KR20070034953A

KR20070034953A - Ｍｒｉ 장치

Info

Publication number: KR20070034953A
Application number: KR1020060092812A
Authority: KR
Inventors: 미츠하루 미요시
Original assignee: 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2007-03-29
Also published as: CN1939212A; JP2007082867A; US7405565B2; JP4717573B2; CN1939212B; NL1032545A1; KR101297548B1; NL1032545C2; US20070069726A1; DE102006044761A1

Abstract

본 발명은 1TR내의 구배 자장의 적분값에 영향을 미치지 않고서 선택 포화를 행하는 MRI 장치를 제공한다. MRI 장치는 정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상에 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 장치와, 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 장치(170)와, 그러한 두 개의 장치를 제어하는 제어기 장치(160)를 포함한다. 제어기 장치(160)는 신호 획득 장치에게, 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 복수회 인가한 후, 신호 획득을 위한 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 인가하도록 지시한다.

Description

ＭＲＩ 장치{MRI APPARATUS}

도 1은 본 발명을 실시하기 위한 최상의 모드를 나타내는 예시적인 MRI 장치의 개략 블록도,

도 2는 자기 공명 신호 획득을 위한 펄스 시퀀스의 예를 도시하는 도면,

도 3은 공간적 선택 포화를 위한 펄스 시퀀스의 예를 도시하는 도면,

도 4는 공간적 선택 포화와 더불어 자기 공명 신호 획득을 위한 시간 챠트의 예를 도시하는 도면,

도 5는 찰영 영역과 선택 포화 사이의 위치 관계의 예를 도시하는 도면,

도 6은 선택 포화 및 신호 획득을 심박 동기로 수행하기 위한 시간 챠트의 예를 도시하는 도면,

도 7은 선택 포화 및 신호 획득을 심박 동기 및 체동 동기로 수행하기 위한 시간 챠트의 예를 도시하는 도면,

도 8은 T2 프리퍼레이션을 위한 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,

도 9는 지방 억제를 위한 펄스 시퀀스를 도시하는 도면,

도 10은 선택 포화, T2 프리퍼레이션 및 지방 억제와 더불어 신호 획득을 위한 시간 챠트를 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 대상 100 : 자석 시스템

102 : 주자장 코일 유닛 106 : 구배 코일 유닛

108 : RF 코일 유닛 110 : 심박 검출기 유닛

112 : 심박 감지기 130 : 구배 구동기 유닛

140 : RF 구동기 유닛 150 : 데이터 수집기 유닛

160 : 시퀀스 제어기 유닛 170 : 데이터 처리 유닛

180 : 표시 유닛 190 : 조작 콘솔 유닛

500 : 크레이들

본 발명은 MRI(magnetic resonance imaging) 장치에 관한 것으로서, 특히, 공간적 선택 포화와 조합하여 자기 공명 신호를 획득하는 MRI 장치에 관한 것이다.

MRI 장치에서, 혈관 촬영을 수행할 때, 공간적 선택 포화와 조합하여 자기 공명 신호가 획득된다. 특히, 촬영 영역에 대한 신호 수집 이전에, 촬영 영역 밖의 혈류의 상류(upstream)에서 공간적 선택 포화가 수행된다(예를 들면, 특허 참조 1).

[특허 참조 1]일본 미심사 특허 공개 평10(1998)-33498(페이지 4-5, 도 1-3)

공간적 선택 포화의 경우, 스핀 여기를 위한 RF 펄스와, 공간적 선택 및 킬러(killer)를 위한 구배 자장 펄스가 각각 이용된다. 자기 공명 신호 수집을 위한 펄스 시퀀스와 조합하는 경우, 1TR(repetition time)내에 구배 자장의 적분값을 0으로 하는 것이 불가능하다.

이러한 이유로, SSFP(steady state free precession)에서와 같이, 1TR내에 구배 자장 적분값이 0이어야 하는 펄스 시퀀스는 1TR에 대해 공간적 선택 포화를 수행하지 못할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 1TR내의 구배 자장의 적분값에 영향을 미치지 않는 공간적 선택 포화를 제공하는 MRI 장치를 제공하는 것이다.

상기 문제를 해결하기 위한 제 1 관점에서의 발명은 MRI 장치를 제공하고, 이러한 MRI 장치는 정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상으로 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 수단과, 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 수단과, 신호 획득 수단 및 화상 재구성 수단 둘다를 제어하는 제어기 수단을 포함하며, 제어기 수단은, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 복수회 인가한 후에, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 신호 획득 제어기 유닛을 포함한다.

상기 문제를 해결하기 위한 제 2 관점에서의 발명은 MRI 장치를 제공하고, 이러한 MRI 장치는 정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상으로 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 수단과, 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 수단과, 신호 획득 수단 및 화상 재구성 수단 둘다를 제어하는 제어기 수단을 포함하며, 제어기 수단은, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 복수회 인가한 후에, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 제 1 신호 획득 제어기 유닛과, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하지 않고, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 제 2 신호 획득 제어기 유닛과, 화상 재구성 수단에, 제 1 신호 획득 제어기 유닛의 제어하에 수집된 자기 공명 신호에 근거하는 화상 및 제 2 신호 획득 제어기 유닛의 제어하에 수집된 자기 공명 신호에 근거하는 화상을 재구성한 후, 이들 화상 사이의 차분 화상을 생성하도록 지시하는 화상 재구성 제어기 유닛을 포함한다.

공간적 선택 포화는 동맥의 상류에서의 공간적 선택 포화인 것이, 동맥을 촬상하는 점에서 바람직하다.

공간적 선택 포화는 정맥의 상류에서의 공간적 선택 포화인 것이, 정맥을 촬상하는 점에서 바람직하다.

공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가는 적어도 2초 동안에 반복되는 것이, 혈관 촬상을 적절히 수행하는 점에서 바람직하다.

또한, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 복수회의 인가 는, 플립 각도(flip angle)가 점진적으로 변화되도록 수행되는 것이, 혈관 촬상을 적절히 수행하는 점에서 바람직하다.

플립 각도는 180°로부터 90°까지 점진적으로 변화되는 것이, 혈관 촬상을 적절히 수행하는 점에서 바람직하다.

또한, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 복수회의 인가는, RF 펄스의 위상이 점진적으로 변화되도록 수행되는 것이, 혈관 촬상을 적절히 수행하는 점에서 바람직하다.

공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가 및/또는 자기 공명 신호 획득을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가는, 심박에 동기하여 수행되는 것이, 촬상 품질을 향상시키는 점에서 바람직하다.

공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가 및/또는 자기 공명 신호 획득을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가는, 체동(body move)에 동기하여 수행되는 것이, 촬상 품질을 향상시키는 점에서 바람직하다.

상기 자기 공명 신호 획득을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가는, SSFP(steady state free precession)의 시퀀스로 수행되는 것이, 신호 획득 시간이 짧은 점에서 바람직하다.

신호 획득 제어기 유닛은, 신호 획득 수단에, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가 이전에 T2 프리퍼레이션(preparation)용의 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 것이, 혈관 촬상을 적절히 수행하는 점에서 바람직하다.

신호 획득 제어기 유닛은, 신호 획득 수단에, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가 이전에 지방 신호 억제용의 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 것이, 혈관 촬상을 적절히 수행하는 점에서 바람직하다.

제 1 관점에서의 발명에 따르면, MRI 장치는, 정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상으로 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 수단과, 수집된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 수단과, 신호 획득 수단 및 화상 재구성 수단 둘다를 제어하는 제어기 수단을 포함하고, 제어기 수단은, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 복수회 인가한 후에, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 신호 획득 제어기 유닛을 포함하여, 1TR내의 구배 자장의 적분값에 영향을 미치지 않고서 공간적 선택 포화가 수행될 수 있도록 한다.

제 2 관점에서의 발명에 따르면, MRI 장치는, 정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상으로 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 수단과, 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 수단과, 신호 획득 수단 및 화상 재구성 수단 둘다를 제어하는 제어기 수단을 포함하고, 제어기 수단은, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 복수회 인가한 후에, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 제 1 신호 획득 제어기 유닛과, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하지 않고, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 제 2 신호 획득 제어기 유닛과, 화상 재구성 수단에, 제 1 신호 획득 제어기 유닛의 제어하에 수집된 자기 공명 신호에 근거하는 화상 및 제 2 신호 획득 제어기 유닛의 제어하에 수집된 자기 공명 신호에 근거하는 화상을 재구성한 후, 이들 화상 사이의 차분 화상을 생성하도록 지시하는 화상 재구성 제어기 유닛을 포함하여, 1TR내의 구배 자장의 적분값에 영향을 미치지 않고서 공간적 선택 포화가 수행되고, 또한, 혈관만의 촬상이 수행될 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은, 첨부 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 최상의 모드를 상세히 설명할 것이다. 본 발명은 발명을 실시하기 위한 최상의 모드에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다. 도 1은 MRI 장치의 개략 블럭도를 도시한다. 본 장치는 발명을 실시하기 위한 최상의 모드의 일례이다. 본 장치의 구성에 의해서, MRI 장치에 대한 발명을 실시하기 위한 최상의 모드의 일례가 표시된다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 장치는 자석 시스템(1O0)을 갖는다. 자석 시스템(100)은 주자장 코일 유닛(102), 구배 코일 유닛(106) 및 RF 코일 유닛(108)을 포함한다. 이들 코일은 원통 형상을 가지며, 서로 동축적으로 배치되어 있다.

촬상될 대상(1)을 운반하는 자석 시스템(100)의 크레이들(500)이, 도면에 도시되지 않은 운반 수단에 의해 원형 형상의 내부 공간(보어)의 내부 및 외부로 이 동된다.

주자장 코일 유닛(102)은 자석 시스템(100)의 내부 공간에 정자장을 형성한다. 정자장의 방향은 대상(1)의 체축 방향에 거의 평행하다. 보다 구체적으로, 이것은 이른바 수평 자장을 형성한다. 주자장 코일 유닛(102)은, 예를 들면, 초전도 코일을 이용하여 구성된다. 주자장 코일 유닛(102)은 초전도 코일 대신에 상전도 코일(normal conduction coil)에 의해 동일하게 형성될 수 있다.

자석 시스템은, 수평 자장 타입 대신에, 정자장의 방향이 대상(1)의 체축 방향에 수직인 수직 자장 타입일 수도 있다. 수직 자장 타입에서는 영구 자석이 정자장 발생에 이용된다.

구배 코일 유닛(106)은, 서로 수직인 3축, 즉, 슬라이스축, 위상축 및 주파수축의 방향에서, 정자장 강도에 경사를 제공하기 위한 3개의 구배 자장을 발생한다.

정자장 공간에 있어서의 서로 수직인 좌표축을 x, y, z로 했을 때, 어느 축이라도 슬라이스축으로 할 수 있다. 그 경우, 남아있는 2축 중 하나는 위상축이고, 다른 하나는 주파수축일 것이다. 슬라이스축, 위상축 및 주파수축은, 상호간의 수직 관계를 유지한 채로, x, y, z 축에 대해 임의로 경사질 수 있다. 본 장치에서는 대상(1)의 몸의 폭(body width) 방향을 x축으로 정의하고, 몸의 깊이 방향을 y축으로 정의하고, 체축 방향을 z축으로 정의한다.

슬라이스축 방향의 구배 자장을 슬라이스 구배 자장이라고도 한다. 위상축 방향의 구배 자장을 인코드(encode) 구배 자장이라고도 한다. 주파수축 방향의 구배 자장을 판독(readout) 구배 자장이라고도 한다. 판독 구배 자장은 주파수 인코드 구배 자장과 동일한 의미이다. 이들 구배 자장의 발생을 가능하게 하기 위해서, 구배 코일 유닛(106)은 도시하지 않은 3 계통의 구배 코일을 갖는다. 이하, 구배 자장을 단지 구배라고도 한다.

RF 코일 유닛(108)은, 정자장 공간에, 대상(1)의 체내의 스핀을 여기하기 위한 RF 자장을 형성한다. 이하, RF 자장을 형성하는 것을 RF 여기 신호의 송신이라고도 할 것이다. 또한, RF 여기 신호를 RF 펄스라고도 한다.

여기된 스핀에 의해 발생된 전자파(electromagnetic wave), 즉, 자기 공명 신호가 RF 코일 유닛(108)에 의해 수신된다. 따라서, 수신된 자기 공명 신호는 주파수 영역 또는 퓨리에 공간의 샘플링 신호일 것이다. 위상축 방향 및 주파수축 방향에서의 구배를 가지고, 이들 두 축에서의 자기 공명 신호를 인코딩할 때, 자기 공명 신호는 2차원 퓨리에 공간에서의 샘플링 신호로서 얻어질 수 있고, 슬라이스 구배를 추가적으로 이용하여 3축에서 인코딩할 때, 신호는 3차원 퓨리에 공간 신호로서 얻어질 수 있다. 각각의 구배는 2차원 또는 3차원 퓨리에 공간에서의 신호의 샘플링 위치를 결정한다. 이하, 퓨리에 공간은 k 공간이라고도 할 것이다.

구배 코일 유닛(106)은 구배 구동기 유닛(130)에 접속된다. 구배 구동기 유닛(130)은 구배 코일 유닛(106)에 구동 신호를 제공하여 구배 자장을 발생시킨다. 구배 구동기 유닛(130)은, 구배 코일 유닛(106)에 있어서의 3 계통의 구배 코일에 대응하여, 도시하지 않은 3 계통의 구동 회로를 포함한다.

RF 코일 유닛(108)은 RF 구동기 유닛(140)에 접속된다. RF 구동기 유닛(140)은 RF 코일 유닛(108)에 구동 신호를 제공하여 RF 펄스를 송신함으로써, 대상(1)의 체내에 스핀을 여기시킨다.

RF 코일 유닛(108)은, 또한, 데이터 수집기 유닛(150)에 접속된다. 데이터 수집기 유닛(150)은 RF 코일 유닛(108)에 의해 수신된 수신 신호를 디지털 데이터로서 수집한다.

구배 구동기 유닛(130), RF 구동기 유닛(140) 및 데이터 수집기 유닛(150)은 시퀀스 제어기 유닛(160)에 접속된다. 시퀀스 제어기 유닛(160)은, 구배 구동기 유닛(130) 또는 데이터 수집기 유닛(150)을 제어하여, 자기 공명 신호의 획득을 수행한다.

시퀀스 제어기 유닛(160)은, 예를 들면, 컴퓨터를 이용하여 구성된다. 시퀀스 제어기 유닛(160)은 메모리를 포함한다. 메모리는 시퀀스 제어기 유닛(160)을 위해 이용된 프로그램 및 다양한 데이터를 저장하고 있다. 시퀀스 제어기 유닛(160)의 기능은, 컴퓨터가 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 달성될 수 있다. 자석 시스템(100) 및 시퀀스 제어기 유닛(160)으로 이루어지는 부분은, 본 발명에 따른 신호 획득 장치의 일례이다.

데이터 수집기 유닛(150)의 출력은 데이터 처리 유닛(170)에 접속되어 있다. 데이터 수집기 유닛(150)에 의해 수집된 데이터는 데이터 처리 유닛(170)으로 입력될 것이다. 데이터 처리 유닛(170)은, 예를 들면, 컴퓨터를 이용하여 구성된다. 데이터 처리 유닛(170)은 메모리를 갖는다. 메모리는 데이터 처리 유닛(170)용의 프로그램 및 다양한 데이터를 저장한다.

데이터 처리 유닛(170)은 시퀀스 제어기 유닛(160)에 접속된다. 데이터 처리 유닛(170)은 시퀀스 제어기 유닛(160)의 상위에서 그것을 관리한다. 본 장치의 기능은, 데이터 처리 유닛(170)이 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 달성될 수 있다.

데이터 처리 유닛(170)은, 데이터 수집기 유닛(150)이 수집한 데이터를 메모리에 저장한다. 메모리내에는 데이터 공간이 생성될 것이다. 데이터 공간은 k 공간에 대응한다. 데이터 처리 유닛(170)은, k 공간의 데이터를 역퓨리에 변환함으로써 화상을 재구성한다. 데이터 처리 유닛(170)은, 본 발명에 따른 화상 재구성 수단의 일례이다. 데이터 처리 유닛(170)은, 또한, 본 발명에 따른 제어기 수단의 일례이다.

대상(1)에는 심박 감지기(112)가 장착되고, 그것을 통하여 심박 검출기 유닛(110)에 의해 대상(1)의 심박이 검출되어, 심박 검출 신호가 데이터 처리 유닛(170)에 입력된다. 데이터 처리 유닛(170)은, 심박 검출 신호에 근거하여 심박 동기의 촬상을 수행한다.

심박 감지기(112) 및 심박 검출기 유닛(110) 대신에 (또는, 그것에 추가하여), 체동 감지기 및 체동 검출 유닛을 제공하여, 호흡에 따른 체동을 검출함으로써, 체동 동기의 촬상을 수행한다. 또한, 체동 검출은 자기 공명 촬상에 의해서 검출된 횡격막의 운동에 근거하여 수행될 수 있다.

데이터 처리 유닛(170)은, 표시 유닛(180) 및 조작 콘솔 유닛(190)에 접속되 어 있다. 표시 유닛(180)은 그래픽 디스플레이로 구성된다. 조작 콘솔 유닛(190)은 포인팅 장치를 구비한 키보드로 구성된다.

표시 유닛(180)은, 데이터 처리 유닛(170)으로부터 출력되는 재구성 화상 및 다양한 정보를 표시한다. 조작 콘솔 유닛(190)은, 조작자에 의해서 조작되어, 다양한 명령 및 정보를 데이터 처리 유닛(170)에 입력한다. 사용자는 표시 유닛(180) 및 조작 콘솔 유닛(190)을 통하여 장치를 상호작용적으로 조작할 수 있다.

도 2는 자기 공명 신호 획득을 위한 펄스 시퀀스의 예를 도시한다. 이 펄스 시퀀스는 스테디 스테이트 프리 프리세션(steady state free precession) 펄스 시퀀스이다. 이하, 스테디 스테이트 프리 프리세션을 SSFP라고 약칭할 것이다. 자기 공명 신호 획득은, SSFP 이외의 임의의 다른 기법으로 수행될 수도 있다. 이하, 자기 공명 신호 획득을 신호 획득이라고도 약칭할 것이다.

도 2에 있어서, (1)은 RF 여기의 시퀀스를 나타낸다. (2)-(4)는 구배 자장 펄스의 시퀀스를 각각 나타낸다. (5)는 자기 공명 신호의 시퀀스를 나타낸다. 구배 자장(2)-(4) 중, (2)는 슬라이스 구배이고, (3)은 주파수 인코드 구배이고, (4)는 위상 인코드 구배이다. 정자장은 일정한 자장 강도로 항상 인가된다. 이러한 조건은 이하의 설명에도 적용된다.

90° 펄스에 의한 RF 여기가 1TR 간격으로 반복된다. 90° 여기는 슬라이스 구배인 슬라이스하에서의 선택 여기이다. 2개의 90° 여기 사이에서, 주파수 인코드 구배(판독), 위상 인코드 구배(랩(warp)) 및 슬라이스 인코드 구배(슬라이스)가 사전결정된 시퀀스로 인가되어, 자기 공명 신호, 즉 에코 또는 (에코)가 판 독된다. 1TR은, 3msec 내지 5msec일 수 있다.

슬라이스 구배인 슬라이스, 주파수 인코드 구배인 판독 및 위상 인코드 구배인 랩의 펄스는, 1TR에서의 적분값이 0이 되도록 파형과 진폭이 제한된다.

전술한 펄스 시퀀스가, 소정 회수 반복되어, 매시간 에코가 판독된다. 각각의 반복시마다 에코의 위상 인코드가 변경되어, 소정 회수의 반복에 의해서, 2차원 k 공간 전체에 대한 에코 신호 획득이 수행된다. 슬라이스 방향에서의 위상 인코딩시에는, 3차원 k 공간에 대한 에코 신호가 획득된다.

2차원 k 공간의 에코 데이터를 2차원 역퓨리에 변환함으로써, 2D 화상이 재구성된다. 3차원 k 공간의 에코 데이터를 3차원 역퓨리에 변환함으로써, 3D 화상이 재구성된다.

도 3은 공간적 선택 포화를 위한 펄스 시퀀스의 예를 도시한다. 도면에 있어서, (1)은 RF 여기, (2)는 슬라이스 구배, (3)는 킬러(killer) 구배에 대한 펄스 시퀀스이다. 90° 펄스에 의한 RP 여기가, 슬라이스 구배인 슬라이스하에서의 공간적 선택 여기로서 수행되어, 그 후에 인가되는 킬러 구배인 킬러에 의해서, 스핀의 위상이 분산될 것이다. 이것에 의해서, 수직 자화와 측방향 자화가 둘다 없어져서, 이후의 RF 여기에 작용하지 않게 된다. 이하, 공간적 선택 포화를 단순히 선택 포화라고도 할 것이다. 전술한 선택 포화가, 신호 획득에 이전에 수행된다.

도 4는 선택 포화와 더불어 신호 획득을 위한 타임 챠트의 예를 도시한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 기간 SAT에서 선택 포화가 수행된 후, 기간 ACQ에서 신호가 획득된다.

선택 포화를 따르는 신호 획득은, 데이터 처리 유닛(10)의 제어하에서 수행될 것이다. 데이터 처리 유닛(10)은, 본 발명에 따른 신호 획득 제어기 유닛의 일례이다. 데이터 처리 유닛(10)은, 또한, 본 발명에 따른 제 1 신호 획득 제어기 유닛의 일례이다.

기간 SAT에서의 선택 포화는, 간헐적으로 복수회 반복된다. 이러한 예에서, 각각의 반복의 선택 포화는 RF 펄스로 표현될 것이다. 기간 SAT의 지속기간은, 예를 들면, 2초이며, 그 동안에 선택 포화가, 예를 들면, 40회 반복될 것이다. 보다 구체적으로, 선택 포화는 50msec의 간격으로 수행될 것이다.

기간 ACQ에서의 신호 획득은, 연속하는 복수의 TR에 걸쳐 수행될 것이다. 이러한 예에서, 각각의 신호 획득은 TR에 의해 표현된다. 기간 ACQ의 지속기간은, 예를 들면, 0.5초이며, 그 동안에 128TR의 신호 획득이 수행될 것이다. 보다 구체적으로, 신호 획득은 매우 짧은 기간에 수행된다.

전술한 내용으로부터 알 수 있듯이, 기간 SAT 동안에 선택 포화가 복수회 반복된 후, 기간 ACQ 동안 연속하는 복수의 TR에 걸쳐 신호가 획득되어, 선택 포화용의 구배가 신호 획득시의 1TR내의 구배 자장의 적분값에 영향을 미치지 않을 것이다.

기간 SAT 동안의 복수회의 선택 포화는, 플립 각도를 점진적으로 변화시킴으로써 수행될 수도 있다. 플립 각도는, 예를 들면, 180°로부터 90°까지 점진적으로 감소되도록 변화될 수 있다. 이것에 의해서, 보다 순서가 빠른 선택 포화에서의 스핀은 수직 자화의 보다 긴 회복 시간을 가지므로, 촬상가능한 혈관의 연장 거리를 길게 할 수 있다. 기간 SAT 동안의 복수회의 선택 포화는, 또한, RF 여기의 위상을 점진적으로 변화시킴으로써 수행될 수 있다.

도 5는 선택 포화와 촬상 범위 사이의 위치 관계의 예를 도시한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 촬상 범위 FOV가 복부 대동맥으로부터 양측의 대퇴부 동맥까지의 범위를 포함하도록 설정되었을 때, 선택 포화 영역 SST는, 촬상 범위 FOV 외의 동맥의 상류로 설정된다. 화살표는 혈류의 방향을 나타낸다. 타겟 혈관이 정맥인 경우는, 정맥의 상류에 선택 포화 영역 SST가 설정된다. 즉, 선택 포화 영역 SST는, 타겟 혈관의 상류에 설정될 수 있다.

선택 포화 영역 SST의 슬라브(slab) 두께는, 예를 들면, 10cm로 설정될 수 있다. 그와 같이 설정했을 때, 속도 100cm/sec의 혈류는, 0.1초로 선택 포화 영역 SST를 통과할 것이다. 그 동안, 선택 포화가 50msec 동안 반복될 것이며, 혈류는 2회 포화될 것이다. 이 때문에, 포화 포인트들 사이에 갭(gap)이 발생되지 않을 것이다.

선택 포화의 반복 간격과 선택 포화 영역 SST의 슬라브 두께의 관계는, 포화가 간섭되지 않는 수용가능한 범위내로 적절하게 설정될 수 있다. 일반적으로, 이것은 이하의 관계를 만족하도록 설정된다.

선택 포화 영역의 두께 ÷ 여기 간격 > 혈류의 최대 속도

선택 포화 영역 SST에 유입되는 혈액은, 2초 동안의 반복 포화를 겪을 것이다. 이 때문에, 혈류 속도가 100cm/sec라고 가정하면, 단순 계산으로 최대 200cm의 혈류가 포화될 것이다. 이러한 길이는 복부 대동맥과 대퇴부 동맥에서의 혈류 의 길이보다 상당히 긴 것이다. 따라서, 촬상 범위 FOV내의 복부 대동맥과 대퇴부 동맥내 전체의 혈류가 완전히 포화될 수 있다.

포화를 위한 시간은, 2초에 한정되지 않고, 촬상 범위의 크기에 따라 적절하게 증가 또는 감소될 수 있다. 그러나, 혈액의 수직 완화 시간 Tl이 최대 약 2000msec 정도이기 때문에, 2초를 초과하여 설정하는 것은 의미가 없다.

전술한 바와 같은 선택 포화 후에 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성함으로써, 복부 대동맥과 대퇴부 동맥이 검게 묘사된 화상을 얻을 수 있다. 이 화상은, 복부 및 대퇴부의 임의의 다른 조직을 포함한다.

조직 화상을 제거하여 혈관만의 화상을 얻기 위해서, 별도로 취해진 조직 화상과의 차분 화상이 생성된다. 조직 화상의 촬상은 선택 포화를 하지 않고서 수행된다. 선택 포화를 하지 않는 신호 획득은, 데이터 처리 유닛(10)의 제어하에 수행될 것이다. 데이터 처리 유닛(10)은, 본 발명에 따른 제 2 신호 획득 제어기 유닛의 일례이다.

선택 포화를 하지 않는 경우, 재구성 화상은 복부 대동맥과 대퇴부 동맥이 검게 묘사되지 않은 조직 화상을 나타낸다. 이 때문에, 선택 포화를 한 화상과의 차이를 구하면, 조직 화상이 사라져 버리고 동맥들만이 밝게 묘사된 화상을 얻을 수 있다.

선택 포화를 한 화상의 재구성, 선택 포화를 하지 않는 화상의 재구성, 및 그들 사이의 차분의 구성은 데이터 처리 유닛(10)의 제어하에 수행될 것이다. 데이터 처리 유닛(10)은, 본 발명에 따른 화상 구성 제어기 유닛의 일례이다.

도 6은 선택 포화와 신호 획득을 심박 동기로 수행할 때의 타임 챠트의 예를 도시한다. 도 6에 도시하는 바와 같이, ECG의 R 파를 트리거(trigger)로서 이용하여, 예를 들면, 2초간의 선택 포화를 수행한 후, 그 다음의 R 파를 트리거로서 이용하여 신호 획득을 한다. 선택 포화를 하지 않는 신호 획득은 심박 동기로 수행될 것이다. 이와 같이 함으로써, 고스트(ghost)가 없는 고품질의 혈관 화상이 얻어질 수 있다. 심박 동기는, 선택 포화와 신호 획득 중 어느 하나에 대해 수행될 수 있다.

심박 동기를 체동 동기와 조합할 수 있다. 그 예를 도 7에 도시한다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 호흡에 수반되는 주기적 체동이 작은 기간에서, 심박에 동기한 선택 포화와 신호 획득 둘다를 수행한다. 선택 포화를 하지 않는 신호 획득도 마찬가지의 방식으로 수행된다. 이와 같이 함으로써, 더욱 고품질의 혈관 화상이 얻어질 수 있다. 이러한 동기는, 선택 포화 또는 신호 획득 중 어느 하나에 적용될 수 있다.

차분 촬상에 의한 근육 조직 화상을 완전히 소거하기 위해, T2 프리퍼레이션이 수행된다. T2 프리퍼레이션은, 측방향 완화 시간 T2의 차이에 근거하여 근육의 신호를 혈액의 신호보다도 작게 감소시키는 처리이다. T2 프리퍼레이션은 신호 획득 이전에 수행될 것이다.

T2 프리퍼레이션에는, 도 8에 도시된 바와 같은 RF 여기 펄스 시퀀스가 이용될 것이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 플립 각도를 90°로 하고, 위상을 0°로 하여 RF 여기를 수행하고, 시간 T 후에, 플립 각도를 180°로 하고, 위상을 90 °로 하여 다른 RF 여기를 수행하고, 시간 2T 후에, 플립 각도를 -180°로 하고, 위상을 90°로 하여 다른 RF 여기를 수행하고, 시간 2T 후에, 플립 각도를 -180°로 하고, 위상을 90°로 하여 다른 RF 여기를 수행하고, 시간 T 후에, 플립 각도를 -90°로 하고, 위상을 0°로 하여 다른 RF 여기를 수행할 것이다. 이상의 RF 여기들은 비선택 여기들이다. RF 여기 후에, 킬러 구배가 인가될 것이다.

차분 화상에 의한 지방 조직 화상을 완전히 소거하기 위해, 지방 억제가 수행될 것이다. 지방 억제는, 자기 공명 주파수의 화학적 시프트(chemical shift)에 근거하여 지방의 신호를 혈액의 신호보다도 작게 감소시키는 처리이다. 지방 억제는, 신호 획득 이전에 수행될 것이다.

지방 억제에는, 도 9에 도시된 바와 같은 180° 펄스가 이용된다. 180° 여기 후에 킬러 구배가 인가될 것이다. 180° 펄스의 주파수는 지방의 주파수에 동조된다. 이것에 의해서, 지방의 스핀의 주파수 선택 반전 회복의 처리 동안 신호 진폭이 O으로 될 것이다.

도 10은 선택 포화, T2 프리퍼레이션, 지방 억제, 및 신호 획득의 시간 챠트의 예를 도시한다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 선택 포화를 복수회 반복한 후, T2 프리퍼레이션, 지방 억제, 신호 획득의 순으로 수행된다. 선택 포화가 수행되지 않는 경우, T2 프리퍼레이션, 지방 억제 및 신호 획득의 순으로 수행된다.

본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않고서도, 본 발명의 여러 가지의 매우 상이한 실시예들이 구성될 수 있다. 본 발명은, 첨부된 특허 청구 범위에 정의된 것을 제외하고는, 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 한정되지 않음을 이해해야 한다.

본 발명의 제 1 관점의 MRI 장치에 따르면, 정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상으로 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 수단과, 수집된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 수단과, 신호 획득 수단 및 화상 재구성 수단 둘다를 제어하는 제어기 수단을 포함하고, 제어기 수단은, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 복수회 인가한 후에, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 신호 획득 제어기 유닛을 포함하여, 1TR내의 구배 자장의 적분값에 영향을 미치지 않고서 공간적 선택 포화가 수행되도록 할 수 있다.

본 발명의 제 2 관점의 MRI 장치에 따르면, 정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상으로 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 수단과, 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 수단과, 신호 획득 수단 및 화상 재구성 수단 둘다를 제어하는 제어기 수단을 포함하고, 제어기 수단은, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 복수회 인가한 후에, 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 제 1 신호 획득 제어기 유닛과, 신호 획득 수단에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하지 않고, 자기 공명 신호 수집 을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 제 2 신호 획득 제어기 유닛과, 화상 재구성 수단에, 제 1 신호 획득 제어기 유닛의 제어하에 수집된 자기 공명 신호에 근거하는 화상 및 제 2 신호 획득 제어기 유닛의 제어하에 수집된 자기 공명 신호에 근거하는 화상을 재구성한 후, 이들 화상 사이의 차분 화상을 생성하도록 지시하는 화상 재구성 제어기 유닛을 포함하여, 1TR내의 구배 자장의 적분값에 영향을 미치지 않고서 공간적 선택 포화가 수행되고, 또한, 혈관만의 촬상이 수행되도록 할 수 있다.

Claims

정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상으로 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 장치와, 상기 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 장치(170)와, 상기 신호 획득 장치 및 상기 화상 재구성 장치(170) 둘다를 제어하는 제어기 장치(160)를 포함하는 MRI 장치에 있어서,

상기 제어기 장치(160)는,

상기 신호 획득 장치에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 복수회 인가한 후에, 상기 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 신호 획득 제어기 유닛을 포함하는

MRI 장치.
정자장, 구배 자장 펄스 및 RF 펄스를 대상으로 인가하여 자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 장치와, 상기 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 화상을 재구성하는 화상 재구성 장치(170)와, 상기 신호 획득 장치 및 상기 화상 재구성 장치(170) 둘다를 제어하는 제어기 장치(160)를 포함하는 MRI 장치에 있어서,

상기 제어기 장치(160)는,

상기 신호 획득 장치에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 복수회 인가한 후에, 상기 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄 스를 인가하도록 지시하는 제 1 신호 획득 제어기 유닛과,

상기 신호 획득 장치에, 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하지 않고, 상기 자기 공명 신호 수집을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스를 인가하도록 지시하는 제 2 신호 획득 제어기 유닛과,

상기 화상 재구성 장치(170)에, 상기 제 1 신호 획득 제어기 유닛의 제어하에 수집된 상기 자기 공명 신호에 근거하는 화상 및 상기 제 2 신호 획득 제어기 유닛의 제어하에 수집된 상기 자기 공명 신호에 근거하는 화상을 재구성한 후, 이들 화상 사이의 차분 화상을 생성하도록 지시하는 화상 재구성 제어기 유닛을 포함하는

MRI 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 공간적 선택 포화는 동맥의 상류에서의 공간적 선택 포화인 MRI 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 공간적 선택 포화는 정맥의 상류에서의 공간적 선택 포화인 MRI 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가는 적어도 2초 동안 반복되는 MRI 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 복수회의 인가는, 플립 각도(flip angle)가 점진적으로 변화되도록 수행되는 MRI 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 플립 각도는 180°로부터 90°까지 점진적으로 변화되는 MRI 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 복수회의 인가는, RF 펄스의 위상이 점진적으로 변화되도록 수행되는 MRI 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가 및/또는 상기 자기 공명 신호 획득을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가는, 심박(heart beat)에 동기하여 수행되는 MRI 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공간적 선택 포화를 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가 및/또는 상기 자기 공명 신호 획득을 위한 구배 자장 펄스와 RF 펄스의 인가는, 체동(body move)에 동기하여 수행되는 MRI 장치.