 2차 모드(S)는 왼쪽 안테나 및 오른쪽 안테나(Lk, Mk) 가까이에서 감도 증폭을 나타낸다. 이때 1차 모드(P) 및 2차 모드(S)가 병렬 영상처리를 위해 사용된다. 1차 모드 및 2차 모드(P, S)가 감도 비율에 있어서 오른쪽-왼쪽 대칭을 가지더라도, 모드의 위상으로 인해 PAT에서 오른쪽-왼쪽 미분이 달성된다.
도 6d는 가속계수 2를 갖는 PAT 측정의 SNR 분포(EPAT22)의 시뮬레이션을 보여주며, 이때 1차 모드(P) 및 2차 모드(S)가 영상처리를 위해 사용된다. 왼쪽 안테나 및 오른쪽 안테나(Lk, Mk)의 영역 내에서 신호 대 잡음비가 증가됨을 볼 수 있다. 또한 SNR 분포(EPAT22) 내에서 구조물 형태의 PAT 컨벌루션의 효과가 나타난다. 모드 행렬없이는 세 개의 신호가 모두 사용되어야만 할 것이다. 모드 행렬을 가지고는 두 개의 신호에 의해서도 가속계수 2를 갖는 PAT 이 실행될 수 있다.
이에 상응하여 도 6c의 3차 모드는, 세 개의 모든 모드(P, S, T) 및 가속계수 3을 갖는 병렬 영상처리가 실행될 때 추가의 이미지 영역 내에서 최대의 신호 대 잡음비가 달성되도록 선택된다. 3차 모드는 중간 안테나(Mk) 가까이에서 감도 증폭을 갖는데, 왼쪽 안테나 및 오른쪽 안테나(Lk, Lk) 가까이에서 나타나는 것 만큼 크지는 않다.
도 6e는 세 개의 모든 모드(P, S, T) 및 PAT 측정의 가속계수 3이 사용될 때 SNR 분포(EPAT33)의 시뮬레이션 결과를 보여준다. 구조물 형태의 감도에 대한 3배 컨벌루션의 효과는 거의 전 촬영 영역에 걸쳐 연장된다. 3개의 모드(P, S, T)를 갖는 PAT-영상처리의 결과와 3개의 안테나 신호(L, M, R)를 갖는 PAT-영상처리의 결과-별도로 도시되지 않음-는 다르지 않다.
도 6f는 PAT 영상처리시에 가속계수 2가 제공될 때 세 개의 모든 모드(P, S, T)가 사용될 경우의 SNR 분포(EPAT23)의 시뮬레이션을 보여준다. 신호 대 잡음비는 PAT 영상처리로 인한 가벼운 영향은 무시하더라도, 세 개의 모든 모드(또는 세 개의 모든 안테나 신호)를 사용할 때 영상 가속없이 달성되는 이상적인 감도 특성곡선에 매우 가까워진다. 이에 관련한 SNR 분포(EPST)의 시뮬레이션이 도 6G에 도시되는데, 여기서는 MR 촬영을 생성하기 위해 가속없는 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드가 사용된다.
도 6a-6g는 MR-영상처리를 위해 모드(P, S, T)를 사용할 때 나타나는 작용 및 적용예를 보여준다. 여기서는 감도의 '비율'이 하나의 모드에 상응한다는 것을나타내기 위해서 개별 SNR이 도시된다. 그러나 PAT에 있어서는 위상(여기서는 도시되지 않음)도 중요하다. 신호(L, M, R) 대신에 모드(P, S, T)를 사용할 경우의 이점은, 3개 이하의 감도 채널을 갖는 SRN 분포(EPAT11, EPAT12, EPAT22)를 갖는 PAT-측정이 이루어진다는데 있다.
도 7은 세 개의 입력 안테나 신호(L, M, R)가 조합되어서 세 개의 모드(P, S, T)를 형성하는 모드 행렬의 기본 회로를 보여준다. 모드 행렬은 세 개의 행 벡터, 소위 1차 가중벡터, 2차 가중벡터 및 3차 가중벡터(WP, WS, WT)의 배치로 나타날 수 있다. 수학적으로 볼 때 1차 모드(P)는 선형계수(p1, p2, p3)를 포함하는 1차 가중벡터(WP)로 형성된다. 2차 모드(WS)의 가중벡터는 3개의 선형계수(s1, s2, s3)를 포함하고, 3차 모드의 가중벡터(WT)는 선형계수(t1, t2, t3)를 포함한다. 선형계수는 복소수로 제공될 수 있기 때문에, 이러한 선형계수는 가중계수 및 위상계수로서 작용한다.
도 7에 상응하는 모드 행렬을 갖는 모드(P, S, T)의 생성을 통합하여 나타낸 것이 도 8이다. 안테나 신호(L, M, R)는 신호 벡터(I)로서 통합될 수 있다. 이에 상응하여 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드(P, S, T)가 통합되어서 하나의 모드 신호 벡터로 제공될 수 있다. 목표 영역 내에서 1차 모드(P)의 최대의 신호 대 잡음비를 달성하기 위해서는 US 4,825,162에 공지된 조치와 유사하게, 선택된 하나의 이미지 포인트에 대해서 최대의 1차 가중벡터(WP)가 정해질 수 있다. 이러한 1차 가중벡터(WP)는 3개의 로컬 안테나(L, M, R)에 대해 나타나는 잡음 상관행렬과 선택된 이미지 포인트에서 나타나는 신호 벡터(I)의 곱으로 형성된다. 바람직하게는가중벡터(WP)가 추가적으로 스케일링(scaling)할 수 있다(스케일링 펙터 n).
간단한 조건하에서는 잡음 상관행렬이 무시될 수 있고 가중벡터(WP)는 안테나 신호에 의해 확장된 좌표계에서 신호(L0, M0, R0)를 갖는 선택된 이미지 포인트에서 신호 벡터(I 0 )로 주어진다:
즉 1차 가중벡터(WP)는 세 개의 안테나(L, M, R)의 신호 벡터(R 0 , M 0 , L 0 )의 스케일링된 벡터 합계로 형성된다.
비손실 수동 네트워크에서는 1차 가중벡터(WP), 2차 가중벡터(WS) 및 3차 가중벡터(WT)가 서로에 대해 직교된다. 즉 하나의 가중벡터와 다른 가중벡터의 스칼라 곱이 0이다(*는 한 가중벡터의 켤레복소수(conjugate complex)를 나타냄):
WP·WS * =0;WP·WT * =0;WS·WT * =0
이러한 직교성에 의해서 임시 가중벡터(WS'및WT')가 쉽게 생성될 수 있다. 1차 가중벡터(WP)를 형성하는 선형계수(p1, p2, p3)가 확립되면, 예컨대
이 2차 가중벡터(WS)에 대한 해답이 될 것이다.
이에 상응하여 3차 가중벡터(WT')가 1차 가중벡터(WP)와 2차 가중벡터(WS') 간의 직교성으로 인해 생성될 수 있다. 다음은 그에 대한 예이다:
WS'에 의해 생성된 2차 모드(S'=WS'I)는 그것의 감도 분포가 위상 부호화 방향으로 나타나는 1차 모드(P)의 감도 분포와 다르다는 조건을 충족시킨다.
그러나 선택된 제 2 이미지 영역에 대하여 가속계수 2를 갖는 PAT 영상처리시에 최대의 신호 대 잡음비를 달성하는 2차 모드(S)가 특히 바람직하다. 신호 대 잡음비의 극대화 및 이러한 2차 모드(S)의 형성은, 예컨대 2차 가중벡터(WS') 및 3차 가중벡터(WT')가 서로 선형적으로 조합되어서 새로운 2차 가중벡터(WS)를 형성함으로써 달성될 수 있는데, 이를 위해서 상기 2차 가중벡터(WS') 및 3차 가중벡터(WT')가 그것을 통해 확장된 평면 내에서 각도(θ) 만큼 회전된다:
이때 계수인 cos(θ) 및 sin(θ)는 스케일링을 유지한다. 즉 스케일링은 바뀌지 않는다.
도 9는 3개의 가중벡터(WP, WS, WT)의 형성을 기하학적으로 나타낸 것이다. 1차 가중벡터(WP)가 정해진 후에, 2차 가중벡터 및 3차 가중벡터(WS또는WT)가 평면(ST) 내에서 1차 가중벡터(WP)에 대해 수직으로 놓인다. 2차 가중벡터(WS)의 방향설정은 자유롭게 선택될 수 있다. 2차 가중벡터(WS')의 임시적인 선택후에, 상기 2차 가중벡터는 생성되는 2차 모드(S)가 제 2 목표 영역 내에서 1차 모드와 함께 병렬 영상처리될 때 최대의 신호 대 잡음비를 생성할때까지 임시의 3차 가중벡터(WT')와 결합된다.
일반적으로 가중벡터(WP, WS, WT)의 생성을 위한 방법들을 요약하면 다음과 같다:
1. 1차 모드(P)(영상 가속없음) 내에서 최대의 신호 대 잡음비가 달성해야만 하는 이미지 포인트를 제 1 이미지 영역 내에 고정시킨다.
2. 가중벡터(WP)를 형성하는 관련 선형계수를 정한다.
3. 가중벡터(WP)를 스케일링 펙터(n)에 의해 스케일링한다.
4. 가중벡터(WP)에 대한 표준 평면(ST)을 정한다.
5. 평면(ST)에 확장되는 두 개의 직교성 가중벡터(WS'및WS)를 작도한다.
6. 2차 모드(S)를 생성하는 가중벡터(WS)를 형성하기 위해 평면(ST) 내에서 가중벡터(WS'및WT')를 각도(θ) 만큼 회전시키는데, 이때 상기 2차 모드(S)는 1차 모드(P)와 결합되어서 선택된 제 2 이미지 영역에 대하여 가속계수 2가 제공될 때 최대의 신호 대 잡음비를 달성한다.
이러한 동작방식들은 임의의 모드 수로 확장될 수 있다. 생성된 모드의 수는 안테나 신호의 수 보다 작거나 같아야만 한다.
도 4에 관련하여 설명되는, 신체 수신 안테나의 3개의 안테나 신호(Lk, Mk, Rk)의 선형조합시에 달성되는 동작방식들은 도 10에 도시된 선형조합 네트워크의 기본 회로도를 보여준다. 이러한 경우에 180°하이브리드 및 90°하이브리드에 의해서 수동 하이브리드에 의해서 거의 비손실 및 무반사로 구현되는 안테나 신호들의 조합이 달성된다. 하이브리드의 고유손실은 대략 0.1 dB이고 소정의 대역폭으로의 조정이 간단하게 실행될 수 있다. 180°하이브리드 또는 90°하이브리드는 양 입력 신호를 더함으로써 첫번째 경우에는 0°및 180°의 위상차를 가지며 두 번째 경우에는 +90°및 -90°의 위상차를 갖는 두 개의 출력 신호를 형성한다. 이러한 경우에 양 신호들은 또한 추가의 위상 이동을 가질 수 있는데, 상기 위상 이동이 물론 양 입력 신호가 더해질 때 나타나는 위상차, 즉 양 신호들의 상대적인 위상을 바꾸지는 않는다. 이는 90°하이브리드(하기에 기술됨)의 경우에 해당된다.
도 10에 도시된 구체예의 또다른 장점은, 90°하이브리드와 그 앞에 연결된 90°위상 시프트의 결합에 의해서 180°하이브리드가 구현될 수 있다는데 있다. 상기 90°하이브리드에 대한 간단한 기술적 구현들이 이미 존재한다(EP 0337194 참조).
주어진 회로에서 양 측면에 배치된 로컬 안테나(Lk, Rk)의 안테나 신호(L, R)는 각각 4포트의 180°하이브리드(H180°)의 입력부와 연결된다.
두 개의 로컬 안테나 신호가 더해져서 나온 180°하이브리드(H180°)의 출력 신호는 2차 모드(S)를 형성한다:
두개의 안테나 신호가 180°의 위상차와 더해져서 나온 또 다른 출력부는 90°하이브리드(H90°)의 제 1 입력부와 연결된다.
중간 안테나(Mk)의 로컬 안테나 신호(M)는 위상 시프트( k)를 순환하고, 상기 위상 시프트( k)는 90°하이브리드(H90°)의 제 1 입력부와 연결된 신호의 위상에 중간 안테나 신호의 위상을 매칭시킨다. 위상 보정후에 신호(M)가 90°하이브리드(H90°)의 제 2 입력부로 공급된다.
90°하이브리드(H90°)의 제 1 출력부에는 세 개의 안테나 신호(L, M, R)로 형성된 3차 모드(T)가 존재한다:
90°하이브리드(H90°)의 제 2 출력부에는 세 개의 안테나 신호(L, M, R)로 형성된 1차 모드(P)가 존재한다:
도 11은 모드 행렬에 의한 모드 형성(도 10에 속함)의 수학적인 표시법이다. 이러한 모드 행렬 내에는 서로 다른 복소수 선형계수()들이 형성되어 있는데, 상기 선형계수의 비율은 각각 가중계수를 나타내고 상기 선형계수의복소수 위상은 각각 위상계수를 나타낸다.
도 12는 90°하이브리드(H90°)의 한 실시예를 개략적으로 보여준다. 한편으로는 입력 신호(H1 및 H2)가 개별 위상 이동(38°또는 52°), 즉 위상차(-90°)와 더해져서 출력 신호(H3=Hle j38°+H2e -j52°)를 형성한다. 다른 한편으로는 상기 입력 신호(H1 및 H2)가 위상 이동(-52°또는 +38°), 즉 위상차(+90°)와 더해져서 출력 신호(H4=Hle -j52°+H2e j38°)를 형성한다. 위상값(38°및 -52°)은 하이브리드 고유(intrinsic) 위상값(±45°)과 구체적인 실시예에 따라 좌우되는 작은 라인 위상을 더해서 나온 값이다.
이러한 하이브리드가 -90°위상 시프트와 결합하여 입력 신호(H1)를 위해 사용될 경우에 180°하이브리드(H180°)가 얻어지는데, 이때 신호는 한편으로 출력 신호(H3'=Hle -j52°+H2e -j52°)에 대한 관련 위상차를 빼고 더해지고, 그리고 출력 신호(H4'=Hle -j142°+H2e -j52°)에 대한 상대적인 위상차(180°)와 함께 더해진다. 이러한 180°하이브리드의 순환시에 출력 신호(H4')를 촬영하는 누적된 위상은 단계는 -142°에 상응한다.
도 13은 도 10 및 도 11에 도시된 모드 행렬을 구현한 조합 네트워크(N)에 대한 한 예이다.
조합 네트워크(N)의 장점은, 두 개의 90°하이브리드(H1, H2) 및 두 개의 위상 시프트(L,M)에 의해 수동 네트워크로서 구축된다는데 있다. 이 경우에 위상 시프트는 하나의 코일(W) 및 상기 코일(W)의 단부에 배치된 두 개의 커패시터(C1, C2)로 이루어지며, 상기 커패시터의 각각의 한 단부는 접지에 연결된다. 이러한 예에서, 위상 시프트(L)는 안테나 신호(L)의 -90°의 위상 지연을 야기하며 위상 시프트(M)는 안테나 신호(M)의 -142°의 위상 지연을 야기한다. 이러한 두 개의 하이브리드(H1, H2)는 각각 쌍으로 이루어진 중심 코일(PS1)로 이루어지고, 상기 중심 코일의 입력부 및 출력부(H11, H21, H31, H41)는 4개의 접속부에 의해서 각각 하나의 커패시터(K1, K2, K3, K4)에 서로 연결된다(도 13에 상응함). 이 경우에 커패시터(K2 및 K4)는 코일 쌍(PS1)의 자기적 결합이 비이상적일 때 단지 보상(compensation)을 위해서만 사용된다.
조합 네트워크(N)의 입력부(N1, N2, N3)에는 3개의 안테나 신호(L, M, R)가 놓여있다. 상기 안테나 신호(L 및 M)는 위상 시프트(L 또는M)를 순환한다. 그리고 나서 왼쪽 안테나 신호가 90°하이브리드(H1)에 의해서 오른쪽 안테나 신호와 조합된다. 하이브리드(H1)의 출력부(Hl1)에 있는 신호가 2차 모드(S)를 형성하여서, 조합 네트워크(N)의 출력부(N4)에 놓이게 된다.
제 2 출력부(H41)는 제 2 하이브리드(H2)로 공급된다. 하이브리드(H2)의 또 다른 입력부에는 위상 지연된 신호(M)가 공급된다.
하이브리드(H2)의 출력부(H32)에 인가된 신호는 3차 모드(T)를 형성하여서, 네트워크(N)의 출력부(N5)에 인가된다.
하이브리드(H2)의 출력부(H42)에 인가된 신호는 1차 모드(P)를 형성하여서, 네트워크(N)의 출력부(N6)에 인가된다.
90°하이브리드(H90°)의 특수한 구현예의 장점은, 예컨대 입력측에서 입력 신호를 증폭시키는 전치 증폭기가 90°하이브리드에 의해서 개별적으로 정전압을 공급받을 수 있다는데 있다.
이러한 복잡한 구조로 인해, 입력측에서 입력 신호(L, M, R)를 증폭시키는 전치 증폭기가 네트워크(N)를 통해서 개별적으로 정전압을 공급받을 수 있게 된다.
도 14는 도 13의 네트워크(N)의 개별 요소들의 기능을 요약해서 보여준다. 여기서는 위상 시프트 및 하이브리드 내 신호들을 수신하는 위상(ejφ)이 주어진다. 신호(L)는 위상 시프트(L)에 의해서 e-j90°만큼 이동된다. 상기 신호(M)는 위상 시프트(M)에 의해서 e-j42°만큼 이동된다. 90°하이브리드의 위상은 도 12에 있는 것과 동일하다.
이러한 조합 네트워크는 특히 바람직하게는 신체 수신 안테나에 의해 사용될 수 있으며, 이때 안테나(Lk, Mk, Rk)는 거의 한 평면 내에 배치된다. 이러한 경우에 신호는 중간 안테나(Mk)에 의해 대칭축 상에 배치된 목표 영역 내에서 극대화되는데, 상기 목표 영역과 중간 안테나(Mk)의 간격은 상기 목표 영역과 측면에 배치된 안테나(Lk, Rk)의 간격 보다 거의 계수() 만큼 더 작다.
도 15는 신체 수신 안테나의 일부를 형성하는 세 개의 안테나(LH, MH, RH)의 어레이를 보여준다. 여기서 안테나는 전술한 예에서처럼 한 평면 내에 놓여있는 것이 아니라, 원기둥 표면의 주변을 따라 놓여있다. 안테나(LH, MH, RH)에 의해 세 개의 모든 대칭축(ASL, ASM, ASR) 상에 놓여있는 촬영 영역(FOVH)의 중심 지점(ZH)에서는 세 개의 수신호의 강도는 동일한 크기를 가지며 개별적으로 수신될 수 있는 필드 성분의 방향은 서로간에 60°또는 120°의 각도를 갖는다.
서로 접해있는 안테나(LH, MH, RH)가 서로에 대해 각각 60°의 각도로 배치되는 경우와 같이 이상적인 경우에는 CP 방식의 1차 모드를 형성하기 위한 안테나 신호(L, M, R)의 가중계수 및 위상계수는 다음과 같다:(1, -60°), (1, 0°), (1, 60°).
이에 대한 대안으로서 신체 수신 안테나를 위한 모드 행렬의 구현과 유사하게 두 개의 90°하이브리드의 사용시에 나타나는 가중계수가 사용되고 위상 관계가 각각 60°에 매칭될 경우에는, 신체 수신 안테나를 위하여 다음과 같은 가중계수 및 위상계수를 갖는 간단하게 구현가능한 모드 행렬이 나타난다:
(1, -60°), (, 0°), (1, +60°).
신체 수신 안테나를 위한 최대의 선형조합과 비교해 볼 때 이와 같이 매우불완전한 구현은 1차 모드 내 중심 이미지 영역에 대하여 대략 1%-2% 축소된 신호 대 잡음비를 갖는다.
도 16은 도 14의 네트워크(N)과 유사하게 구축된 네트워크(O)에 대한 기본 회로도이다. 상기 기본 회로도는 상황에 매칭된 다른 각도 만큼의 위상 이동을 야기하는 또 다른 위상 시프트(L',M')를 갖는다. 입력부(O1)에 인가된 신호(L)를 위상(-30°) 만큼 이동시키는 위상 시프트(L')는 90°하이브리드(H1')와 결합하여 안테나 신호(L 및 R) 간의 120°의 상대적인 위상차를 초래한다. 따라서 결합에 의해 "120°하이브리드"(H120°)가 나타난다. 출력부(04)를 형성하기도 하는 제 1 출력부(H3120°)에는 다음과 같은 2차 모드(SH)가 놓인다:
제 2 출력부(H4120°)는 제 2 90°하이브리드(H2')의 제 1 출력부와 연결된다. 하이브리드(H2')의 제 2 입력부와 위상 시프트(M')에 의해서 -112°의 위상 이동을 받은 안테나 신호(M)가 연결된다. 따라서 출력부(05)에서는 다음과 같은 3차 모드(TH)가 나타난다:
그리고 출력부(06)에는 다음과 같은 1차 모드(PH)가 나타난다:
1차 모드는 상기에 제시된 위상계수 및 가중계수를 갖는다. 상기 1차 모드는 단지 하나의 입력 채널을 갖는 MR 영상처리장치의 기본 버젼으로 처리되어 MR 촬영을 수행할 수 있으며, 상기 MR 촬영은 예컨대 로컬 안테나(LH, MH, RH)의 전 촬영 영역(FOVH)을 나타낸다. 이 경우에 MR 촬영의 중심 지점(ZH)에서의 신호 대 잡음비가 최대가 된다. 2차 모드 및 3차 모드(SH및 TH)는 네트워크(M)에 의해 공급되는 비교적 높은 모드이다. 상기 2차 모드 및 3차 모드는 병렬 영상처리를 위해 다수의 입력 채널을 갖는 비교적 성능이 높은 MR 영상처리장치에서 사용될 수 있다. 이러한 모드는 위상 부호화 방향()으로 상이한 감도 분포를 갖는다. 즉 상기 모드는 예컨대 PAT 방법에서 위치 부호화를 위해 사용될 수 있는 정보를 포함한다.
도 17은 두 가중계수의 각도() 만큼의 회전을 초래하는 네트워크(R)의 구현예를 도시한다. 이러한 네트워크는, 1차 모드의 고려하에 병렬 영상처리시에 수행하는 그 동작방식에 따라서 2차 모드를 극대화할 수 있다. 이를 위해서 2차 모드 및 3차 모드(S', T')가 90°하이브리드와 서로 결합된다. 이러한 두 개의 출력 신호는 각각 위상 이동(±)을 초래하는 위상 시프트를 순환한다. 이와 같이 위상 이동된 신호들은 제 2의 90°하이브리드에 의해서 두 번째에 서로 조합된다. 이때 생성되는 모드(S 및 T)는 입력 모드(S' 및 T')의 선형조합이다:
위상 시프트의 위상 각도()가 조정가능할 경우에는, 상기 위상 각도()는 예컨대 검사 측정시 가속계수 2를 갖는 PAT 측정시에 나타나는 신호 대 잡음비가 소정의 목표 영역에서 최대가 될 때까지 변동될 수 있다.
도 14 및 도 17 또는 도 16 및 도 17에 도시된 네트워크의 캐스캐이드 회로 형태의 조합은 그 뒤에 하나의 간단한 네트워크로 결합될 수 있다.
도 18은 다수의 모드 행렬(MM1, MM2)의 배열상태를 개략적으로 보여주며, 상기 모드 행렬의 모드는 예컨대 상이한 목표 영역 내에서 신호 대 잡음비의 증가를 위해 각각 극대화된다. 안테나 신호(R, M 및 L)는 변환 스위치(U1...U6)에 의해서 모드 행렬(MM1, MM2...)과 연결될 수 있다. 변환 스위치(U7...U12)에 의해서 생성된 각각의 모드(P1, S1, T1 또는 P2, S2, T2)가 모드 출력부(MP, MS, MT)로 공급된다.
이러한 배열은, 모드 행렬(MM1, MM2...)이 조정가능하게 형성될 필요없이, 매우 간단하게 구현가능한 모드 행렬일 수 있다는 장점을 가지는데, 이러한 모드 행렬은 소정의 목표 영역으로 각각 조정된다는 특성을 지닌다. 따라서 이러한 배열상태는 목표 영역의 선택에 있어서 유연성 뿐만 아니라 간단한 기술적 구현예를 사용할 수 있는 가능성도 제공한다.
도 19는 MR 기기에 의한 MR 응답 신호의 수신을 위한 다수의 수신기(51A, 51B, 51N)를 사용하기 위한 복잡한 구조를 보여준다. 각 수신기(51A, 51B, 51N)의 적어도 하나의 출력부는 각각 채널 멀티플렉서(53)의 입력부와 연결된다. 채널 멀티플렉서(53)는 실행될 촬영에 상응하여 입력되는 신호 중 적어도 하나를 선택하고, 상기 선택된 신호는 아날로그/디지털 컨버터(ADC1)의 수신 채널(55A)로 전달되며, 상기 아날로그/디지털 컨버터는 MR 기기의 수신기(55A)와 영상처리장치(57) 간의 연결소자이다. 영상처리장치(57)의 개별 성능에 따라서, 이러한 영상처리장치는 하나 또는 다수의 수신 채널(55A-55D)을 갖는다.
수신기(51A, 51B, 51N)는 각각 세 개의 선형분극된 로컬 안테나(59A, 59B, 59C)를 포함하며, 상기 로컬 안테나는 예컨대 감결합을 위해서 부분적으로 중첩되고 함께 로컬 안테나 어레이를 형성한다. 이는 1차 모드의 형성시에 가장 바람직하게는(잡음 상관이 없음) SNR에서 계수(n1/2) 만큼의 증가를 의미한다. 이러한 다수의 로컬 안테나 어레이는 예컨대 쌍으로 서로 병렬로 정렬되어서 신체 수신 안테나의 상부면 및 하부면에 배치될 수 있다.
각 안테나는 매칭 네트워크(61A, 61B, 61C)에 연결되는데, 이때 안테나 임피던스는 뒤에 오는 전치 증폭기(63A, 63B, 63C)가 최소의 잡음비를 제공하게 되는 그러한 값으로 거의 손실없이 변형된다. 이러한 값은 전형적으로 대략 50옴이다.
신호 전치 증폭기(61A, 61B, 61C)는 이어진 조합 네트워크(65A)에 의해 정전압을 공급받아서 신호를 최소 고유 잡음비에 의해 최대로 증폭시킨다.
전치 증폭기에 의해 증폭된 안테나 신호(L1, M1, R1) 또는 (L2, M2, R2) 또는 (LN, MN, RN)는 개별 조합 네트워크(65A, 65B, 65N)에 의해 조합되어서 새로운 모드(PA, SA, TA) 및 (PB, SB, TB) 및 (PN, SN, TN)를 형성한다. 이러한 모든 모드가 바람직하게 채널 멀티플렉서(53)와 연결된다. 상기 채널 멀티플렉서(53)는 소정의 MR 촬영에 상응하여 필요한 모드를 선택해서, 하나 또는 다수의 수신 채널(55A-55D)에 전달한다.
신체 수신 안테나 대신 또는 신체 수신 안테나에 대해 추가로, 예컨대 또 하나의 신체 안테나 어레이가 채널 멀티플렉서(53)에 연결될 수 있다.
상기 조합 네트워크는 안테나 어레이(59A-59C)의 개별 유니트 내에서 직접 제공될 수도 있고, 상기 유니트에 연결된 모듈식 유니트로서 형성될 수도 있다.
도 20은 1차 모드 형성시의 목표 지점 선택을 구체적으로 보여주는 개략도이다. 로컬 안테나 어레이의 촬영 영역(FOV) 내에서 목표 지점(Z1)이 선택되면, 이러한 목표 지점(Z1)이 MR 촬영(71)의 생성시 MR 촬영(71) 내 지점(Z1')에 직접 전달될 수 있다.
이와 반대로 도 21은 가속계수 2를 갖는 PAT 측정의 촬영 영역(FOV') 내에 있는 목표 지점(Z2)의 선택시의 관계를 보여준다. 예컨대 PAT 측정시에 중첩 영역(73)의 중심에서 목표 지점(Z2)이 선택되고, 이러한 목표 영역이 가속계수 2를 갖는 가속화된 영상처리시에 최대의 신호 대 잡음비를 갖게 되도록 2차 모드가 극대화될 경우에는, PAT 측정 과정동안 펼쳐진 MR 촬영(75)의 양 지점(Z2' 및 Z2'')에 목표 지점(Z2)이 존재한다.
1차 모드의 극대화하기 위해 선택된 목표 지점(Z1)은 예컨대 중심 영역 내에서 신호 대 잡음비의 증가를 결정하는 반면에, 제 2 목표 지점(Z2)은 2차 모드를 극대화시키기 위해서 중첩 영역(73), 즉 에지 영역에서 신호 대 잡음비의 증가를 야기한다.
또한 검사 및 측정을 위해 예컨대 모드를 안테나 신호로 역 변환시키는 역 모드 행렬을 생성하는 것이 가능하다. 이로 인해 안테나 어레이 내로 공간적으로 통합된 조합 네트워크가 영상처리장치에 의해서 검사될 수 있는데, 이때 상기 영상처리장치는 모드에 맞게 설계되지 않고 안테나 신호에 맞게 설계된 것이다.
마지막으로 PAT 측정에 의한 이미지 촬영 시간을 단축시키는데 있어서 수신 채널을 위한 비용 및 이미지 복원 시간이 중요한 역할을 수행한다는 것을 언급할 수 있다. 이 때문에 입력된 안테나 신호의 수가 PAT 측정의 실제 가속계수를 스케일링하는 것이 바람직하다. 이로 인해 입력될 수 있는 데이터량이 비교적 적기 때문에 시간이 절약되고 필요한 수신 채널이 적기 때문에 비용이 절약된다. 그러므로 수신기 내에서 안테나 신호가 영상처리장치의 수신 채널로 직접 공급되는 것이 아니라, 먼저 조합 네트워크로 공급된다. 이러한 조합 네트워크는 예컨대 가속계수 R이 제공될 때 이미 병렬 영상처리를 수행할 정도의 충분한 모드의 수(R)가 제공되는 방식으로 모드를 생성한다. 더 많은 수의 모드가 사용될 경우에는 MR 촬영에서 나타나는 신호 대 잡음비가 국부적으로 더 증가된다. 다시 말해서 추가의 요소인 조합 네트워크를 신호 경로 내에 삽입함으로써 전달된 정보가 처리되는데, 이때 뒤에 오는 하드웨어의 범위성(scalability) 및 성능이 달성된다.
본 발명에 의해 모드 형성 방법, 모드 공급 방법 및 MR 기기용 수신기가 제공되며, 상기 수신기는 예컨대 병렬 영상처리시에 로컬 안테나의 플렉시블하고 간단한 사용을 가능하게 한다.

Claims (35)

  1. - MR 응답 신호(L, M, R)의 선형가중조합에 의해서 1차 모드(P)가 생성되어서, 상기 1차 모드(P)가 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)의 검출 영역 내에 있는 제 1 목표 영역(Zk)에 대해 극대화된 제 1 감도 분포(EP)를 갖는 진폭 제어 및 위상 제어된 그룹 안테나의 MR 신호에 상응하게 되고,
    - MR 응답 신호(L, M, R)의 제 2 선형가중조합에 의해서 2차 모드(S)가 생성되어서, 상기 2차 모드(S)가 MR 응답 신호(Lk, Mk, Rk)의 위상 부호화의 방향()으로 나타나는 제 1 감도 분포와 구별되는 제 2 감도 분포(ES)를 갖는 진폭 제어 및 위상 제어된 그룹 안테나의 MR 신호에 상응하게 되는,
    적어도 두 개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Pk)에 의해 수신되는 적어도 두 개의 MR 안테나 신호(L, M, R)에 의해 적어도 두 개의 모드(P, S, T)를 형성하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 모드(P)를 생성하기 위한 선형조합이 선형계수(p1, p2, p3)를 가지며, 상기 선형계수는 특히 제 1 목표 영역(Zk)에 대한 로컬 안테나의 기하학적 위치에 따라 좌우되는 것을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 선형조합이 가중계수 및/또는 위상계수를 가지며, 상기 가중계수 및/또는 위상계수가 특히 상기 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)와 목표 영역(Zk, Z1, Z2) 간에 나타나는 상이한 간격 및/또는 상이간 각도의 작용을 고려한 것임을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형조합이 추가의 위상계수(L,M )를 가지며, 상기 추가의 위상계수가 물체의 MR 방출의 위상 위치에 관련하여 목표 영역 내에서 나타나는 로컬 안테나의 상이한 감도를 고려한 것임을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 모드(P)를 생성하기 위한 선형조합의 적어도 하나의 계수(P1, P2, P3)가, 상기 1차 모드에 의해 생성된 MR 촬영(15)이 제 1 목표 영역을 위해 극대화된 신호 대 잡음비를 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차 모드(S)를 생성하기 위한 선형조합의 적어도 하나의 계수가, 상기1차 모드(P) 및 2차 모드(S)에 의해 실행된, 가속 계수 2를 갖는 병렬 영상처리가 제 2 목표 영역(Z2) 내에서 나타나는 신호 대 잡음비를 극대화함을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 3개의 MR 응답 신호(L, M, R)에 의해 MR 응답 신호(L, M, R)의 선형가중조합에 의해서 1차 모드 및 2차 모드(P, S)에 대해 추가로 3차 모드(T)가 형성되며, 상기 3차 모드(T)는 진폭 제어 및 위상 제어된 그룹 안테나의 MR 신호에 상응하며, 상기 그룹 안테나는 제 3 감도 분포(ET)를 가지며, 상기 제 3 감도 분포는 MR 응답 신호(L, M, R)의 위상 부호화의 방향으로 나타나는 제 1 감도 분포 및 제 2 감도 분포(EP, ES)와 구별되는 것임을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 3차 모드(T)를 생성하기 위한 선형조합의 적어도 하나의 계수는, 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드(D, S, T)에 의해 실행된, 가속계수 3을 갖는 병렬 영상처리가 제 3 목표 영역 내에서 나타나는 신호 대 잡음비를 극대화하도록 선택되는 것임을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    우선 서로에 대해 직교되는, 그리고 1차 모드(P)에 대해 직교되는 임시 2차모드(S') 및 임시 3차 모드(T')가 선택되며, 이러한 두 개의 임시 모드(S', T')의 선형조합은, 상기 1차 모드(P) 및 2차 모드(S)에 의해 실행된, 가속계수 2를 갖는 병렬 영상처리가 제 2 목표 영역(Z2) 내에서 나타나는 두 개의 신호 대 잡음비를 극대화하도록 2차 모드(S)를 생성하는 것임을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 4개의 MR 응답 신호(L, M, R...)로부터, 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk...)의 개수에 의해 주어지는 최대값을 갖는 개수 이하까지 연속해서 각각 하나의 추가 모드가 MR 응답 신호(L, M, R...)의 선형조합에 의해 형성되며, 상기 모드는 상기 개수 이하까지 형성된 모든 모드(P, S, T...)의 감도 분포(EP, ES, ET...)와 구별되는 감도 분포를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 4개의 MR 응답 신호(L, M, R...)로부터, 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk...)의 개수에 의해 주어지는 최대값을 갖는 개수 이하까지 연속해서 각각 하나의 추가 모드가 MR 응답 신호(L, M, R...)의 선형조합에 의해 형성되며, 상기 모드는 상기 개수 이하까지 형성된 모든 모드(P, S, T...)와 함께 실행된, 사용된 모드의 개수에 상응하는 가속계수를 갖는 각각의 병렬 영상처리시에, 선택가능한 개별 목표 영역 내에서 나타나는 신호 대 잡음비를 극대화하는 것임을 특징으로 하는 모드 형성방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모드(P, S, T) 중 두 개가 서로에 대해 직교되는 것을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 목표 영역(Z1)이 MR 검사시에 특히 중요한 검출 영역(FOVk) 내 영역임을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 목표 영역(Z1)이 상기 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)의 배열에 의해서 적어도 하나의 로컬 안테나 감도 분포(EL, EM, ER) 내에서 낮은 감도를 갖는 검출 영역 내 영역(FOVk)임을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  15. 제 2항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형조합 중 적어도 하나의 계수가 특히 선택될 개별 목표 영역(Z1, Z2)의 선택을 위해서 조정가능한 것임을 특징으로 하는 모드 형성 방법.
  16. - 적어도 두 개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)가 제공되면서, 거의 동시에 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)에 의해 각각 하나의 MR 응답 신호(L, M, R)가 수신되며, 이때 MR 응답 신호(L, M, R)가 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)의 검출 영역(FOVk)의 상이한 영역들에 공간적으로 할당된 부분 신호들로 형성되며,
    - 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 MR 응답 신호(L, M, R)에 의해 적어도 두 개의 모드(P, S)가 형성되며,
    - MR 영상처리장치(3, 57)의 수신 채널(11A-11D, 55A-55D)에 적어도 하나의 모드(PS)를 공급하는,
    MR 영상처리를 위해 모드(L, M, R)를 제공하기 위한 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 1차 모드(P)가 영상처리장치(3, 57)에서 처리되어서, 제 1 MR 촬영(15)이 생성되는 것을 특징으로 하는 모드 제공 방법.
  18. 제 16항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차 모드(S)가 MR 영상처리장치(3, 57)의 제 2 수신 채널(11B, 55B)과 연결되며, 상기 1차 모드 및 2차 모드(P, S)는 영상처리장치(3, 57) 내에서 병렬 영상처리 기술에 의해서 처리되어서, 제 2 MR 촬영이 생성되는 것을 특징으로 하는 모드 제공 방법.
  19. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 3개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)가 제공되고, 3차 모드(T)가 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 형성되어서, MR 영상처리장치(3, 57)의 제 3 수신 채널(11C, 55C)과 연결되며, 1차 모드, 2차 모드 및 3차 모드(P, S, T)는 영상처리장치(3, 57) 내에서 병렬 영상처리 기술에 의해서 처리되어서, 제 3 MR 촬영이 생성되는 것을 특징으로 하는 모드 제공 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    적어도 4개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk...)가 제공되고, 적어도 하나의 추가 모드가 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 형성되어서, MR 영상처리장치(3, 57)의 각각의 추가 수신 채널(11D, 55D)과 연결되며, 적어도 두 개의 모드, 및 최대로 모든 모드(P, S, T...)가 영상처리장치(3, 57) 내에서 특히 병렬 영상처리 기술을 이용하여 처리되어서, 추가의 MR 촬영이 생성되는 것을 특징으로 하는 모드 제공 방법.
  21. 안테나 신호(L, M, R)를 조합시키기 위한 조합 네트워크(N, O)에 개별적으로 연결되는 적어도 두 개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)를 갖는 MR 기기용 수신기(1, 51A, 51B, N)에 있어서,
    상기 조합 네트워크(N, O)가 적어도 두 개의 상이한 모드(P, S, T)를 생성하며, 상기 모드는 안테나 신호(L, M, R)의 선형조합이며 상기 모드 중 적어도 두 개가 각각 조합 네트워크(N, O)의 출력부(N4, N5, N6, O4, O5, O6)에 놓이는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 모드(P, S, T)가 위상 부호화 방향()으로 상이한 감도 분포(EP, ES, ET)을 갖는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서,
    상기 안테나 신호(L, M, R) 중 하나가 상기 선형조합 중 하나에서 선형계수(p1...p3, s1...s3, t1...t3)를 갖는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 선형계수(p1...p3, s1...s3, t1...t3)가 위상 시프트 및/또는 가중계수임을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  25. 제 21항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모드(P, S, T) 중 하나가 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk) 중 단지 하나에 의해서 직접 수신될 수 없는 공간 필드 구조를 수신하기 위한 기하학적 구조를 갖는 안테나의 신호에 상응하는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  26. 제 21항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조합 네트워크(N, O)는 신호전파시간차를 보상하기 위한 추가의 위상 시프트(M,M')를 갖는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  27. 제 21항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서ㅓ,
    상기 조합 네트워크(N, O)가 각각 두 개의 입력부 및 출력부(H11, H21, H31, H41)를 갖는 신호 조합 유닛(H90°, H120°, H180°)을 가지며, 상기 신호 조합 유닛에서 두 개의 입력부(H11, H21)에 접한 신호들이 선형계수의 고려하에 한편으로는 위상차없이 더해지고 다른 한편으로는 위상차, 특히 60°, 90°, 120° 또는 180°의 위상차를 가지고 더해짐으로써, 두 개의 출력부(H31, H41)에 존재하는 두 개의 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  28. 제 21항 내지 제 27항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 3개의 로컬 안테나(Lk, Mk, Rk)가 존재하고, 조합 네트워크(N, O)가각각 두 개의 입력부 및 출력부(H11, H21, H31, H41)를 갖는 두 개의 신호 조합 유닛(H1, H2)을 가지며, 두 개의 제 1 안테나 신호(L, R)가 제 1 신호 조합 유닛(H1)의 입력부(H11, H21)와 연결되며, 상기 제 1 신호 조합 유닛(H1)의 제 1 출력부(H31)는 제 1 모드 출력부(MS)와 연결되고 제 2 출력부(H41)는 제 2 신호 조합 유닛(H2)의 제 1 입력부(H12)와 연결되며, 제 3 안테나 신호(M)는 제 2 신호 조합 유닛(H2)의 제 2 입력부(H22)와 연결되며, 제 2 신호 조합 유닛(H2)의 제 1 출력부(H2)는 제 2 모드 출력부(MP)와 연결되는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 제 2 신호 조합 유닛(H2)의 제 2 출력부(H32)는 제 3 모드 출력부(MT)와 연결되는 것을 특징으로 하는 수신기.
  30. 제 28항 또는 제 29항에 있어서,
    상기 제 1 신호 조합 유닛(H1)에 의해, 한편으로는 위상차없이 각각 가중계수(2-1/2)를 갖는, 측면에 배치된 두 개의 로컬 안테나(Lk, Mk)의 신호들이 더해져서 그 결과로서 2차 모드(S)가 생성되고, 다른 한편으로는 위상차(180°)를 가진 상기신호들이 더해지며, 상기 제 2 신호 조합 유닛(H2)에 의해, 이와 같이 얻어진 신호를 한편으로는 위상차(+90°)를 가지고 각각의 가중계수( 2-1/2)를 갖는 3차 모드(T)가 생성됨으로써 3차 모드(T)가 생성되며, 다른 한편으로는 위상차(-90°)를 갖는 3차 모드가(T)가 더해짐으로써 1차 모드(P)가 생성되는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  31. 제 28항 또는 제 29항에 있어서,
    상기 제 1 신호 조합 유닛(H1)에 의해, 한편으로는 위상차(60°)를 가지며 각각 가중계수(2-1/2)를 가지며 다른 한편으로는 위상차(120°)를 갖는, 측면에 배치된 두 개의 로컬 안테나(LH, RH)의 신호들이 더해져서 그 결과로서 2차 모드(SH)가 생성되며, 상기 제 2 신호 조합 유닛(H2')에 의해, 이와 같이 얻어진 신호가 한편으로는 위상차(60°)를 가지고 다른 한편으로는 위상차(120°)를 갖는, 측면 로컬 안테나(LH, RH) 사이에 배치된 제 3 로컬 안테나(MH)의 안테나 신호(MH)와 더해져서, 한편으로는 1차 모드(PH)가 생성되고 다른 한편으로는 3차 모드(TH)가 생성되는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  32. 제 21항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 조합 유닛(H1, H2, H1', H2') 중 하나가 거의 무반사 및/또는 비손실로 제공되는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  33. 제 21항 내지 제 32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 조합 유닛(H1, H2, H1', H2') 중 하나가 하이브리드인 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 하이브리드가 4포트 커플러인 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
  35. 제 21항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모드 출력부(MP, MS, MT)가 로컬 안테나 선택 유닛(53)의 수신 채널과 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 MR 기기용 수신기.
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