KR20140098712A - 자기 공명 시스템을 동작시키기 위한 방법 및 제어 디바이스 - Google Patents

Abstract

자기 공명 이미징 시스템(1)을 동작시키기 위한 방법 및 제어 디바이스(13)를 제공한다. 처음에, 시퀀스 모듈의 범위 내에서, 공간 선택적인 RF 층 여기 펄스들(α₁, α₂)의 시퀀스 중의 각각의 RF 층 여기 펄스(α₁, α₂)에 의해, 제1 시간 간격(T_α) 내에서 검사 대상 내의 복수의 층이 여기된다. 최종 여기 펄스(α₂) 후에, 준비 블록(Π)이 수행되는데, 이것은 적어도 하나의 RF 리포커싱 펄스(ß)를 포함하고, 층들 각각에 대하여 하나의 에코 신호(E_1a, E_2a)가 각각 형성되도록 설계되며, 2개의 연속적인 에코 신호(E_1a, E_2a)의 시간 간격은 제1 시간 간격(T_α)과 동일하다. 다음으로, 준비 블록(Π)에 의해 형성되는 최종 에코 신호(E_1a)로부터의 제2 시간 간격(T_γ)에서 제2 RF 리포커싱 펄스(γ)가 방출되며, 제2 RF 리포커싱 펄스(γ)는 층들 각각에 대하여 하나의 추가의 에코 신호(E_1b, E_2b)가 각각 형성되도록 설계되며, 동시에, 2개의 연속적인 에코 신호(E_1b, E_2b)의 시간 간격은 제1 시간 간격(T_α)과 동일하다. 그에 후속하여, RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)마다 다수의 시간적으로 분리된 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b)를 각각 생성하기 위해, 각각의 선행하는 RF 리포커싱 펄스(γ, δ, ε)에 후속하는 제3 시간 간격(T_δ)에서 각각 적어도 하나의 추가 RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)가 방출되며, 제3 시간 간격(T_δ)은 RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)마다의 에코 신호(E_1b, E_1b, E_2a, E_2b)의 개수가 여기되는 층의 개수의 2배가 되도록 선택된다.

Description

자기 공명 시스템을 동작시키기 위한 방법 및 제어 디바이스{METHOD AND CONTROL DEVICE FOR OPERATING A MAGNETIC RESONANCE SYSTEM}

본 발명은 검사 대상(examination object)의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하기 위해 자기 공명 이미징 시스템(MRI system)을 동작시키기 위한 방법에 관한 것으로, 여기에서는 시퀀스 모듈 내에서, 검사 대상 내의 복수의 층이 공간 선택적 RF 층 여기 펄스들의 시퀀스(sequence of spatially selective RF layer excitation pulses) 중의 각각의 RF 층 여기 펄스에 의해 여기된 다음, 수 개의 RF 리포커싱 펄스(RF refocusing pulses)가 방출되어, RF 리포커싱 펄스마다 복수의 시간적으로 분리된 에코 신호를 각각 생성하게 된다. 또한, 본 발명은 검사 대상의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하는 방법에 관한 것으로, 여기에서는 그러한 방법을 이용하여 자기 공명 이미징 시스템에 의해 취득된 미가공 데이터가 이용된다. 추가로, 본 발명은 그러한 방법을 수행하기 위한 자기 공명 이미징 시스템을 위한 펄스 시퀀스 및 제어 디바이스와, 그러한 제어 디바이스를 갖는 자기 공명 이미징 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 자기 공명 시스템 내에서 검사될 신체는 기본장 자석 시스템에 의해, 예를 들어 1.5 테슬라, 3 테슬라 또는 7 테슬라의 비교적 높은 기본 자기장(basic magnetic field)에 노출된다. 기본 자기장을 인가한 후, 검사 대상 내의 세포핵들은 자계를 따라, 종종 스핀이라고도 지칭되는 논-제로 핵 자기 쌍극자 모멘트(non-zero nuclear magnetic dipole moment)와 정렬된다. 스핀 시스템의 이러한 집단적인 응답은 거시적 "자화"(macroscopic "magnetization")로서 기술된다. 거시적 자화는 특정 위치에 있는 대상 내의 모든 미시적 자기 모멘트의 벡터 합을 나타낸다. 경사 시스템(gradient system)을 이용하여, 기본장을 자기장 경사(magnetic field gradient)에 중첩시키는 것이 가능하며, 이에 의해, 특히 자기 공명 주파수(라모어 주파수(Larmor frequency))는 자기장 경사의 방향에서 수정된다. 고주파수 전송 시스템(high frequency transmission system)을 통해, 고주파수 여기 신호들(RF 펄스들)이 적절한 안테나 셋업을 이용하여 방출되고, 이것은 이러한 고주파수 필드에 의해(즉, 각각의 위치에서 이용가능한 라모어 주파수에 의해) 공진 여기되는 특정 세포핵들의 핵 스핀이, 기본 자기장의 자기장 선에 대하여 정의된 플립 각도(flip angle)에 관하여 기울어지게 해야 한다. 그러한 RF 펄스가 이미 여기되어 있는 스핀들에 영향을 줄 때, 이러한 스핀들은 다른 각도 위치로 역전(tipped over)될 수 있고, 심지어는 기본 자기장에 평행한 원래의 위치로 다시 폴딩될(folded back) 수도 있다. 여기된 핵 스핀의 이완 주기(relaxation period) 동안, 자기 공명 신호라고 알려져 있는 고주파수 신호들(적절한 수신 안테나에 의해 수신된 다음에 더 처리됨)이 공진 방출된다. 후속하여, 소위 k-공간 표기법(k-space notation)이 이용된다. k-공간은 이미지 공간 푸리에 공액(image space Fourier conjugate)의 역(reciprocal)인 공간 주파수들(spatial frequencies)의 공간이다. 측정 동안, 예를 들어 한 층의 k-공간은 경사 펄스들(gradient pulses)의 순회(circuit)에 의해 정의되는 경사 궤적(gradient trajectory)("k-공간 궤적(k-space trajectory)"으로도 알려져 있음)을 따라 시간적으로 횡단되며, 그 과정에서, 이산 k-공간 포인트들이 복소 신호들(complex signals)로서 취득된다. 추가로, RF 펄스들은 시간적으로 호환가능한 조화(temporally compatible coordination)로 방출되어야 한다. 적절히 조밀한 방식으로 판독이 이루어진다면, 예를 들어 2차원 푸리에 변환에 의해, 그와 같이 취득된 "미가공 데이터"로부터 원하는 이미지 데이터가 재구성될 수 있다. 측정된 k-공간 포인트들이 데카르트 격자(Cartesian grid)의 코너 포인트들에 위치해 있지 않다면, 예를 들어, 측정된 데이터가 격자 포인트들의 내삽(interpolation)을 거치기 위해, 푸리에 변환 이전에 추가의 절차적 단계들을 취하는 것이 바람직하다.

통상적으로, 측정 동안, 자기 공명 이미징 시스템을 제어하기 위해, 명확하게 미리 결정된 펄스 주파수들이 이용된다. 펄스 시퀀스는 상이한 방향들 및 스캐닝 윈도우들 내의 경사 펄스들뿐만 아니라, 정의된 RF 펄스들의 시퀀스를 포함한다. 결국, 스캐닝 윈도우는 수신 안테나들이 수신상태(reception)로 스위칭되고 자기 공명 신호들이 수신 및 처리되는 시간 간격을 포함한다. 소위 측정 프로토콜에 의해, 이러한 시퀀스들은 원하는 검사, 예를 들면 컴퓨팅 이미지의 특정 콘트라스트에 대해 미리 파라미터화된다. 측정 프로토콜은 또한 측정을 위한 추가의 제어 데이터를 포함할 수 있다. 펄스 주파수를 설정하기 위해 이용될 수 있는 매우 많은 수의 자기 공명 시퀀스 기술이 존재한다.

소위 병렬 취득 기술들(parallel acquisition technologies)뿐만 아니라, "터보 스핀 에코" 시퀀스(TSE: turbo spin echo) 또는 "고속 스핀 에코"(FSE: fast spin echo) 또는 "에코 평면 이미징"(EPI: echo planar imaging)과 같은 고속 시퀀스 기술을 임상 루틴(clinical routine)에 통합함으로써, 각각의 측정 프로토콜에 대한 측정 시간을 상당히 감소시키는 것이 이미 가능해져왔다.

TSE 시퀀스는 RF 리포커싱 펄스들의 시퀀스가 그에 후속하는 RF 여기 펄스를 이용한다. 통상적으로, 각각의 리포커싱 펄스 이후에 생성되는 스핀 에코는 개별적으로 위상 인코딩되어(phase-encoded), 여기(excitation)마다 수 개의 k-공간 라인을 취득하고, 그에 의해 종래의 스핀 에코 시퀀스들에 비하여 취득 기간을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 동시에, TSE 기술 또는 FSE 기술은 예를 들어 시스템 결함, 조직(tissue)의 자화율 변경, 금속 이식물(metal implants) 등의 결과로서 발생할 수 있는 공명-이탈 주파수(off-resonance frequency)(즉, 라모어 주파수로부터의 편이)에 비교적 둔감하기 때문에, 임상 진단에서의 T2 콘트라스트에 대해 특히 매우 중요하다. 이러한 시퀀스들의 특수한 변형에 대하여, 이하에 설명되는 "PROPELLER(periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction)" 기술뿐만 아니라, "RARE(rapid acquisition with relaxation enhancement)", "HASTE(half-Fourier acquired single-shot turbo spin echo)"와 같은 개별 약어들이 이용된다. 한편, EPI 기술에 비교하여, TSE 기술은 비교적 저속의 시퀀스 기술이며, 매우 많은 수의 리포커싱 펄스로 인해, 환자의 고주파수 방사를 특징으로 한다. "SAR(specific absorption rate)", 즉 kg 체중 당 특정 시간 간격에서 흡수되는 고주파수 에너지가 통제된다. 이로 인해, 특히 3 테슬라에서 시작하는 자계 강도(field strengths)에서, TSE 시퀀스의 취득 기간은 통상적으로 MR 시스템(예를 들어, 경사 시스템)의 성능 용량에 의해서가 아니라, SAR에 의해 제한된다. 7T 이상의 자계 강도를 갖는 소위 초고자계 시스템(ultra high field systems)에서, SAR 노출은 현재 TSE 시퀀스를 이용하여, 검사될 해부학적 조직을 커버할 적절한 수의 층으로, 임상적으로 허용가능한 측정 시간 내에 검사를 수행하는 것을 허용하지 않고 있다. 그러한 시퀀스를 가속할 유일한 방법은 특정 데이터 패키지를 취득하기 위해 방사되어야 하는 고주파수 에너지를 감소시키는 것이다. 그러므로, SAR의 감소는 검사 주기를 감소시키고, 그 결과 MR 검사의 비용을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

그러므로, 추가의 가속을 달성하기 위해, 임상 실무에서 아직 확립되지 않은 비교적 새로운 그룹의 가속 기술(SMA: "simultaneous multi slice acquisition")에서, (소위 "광대역 MRI"에 의해) 동시에, 또는 ("동시적 에코 리포커싱(simultaneous echo refocusing)"이라고 지칭되는) 짧은 연속으로, 층 스택의 수 개의 층을 여기시킨 다음, 이러한 여기의 결과로서 상이한 층들에 의해 방출된 신호를 시간적으로(밀접하게) 연속적인 스캐닝 윈도우들 내에 분리하거나, 적절한 후처리 방법으로 상기 신호를 동시에 수신하고 후속하여 분리하는 것이 시도된다.

원칙적으로, 또한 시퀀스 모듈 내에서의 TSE 시퀀스 기술의 맥락에서, 층 스택의 수 개의 층을 동시에 또는 짧은 연속으로 여기시키고, 그것들을 동시적인 방식으로 반복하여 리포커싱하는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 앞에서 언급된 SAR 문제로 인해, 수 개의 층을 동시에 취득할 가능성을 갖는 새로운 TSE 시퀀스 기술은, 시간당 고주파수 방사가 적어도 증가하고 있지는 않은 경우에 실제 검사 기간을 감소시킬 수 있을 뿐이다. 이러한 사실로 인해, 다수의 새로운 SMA 기술 그 자체는 실제로는 TSE 시퀀스와 무관하다.

그러한 새로운 TSE 시퀀스들을 설계하는 데에 있어서의 추가의 문제점은 리포커싱 펄스들이 통상적으로는 완벽한 180도 펄스가 아니라는 점을 포함한다. 그 이유들 중 하나는 SAR을 제한하기 위한 플립 각도가 고의적으로 감소되어 있다는 사실에 기인한다. 불가피한 다른 내재적인 이유는, RF 펄스들의 유한한 지속기간으로 인해, 층 프로파일이 정확하게 직사각형 형상을 갖지 않으며, 따라서 적어도 층들의 에지들에서 이상적인 180도로부터 벗어난다는 것을 포함한다. 그에 후속하여, 리포커싱 펄스는 현재의 가로 자화(transversal magnetization)를 부분적으로만 리포커싱하고, 나머지 포커싱되지 않은 자화의 일부분을 세로 축에서 다시 폴딩하고, 나머지 부분은 변하지 않은 채로 남겨둔다. 그에 대응하여, 리포커싱 펄스 이전에 이용가능한 세로(즉, 기본 자기장의 방향으로 연장되는) 자화는 가로 평면(transversal plane) 내에서 리포커싱 펄스에 의해 부분적으로 "여기되고", 부분적으로 반전되고, 부분적으로는 변경되지 않은 채로 남는다. 다음으로, 리포커싱 펄스 이후에 이용가능한 가로 자화(즉, 현재 여기된 스핀)는 연결된 경사장들의 결과로서 및/또는 본의 아니게 이용가능한 이탈 공명들(off resonances)의 결과로서, 위상 비율(phase proportion)을 누적하는 한편, 세로 자화는 연결된 경사장들에 의해 영향을 받지 않고, 후속하는 리포커싱 펄스들 중 하나에 의해 가로 평면 내에서 다시 폴딩될 때까지, 비교적 느린 T1 하강(decline)만을 거친다. 따라서, 각각의 리포커싱 펄스는 스핀의 일부에 대해서만 리포커싱 펄스로서 작용하고, 다른 부분에 대해서는 여기 펄스로서 작용하고, 또 다른 부분에 대해서는 복원 펄스(restore pulse)로서 작용하고(세로 방향에서 이전에 여기된 스핀들을 폴딩하고, 여기에서 스핀의 현재 위상 위치는 유지됨), 나머지 부분에 대해서는 투명하다. 각각의 리포커싱 펄스가 유사하게 작용하는 스핀들은 소위 간섭성 에코 경로(coherent echo path)를 따른다. 상이한 간섭성 에코 경로의 개수는 리포커싱 펄스의 개수를 따라 지수적으로 증가한다. 통상적으로, 상이한 간섭성 에코 경로들을 따른 스핀들은 제2 리포커싱 펄스로 시작하는 스캐닝 윈도우 내에서 취득되는 신호에 기여한다. 이러한 스핀들이 상이한 간섭성 에코 경로들을 따라 상이한 위상 비율들을 누적할 때, 소멸 간섭이 야기된다. 신호가 붕괴하고, 미가공 데이터로부터 계산된 이미지들은 음영 및 불량한 신호-대-잡음비(SNR)를 나타내며, 펄스 주파수는 긴 에코 트레인을 유지할 수 없다. 후자는 TSE 이미징의 맥락에서 특히 중요한 T2 콘트라스트를 위한 필수 조건이며, 스핀 에코 시퀀스에 비해 달성될 수 있는 효율을 증가시킨다.

각각의 스캐닝 윈도우에서, 스핀들이 동일한 위상 비율들을 누적하는 간섭성 에코 경로들만이 신호에 기여할 것을 보장하기 위해, Magnetic Resonance in Medicine, 54, 2005의 513-523 페이지의 M. Guenther 및 D. A. Feinberg에 의한 논문 "Simultaneous Spin-Echo Refocusing"과 US 8,853,188 B2는, m개의 인접 층이 짧은 시간 간격들에서 여기되고, 리포커싱 펄스들의 시퀀스로 m개의 층의 개별 에코들이 리포커싱되는 TSE 시퀀스를 설명하고 있다. 동시에, 스포일러 경사 펄스들(spoiler gradient pulses)을 갖는 특정 패턴은, 상이한 층들의 스핀들에 의해 신호들이 방출되는 에코들이 스캐닝 윈도우 내에서 의도적이지 않게 붕괴되는 것을 방지한다. 상기 스포일러 패턴은 특정 간섭성 에코 경로들을 따르는 스핀들의 신호들을 영위상화(de-phase)한다. m개의 층을 동시에 리포커싱함으로써, 방사되는 고주파수 전력을 거의 m배 감소시키는 것이 가능하다. 그러나, 특정 간섭성 에코 경로들을 스포일링(spoiling)하는 것에 의해, 이러한 에코 경로들과 연결된 신호는 이미징에 이용될 수 없고, 그 결과 층들의 개별 취득에 대하여 SNR의 손실이 야기된다. 더욱이, 불행하게도, 이러한 펄스 시퀀스를 이용하면, 긴 에코 트레인(예를 들어, 20개를 초과하는 에코)을 유지하는 것이 불가능하다. 그러므로, 펄스 시퀀스는 T2 가중 이미징(T2-weighted imaging)을 위해 이용될 수 없다.

그러므로, DE 10 2012 204 434는 이하에서 "mTSE 시퀀스"라고 지칭되는 터보 스핀 에코(TSE) 시퀀스를 명시하는데, 이것은 m개의 인접 층을 동시에 리포커싱하고, 그 과정에서 SAR(specific absorption rate)을 각각의 종래의 TSE 시퀀스에 비해 거의 m배 감소시킨다. m개의 층 중 하나에 대해, 그러한 mTSE 시퀀스는 결국 모든 간섭성 에코 경로의 보강 중첩(constructive superimposition)을 야기하는 TSE 시퀀스에 대한 설계 표준을 공식화(formulate)하는 소위 CPMG(Carr Purcell Meiboom Gill) 조건을 충족시킨다. 그 결과, 예를 들어 여기 펄스와 제1 리포커싱 펄스 간에 삽입된 준비 블록으로 인해 CPMG 조건이 위반된 때는 mTSE가 이용될 수 없다. 이러한 맥락에서, 준비 펄스는 후속 데이터 취득을 위해 검사 대상의 특정 영역들을 준비하기 위해, 펄스 시퀀스 내에 고주파수 펄스들 및/또는 경사 펄스들의 시퀀스(적어도 하나의 고주파수 펄스 또는 경사 펄스를 갖지만, 대부분의 경우에서는 수 개의 펄스를 가짐)를 포함한다. 예를 들어, 이것은 원하는 콘트라스트를 달성하는 것, 지방 조직을 미리 포화시키는 것 등의 목적에 도움이 된다. 이와 관련된 중요한 예는 소위 DWI(diffusion-weighted imaging)이다. 확산은 매질 내에서의 분자들의 브라운 운동(Brownian motion)을 포함한다. 확산 가중 이미징(diffusion-weighted imaging)은 조직의 확산 속성을 가시화하거나 측정하기 위해 펄스 시퀀스 내에 준비 블록으로서 추가의 경사들이 삽입되는 방법을 포함한다. 이러한 경사들은 빠른 확산을 갖는 조직(예를 들어, 뇌척수액(CSF)이 느린 확산을 갖는 조직(예를 들어, 회색질)보다 더 많은 신호 손실을 겪게 한다. 결과적인 확산 콘트라스트는 임상적 중요도가 증가하고 있고, 그 동안에, 그 적용은 국소적 발작(ischemic stroke)의 조기 발견을 훨씬 더 넘어선다. 임상적으로 가장 중요한 확산 시퀀스는 확산 가중된 싱글 샷 EPI 시퀀스(diffusion-weighted single shot EPI sequence)이다. 각각의 이미지에 대한 짧은 취득 기간으로 인해, 시퀀스는 움직임에 비교적 둔감하다. 그러나, 이미지 품질은 EPI 이미징에 관련된 N/2 고스팅(ghosting)(즉, 계산된 이미지는 실제의 선택된 해부학적 이미지와, 위상 인코딩 방향에서 시야의 절반만큼 변위된 그 실제 이미지의 사본("고스트(ghost)")의 중첩임), 및 국지적인 자계 변동의 환경에서의 기하학적 왜곡과 같은 전형적인 아티팩트들로 인해 어려움을 겪는다. 한편, TSE 시퀀스들은 국지적인 자계 변동에 훨씬 더 둔감하다. 그러나, TSE 시퀀스 내에 확산 경사들을 삽입하면, CPMG 조건들 중 하나의 위반이 야기되고, 이것은 리포커싱 펄스보다 τ/2 앞선 시간에서의 가로 자화와 리포커싱 펄스의 B₁ 벡터의 방향 간의 특정한 위상 관계를 요구한다. 동시에, τ는 소위 에코 스페이싱, 즉 CPMG 시퀀스의 연속적인 리포커싱 펄스들의 시간 간격이다. 그러나, 예를 들어 혈류의 맥동 또는 진동에 의해 유발되는 확산 준비 동안의 최소한의 거시적 움직임은 이미 가로 자화의 비간섭성 위상을 야기하고, 그에 따라 CMPG 조건의 위반도 야기한다.

본 발명의 목적 중 하나는 특히 확산 가중된 이미징에도 적합한 자기 공명 이미징 시스템을 동작시키기 위한 방법을 제공하고, 상술한 문제들이 경감되거나 바람직하게는 완전히 제거되게 하는 자기 공명 이미징 시스템을 동작시키기 위한 각각의 펄스 시퀀스 및 제어 디바이스를 제공하는 것이다.

한편, 이러한 목적은 청구항 1에 기재된 방법 및 청구항 12에 기재된 펄스 시퀀스에 의해, 한편으로는 청구항 13에 기재된 제어 디바이스에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 방법에서, 시퀀스 모듈의 범위 내에서 적어도 이하의 단계들이 수행된다:

우선, 검사 대상 내에서 복수의 m개(즉, 적어도 2개)의 통상적으로 인접한 층의 여기를 달성하기 위해, 공간 선택적인 RF 층 여기 펄스들의 시퀀스(sequence of spatially selective RF layer excitation pulses)가 방출된다. 이 과정에서, 하나의 층은 각각 이러한 펄스 시퀀스의 RF 층 여기 펄스에 의해 여기되고, 연속적인 RF 층 여기 펄스들은 각각 서로에 대해 제1 시간 간격에 위치된다. 전문가들은 RF 층 여기 펄스들의 공간 선택성이 평행 층 섹션 경사(parallel layer section gradient)를 인가하는 것에 기인한다는 것, 즉 층 여기 경사 펄스들의 시간적으로 적절한 평행 순환들(parallel circuits)에 기인한다는 것을 안다. 계속하여, "경사들의 적용(applying of gradients)" 및 "경사 펄스들의 순환들(circuits of gradient pulses)"이라는 용어는 동의어로서 이용된다.

본 발명에 따르면, 준비 블록은 RF 층 여기 펄스들의 시퀀스의 최종 여기 펄스 직후에, 또는 그보다 소정 시간 간격 후에 수행된다. 상기 준비 블록은 방출되는 적어도 하나의 RF 리포커싱 펄스를 포함한다. 준비 블록은 층들 각각에 대해 하나의 개별(즉, 정확하게 하나의) 에코 신호가 형성되는 방식으로 설계되며, 2개의 연속적인 에코 신호의 시간 간격은 제1 시간 간격과 동일하다. 추가로, 상기 준비 블록은 예를 들어 원하는 준비를 달성하기 위해, 추가의 고주파수 펄스들, 특히 RF 리포커싱 펄스들, 및/또는 경사 펄스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 확산 가중된 이미징을 위해, 준비 블록은 적절한 확산 경사 펄스들을 가질 수 있다.

다음으로, 제2 RF 리포커싱 펄스는 준비 블록 또는 그것의 RF 리포커싱 펄스에 의해 형성된 최종 에코 신호로부터 제2 시간 간격에서 방출되며, 여기에서 제2 RF 리포커싱 펄스는 역시 층들 각각에 대하여 정확하게 하나의 추가의 에코 신호가 각각 형성되는 방식으로 설계되며, 2개의 연속적인 에코 신호의 시간 간격은 제1 시간 간격과 동일하다. 이러한 맥락에서, "제2 RF 리포커싱 펄스"라는 용어는 준비 블록이 단 하나의 RF 리포커싱 펄스를 포함하는지 수 개의 리포커싱 펄스를 포함하는지에 상관없이, 항상 준비 블록에 후속하는 첫번째 리포커싱 펄스를 지칭한다. 또한, 시퀀스 내에서, 적어도 하나의 추가의 RF 리포커싱 펄스가 각각의 선행하는 RF 리포커싱 펄스에 후속하는 각각의 제3 시간 간격에서 방출된다. 이러한 추가의 RF 리포커싱 펄스, 또는 추가의 RF 리포커싱 펄스들 각각은 RF 리포커싱 펄스마다 다수의 시간적으로 분리된 에코 신호를 생성하는 목적을 갖는다. 동시에, 제3 시간 간격은 RF 리포커싱 펄스마다의 에코 신호의 개수가 여기되는 층의 개수의 2배가 되도록 선택되어 있다. 부수적으로, 인접 층들의 인접 에코 신호들의 시간 간격들은 역시 제1 시간 간격(즉, 층들의 여기 간의 시간 간격)에 대응한다.

RF 리포커싱 펄스(심지어는 준비 블록 내의 RF 리포커싱 펄스 또는 RF 리포커싱 펄스들, 및/또는 준비 블록 이후의 RF 리포커싱 펄스) 이후에 각각 형성되는 에코 신호들은 이미지 데이터를 재구성하기 위해 각각의 분리된 스캐닝 윈도우들 내의 미가공 데이터로서 판독될 수 있다. 동시에, 재구성에서 모든 에코 신호가 취득되고 받아들여질 수 있지만, 모든 에코 신호가 반드시 판독되어야 하는 것은 아니다.

바람직하게는, RF 리포커싱 펄스마다 복수의 시간적으로 분리된 에코 신호를 생성하기 위한 RF 리포커싱 펄스들(또한, 준비 블록 내의 RF 리포커싱 펄스 또는 RF 리포커싱 펄스들)의 공간 폭(spatial width)은 모든 여기된 층을 동시에 리포커싱하기 위한 RF 리포커싱 펄스들이 모든 여기된 층의 여기 체적(excitation volume)의 적어도 일부를 포함하도록 각각 선택될 수 있다. 특히 바람직한 방식에서, 이것은 펄스 시퀀스 내의 모든 RF 리포커싱 펄스에 적용된다. RF 층 여기 펄스들과 마찬가지로, RF 리포커싱 펄스들의 공간 폭, 즉 층의 폭은 층 선택 방향에서 적절한 경사 펄스들을 시간적으로 호환가능한 방식으로 연결함으로써 조절될 수 있다.

검사 대상의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하기 위해 자기 공명 이미징 시스템을 제어하기 위한 본 발명에 따른 펄스 시퀀스는, 위에서 설명된 펄스들 또는 펄스 시퀀스들을 적어도 포함하는 적어도 하나의 시퀀스 모듈을 포함한다. 그러한 시퀀스 모듈은 특정 개수의 에코 신호를 갖는 에코 트레인을 야기하는 펄스 시퀀스의 폐쇄된 부분을 포함한다. 이것은 시퀀스 모듈이, 포함된 모든 층의 초기 여기 동안 방출 또는 인가되는 고주파수 펄스들 및 경사 펄스들을 갖는 여기 부분과, 리포커싱 펄스들, 경사 펄스들, 에코 신호들 및 스캐닝 윈도우들을 갖는 후속 에코 트레인을 포함한다는 것을 의미한다. 따라서, 펄스 시퀀스는 m개의 층마다 하나 또는 수 개의 그러한 시퀀스 모듈을 포함한다.

결과적으로, 위에서 설명된 mTSE 펄스 시퀀스와 마찬가지로, 본 발명은 m개의 상이한 층이 여기된 다음, 그러한 m개의 층에 의해 방출되는 신호가 리포커싱 펄스들의 시퀀스로 각각 동시에 리포커싱될 수 있게 하는 TSE 펄스 시퀀스를 제공하며, 여기에서 이러한 리포커싱 펄스들 각각 이후에 생성되는 m개의 층의 에코 신호들은 시간적으로 분리된 스캐닝 윈도우 내에서 취득될 수 있다. 이것은 특정 에코 트레인에 의해 여기되고 동시에 리포커싱되는 층들이 서로 직접 인접하여 위치될 것을 요구하지 않는다. 예를 들어, 에코 트레인이 반복되기 전에 추가의 층들을 여기하도록 의도되지 않는 경우, 특히 비-선택적 리포커싱 펄스들을 이용하는 것이 가능하다. 추가로, 시퀀스는 또한 반드시 서로 인접하여 있지는 않은 수 개의 층을 동시에 리포커싱하는 리포커싱 펄스들과 호환가능하다. (위에서 언급된 바와 같이) 후자는 높은 SAR 기여를 제공한다는 사실로 인해, 그들은 통상적으로 시퀀스의 특수한 인가를 위해서만 고려된다. 그러나, 위에서 언급된 광대역 MRI와는 대조적으로, 여기에서는 상이한 층들의 신호들이 후처리 방법들로 분리될 필요가 없다는 이점도 있다.

특히 바람직한 동시 리포커싱 프로세스에 의해, 리포커싱 펄스들에 의해 누적되는 고주파수 전력은 (각각의 리포커싱 펄스들 및 플립 각도들을 갖는) m개의 층의 개별 취득에 비교하여 거의 m배 감소된다. 그 결과, 종래 기술에 비교하여, 특정 해상도에서의 SAR 제한 측정의 검사 기간을 거의 m배 감소시키는 것이 가능하다. 대안적으로, 예를 들어 특정 검사 기간에서 더 높은 해상도를 달성하거나, 측정되는 층의 총 개수를 각각 증대시키는 것이 가능하다.

경사 펄스들의 스위칭과, 여기 펄스들 및 RF 리포커싱 펄스들의 위에서 언급된 본 발명에 따른 상대적인 시간적 스페이싱에 의해, 상이한 층들의 에코들이 상이한 시간들에서 형성되고, 그에 따라, 시간적으로 분리된 스캐닝 윈도우에서 판독될 수 있을 것이 보장된다. 또한, RF 펄스들의 시간적 시퀀스 및 경사장들의 스위칭에 의해, 한 층의 상이한 에코 경로들의 신호들은, 상이한 그룹들에 관련된 에코들이 시간적으로 분리되는 방식으로 형성되고, 다른 층들의 스캐닝 윈도우와 일치하지 않는 상이한 스캐닝 윈도우들에서 판독될 수 있도록, 2개의 그룹으로 분할된다.

Guenther 및 Feinberg에 의한 상기 언급된 펄스 시퀀스와는 대조적으로, 이러한 조치는 스포일링하는 특정한 간섭성 에코 경로들을 포기하고, 그에 따라 이미징을 위해 이들 에코 경로들과 연계된 신호를 이용하기 위해 이용될 수 있다. 구체적으로, 이것은 극단적으로 긴 에코 트레인(15개 이상의 리포커싱 펄스를 가짐) 동안에도, 상이한 간섭성 에코 경로들을 따르는 스핀들의 신호들 간의 소멸 간섭을 방지한다. 그 결과, 시퀀스는 모든 현재의 TSE 콘트라스트, 특히 매우 중요한 T2 콘트라스트와 호환가능하다.

상기 언급된 mTSE 시퀀스와는 대조적으로, 본 발명에 따른 펄스 시퀀스는 예를 들어 원하는 콘트라스트를 달성하기 위해 시퀀스 내에 삽입된 준비 모듈에 의해 CPMG 조건이 위반될 때조차도 이용될 수 있다. 그러므로, 새로운 시퀀스의 가장 중요한 응용 중 하나는 확산 가중된 이미징을 포함한다. 잘 알려진 SPLICE 시퀀스(SPLICE는 "확산 이미징을 위한 고속 스핀-에코 신호들의 분할 취득(split acquisition of fast spin-echo signals for diffusion imaging)"의 약어이며, 저널 Magnetic Resonance in Medicine 38권 이슈 4의 638-644 페이지(1997년 10월)에 공개된 Fritz Schick에 의한 논문 "SPLICE: sub-second diffusion-sensitive MR imaging using a modified fast spin-echo acquisition mode"에 기술되어 있음)와 마찬가지로, TSE 기반 기술인 새로운 시퀀스는 국지적인 B₀ 필드 변동에 둔감하다. 그러나, 동시에, 그것은 긴 측정 기간 및 높은 SAR과 같은 SPLICE 기술의 단점들을 경감시킨다. 동시 리포커싱이 발생할 때, SAR은 종래의 SPLICE 시퀀스에 비교하여 거의 m배 감소되고, 그에 의해 SAR 제한된 측정의 검사 기간을 감소시킨다. 종래의 SPLICE 시퀀스에 비교하여, 추가의 시간 절약 이점은 준비 모듈이 m회의 여기 이후에 단 한 번만 이용된다는 사실로 이루어진다. 반면에, 분리되어 리포커싱되는 종래의 SPLICE 시퀀스에서는, 그것이 각각의 여기에 대해 한 번씩 이용되어야 한다.

위에서 언급된 유형의 본 발명에 따른 제어 디바이스는 위에서 설명된 본 발명에 따른 펄스 시퀀스에 의해 검사 대상의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하기 위해 동작 동안 자기 공명 이미징 시스템을 제어하는 방식으로 설계되어야 한다.

본 발명에 따른 자기 공명 이미징 시스템은 이하의 컴포넌트들을 포함해야 한다:

- 검사 대상이 위치되어 있는 측정실 내에 균질의 기본 자기장을 인가하기 위한 기본장 자석 시스템;

- 검사 대상에 고주파수 펄스들을 전송하기 위한 RF 안테나 전송 시스템;

- 위에서 언급된 방식으로 경사 펄스들을 스위칭함으로써, 추가의 시간적으로 제한된 경사장들을 인가하기 위한 경사 시스템;

- 검사 대상으로부터 자기 공명 신호들을 취득하기 위한 RF 안테나 수신 시스템. 상기 RF 안테나 전송 시스템 및 RF 안테나 수신 시스템은 상이한 안테나 시스템들 또는 동일한 안테나 시스템을 포함할 수 있다.

또한, 자기 공명 이미징 시스템은 동작 동안 검사 대상의 자기 공명 이미징을 생성하기 위해 기본장 자석 시스템을 제어하는, 앞에서 언급된 본 발명에 따른 제어 디바이스를 필요로 한다. 예를 들어, 이러한 목적을 위해, 제어 디바이스는 고주파수 펄스들을 RF 안테나 전송 시스템에 전송하기 위한 고주파수 전송 시스템, 경사 시스템을 제어하기 위한 경사 시스템 인터페이스, RF 안테나 수신 시스템을 통해 수신된 신호들로부터 미가공 데이터를 생성하기 위한 고주파수 수신 디바이스와, 동작 동안 자기 공명 이미지들을 생성하기 위해 측정 시퀀스 제어 데이터를 고주파수 전송 시스템, 경사 시스템 인터페이스, 경사 시스템 및 고주파수 수신 시스템에 전송하여, 이들이 위에서 설명된 대로 본 발명에 따른 방식으로 RF 안테나 전송 시스템, 경사 시스템, 고주파수 수신 시스템 및 RF 안테나 수신 시스템을 제어하여, 층 스택을 위한 미가공 데이터를 취득하게 하는 시퀀스 제어 디바이스와 같은 상이한 서브컴포넌트들을 가질 수 있다.

바람직하게는, 제어 디바이스의 중요한 부분들은 각각의 저장 능력을 갖는 적절한 프로그래밍가능한 제어 디바이스 상에 소프트웨어 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로, 이것은 시퀀스 제어 디바이스에 적용된다. 적어도 소정 범위까지는, 고주파수 전송 시스템, 경사 시스템 인터페이스 및 고주파수 수신 시스템이 또한 소프트웨어 유닛들의 형태로 구현될 수 있고, 이러한 컴포넌트들의 다른 유닛들은 명백하게 하드웨어 유닛들, 예를 들어 고주파수 증폭기, 고주파수 전송 시스템, 경사 시스템 인터페이스의 경사 펄스 생성 시스템 또는 고주파수 수신 시스템의 아날로그-대-디지털 변환기 등을 포함할 수 있다. 특히 시퀀스 제어 유닛에 관련하여, 대체적으로 소프트웨어 기반인 구현은 이전에 이용된 자기 공명 시스템 제어 디바이스들이 소프트웨어 업데이트에 의해 본 발명에 따른 수준으로 쉽게 업그레이드될 수 있다는 이점을 갖는다.

이와 관련하여, 예를 들어 휴대가능한 저장소에 저장되고/거나 네트워크를 통한 전송을 위해 제공되고, 그에 따라 프로그램이 제어 디바이스 내에서 실행될 때 본 발명에 따른 방법의 모든 단계들을 수행하기 위한 프로그램 섹션들을 갖는 프로그래밍가능한 제어 디바이스의 메모리 내에 직접 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해서도 문제가 해결된다.

첨부된 청구항들 및 이하의 설명은 특히 유리한 본 발명의 추가의 전개 및 실시예를 포함하며, 여기에서 특히 한 범주의 청구항들은 다른 범주의 청구항들의 종속 청구항들에 유사하게 더 전개될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 동시에 여기되는 m개의 층으로, RF 리포커싱 펄스 마다 2m개까지의 후속 에코 신호가 생성된다. 준비 블록, 및 후속하는 제1 RF 리포커싱 펄스 후에, 정확하게 m개의 신호, 즉 여기된 층의 개수만큼의 에코 신호가 각각 초기에 발생한다. 2m개의 에코 신호는 후속하여 이어지는 각각의 추가의 RF 리포커싱 펄스 이후에 발생한다. 바람직하게는, RF 리포커싱 펄스 이후에 발생하는 에코 신호들 각각은 하나 또는 수 개의 경사 펄스를 갖는 경사 펄스 시퀀스가 판독 방향으로 연결된다는 점에서 판독 경사 하에서, 즉 경사장의 인가 하에서, 에코의 개수에 대응하는 다수의 별개의 스캐닝 윈도우 내에서 판독된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 2개의 연속적인 RF 층 여기 펄스 사이에서 이미, 경사 펄스 시퀀스가 각각 판독 방향에서 스위칭되고, 그것의 제로 모멘트(zero moment)는 상이한 층들의 2개의 연속적인 에코 신호 사이에서 판독 방향으로 나중에 스위칭되는 경사 펄스 시퀀스의 누적된 제로 모멘트에 대응하는 양을 갖는다. 전문가는 (스핀들에 의한 거시적 관점으로부터) 경사 펄스의 누적된 제로 모멘트(이후에는 단순히 "모멘트"라고도 지칭됨)가 펄스 아래의 평면, 즉 시간에 대해 적분된 경사의 진폭에 대응한다는 것을 알고 있다.

판독 방향에서 적절한 모멘트를 갖고서 RF 층 여기 펄스들 사이에 위치된 이러한 경사 펄스들에 의해, 각각의 상이한 에코 순간들에서의 제로 모멘트가 항상 제로인 것이 달성된다. 그 결과, 수 개의 여기된 층 및 상이한 스캐닝 윈도우들로의 분할에도 불구하고, 공간 인코딩을 위해 판독 경사를 설정하고, 통합적인 방식(integrative manner)으로뿐만 아니라 공간 해상도(spatial resolution)에 의해서도 각각의 에코 신호를 취득하는 것이 가능하다.

그것은 상기 언급된 제3 시간 간격, 즉 추가의 RF 리포커싱 펄스들 간의 각각의 시간 간격이 적어도 다음의 시간 간격들의 합에 대응할 때 특히 바람직하다:

- 제1 시간 간격과 층의 개수를 곱한 것으로부터 제1 시간 간격을 감산한 것

- 제2 시간 간격의 2배

- 스캐닝 윈도우의 기간

즉, 상기 제3 시간 간격 T_δ는 조건 T_δ = 2×(m-1)×T_α + 2×T_γ + T_ACQ를 충족시키는 방식으로 선택되고, 여기에서 m은 층의 개수를 나타내고, T_α는 제1 시간 간격(즉, 연속하는 층들의 여기 간의 간격)을 나타내고, T_γ는 제2 시간 간격(즉, 제1 리포커싱 블록의 RF 리포커싱 펄스와 최종 준비 블록 간에서 에코 신호에 의해 형성되는 간격)을 나타내며, T_ACQ는 스캐닝 윈도우의 기간(또는 판독 구간)을 나타낸다. 이러한 방식으로, 제3 시간 간격의 최소한의 기간으로, 인접하는 스캐닝 윈도우들의 완전한 (시간적인) 분리가 보장될 수 있다.

바람직하게는, 2개의 연속적인 RF 층 여기 펄스의 층 선택 경사들 간에서 층 선택 방향으로 추가의 경사가 연결되고, 그러한 경사는 2개의 RF 층 여기 펄스의 등지연 포인트들(isodelay points) 간의 누적된 제로 모멘트가 층 선택 방향에서 제로일 것을 보장한다. 이것은 층 선택 방향으로 2개의 연속적인 RF 층 여기 펄스의 등지연 포인트들 간에서 스위칭되는 모든 경사 펄스의 누적된 제로 모멘트가 역시 제로이도록 펄스 시퀀스가 설계된다는 것을 의미한다. RF 층 여기 펄스의 등지연 포인트는, 스핀들이 가로 평면 내에 위치되어 있다고 생각될 수 있는, 여기 펄스의 방사 시간(irradiation time) 내의 기간이다. 예를 들어, RF 여기 펄스의 등지연 포인트와 그 RF 여기 펄스의 단부 간의 기간은 층 리포커싱 경사의 모멘트를 계산하기 위해 이용된다. 상기 층 리포커싱 경사는 층 선택 경사와는 반대의 부호를 갖는다. 그것은 RF 방사의 끝 이후에 스위칭되며, 층 여기 경사에 후속하는 층을 따른 위상 분산(phase dispersion)을 보상하는 것을 목적으로 한다. 일반적으로, 등지연 포인트는 RF 펄스의 피크와 일치하는데, 즉 대칭 SINC 펄스의 경우에서는 RF 펄스의 중심에 아주 가깝다.

또한, RF 층 여기 펄스들의 시퀀스 동안(즉, 특히 RF 층 여기 펄스들의 시퀀스의 개별 여기 펄스들 사이에서) 및/또는 최종 여기 펄스와 준비 블록 사이에서, 준비 블록의 시작과, 준비 블록의 영향으로 형성되는 각각의 층의 임의의 에코 신호(제2 RF 리포커싱 펄스의 영향으로 직접 리포커싱됨)의 모멘트 간에서 각각의 층에 의해 판독 방향으로 누적되는 제로 모멘트를 각각의 층에 대해 보상하는 경사 펄스 시퀀스가 판독 방향으로 삽입되면 바람직하다. 여기 펄스들 사이, 및/또는 최종 여기 펄스와 준비 블록 사이에서 정교하게 선택된 프리페이징 판독 경사 펄스들(pre-phase readout gradient pulses)을 갖는 적절한 펄스 시퀀스를 이용하여, 아마도 판독 방향에서 준비 블록 동안과 원하는 경사 펄스까지에서 층의 스핀의 총 개수를 누적하는 제로 모멘트를 고려하여, 각각의 개별 층에 대해, 판독 방향의 총 모멘트가 각 층의 제1 에코 신호의 모멘트에서 정확하게 제로이도록 밸런싱되게 할 수 있다.

바람직하게는, 경사 펄스 시퀀스는 최종 여기 펄스와 준비 블록 사이에서 판독 방향으로 연결되고, 그 경사 펄스 시퀀스는 준비 블록의 시작과 준비 블록에 후속하는 상기 층의 제1 에코 신호 사이에서 최종 여기 층의 스핀들을 누적하는 제로 모멘트를 판독 방향에서 정확하게 보상한다. 동시에, 이 경우에서는 보상이 요구되지 않는 것으로 인해, 준비 블록 이후에 m개의 층을 판독하기 위한 판독 경사가 스위칭되지 않은 경우, 그에 따라, 최종 여기 펄스와 준비 펄스 사이에 경사 펄스 시퀀스가 연결되지 않을 것이 명백하다.

더욱이, 준비 블록에 의해 형성된 최종 에코 신호와 제2 RF 리포커싱 펄스 사이에서 판독 방향으로 경사 펄스 시퀀스를 연결하는 것이 바람직하며, 이 경사 펄스 시퀀스는 제2 리포커싱 펄스의 등지연 포인트와, 제2 RF 리포커싱 펄스 이후에 최초로 여기되는 층의 제1 에코 사이에서, 제1 여기 층의 스핀들을 누적하는 제로 모멘트를 판독 방향에서 정확하게 보상한다.

본 발명에 따른 펄스 시퀀스의 바람직한 실시예에서, RF 층 여기 펄스의 기간은 RF 리포커싱 펄스의 기간보다 짧다. 아래에 설명되는 바와 같이, 선택된 판독 경사가 높을수록, 여기 펄스의 기간은 짧아진다. 판독 경사를 증가시키면, 판독 방향에서 취득될 k-공간은 매우 짧은 시간 내에 횡단될 수 있고, 그에 의해, 리포커싱 펄스마다의 복수의 스캐닝 윈도우에도 불구하고 비교적 짧은 에코 스페이싱이 구현될 수 있다. 이것은 이미지 품질의 개선을 유발할 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법의 가장 흥미로운 응용 중 하나는 확산 가중된 이미징이다. 그러므로, 바람직한 모델에서, 준비 블록은 준비 블록에 의해 취득되는 조직 영역(tissue area) 내에서의 가로 자화(transversal magnetization)를 그 조직의 확산 속성들(diffusion properties)에 따라 감소시키도록 설계된다. 예를 들어, 이러한 목적을 위하여, 준비 블록은 RF 리포커싱 펄스 외에, 예를 들어 RF 리포커싱 펄스를 위한 실제 층 선택 경사의 다운스트림 및/또는 업스트림에 연결되는 적절한 준비 경사 펄스들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 아래에 설명되는 바와 같이, RF 리포커싱 펄스에 대해 시간적으로 대칭인 방식으로 2개의 준비 경사 펄스를 연결하는 것이 가능하다.

펄스 시퀀스의 정확한 실시예에 따라, 층의 이미지 재구성을 위해 요구되는 k-공간 내의 미가공 데이터를 취득할 상이한 가능성들이 존재한다.

제1 대안에서, 스캐닝될 층들 내의 각각의 k-공간들은 시퀀스 모듈의 단일 에코 트레인 내에서 2회 취득된다. 이것은 각각의 개별 층에 대해 각각 요구되는 모든 미가공 데이터가 펄스 시퀀스의 단일 시퀀스 모듈 내에서 완전하게 취득된다는 것을 의미한다.

제2 대안에서, 스캐닝될 개별 층들 내의 하나의 k-공간은 복수의 시퀀스 모듈을 갖는 펄스 시퀀스 내에서 취득되고, 여기에서 에코 신호들에 기초하여 층마다의 1개 또는 2개의 세그먼트의 미가공 데이터가 각각의 시퀀스 모듈로, 즉 각각의 에코 트레인으로 취득된다.

예를 들어, k-공간의 세그먼트화는 PROPELLER 궤적(trajectory)에 따라 수행될 수 있다. 바람직하게는, 각각 k-공간 중심을 포함하는 각각의 에코 트레인으로, 층마다 1개 또는 2개의 데카르트(즉, 각각의 프로펠러 블레이드(propeller blade)의 판독 포인트들이 데카르트 격자의 격자점들에 위치됨) k-공간 세그먼트의 미가공 데이터가 취득된다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 상이한 층들 내에서의 이미지 재구성을 위해 요구되는 각각의 미가공 데이터는 상이한 스캐닝 윈도우들 내에서 개별적으로 수 회 취득된다. 상이한 본 발명에 따른 방법들은 본 발명에 따른 방법을 이용하여 시퀀스 모듈의 범위 내에서 상이한 스캐닝 윈도우들에서 수 회 취득된 미가공 데이터에 기초하여 자기 공명 이미지 데이터를 생성하기 위해 이용가능하다.

제1 변형에서, 상이한 스캐닝 윈도우들로부터의 미가공 데이터에 대하여 별개의 강도 이미지들(magnitude images)이 먼저 계산된다. 다음으로, 동일 층에 할당된 강도 이미지들은 신호-대-잡음비를 개선하기 위해, 해당 층의 단일 단층촬영 이미지에 결합된다. 바람직하게는 제곱합 법(sum of the squares method)을 이용하여, 동일 층의 강도 이미지들의 결합이 수행된다.

제2 변형에서, 바람직하게는 단일 에코 트레인으로 상이한 스캐닝 윈도우들 내에서 미가공 데이터가 취득된 특정 층 내에서 이미지 데이터의 복소값 결합(complex-valued combination)이 수행된다. 바람직하게는, 이미지 공간 내의 공간적으로 느리게 변화하는 위상이 계산적으로 제거된 후에, 상기 복소값 결합이 수행된다. 대안적으로는, 이미지 공간 내에서 공간적으로 느리게 변화하는 위상을 계산적으로 제거하는 대신에, 상이한 스캐닝 윈도우들로부터의 신호들의 소멸 간섭을 방지하는 상이한 계산 방법을 이용하는 것도 가능하다. 동시에, 특정 층의 이미지 데이터의 복소값 결합은 특히 세그먼트들로 수행될 수 있다.

두 가지 변형의 실시예들은 이하에서 도면들을 참조하여 더 상세하게 설명된다. 미가공 데이터에 기초하는 이미지 데이터의 이러한 특수한 재구성은 자기 공명 이미징 시스템의 재구성 디바이스 내에서, 예를 들면 그것의 제어 디바이스 내에서 직접 수행될 수 있다. 그러나, 원칙적으로, 그러한 재구성은 다른 컴퓨터 상에서도 수행될 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 이미징 시스템이 역시 접속되어 있는 네트워크에의 인터페이스를 통해, 한 가지 방식 또는 다른 방식으로 각각의 미가공 데이터가 제공되기만 하면 된다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명이 실시예를 이용하여 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 이미징 시스템의 개략도이다.
도 2는 종래 기술에서의 종래의 단일 층 TSE 펄스 시퀀스의 가능한 시퀀스에 대한 펄스 패턴이다.
도 3a 및 도 3b는 동시에 리포커싱되는 2개의 층을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 TSE 펄스 시퀀스에 대한 펄스 패턴이다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 따른 펄스 패턴으로 펄스 시퀀스를 수행할 때의 제2 층을 위한 위상 다이어그램이다.
도 5는 도 3a 및 도 3b에 따른 펄스 패턴으로 펄스 시퀀스를 수행할 때의 제1 층을 위한 위상 다이어그램이다.
도 6은 상이한 스캐닝 윈도우들에서 취득되는 미가공 데이터의 복소 결합을 위한 방법의 가능한 시퀀스를 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 펄스 패턴에 따라 설계된 PROPELLER TSE 시퀀스로부터의 상이한 스캐닝 윈도우들에서 취득되는 미가공 데이터를 결합하기 위한 방법의 가능한 시퀀스를 위한 흐름도이다.

도 1은 본 발명에 따른 자기 공명 이미징 시스템(1)(이하에서는 "MR 시스템"이라고도 지칭됨)을 대략적으로 보여준다. 한편, 그것은 검사 대상 O(이 경우에서는 신체 내에 검사 대상, 예를 들어 특정 장기가 위치되어 있는 환자 또는 피검자(test person))이 내부에 삽입될 수 있는 검사실(3) 또는 터널을 갖는 실제 자기 공명 스캐너(2)를 포함한다.

종래의 방식에서, 자기 공명 스캐너(2)는 기본장 자석 시스템(4), 경사 시스템(6)과, RF 안테나 전송 시스템(5) 및 RF 안테나 수신 시스템(7)을 구비한다. 도시된 실시예에서, RF 안테나 전송 시스템(5)은 자기 공명 스캐너(2) 내에 영구적으로 설치된 전신 코일(whole body coil)을 포함하는 한편, RF 안테나 수신 시스템(7)은 환자 또는 피검자 상에 배치될 수 있는 로컬 코일들(도 1에서는 단일 로컬 코일로만 기호화되어 있음)로 구성된다. 기본적으로는, 이러한 코일들이 상이한 동작 모드들로 전환될 수 있다면, 전신 코일을 RF 안테나 수신 시스템으로서 이용하고 로컬 코일들은 RF 안테나 전송 시스템으로서 이용하는 것도 가능하다. 여기에서, 기본장 자석 시스템(4)은 종래의 방식으로, 환자의 세로 방향으로, 즉 자기 공명 스캐너(2)의 세로 축(z 방향으로 연장하는 축)을 따라 기본 자기장을 생성하도록 설계된다. 종래의 방식으로, 경사 시스템(6)은 x, y 또는 z 방향의 경사들을 서로로부터 독립하여 연결하기 위해, 개별 제어가능한 경사 코일들을 포함한다.

도 1에 도시된 MR 시스템은 환자가 완전하게 삽입될 수 있는 터널을 구비하는 전신 시스템을 포함한다. 기본적으로는, 특히 예를 들어 단 하나의 신체 부분만이 내부에 위치될 수 있는 소형 자기 공명 스캐너를 갖는, 예를 들어 가로로 개방된 C 형상 하우징을 갖는 다른 MR 시스템에서 본 발명을 이용하는 것도 가능하다.

또한, MR 시스템(1)은 MR 시스템(1)을 제어하기 위해 이용되는 중앙 제어 디바이스(13)를 포함한다. 이러한 중앙 제어 시스템(13)은 측정 시퀀스 제어를 수행하기 위한 시퀀스 제어 유닛(14)을 포함한다. 그것은 피검자의 관심있는 체적 범위(test person's volume range of interest) 내에서, 선택된 펄스 시퀀스 PS에 따라, 측정 세션 내에서 고주파수 펄스들(RF 펄스들) 및 경사 펄스들의 시퀀스를 제어하기 위해 이용된다. 동시에, 펄스 시퀀스를 구축하기 위해, 수 개의 시퀀스 모듈이 이용될 수 있다. 각각의 시퀀스 모듈은 1개 및/또는 수 개의 층으로부터 데이터를 취득한다. 예를 들어, 그러한 펄스 시퀀스 PS는 측정 또는 제어 프로토콜 P 내에서 미리 결정되거나 파라미터화될 수 있다. 통상적으로, 상이한 제어 프로토콜들 P가 상이한 측정들 또는 측정 세션들에 대해 메모리(19) 내에 저장되고, 운영자에 의해 선택될 수 있고(필요하다면 변경될 수 있고), 다음으로 측정을 수행하기 위해 이용될 수 있다. 이 경우에서는, 특히 제어 디바이스(13)가 본 발명에 따른 방법에 따라 동작하는 펄스 시퀀스들을 포함한다. 나중에, 도 3a 및 3b에 의해, 그러한 펄스 시퀀스의 예가 더욱 상세하게 설명된다.

펄스 시퀀스 PS의 개별 RF 펄스들을 방출하기 위해, 중앙 제어 디바이스(13)는 고주파수 전송 시스템(15)을 포함하는데, 이것은 RF 펄스를 생성하고 증폭하여, 적절한 인터페이스(도시되지 않음)를 통해 RF 안테나 전송 시스템(5)에 공급한다. 미리 결정된 펄스 시퀀스에 따라 경사 펄스들을 적절하게 스위칭하도록 경사 시스템(6)의 경사 펄스들을 제어하기 위해, 제어 디바이스(13)는 경사 시스템 인터페이스(16)를 포함한다. 시퀀스 제어 유닛(14)은 펄스 시퀀스들을 수행하기 위해, 예를 들어 시퀀스 제어 데이터 SD의 전송을 통하는 것과 같은 적절한 방식으로 고주파수 전송 시스템(15) 및 경사 시스템 인터페이스(16)와 통신한다. 추가로, 제어 디바이스(13)는 펄스 시퀀스 PS에 의해 미리 결정되고 RF 안테나 수신 시스템(7)에 의해 조정된(coordinated) 스캐닝 윈도우 내에서 자기 공명 신호들(본 발명의 맥락에서는 에코 신호들(이하에 설명됨))을 수신하고, 그에 따라, 디지털화, 복조 및 저역 통과 필터링 후에, 개별 층들을 위한 복소 미가공 데이터(complex raw data)를 취득하기 위해, 고주파수 수신 시스템(17)(역시, 적절한 방식으로 시퀀스 제어 유닛(14)과 통신함)을 포함한다.

여기에서, 재구성 디바이스(reconstruction device)(18)는 취득된 미가공 데이터를 상정하고(assume), 그로부터, 층들을 위한 자기 공명 이미지 데이터를 재구성한다. 통상적으로, 이러한 재구성은 또한 각각의 측정 프로토콜에서 미리 결정되는 파라미터들에 기초하여 수행된다. 예를 들어, 이러한 이미지 데이터는 메모리(19) 내에 저장될 수 있다. 이 경우에서, 재구성 디바이스(18)는 나중에 도 6 및 7을 이용하여 더 상세하게 설명되는 본 발명에 따른 방법에 따라 동작할 수 있도록 설계된다. 구체적으로는, 재구성 디바이스(18)의 특정 데이터 결합 유닛(20) 내에서 층의 이미지 데이터 및/또는 미가공 데이터를 결합하는 것이 가능하다. 상기 데이터 결합 유닛(20)은 소프트웨어 모듈들로 구성될 수 있으며, 통상적으로는 어떠한 추가 하드웨어 컴포넌트도 필요로 하지 않는다.

중앙 제어 디바이스(13)는 조작자가 전체 MR 시스템(1)을 조작하기 위해 이용할 수 있는 입력 디바이스(10) 및 디스플레이 디바이스(9)를 갖는 단말을 통해 조작될 수 있다. 또한, 디스플레이 디바이스(9) 상에 MR 이미지들을 디스플레이하는 것이 가능하고, 입력 디바이스(10)에 의해, 선택적으로는 디스플레이 디바이스(9)와 결합하여, 측정이 계획되고 시작될 수 있다. 구체적으로는, 위에서 설명된 바와 같이, 적절한 펄스 시퀀스들 PS로 제어 프로토콜들 P를 선택하고, 선택적으로 수정하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 MR 시스템(1)과, 특히 제어 디바이스(13)는, 여기에서는 구체적으로 도시되지 않지만 그러한 시스템 내에서 통상적으로 이용가능한 복수의 추가 컴포넌트, 예를 들어 전체 시스템을 네트워크와 연결할 수 있게 하고, 미가공 데이터 및/또는 이미지 데이터 또는 파라미터 카드, 심지어는 환자 관련 데이터 또는 제어 프로토콜과 같은 추가 데이터도 교환할 수 있게 하는 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다.

전문가는 통상적으로, RF 펄스들의 방사 및 경사 펄스들의 스위칭에 의해 적절한 미가공 데이터를 취득하는 방법, 및 그러한 미가공 데이터로부터 MR 이미지들을 재구성하는 방법을 알고 있다. 그러므로, 프로세스는 어떠한 더 이상의 설명도 필요로 하지 않는다. 마찬가지로, 전문가는 상이한 층 측정 시퀀스들, 예를 들어 위에서 설명된 TSE 펄스 시퀀스들의 기본 원리를 알고 있다. 이러한 사실들에도 불구하고, 아래에서 도 3a 및 도 3b에 도시된 예에 의해 더 상세하게 설명되는 본 발명에 따른 펄스 시퀀스와의 차이를 설명하기 위해, 전형적인 종래의 TSE 시퀀스가 도 2를 이용하여 이하에 설명된다. 종래의 방식으로, 시간 t에 걸친(좌측으로부터 우측으로) RF 및 경사 펄스들, 자기 공명 신호들(에코 신호들) 및 스캐닝 윈도우들의 배열은 도 2의 펄스 다이어그램과 도 3a 및 도 3b에서 각각 상이한 축들에 표시되어 있다. 최상위 축에는 RF 펄스들 및 에코 신호들이 나타나 있고, 제2 축에는 층 선택 방향에서의 경사 펄스들이 나타나 있고, 제3 축에는 판독 방향의 경사 펄스들이 나타나 있고, 제4 축에는 위상 인코딩 방향의 경사 펄스들이 나타나 있으며, 최하위 축에는 스캐닝 윈도우들이 나타나 있다. 점선으로 나타나는 수평 축은 각각의 제로 라인인데, 이것은 3개의 경사 축에 적용된다. 신호들의 높이는 각각 상대적인 진폭을 나타낸다(반드시 비례에 맞게 되어 있지는 않음). (제로 축에 대한) 진폭의 부호는 경사장의 방향에 대응한다. 도면들에 도시된 경사 펄스들 중 일부는 1개 또는 수 개의 대문자를 갖는다. 이 문자들은 경사 펄스의 제로 모멘트, 또는 시간 간격 동안 경사 펄스에 의해 누적된 제로 모멘트를 나타낸다. 이러한 모멘트 설명(moment specifications)은 펄스 시퀀스의 이해를 용이하게 하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 제로와 동일한 모멘트를 누적하는 상이한 경사 펄스들 또는 상이한 경사 펄스들의 부분 구간들에는 동일한 대문자가 제공된다.

도 2는 종래 기술에서의 종래의 TSE 시퀀스의 처음 2개의 에코 E를 보여준다. 시퀀스는 층 선택 90° RF 층 여기 펄스 α(이하에서는 "여기 펄스"라고 지칭됨)로 시작하고, 일련의 층 선택 RF 리포커싱 펄스들 ß₁, ß₂, ß₃(이하에서는 "리포커싱 펄스"라고 지칭됨)이 이어진다. 각각의 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃ 이후에 정확하게 하나의 에코가 형성되고, 이것은 특정 스캐닝 윈도우(판독 구간) AQ 내에서 판독된다. 동시에, 스캐닝 윈도우 AQ의 지속기간 T_ACQ는 체류 시간(dwell time)으로서 알려져 있는 2개의 데이터 포인트 간의 시간 간격과, 판독되는 데이터 포인트들의 개수에 의해 결정된다. 도 2는 3개의 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃만을 보여주지만, T2-가중된 이미징(T2-weighted imaging)에서, 그 개수는 통상적으로 훨씬 더 높으며(아래에 보여지는 본 발명에 따른 펄스 시퀀스 및 그것의 임의의 변형에서도), 응용에 따라 3백 내지 수 백개의 리포커싱 펄스 사이에서 달라진다. 리포커싱 펄스의 개수는 에코 트레인 길이(ETL)라고도 지칭된다.

표현된 시퀀스는 소위 CPMG 조건(Carr Purcell Meiboom Gill condition)을 충족시키는데, 이것은 상이한 간섭성 에코 경로들을 따르는 스핀들의 에코 신호들 E가 에코 순간에서 보강 중첩될(constructively superimposed) 것을 보장한다. 다른 것들 중에서도, CPMG 조건은 임의의 2개의 연속적인 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃ 간에서 스핀이 취득하는 각각의 위상이 반드시 동일할 것을 요구한다. 예를 들어, CPMG 조건은 Elsevier Academic Press의 Matt A. Bernstein, Kevin E. King, Xiaohong Joe Zhou에 의한 "Handbook of MRI Pulse Sequences"의 일러스트레이션 판(2004년 9월 21일)(ISBN-10: 0120928612; ISBN-13: 978-0120928613)에 더 상세하게 설명되어 있다.

첫번째로, 리포커싱 펄스들 ß₁, ß₂, ß₃ 간의 시간 간격 T_β는 여기 펄스의 등지연 포인트와 제1 리포커싱 펄스 ß₁의 중심 간의 시간 간격의 2배가 되도록 선택된다.

두번째로, 리포커싱 펄스들의 위상은 여기 펄스의 위상에 비해 90° 회전된다(즉, 예를 들어 여기 펄스의 B₁ 필드가 B₀ 필드가 위치되는 z축에 관해 회전하는 좌표계 내의 x축을 따라 연장될 때, 리포커싱 펄스의 B₁ 필드는 y축에 대해 평행 또는 반평행(anti-parallel)하게 인가된다).

여기 펄스 α와, 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃에서, 여기되는 층의 폭은 RF 펄스의 대역폭에 의해, 그리고 여기 또는 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃의 방사 동안 존재하는 층 선택 경사 펄스 GS'₁, GS'₄, GS'₇, GS'₁₀에 의해 각각 제어된다. 각각의 리포커싱 펄스 β 직전 또는 직후에, 후속 스캐닝 윈도우 AQ 이전의 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃의 FID를 영위상화(dephasing)하여 그것이 어떠한 신호 기여도 공급하지 않게 하는 기능을 갖는 각각의 크러셔 경사(crusher gradient) GS'₃, GS'₅, GS'₆, GS'₈, GS'₉, GS'₁₁가 스위칭된다. FID(free induction decay)는 단일 RF 펄스에 의해 유도되는 스핀 시스템의 과도 신호(transient signal)를 의미한다. 즉, 그것은 리포커싱 펄스가 여기 펄스로서 "작용"할 스핀들로부터 방사되는 신호를 포함한다.

동시에, 좌측 및 우측 크러셔 경사 GS'₃, GS'₅는 동일한 제로 모멘트를 갖는 것으로 가정된다. 도면들에서, (펄스 아래의 표면을 통해 시간으로 적분된 경사의 진폭에 대응하는) 경사 펄스의 모멘트의 절대값은 펄스의 각각의 표면 영역에 대문자로 표현된다. 결과적으로, 도 2의 대문자 "F"는 좌측 및 우측 크러셔 경사 GS'₃, GS'₅가 동일한 모멘트를 가짐을 보여준다. 또한, 상이한 리포커싱 펄스들 ß₁, ß₂, ß₃의 크러셔 경사들 GS'₃, GS'₅, GS'₆, GS'₈, GS'₉, GS'₁₁은 또한 동일 모멘트 F를 다시 갖는다. 임의의 다른 선택은 CPMG 조건을 위반한다.

여기 펄스 α 후에, 층 리페이징(rephasing) 경사 펄스 GS'₂가 요구되는데, 그것의 모멘트 -A는 여기 펄스 α의 등지연 포인트와 층 선택 경사 펄스 GS'₁의 끝 사이에서 층 선택 경사 펄스 GS'₁을 통해 누적되는 모멘트 A의 네거티브와 동일하다.

PF 펄스들의 시간적 시퀀스(temporal sequence)는 스핀 에코 신호 E가 각각의 리포커싱 펄스 α에 후속하는 순간(moment) T_ß/2에서 형성되도록 배열된다.

상기 스핀 에코 신호 E는 판독 경사 펄스 GR'₂, GR'₃에 의해 각각 주파수 인코딩된다. 판독 경사 펄스 GR'₂, GR'₃의 시작으로부터 에코 신호 E의 중심까지의 스핀을 누적하는 모멘트 B에 일치하는 모멘트 B를 갖는, 여기 펄스 α와 제1 리포커싱 펄스 β₁ 간의 판독 프리페이징(prephasing) 경사 펄스 GR'₁은, 에코 신호 E의 시간에서 총 모멘트가 제로일 것을 보장한다.

판독 경사 GR'₂, GR'₃ 중 에코에 후속하는 제2 부분은 또한 표면 B를 갖게 되고, 따라서 가로 평면 내에서 리포커싱 펄스들 ß₁, ß₂, ß₃의 둘 이상의 쌍 사이에 위치되어 있는 간섭성 에코 경로들을 따르는 스핀들을 위한 프리페이징 경사로서 이용된다.

에코 신호 E를 위상 인코딩하기 위해, 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃의 끝과 스캐닝 윈도우 AQ'의 시작 사이에서 각각 스위칭되는 위상 인코딩 경사 펄스 GP'₁, GP'₃에 대한 준비가 이루어져 있다. 판독 구간 AQ의 끝 이후에, 그리고 다음 리포커싱 펄스 ß₂, ß₃의 시작 전에, 위에서 언급된 CPMG 조건을 충족시키기 위해, 상기 경사 펄스 GP'₁, GP'₃에 의해 취득되는 모멘트 D, E는 위상 리포커싱 경사 펄스 GP'₂, GP'₄에 의해 모멘트 -D, -E로 보상되어야 한다.

도면에 관련된 이유로 인해, 도 2는 처음 2개의 에코 신호 E만을 보여준다. 테두리에 넣어진 시퀀스 블록 SB'을 반복하는 것에 의해, 여기 펄스 α를 갖는 여기 블록 AB'과 후속 에코 트레인으로 구성되는 완전한 시퀀스 변형을 위한 시퀀스 다이어그램을 획득하는 것이 가능하다. 에코 트레인은 수 개의 직렬 연결된 시퀀스 블록 SB'으로 구성된다. 각각의 시퀀스 블록 SB'은 후속 에코 신호들 E를 갖는 리포커싱 펄스, 층 선택 경사, 고유 리포커싱 펄스(inherent refocusing pulse)의 우측 크러셔 경사와, 후속하는 리포커싱 펄스의 우측 크러셔 경사, 판독 경사, 판독 구간 AQ, 위상 인코딩 경사 및 적절한 위상 리포커싱 경사를 포함한다. 상이한 에코 신호들 E가 상이한 k-공간 라인들을 인코딩할 때, 위상 인코딩 경사 GP'₁, GP'₃와 위상 인코딩 리포커싱 경사 GP'₂, GP'₄의 모멘트는 시퀀스 블록 SB'의 반복들 간에서 달라진다. CMPG 조건을 위반하지 않기 위해, 모든 다른 펄스의 값은 변하지 않는다.

도 3a 및 도 3b 둘 다는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 수 개의 여기된 층의 동시 리포커싱을 위한 펄스 시퀀스의 시작을 보여준다. 더 나은 표현을 제공하기 위해, 펄스 다이어그램은 2개의 부분 도면 3a 및 3b로 나누어졌고, 도 3a는 층들이 처음으로 여기되는 여기 블록 AB, 준비 블록 Π, 및 제1 시퀀스 블록 SB₁을 나타낸다. 이 다음에, 다수의 시퀀스 블록 SB가 후속한다. 각각의 시퀀스 블록 SB₁, SB는 리포커싱 펄스 γ, δ, ε, ζ로 시작한다. 도 3b는 이러한 추가의 시퀀스 블록들 SB 중 처음 2개와, 후속하여 이어지는 유사한 시퀀스 블록 SB가 리포커싱 펄스 ζ로 시작되는 것을 보여준다. 동시에, 도 3a 및 도 3b에 도시된 펄스 다이어그램은 쇄선에서 이음매 없이 서로에 연결된다. 도 2에 도시된 종래의 펄스 시퀀스와 마찬가지로, 펄스 시퀀스 내의 시퀀스 블록들 SB 또는 리포커싱 펄스들의 개수는 사실상 어떤 방식으로든 변경될 수 있고, 예를 들면 응용에 따라서는 3백 내지 수 백 개의 리포커싱 펄스에 이를 수 있다. 이하의 설명은 후속하는 시퀀스 블록들 SB가 위상 인코딩 경사 펄스 GP₅, GP₇, GP₉ 및 위상 인코딩 리포커싱 경사 펄스 GP₆, GP₈의 높이에 관련하여서만 차이가 난다는 것을 보여준다.

도 2에 따른 종래의 TSE 시퀀스에 기초하면, 그러한 본 발명에 따른 펄스 시퀀스를 달성하기 위해 아래의 변경들이 이루어져야만 한다:

단 하나의 층 여기 펄스 α 대신에, 이제는 여기 블록 AB 내에서 서로로부터의 ("제1") 시간 간격 T_α 내에서 적어도 2개의 층 여기 펄스 α₁, α₂가 방출된다. 2개의 층 여기 펄스 α₁, α₂는 상이하면서도 보통은 평행한 층들 내에서 스핀들을 여기시키고 있다. 층들의 두께와, 층 여기 펄스들 α₁, α₂ 둘 다의 고주파수 대역폭이 일치할 때, 그들은 반송 주파수에 관련하여서만 차이가 있다. 층 여기 펄스들 α₁, α₂ 간의 시간 간격 T_α의 길이는 나중에 더 상세하게 설명된다. 더 나은 표현을 제공하기 위해, 여기에서는 m=2개 층의 여기 및 동시 리포커싱만을 보여준다. 그러나, 2개보다 많은(즉, m > 2) 층의 동시 리포커싱을 위한 시퀀스를 이용하는 것도 분명히 가능하다.

또한, 자화의 준비를 위해, 소위 "확산 경사 펄스들(diffusion gradient pulses)" GS₃, GS₅가 리포커싱 펄스 β의 좌측 및 우측에 삽입된다. 최종 층 여기 펄스 α₂와 리포커싱 펄스 사이의 시간 T_β/2, 그리고 그에 따른 시간 T_β는, 원하는 최대 확산 가중에 따라(그리고, 그에 따른 확산 경사의 기간으로) 연장된다. 확산 준비는 1개, 2개 또는 3개 전부의 공간 축에서 동시에 수행될 수 있다. 더 분명한 보기(view)를 제공하기 위해, 도 3a에서는 그것이 층 선택 축에만 도시되어 있다. 확산 경사들이 충분한 모멘트를 가질 때, 도 2에 도시된 크러셔 경사들 GS'₃, GS'₅는 제1 리포커싱 펄스 β에 관하여 제거될 수 있는데, 왜냐하면 그들의 기능이 확산 경사 펄스들 GS₃, GS₅에 의해 취해지기 때문이다. 도 3a에 도시된 준비 블록 Π는 예로서만 보아져야 한다. 그것은 원하는 준비에 따라, 다수의 다른 블록으로 대체될 수 있다. 후속하여, 준비 블록은 그것의 시간 대칭 축에 대하여 에코를 형성하도록 설계되기만 하면 된다. 따라서, 그것은 통상적으로 적어도 하나의 리포커싱 펄스 β를 가질 것이다. 즉, 여기 펄스가 준비 블록 Π의 시간 중심 이전의 시간 간격 T_β/2에서 방출될 때, 상기 여기 펄스는 그것의 시간 중심 이후의 시간 간격 T_β/2에서 에코를 형성한다. 그러므로, 가장 단순한 실시예는 단일의 대칭 리포커싱 펄스 β를 포함하는데, 그것의 시간 중심은 2개의 크러셔 경사가 측면에 위치한 준비 블록 Π의 시간 중심과 일치한다.

또한, 리포커싱 펄스들 ß, γ, δ, ε, ζ는, 여기 펄스 α₁에 의해 여기되는 층과, 여기 펄스 α₂에 의해 여기되는 층을 적어도 부분적으로 각각 취득하거나 영향을 주도록 설계된다. 가장 간단한 경우에서, 이것은 리포커싱되는 층의 폭을 여기된 층들의 폭에 비교하여 상승시킴으로써 달성된다. Δz가 여기된 층의 폭을 나타내고, d는 2개의 층 간의 간격일 때, 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃에 의해 달성되는 층의 폭은 적어도 d+Δz(또는 보다 더 일반적인 형태로는, m개의 층에 대해 (m-1) × d + Δz))로 선택된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 시퀀스로부터의 리포커싱 펄스들 ß₁, ß₂, ß₃의 고주파수 대역폭이 유지될 때, 리포커싱 펄스 ß, γ, δ, ε, ζ와 함께 각각 방출되는 층 선택 경사 펄스 GS₄, GS₇, GS₁₀, GS₁₃, GS₁₆의 진폭이 층 선택 경사 펄스 GS'₄, GS'₇에 비교하여 감소된다는 점에서 이것이 달성될 수 있다. 또한, 리포커싱 펄스 ß, γ, δ, ε, ζ의 반송 주파수는 리포커싱 층의 중심이 각각 m개의 여기된 평행 층의 중심에 정확하게 위치되도록 각각 선택된다. 크러셔 경사 펄스들 GS₆, GS₈, GS₉, GS₁₁, GS₁₂, GS₁₄, GS₁₅, GS₁₇은 조절될 필요가 없다.

도 2에 따른 종래의 펄스 시퀀스에서는 각각의 리포커싱 펄스 ß₁, ß₂, ß₃ 이후에 정확하게 하나의 에코가 형성되지만, 본 발명에 따른 시퀀스는 각각의 리포커싱 펄스 ß, γ, δ, ε, ζ 이후에 2m개까지의 에코 신호 E_1a, E_1b, E_2a, E_2b를 생성하며, 여기에서 m은 동시에 리포커싱되는 층의 개수이다. 그러므로, 도 3a 및 도 3b에서, m=2이다.

모든 판독 파라미터가 도 2에 도시된 펄스 시퀀스를 유지하고, 그에 따라 판독 지속기간 T_ACQ를 유지한다면, 추가의 시퀀스 블록들 SB의 2개의 리포커싱 펄스 γ, δ, ε, ζ 사이의 ("제3") 시간 간격 T_δ가 적절하게 조절되어야 할 것이다.

대안적으로는, 예를 들어 체류 시간을 a배만큼 감소시킴으로써, 스캐닝 윈도우 AQ의 판독 지속기간 T_ACQ를 감소시키는 것도 가능하다. 시야(FoV: field of view) 및 판독 데이터 포인트들의 개수가 변경되지 않은 채로 남아있을 때, 그것은 판독 포인트들의 k-공간 간격이 변경되지 않은 채로 남아있도록, 판독 경사 펄스들 GR₂, GR₃, GR₄, GR₅의 진폭이 도 2에 따른 판독 경사 펄스 GR'₂, GR'₃에 비교하여 동일한 a배만큼 증가되어야 한다는 것을 의미한다. 동시에, 상기 인자 a는 경사 시스템의 최대 경사 진폭 및 아날로그-대-디지털 변환기의 최소 체류 시간에 의해 제한된다.

처음 m개의 연속 에코 신호 E_1b, E_2b와, 각각의 리포커싱 펄스 ß, γ, δ, ε, ζ 이후의 마지막 m개의 연속 에코 신호 E_1a, E_2a 간의 시간 간격은 층 여기 펄스 α₁, α₂의 시간 간격 T_α와 동일하다. 상이한 스캐닝 윈도우들 AQ가 상이한 에코 신호들 E_1a, E_2a, E_1b, E_2b과 중첩하는 것을 방지하기 위해, 스캐닝 윈도우 AQ의 지속기간 T_ACQ는 2개의 연속적인 에코 신호 E_1a, E_2a, E_1b, E_2b 간의 시간 간격 T_α의 하한이 정해지도록 결정되었다:

본 발명의 바람직한 실시예에서, 스핀 에코들과 경사 에코들이 일치하도록 준비되었다. 본 발명의 맥락에서, 스핀 에코들과 경사 에코들의 이러한 "일치(coincidence)"는 다음과 같이 이해되어야 한다: "경사 에코들"은 스위칭된 경사장들(위상 인코딩 경사들은 제외)의 결과로서 누적되는 위상이 에코 순간(echo moment)에서 제로이어야 한다는 것을 수반한다. 이것은 에코를 형성하기 위한 불가결한 전제조건이다. "스핀 에코"는 국지적인 공명 이탈(local off-resonance)의 결과로서 누적되는 위상이 에코 순간에서 제로라는 것을 수반한다. 예를 들어, CPMG-TSE 시퀀스(예를 들어, 도 2의 맥락에서 설명됨)는 각각의 에코 순간에서, 이러한 경사 조건과 스핀 에코 조건을 충족시킨다. 결과적으로, 이 경우, 스핀 에코와 경사 에코가 일치한다.

스핀 에코와 경사 에코의 이러한 일치에 의해, B₀ 필드의 국지적인 불균등성에 대하여 시퀀스가 강건하게 되는 것이 실현된다. 제1 스핀 에코는 제1 시퀀스 블록 SB₁의 리포커싱 펄스 γ에 후속하는 시간 간격 T_γ 이후에 형성되며, 여기에서 T_γ는 준비 모듈 Π에 의해 형성되는 마지막 에코 신호 E_1a와 리포커싱 펄스 γ의 등지연 포인트 사이의 시간 간격을 나타낸다. 아래에 설명되는 바와 같이, 제1 경사 에코의 위치는 최종 층 여기 펄스 α₂와 준비 블록 Π 간의 판독 프리페이징 경사 펄스 GRP를 선택함으로써 결정될 수 있다.

바람직하게는, ("제2") 시간 간격 T_γ는 가능한 가장 짧은 에코 스페이싱 T_δ를 구현하기 위해, 처음에는 가능한 한 짧게 선택된다. (2개의 연속적인 리포커싱 펄스 간의 시간 간격, 즉 이 경우에서는 2개의 시퀀스 블록 간의 스페이스는 에코 스페이싱 T_δ로서 기술된다.) 그 결과, 소위 "T2 블러링(blurring)", 즉 에코 트레인을 따르는 불가피한 T2 소멸(dissolution)로 인한 블러링 아티펙트를 최소로 유지하는 것이 가능하다. 도 3a는 리포커싱 펄스 ß, γ, δ, ε, ζ의 지속기간 T_REF, 여기 구간 AQ의 지속기간 T_ACQ, 및 기간 TG에 의해 시간 간격 T_γ의 하한이 정해지는 것을 보여준다:

기간 TG는 위상 인코딩, 크러셔 경사를 위해, 또는 판독 경사를 가속하기 위해 요구되는 시간이다. 위에서 언급된 경사 펄스들은 통상적으로는 병렬로 스위칭되므로, 가장 긴 것이 기간 TG를 결정한다.

시간 간격 T_ACQ, T_α 및 T_γ의 선택으로, 시퀀스 블록들 SB₁, SB의 2개의 연속적인 리포커싱 펄스 ß, γ, δ, ε, ζ의 시간 간격 T_δ를 결정하는 것도 가능하다:

이러한 기간들 T_α 및 T_ACQ를 이용하면, 결국 제1 시퀀스 블록 SB₁의 판독 경사 GRO₂의 "평정 지속기간(flattop duration)" TGRO₂(진폭이 변하지 않는 사다리꼴 펄스의 중간 범위의 기간)의 하한이 정해진다:

다시, "T2 블러링"을 가능한 한 낮게 유지하기 위해, 기간 T_δ를 가능한 한 짧게 선택하는 것이 바람직하며, 이것은 결국 TGRO₂의 상한이 정해지게 한다:

동시에, TGRO_RT는 대칭 판독 경사 펄스의 램프 시간(ramp time)을 나타내며, 이것은 최대 경사 상승 시간 S와 판독 경사의 진폭 A_GRO에 의해 아래와 같이 하한이 정해진다.

동시 조건은, 추가의 시퀀스 블록들 SB의 판독 경사 GRO₃, GRO₄, GRO₅, 또는 그들의 "평정 지속기간" TGRO₃, TGRO₄, TGRO₅에 적용된다.

준비 블록 Π에 의해 형성되는 에코 신호들 E_2a, E_1a이 판독되더라도, 적절한 시점에서 판독 경사 펄스 GRO₁을 스위칭하는 것이 가능하다. 통상적으로, 상기 판독 경사 펄스 GRO₁은 시퀀스 블록들 SB₁, SB의 후속 판독 경사 펄스들 GRO₂, GRO₃, GRO₄, GRO₅와 동일한 진폭 A_GRO 및 동일한 램프 시간을 갖는다. 추가로, 평정 지속기간이 제1 에코 신호 E₂ 이전에, 그리고 최종 에코 신호 E_1a 이후에, 판독 경사 펄스들 GRO₂, GRO₃, GRO₄, GRO₅의 설계에 대응하여 선택되는 경우, 제1 판독 경사 GRO₁의 총 모멘트는 2 × B + (m-1) × C로 된다. 그러나, 이것이 필수적인 선택은 아니다. 준비 블록 Π에 의해 형성되는 에코 신호들 E_2a, E_1a이 판독되지 않아야 하는 경우에는, 판독 경사 GRO₁을 완전히 생략하는 것도 가능하다. 그러나, 판독 프리페이징 경사 펄스 GRP의 제로 모멘트를 결정할 때에는, 그러한 편이가 반드시 고려되어야 한다. 선택적으로, 부호는 반대이고 절대 제로 모멘트(도 3a의 제로 모멘트 G)는 동일한 위상 인코딩 경사 및 위상 리포커싱 경사를 스위칭함으로써, 에코 신호들 E_2a, E_1a이 위상 인코딩되는 것이 가능하다.

2개의 연속적인 층 여기 펄스 α₁, α₂의 층 선택 경사 GS_{1 ,1}, GS_{1 ,2} 사이에서, 경사 GS_{2 ,1}은 층 선택 방향에서 스위칭되고, 그것의 제로 모멘트는 제1 여기 펄스 α₁의 등지연 포인트와 제1 층 선택 경사 GS_{1 ,1}의 끝 사이에 누적된 모멘트와, 제2 층 선택 경사 GS_{1 ,2}의 시작과 제2 여기 펄스 α₂의 등지연 포인트 사이에 누적된 모멘트의 합의 네거티브와 동일하다. 결과적으로, 그것의 부호는 층 선택 경사들 GS_1,1, GS_1,2의 부호에 반대이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 대칭 층 선택 경사들 GS_1,1, GS_1,2 및 여기 펄스들 α₁, α₂를 이용하고, 등지연 포인트들을 층 선택 경사 GS_1,1, GS_1,2의 평정의 중심에 위치시킬 때, 이 경사 GS_{2 ,1}의 모멘트는 -2A에 달하고, 따라서 그것은 층 선택 경사 GS_1,1, GS_1,2의 네거티브 모멘트 2A와 동일하다. 위에서 언급된 조건들 하에서, 더 쉬운 이해를 위해, 경사들의 작용은 아래와 같이 해석될 수도 있다: 선행하는 경사 GS_{2 ,1}은 제1 여기 펄스 α₁에 의해 여기되는 제1 층의 스핀들이 제2 여기 펄스 α₂의 층 선택 경사 GS_{1 ,2}의 시퀀스 내에서 누적될 모멘트를 보상한다. 층 선택 방향에서 최종 여기 펄스 α₂ 바로 뒤에 오는 경사 펄스 GS_{2 ,2}는 제1 여기 펄스 α₁ 및 제2 여기 펄스 α₂의 상호 층 리포커싱 펄스(mutual layer refocusing pulse)로서 동작한다.

2개의 연속적인 여기 펄스 α₁, α₂ 사이에서, 추가의 경사 펄스 GRO₀가 판독 방향에서 스위칭되며, 그것의 제로 모멘트 C는 2개의 연속적인 에코 신호(처음의 m개의 에코 신호 E_1b, E_2b의 그룹으로부터의 것 또는 최종의 m개의 에코 신호 E_2a, E_1a의 그룹으로부터의 것) 사이에서 판독 방향으로 누적되는 제로 모멘트와 정확하게 일치하는 양에 대응한다. 그러므로, 도 3a는 다음과 같이 읽혀진다:

여기에서, A_GRO는 판독 경사 펄스 GRO₂, GRO₃, …의 진폭을 나타낸다. 경사 GRO₀의 부호는 준비 모듈 내의 리포커싱 펄스들의 개수에 의존한다. 상기 개수가 동일하지 않을 때, 경사 GRO₀는 판독 경사 GRO₁, GRO₂,...와 동일한 부호를 가지며, 그렇지 않으면 반대 부호를 갖는다.

또한, 스핀 에코들이 원하는 방식으로 경사 에코들과 일치하기 위해서는, 판독 프리페이징 경사 펄스 GRP의 시간 위치 및 제로 모멘트가 적절하게 선택되어야 한다. 이것은 매우 큰 자유를 허용한다. 이하에서는, 실제에서 특히 중요한 두 가지 경우에 대한 구별이 이루어진다. 각각의 경우에 대하여, 스핀 에코들 및 경사 에코들의 동시 발생(concurrence)을 유발하는 충분한 설계 기준이 제공된다. 그러나, 이러한 설계 기준이 완전함을 요구하지는 않는다. 또한, 상이한 등가의 해법들을 찾는 것이 가능하다.

도 3a에 도시된 제1 경우에서, 준비 블록 Π에 의해 형성되는 처음의 m개의 에코가 판독된다. 이 경우, 최종 층 여기 펄스 α₂와 준비 블록 Π 이전 사이에 판독 프리페이징 경사 펄스 GRP를 적용하는 것이 바람직하다(요구되는 것은 아님). 이제, 판독 프리페이징 경사 펄스 GRP의 제로 모멘트는 준비 블록 Π의 시작과 준비 모듈 Π에 후속하는 상기 층의 제1 에코 E_2a 사이에서 최종 여기 층 α₂의 스핀들을 누적하는 위상이 정확하게 보상되도록 선택된다. 각각의 리포커싱 펄스가 선행 경사들에 의해 누적된 위상을 무효화한다는 사실 때문에, 준비 블록 Π의 리포커싱 펄스의 개수를 고려하는 것이 특히 중요하다. 도시된 예에서, 모멘트 GRP는 시작과 스핀 에코 E_2a 사이에서 판독 경사 GRO₁에 의해 누적되는 모멘트 B와 동일하다.

또한, 이 경우, 준비 블록 Π에 의해 형성되는 (최초 여기된 층 α₁의) 최종 에코 E_1a와 제1 시퀀스 블록 SB₁ 사이에서 판독 방향으로 누적되는 모멘트는 시퀀스 블록 SB₁ 내에서 리포커싱 펄스 γ와 제1 에코 E_1b 사이에서 판독 방향으로 누적되는 모멘트와 동일하게 선택된다. 도 3a에 도시된 판독 경사 GRO₁의 대칭 형태는 이러한 기준을 "자연스러운" 방식으로 충족시킨다.

그러므로, 도 3a에 도시된 에코 신호 E_2b의 에코 순간에서, 총 모멘트는 제로에 달한다:

제2 경우(도시되지 않음)에서, 준비 블록 Π에 의해 형성된 처음의 m개의 에코는 판독되지 않으며(즉, 여기에서는 판독 경사 GRO₁이 생략되고, 판독이 수행되지 않지만 판독 경사 GRO₁이 스위칭되는 경우에는 제1 경우가 적용됨), 준비 블록 Π는 셀프-리포커싱하고 있다. "셀프-리포커싱(self-refocusing)"이라는 용어는 준비 블록 Π에 의해 스위칭되는 모든 경사가 준비 블록 Π 내의 판독 방향에서 보상됨을 의미한다. 시간 대칭 축에 대한 준비 블록 Π의 대칭 설계 때문에, 이러한 요건은 통상적으로 자연스럽게 충족되거나, 충족시키기가 쉽다.

이러한 제2 경우에서, 준비 블록 Π에 의해 형성되는 최종 에코 E_1a와 제1 시퀀스 블록 SB₁의 시작 사이에 판독 프리페이징 경사 펄스 GRP를 적용하는 것이 바람직하다(요구되는 것은 아님). 그것의 모멘트는 시퀀스 블록 SB₁ 내에서 리포커싱 펄스 γ와 제1 에코 E_1b 사이에서 판독 방향으로 취득되는 모멘트 B와 동일하게 선택된다. 이 절차에서, 준비 블록 Π에 의해 형성되는 에코들 사이에서 모멘트 C를 갖고서, m-1개의 추가의 프리페이징 경사들이 각각 스위칭된다.

이하에서는, 이해를 쉽게 하기 위해, 위에서 설명된 본 발명에 따른 펄스 시퀀스의 기능이 더 상세하게 설명되며, 여기에서 이러한 설명은 일반적으로 m개의 여기되고 동시에 리포커싱되는 층을 갖는 펄스 시퀀스들에 적용된다.

이러한 목적을 위해, 우선, 최종 여기 펄스 α_m에 의해 영향을 받는 층(도 3a에서, 여기 펄스 α₂에 의해 여기되는 제2 층) 내의 스핀들을 고려할 필요가 있다. 모든 선행 여기 펄스 α₁, …, α_m-1(도 3a에서는, 제1 여기 펄스 α₁)가 이러한 스핀들에 영향을 주지 않는데, 왜냐하면 공명 조건이 충족되지 않았기 때문이다. 그 결과, 세로방향 자화가 경사장들에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 모든 선행 경사 펄스가 스핀들에 영향을 주지 않는다.

제1 에코는 여기 펄스 α_m에 후속하는 시간 간격 T_β에서의 준비 블록 Π의 영향에 의해 형성된다. 이 때, 판독 프리페이징 경사 GRP(총 모멘트 B를 가짐)에 의해 누적되는 위상은 판독 경사 GRO₁의 제1 부분에 의해 정확하게 보상되며, 따라서 에코 신호 그룹 E_ma(도 3a의 E_2a)에서 판독될 수 있는 동시 경사 에코를 생성한다. (여기에서, 그리고 이하에서, 위에서 설명된 바와 같이 대부분에서 수 개의 신호가 일치하므로, 에코 신호들은 "에코 신호 그룹들"로서 기술된다.)

이러한 에코 신호 E_2a 내에 포함되는 스핀들은 제1 시퀀스 블록 SB₁의 리포커싱 펄스 γ에 의해 다시 리포커싱되고, 시간 간격 T_2ato2b/2 = T_α+T_γ에서 리포커싱 펄스 γ에 후속하여 스핀 에코를 형성한다. 다시, 에코 순간에서, 제1 에코 이후에 판독 경사 GRO₁의 제2 절반부(총 모멘트 C+B)에 의해 누적된 위상은 제2 판독 경사 GRO₂의 결과로서 누적된 위상(총 위상 B+C)에 의해 정확하게 밸런싱되고, 그에 의해 제1 시퀀스 블록 SB₁의 에코 그룹 E_mb 내의 에코를 판독하는 것을 가능하게 한다.

이 신호(또는 영향을 받은 스핀들)는 제2 시퀀스 블록 SB(즉, 추가의 시퀀스 블록들 SB 중 처음의 것)의 리포커싱 펄스 δ에 의해 다시 리포커싱되고, 시간 간격 T_2bto2a/2 = T_δ+T_γ 이후에 제2 스핀 에코를 형성한다. 이것은 준비 블록 Π에 의해 형성된 제2 층의 제1 에코 신호의 직접적으로 2회 리포커싱된 신호를 포함한다. (도 3a 및 도 3b에 도시된 예에서, 준비 블록 Π에 의해 형성되는 에코는 이미 스핀 에코이다. 여기에서, 준비 블록의 특수한 실시예에 무관한 설명이 가능한 범위를 유지하기 위해, 카운팅은 준비 블록 Π 이후에만 시작한다.) 다시, 이러한 추가의 에코 순간에서, 제1 스핀 에코와 리포커싱 펄스 δ 사이의 판독 경사 GRO₂의 결과로서 누적된 위상(즉, 총 모멘트 D+C+B)은 리포커싱 펄스 δ와 제2 스핀 에코 사이의 제3 판독 경사 GRO₃에 의해 누적된 위상(즉, 총 모멘트 B+C+D)에 의해 정확하게 보상된다. 그러므로, 제2 시퀀스 블록 SB의 에코 신호 그룹 E_2a 내에서 제2 스핀 에코를 이용하는 것이 가능하다. 동시에, 에코 스페이싱 T_2ato2b는 에코 신호 그룹 E_2a의 에코와 에코 신호 그룹 E_2b의 후속 에코 사이의 시간 간격을 기술한다. 그에 대응하여, 에코 스페이싱 T_2bto2a는 에코 그룹 E_2b의 에코와 에코 그룹 E_2a의 후속 에코 사이의 시간 간격을 나타낸다.

제2 시퀀스 블록 SB에서, 제2 층의 제1 자극 에코(stimulated echo)는 또한 리포커싱 펄스들 γ 및 δ의 상호 영향에 의해 형성된다. 다시, 제1 고주파수 펄스 α_m은 가로 평면 내의 자화를 폴딩(fold)하는 층 여기 펄스로서 동작한다. 에코가 자극된 때, 제1 시퀀스 블록 SB₁의 리포커싱 펄스 γ는 소위 복원 펄스(restore pulse)로서 동작하는데, 즉 그것은 가로 자화의 부분을 세로 방향으로 다시 폴딩하고, 그것은 다음으로 제2 시퀀스 블록 SB의 리포커싱 펄스 δ에 의해 가로 평면 내로 다시 폴딩된다. 상기 자화는 리포커싱 펄스 γ와 리포커싱 펄스 δ 사이에서 세로 방향으로 저장된다고 할 수 있는데, 왜냐하면 세로 자화로서, 그것은 경사장에 의한 영향을 받지 않고, 비교적 느린 T1 이완(relaxation)만을 거치기 때문이다. 결과적으로, 이러한 제1 자극 에코는 제2 시퀀스 블록 SB의 에코 그룹 E_2b 내의 리포커싱 펄스 δ에 후속하는 시간 간격 T_2ato2b/2 = T_α+T_γ에서 형성된다. 또한, 이 순간에, 판독 경사 GRO₁의 결과로서 취득되는 위상은 판독 경사 GRO₃의 결과로서 취득되는 위상에 의해 정확하게 보상되어(총 모멘트는 각각 B+C에 달함), 자극 에코와 경사 에코가 일치하게 된다. 최종 여기 층의 제1 자극 에코와 제2 스핀 에코(직접 리포커싱되는 제1 스핀 에코)는 시간적으로 일치하지 않으며, 분리되어 판독될 수 있다. 이것은 시퀀스를 도 2에 도시된 CPMG 시퀀스의 시퀀스 블록 SB'로부터, 또는 DE 10 2012 204 434에 개시된 시퀀스 블록 SB로부터 구별한다. 위에서 설명된 이유로 인해, 준비 블록 Π에 의해 형성되는 에코의 위상 위치(phase position)는 알려져 있지 않고, 따라서 리포커싱 펄스의 B₁ 벡터는 상기 위상 위치에 평행 또는 반평행하게 적용될 수 없으므로, 이것은 유리하다. 그러나, 이것은 제2 스핀 에코와 제1 자극 에코의 보강 중첩을 위한 전제 조건이다.

후속하여, 제1 여기 펄스 α₁에 의해 영향을 받는 제1 층 내의 스핀들을 고려하고 있다. 층 여기 펄스들 α₁, α₂의 대역폭 및 층 선택 경사들 GS_{1 ,1}, GS_{1 ,2}의 진폭은 층의 스핀들이 후속 여기 펄스들 α₂, ..., α_m(도 3a에 도시된 단순화된 예에서는 α₂만이 도시되어 있음)에 의해 영향을 받지 않도록 선택된다. 그러나, 층 여기 펄스 이후에 스위칭되는 모든 경사장은 상기 층 여기 펄스에 의해 가로 평면 내로 기울어진 스핀들에 영향을 준다는 사실 때문에, 제1 층의 스핀들은 특히, 이후의 모든 층 여기 펄스 α₂의 층 선택 경사 GS_{1 ,2}에 의해 제로 모멘트를 누적한다. 위에서 설명된 바와 같이, 신호가 후속 층 여기 펄스들 α₂의 층 선택 경사 GS_{1 ,2}에 의해 영위상화되는 것을 방지하기 위해, -2A의 총 모멘트를 갖는 네거티브 경사 펄스 GS_{2 ,1}이 2개의 연속적인 층 여기 펄스 α₁, α₂ 사이에서 층 선택 방향으로 스위칭되었다. 상기 모멘트의 절반(-A)은 선행 여기 펄스 α_i(여기에서는 i=1)의 층 선택 경사 GS_{1 ,1}을 위한 통상의 층 리포커싱 모멘트로서 이용된다. 상기 모멘트의 다른 절반(-A)은 층 선택 경사 GS_{1 ,2}의 시작과 후속 층 여기 펄스 α₂의 등지연 포인트 사이의 후속 층 여기 펄스 α_i+1(여기에서는 α₂)의 층 선택 경사 GS_{1 ,2}에 의해 누적되는 포지티브 모멘트를 보상하는 프리페이징 경사로서 이용된다. 후속 여기 펄스의 층 선택 경사 GS_{1 ,2}의 제2 절반부에 의해 누적되는 모멘트(역시 A)는 후속 층 여기 펄스 α₂의 층 리포커싱 경사 GS_{2 ,2}에 의해 종래의 방식으로 보상된다. 경사장이 기본 자기장 B₀에 대해 세로 방향으로 정렬된 스핀들에는 영향을 주지 않는다는 사실 때문에, 층 여기 펄스들 α₁, α₂ 사이의 네거티브 경사 GS_{2 ,1}은 모든 후속 여기 펄스들(여기에서는, 역시 α₂)에 의해 여기되는 스핀들에 대한 영향을 갖지 않는다.

층 여기 펄스들 α₁, α₂의 파라미터(층들의 두께, 대역폭 등)를 선택하기 위한 위에서 언급된 조치들에 의해, 준비 블록 Π의 리포커싱 펄스 β는 m개의 여기 펄스 α₁, ..., α_m 중 하나에 의해 여기된 모든 스핀의 신호를 동시에 리포커싱한다. 여기 펄스 α₁에 의해 여기된 제1 층의 스핀들은 제1 리포커싱 펄스 β 이후의 순간 T_α + T_ß/2(즉, 여기 펄스 α₁ 이후의 2 × T_α + T_ß)에서 제1 에코에 리포커싱된다. 2개의 연속적인 층 여기 펄스 α₁, α₂ 사이에서 제로 모멘트 C를 갖고서 판독 방향으로 경사 펄스 GRO₀를 스위칭하는 것은, 판독 프리페이징 경사 펄스 GRP와 함께, 최종 층 여기 펄스 α_m(여기에서는 α₂)와 준비 블록 Π 사이의 모멘트 B, 즉 준비 블록 Π와 제1 층의 제1 에코 신호 E_1a 사이에서 제1 판독 경사 GRO₁의 결과로서 취득되는 모멘트를 보상한다. 제1 층의 스핀들의 스핀 에코 및 경사 에코는 동시에 생성되며, 준비 블록 Π의 리포커싱 펄스 β에 후속하는 순간 T_α + T_ß/2에서 에코 그룹 E_1a로서 판독될 수 있다. 이전에 고려된 층 m(여기에서는 층 2)의 스핀들은 제1 층의 제1 에코의 순간에서 모멘트 (m-1) × C(여기에서는 오직 C)를 다시 누적하였으므로, 영위상화된다는 점에 유의해야 한다. 이것은 이러한 스핀들이 여기 펄스들 사이에서 경사를 보지 못했기 때문인데, 왜냐하면 그것이 시간적으로 여기 이전에 스위칭되었기 때문이다. 반대로, 이러한 경사는 선행 층(여기에서는 제1 층)의 스핀들에 영향을 준다. 그러므로, 층 m의 스핀 에코의 순간에서, 그들은 여전히 모멘트 (m-1) × C에 의해 영위상화되며, 충분히 큰 모멘트 C에도 불구하고 에코 그룹 E_m(여기에서는 E₂)를 위한 신호에 기여하지 않는다. 2개의 연속적인 층 여기 펄스 α₁, α₂ 사이에서 제로 모멘트 C를 갖고서 판독 방향으로 경사 펄스 GRO₀를 스위칭하는 것은, 고주파수 펄스들의 시간 시퀀스와 함께, 상이한 층들의 스캐닝 윈도우들 AQ를 안전하게 분리하는 목적을 이루게 한다.

제1 층의 제1 에코 신호 E_1a는 또한 제1 시퀀스 블록 SB₁의 리포커싱 펄스 γ에 의해 다시 리포커싱되고, 리포커싱 펄스 γ에 후속하는 순간 T_1ato1b/2=T_γ에서 제1 스핀 에코를 형성한다. (이것은 준비 블록 Π에 의해 형성된 제1 층의 제1 에코의 직접 리포커싱된 신호를 포함한다. 도 3a에 도시된 예에서, 준비 블록 Π에 의해 형성되는 에코는 이미 스핀 에코이다. 또한, 이 경우에서, 준비 블록의 특수한 실시예에 무관한 설명이 가능한 범위를 유지하기 위해, 카운팅은 준비 블록 Π 이후에만 시작한다.) 리포커싱 펄스 γ에 후속하는 이러한 순간 T_1ato1b/2=T_γ에서, 제1 판독 경사 펄스 GRO₁에 의해 형성되는 제1 층의 에코와 리포커싱 펄스 γ 간에 누적되는 제로 모멘트 B는 에코 신호 그룹 E_1b 내의 에코가 판독될 수 있도록 정확하게 보상된다. 한편, 다른 층들의 신호는 여전히 제1 판독 경사 펄스 GRO₁에 의해(m=2에 대해서는, 모멘트 C에 의해) 영위상화된다.

다음으로, 제1 층의 제1 스핀 에코의 신호는 제2 시퀀스 블록 SB의 리포커싱 펄스 δ에 의해 다시 리포커싱되고, 또한 순간 T_1bto1a/2 = T_δ-T_γ에서 제2 스핀 에코를 형성한다. 다시, 이 순간에서, 제1 스핀 에코와 리포커싱 펄스 δ 사이의 판독 경사 펄스 GRO₂의 결과로서 누적된 위상(총 모멘트 C+D+C+B)은 리포커싱 펄스 δ와 제1 층의 제2 스핀 에코 사이의 제3 판독 경사 펄스 GRO₃에 의해 누적된 위상에 의해 정확하게 보상된다. 결과적으로, 제2 시퀀스 블록 SB의 에코 그룹 E_1a 내에서 제2 스핀 에코를 이용하는 것이 또한 가능하다.

준비 블록 Π에 의해 형성된 제1 층의 에코의 제1 자극 에코는 리포커싱 펄스 δ에 후속하는 순간 T_γ에서 생성된다. 상기 자극 에코에 기여하는 제1 층의 스핀들은 준비 블록 Π와 제1 시퀀스 블록 SB₁의 리포커싱 펄스 γ 사이에서 가로 평면 내에 위치되었고, 동시에 판독 방향에서 모멘트 B를 누적하였다. 그들의 신호는 2개의 리포커싱 펄스 γ와 δ 사이에서 길이 방향으로 저장되었고, 따라서 판독 경사 GRO₂는 무효였다. 리포커싱 펄스 δ에 의해, 그들은 가로 평면 내로 다시 폴딩되었다. 자극 에코의 순간에서, 제2 시퀀스 블록 SB의 판독 경사 GRO₃는 리포커싱 펄스 γ 이전에 누적된 제로 모멘트를 정확하게 보상했다. 그 결과, 제2 시퀀스 블록 SB의 에코 그룹 E_1b 내에서 제1 자극 에코를 판독하는 것이 가능하다. 이 순간에서, 에코 그룹 E_1a 내에서 판독되는 제1 층의 스핀 에코는 여전히 모멘트 2C+D(일반적으로는 m × C+D)에 의해 영위상화되고, 에코 신호 그룹 E_2a 또는 E_2b에서 판독되는 제2 층의 신호는 여전히 제로 모멘트 D+C 또는 C에 의해 영위상화된다.

결과적으로, 제로 모멘트 C에 의해, 상이한 층들의 신호들의 분리를 제어하는 것이 가능하며, 모멘트 D에 의해, 동일 층의 상이한 에코 경로들의 신호들의 분리를 제어하는 것이 가능하다. 예를 들어, 모멘트 C는 단계 2에서 T_α를 선택함으로써 조절될 수 있다(C = T_α × A_GRO). 후속하여, 모멘트 D(D = (T_δ-2T_γ-2 × (m-1) × T_α) × A_GRO)는 수학식 3에 따라 T_δ를 선택함으로써 조절될 수 있다. 이러한 방식으로, 고주파수 아티팩트들을 안전하게 제거하는 것이 또한 가능하다. 이러한 과정에서, 신호들의 완전한 분리를 위해 요구되는 시간 간격 T_α 또는 (T_δ-2T_γ-2 × (m-1) × T_α)가 시간 T_ACQ를 초과하는 경우, 특정 분리 모멘트 C 또는 D에서의 에코 스페이싱을 최소로 하기 위해, 판독이 행해지지 않는 시간 간격들에서 판독 방향으로 진폭이 상승될 수 있다. 그러나, 동시에, 추가의 경사 순환들로부터 유발되는 와전류에 주목하는 것이 중요하다. 어느 절차가 이미지 품질을 개선하는지는 복수의 파라미터에 의존하며, 경험적인 방식으로 가장 쉽게 결정된다.

앞에서 상세하게 설명된 바와 같이, 상이한 층들의 신호들은 고주파수 펄스들의 시간 시퀀스 및 경사 모멘트 C에 의해 분리된다. 층의 신호들을 분리하는 양태가 이하에 더 논의된다.

간섭성 에코 경로에 대한 특징은, 상기 에코 경로를 따르는 스핀들이 가로 평면 내에 위치했던 시간(이하에서는 가로 시간(transversal time)으로 표시됨)이다. 위에서 언급된 에코 경로들에 대하여, 가로 시간들은 다음과 같다:

...에 후속	E1a	E1b	E2a	E2b
준비 블록	Tß+2Tα	--	Tß	--
시퀀스 블록 SB1	--	Tß+2Tα+2Tγ	--	Tß+2Tα+2Tγ
제2 시퀀스 블록 SB	Tß+2Tα+2Tδ	Tß+2Tα+2Tγ	Tß+2Tδ	Tß+2Tα+2Tγ

제3 시퀀스 블록 SB로 시작하여, 상이한 에코 경로들을 따른 스핀들로부터 발원되는 신호들 또한 에코 신호 그룹 내에서 중첩된다.

일반적으로,

의 가로 시간을 갖는 제1 층의 간섭성 에코 경로들은 에코 신호 그룹 E_1a 내에서(즉, 도 3a 및 도 3b의 예에서는, 각각 시퀀스 블록 SB의 4번째 스캐닝 윈도우 AQ 내에서) 취득된다는 것이 적용되고, 여기에서 g는 짝수 정수를 나타내며, 가로 시간이:

에 달하는 제1 층의 에코 경로들(여기에서, g'은 또한 짝수 정수를 나타냄)은 에코 그룹 E_1b 내에서(예를 들어, 도 3a 및 도 3b의 예에서는, 각각 시퀀스 블록 SB의 제1 스캐닝 윈도우 AQ 내에서) 취득된다는 것이 적용된다. 동일한 것이 제2 층의 간섭성 에코 경로들에도 적용되는데, 즉 층의 동일 에코 신호 그룹 내의 에코들을 형성하는 스핀들이 가로 평면 내에 위치했던 시간은 에코 스페이싱 T_δ의 짝수배만큼 각각 차이가 난다.

예를 들어, 한 층의 에코 그룹의 신호들은 직접적인 2중 리포커싱으로 (후속 시퀀스 블록 SB의) 그 층의 동일한 에코 그룹에 도달할 수 있다(또한, 동시에 그들의 "가로 시간"을 이중 에코 스페이싱 T_δ로 연장할 수 있음). 그러나, 직접적인 2중 리포커싱으로는, 스핀들은 스핀 에코 원칙으로 인해 위상을 취득할 수 없다. 동일한 것이 4중, 6중,...등의 직접 리포커싱에 적용된다. 한편, 시퀀스 설계는, 단일 직접 리포커싱을 이용하여, 동일 층의 각각의 상이한 에코 그룹 내에서 신호가 수신될 것을 요구한다. 동일한 것이 자극 에코에 적용되는데, 즉 신호를 세로 방향으로 단수 저장(singular storage)하고, 후속하여 임의의 개수의 에코 스페이싱 T_δ 이후에 가로 평면 내로 다시 폴딩하는 것은 그룹 전이(group transition)를 요구한다.

위에서 언급된 원리의 일반적인 유효성은 위상 다이어그램에 의해 가장 쉽게 확인될 수 있다.

도 4는 처음 3개의 시퀀스 블록 SB₁, SB를 위한 제2 층의 위상 다이어그램을 보여준다. 도 5는 제1 층을 위한 개별 다이어그램이다. 수직 축은 그것이 고정되어 있는 한은, 항상 임의의 위치에 대한 신호의 위상 ph이다. 수평 축은 시간 t이다. 위상 다이어그램의 각각의 라인은 간섭성 에코 경로에 대응한다. 특정 에코 경로를 따르는 스핀들이 가로 평면 내에 위치될 때, 그들은 시간 t에 따라 선형으로 위상 Ph를 누적한다. 위상 누적에 대한 이유는, 단순화를 위해 리포커싱 펄스들 간에서 일정한 것으로 가정되는 판독 경사, 및/또는 관측되는 위치에서의 로컬 B₀ 불균등성이다. 표현을 과다하게 복잡하게 하지 않기 위해, 위상 인코딩 경사의 결과로서 누적되는 위상은 취득되지 않는다. 크러셔 경사들은 리포커싱 펄스들이 새로운 에코 경로들(제로의 초기 위상을 가짐)의 소스가 아닌 범위까지 고려되는데, 왜냐하면 그들은 이러한 에코 경로들을 억제하기 때문이다.

(위상 누적을 갖는 기울어진 섹션을 특징으로 하는) 가로방향 신호는 완벽하지 않은(non-perfect) 리포커싱 펄스에 의해, 각각 4개의 새로운 분기로 나누어진다(리포커싱 펄스들 γ, α, ε의 각각의 신호 분할을 참조). 신호의 일부는 영향을 받지 않은 채로 남아있고, 한 부분은 리포커싱되며, 신호의 한 부분은 세로 방향으로 저장된다. 영향을 받지 않은 분기와 리포커싱된 분기는 리포커싱 펄스 이후에 가로 자화로서 누적을 계속한다. 리포커싱된 분기는 리포커싱 펄스 이전에 누적되는 위상의 부호 변경을 특징으로 한다(즉, 이 분기는 각각 도 4 및 도 5의 제로 축 아래의 각각의 공간에서 시작한다). 2개의 수평 분기는 (위상 누적 없이) 세로 방향으로 저장된 신호에 대응한다.

신호가 (후속하는) 완벽하지 않은 리포커싱 펄스에 다시 충돌(impact)할 때, 그것은 2개의 분기로 나누어진다. 그것은 영향을 받지 않은 채로 남아있거나(여전히 세로 자화로서 위상을 누적하지 않는 수평 분기), 가로 평면 내로 다시 폴딩된다(기울어진 분기). 후자는 이전에 누적된 위상을 유지함으로써, 리포커싱 펄스 이후에 위상 누적을 계속한다.

에코 경로가 제로 축과 교차할 때, 이 순간에서 에코가 형성된다.

다이어그램으로부터의 기울어진 섹션들을 합산함으로써, 특정 에코 경로의 "가로 시간"을 판독하는 것이 가능하다.

이미지 재구성을 위해 요구되는 여기 층들 중 하나의 모든 k-공간 라인들이 도 3a 및 도 3b에 따른 펄스 시퀀스의 1개의 시퀀스 모듈(즉, m개의 층 각각의 단수 여기 및 후속 에코 트레인) 또는 수 개의 시퀀스 모듈(즉, m개의 층의 반복된 여기를 가지며, 그것들 각각에는 후속 에코 트레인이 이어짐)로 인코딩될 때, 2m개(여기에서는 4개)의 에코 신호 그룹 각각에 대한 완전한 미가공 데이터 세트가 획득된다.

결과적으로, 상이한 에코 신호 그룹들의 분할은 각각의 층에 대해 2개의 완전한 미가공 데이터 세트가 각각 획득되게 한다.

이하에서는, 제1 층의 에코 신호 그룹들 E_1a, E_1b의 예를 이용하여, 이러한 미가공 데이터를 처리하는 상이한 가능성들을 설명한다. 모든 다른 층들이 동일한 방식으로 처리될 수 있다.

강도 이미지들(magnitude images)만이 요구되는 경우에는, 제1 실시예에서 에코 신호 그룹 E_1a의 미가공 데이터 세트 및 에코 신호 그룹 E_1b의 미가공 데이터 세트로부터 각각 하나의 강도 이미지를 재구성하는 것이 가능하고(예를 들어, 취득되는 k-공간 포인트들이 이미지 공간 내에서 이러한 미가공 데이터로 점유된 k-공간으로부터의 2차원 푸리에 변환에 의한 통상적인 방식으로 데카르트 격자의 격자 포인트들 상에 위치되는 경우), 후속하여, 신호-대-잡음비를 개선하기 위해, 강도 이미지들 둘 다가 더해질 수 있다. 선행하는 절대값 생성 때문에, 데이터 세트들 둘 다의 비간섭성 위상 정보는 신호 제거(signal erasion)를 야기하지 않는다. 이러한 절차는 1997년 10월에 저널 Magnetic Resonance in Medicine, 38권, 이슈 4의 638-644 페이지에 공개된 논문 "SPLICE: Sub-second diffusion-sensitive MR imaging using a modified fast spin-echo acquisition mode"에서 Fritz Schick에 의해 기술된 절차와 유사하다. 논문은 CPMG 조건이 충족되지 않고, 층들이 분리되어 리포커싱되는 TSE 시퀀스를 기술하고 있다.

제곱합(sum of squares)에 기초하는 대안적인 방법을 이용하면, 개선된 신호-대-잡음비를 갖는 이미지를 획득하는 것이 가능하다. 상기 방법을 이용하면, 제1 층의 결합된 이미지 M₁(x,y)(즉, 제1 이미지의 픽셀 값들 M₁(x, y))는 아래와 같이 계산된다:

동시에, I_1a(x,y)는 에코 신호 그룹 E_1a의 미가공 데이터 세트로부터 재구성된 공간 이미지 좌표들 (x,y)을 갖는 이미지의 복소 픽셀이고, I_1b(x,y)는 에코 그룹 E_1b의 미가공 데이터 세트로부터 재구성된 이미지의 대응 복소 픽셀(complex pixel)이다. ｜I_1a(x,y)｜는 복소 픽셀의 양을 나타낸다:

그리고, 그에 대응하여, ｜I_1b(x,y)｜는 복소 픽셀 I_1b(x,y)의 양을 나타낸다:

다른 바람직한 실시예에서, 복소 이미지들 I_1a(x,y) 및 I_1b(x,y)는 먼저 위상 보정을 거친다.

이하에서 도 6에 의해 보여지는 바와 같이, 멱지수(exponents)

및

는 취득된 데이터로부터 계산될 수 있는 소위 위상 맵들(phase maps)이다. 후속하여, 위상 정정된 이미지들

는 복소수 범위 내에서, 아래의 식에 따라 각각의 층에 대한 복소 결합된 이미지로 더해진다:

이러한 결합된 이미지에 기초하여, 아래의 식에 따라 각각의 층의 강도 이미지를 생성하고,

아래의 식에 따라 실수 부분 이미지들을 생성하고,

아래의 식에 따라 실수 부분 강도 이미지들을 생성하고,

또는 아래의 식에 따라 위상 이미지들을 생성하는 것이 가능하다

도 6은 예를 들어, 수학식 14 및 15에서 요구되는 위상 맵들

및

가 취득된 데이터로부터 어떻게 계산될 수 있는지를 흐름도로 보여준다.

이러한 목적을 위해, 단계 Ⅰa에서, 첫번째로 제1 에코 그룹의 미가공 데이터 세트

가 복제되고, 다음으로 단계 Ⅰb에서, 제2 에코 그룹의 미가공 데이터 세트

가 복제된다.

종래의 표준 재구성에서와 같이, 단계 Ⅲ.2a 또는 Ⅲ.2b에서, 2차원 복소 푸리에 변환의 도움을 받아, 하나의 사본으로부터 각각의 복소 이미지 I_1a(x,y) 또는 I_1b(x,y)가 획득된다.

다른 사본은 각각 단계 Ⅱa 또는 Ⅱb에서, 저역 통과로 필터링된다. 후속하여, 단계 Ⅲ.1a 또는 Ⅲ.1b에서, 더 낮은 공간 해상도를 갖는 이미지들

또는

를 획득하기 위해, 제1 에코 그룹의 필터링된 미가공 데이터 세트들

또는 제2 에코 그룹의

는 2차원 푸리에 변환으로 이미지 공간 내에서 변환된다.

이제, 요구되는 위상 맵들

및

가 아래의 식에 따라 더 낮은 공간 해상도를 갖는 이미지들로부터의 위상 추출을 통해 직접 계산될 수 있다:

그리고,

그러나, 수학적으로는, 낮은 공간 해상도를 갖는 이미지들

또는

의 각각의 픽셀을 복소 공액으로 하여, 그들의 양(amount)으로 나누는 것이 통상적으로 더 유리하다. 다음으로, 이와 같이 획득된 정정 맵들은 단계 Ⅳa 또는 Ⅳb에서 높은 공간 해상도를 갖는 이미지들 I_1a(x,y) 또는 I_1b(x,y)와 픽셀별로 곱해지고, 그에 따라 수학식 14 및 15로부터 위상 정정된 이미지들을 직접 얻는다:

또는

단계 Ⅴ에서, 다음으로 각각의 층의 결합된 이미지

를 얻기 위해, 수학식 16에 따라 복소 가산(complex addition)을 수행하는 것이 가능하다.

이 때, 본 특허 출원의 맥락에서, "완전한 미가공 데이터 세트(complete raw data set)"라는 용어는 종래 기술에 따라 이미지를 재구성하는 것이 가능한 데이터 세트를 기술한다는 점이 추가되어야 한다. 그러므로, 그것은 예를 들어 고속 푸리에 변환에 의한 이미지 재구성에 요구되는 개별 미가공 데이터 라인들이 취득되지 않았고 예를 들어 병렬 재구성 기술들로 대체되어야 하는 데이터 세트들을 포함한다.

또한, 완전한 미가공 데이터 세트는 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같은 단일 에코 트레인으로, 또는 도 3a 및 3b에 도시된 시퀀스의 복수 회의 반복으로 취득될 수 있으며, 여기에서 일반적으로 상이한 k-라인들은 상이한 반복들로 취득된다. 첫번째의 절차는 종래의 터보 스핀 에코 기술에서의 소위 싱글 샷 변형(single shot variation) HASTE 또는 RARE에 대응하고, 두번째의 절차는 소위 멀티 샷 변형에 대응하며, 이들은 각각의 이점과 단점을 갖는다.

본 발명에 따른 시퀀스는 예를 들어 "PROPELLER 시퀀스", 나선형 시퀀스(spiral sequences), 동심환(concentric rings)을 갖는 시퀀스 또는 방사상 시퀀스(radial sequences)로서 알려져 있는 가장 중요한 비-데카르트 k-공간 궤적과 호환가능하다.

PROPELLER 시퀀스는 저널 Magnetic Resonance in Medicine 42:963-969 (1999)에 공개된 James Pipe에 의한 논문 "Motion and Free-Breathing Cardiac Imaging"으로부터 알려져 있는 터보 스핀 에코 시퀀스이며, 이 시퀀스는 각각의 에코 트레인으로, k-공간 중심을 포함하는 층의 데카르트 k-공간 세그먼트를 취득한다. 본 발명에 따른 펄스 시퀀스의 PROPELLER 변형은 m개의 동시 리포커싱된 층 각각에 대해 각각의 에코 트레인으로 2개의 데카르트 k-공간 세그먼트를 취득하며, 이들 각각은 k-공간 중심을 포함한다. 상이한 에코 트레인들에서 취득되는 k-공간 세그먼트들은 k-공간 중심에 관하여 서로에 대해 각각 회전된다.

바람직하게는, PROPELLER/BLADE 변형에서, 에코 그룹들 둘 다의 위에서 언급된 복소 결합은 세그먼트별로 수행된다. 여기에서, "세그먼트"라는 용어는 단일 여기 펄스 이후에 판독되는 데이터를 포함한다. PROPELLER/BLADE 변형에서, 각각의 k-공간 세그먼트는 위에서 언급된 알고리즘이 적용될 수 있게 하는 데카르트 부공간(sub-space)을 나타낸다. 도 7에 도시된 흐름도는 제1 층에 대한 수정된 PROPELLER 재구성을 표시한다. 다른 층들에 대한 재구성은 동일한 방식으로 수행될 수 있다. 동시에, 종래의 PROPELLER 재구성에 비교되는 변경들은 각각 쇄선 테두리로 표시되어 있다.

종래 기술에서와 같이, 상이한 층들은 서로로부터 독립하여 재구성된다. 그러므로, 표현은 단일 층의 재구성을 보여준다. 종래 기술과는 반대로, 층의 프로펠러 블레이드들(propeller blades)의 부분은 상이한 에코 그룹들에서 2회 취득된다. 다수의 절차적 단계들에 따라 동일 방향에서 2중으로 취득된 프로펠러 블레이드들을 결합하는 것이 수정된 재구성의 목표이며, 그것의 결과는 종래 기술에서와 같이, 각각의 방향에 대하여 정확하게 하나의 세그먼트 데이터 세트가 이용가능하며, 나머지 절차적 단계는 종래의 방식으로 수행될 수 있다는 것이다.

통상적으로, PROPELLER 재구성은 세그먼트의 데이터에 기초하여서만 각각 동작하는 수 개의 절차적 단계들로 시작한다.

수 개의 수신 코일을 갖는 병렬 재구성 기술이 이용된 경우, 취득되지 않은 세그먼트 데이터 세트의(예를 들어, 단일 코일들의 코일 민감성의) 각각의 라인들은 절차적 단계 P.Ia 및 P.Ib에서 대체된다. 가장 간단한 경우에서, 이러한 절차적 단계는 종래의 PROPELLER 재구성의 각각의 절차적 단계와 다르지 않다. 선택적으로, 데이터 세트의 이중 존재(dual presence)는 예를 들면 개선된 신호-대-잡음비를 달성하기 위해, 남아있는 아티팩트들을 감소시키기 위해, 또는 컴퓨팅 능력을 절약하기 위해 유리하게 이용될 수 있다.

2개의 스캐닝 윈도우 내에서 2회 취득되는 동일 회전 각도의 특정 층의 프로펠러 블레이드들은, 이미지 공간 내의 느리게 변화하는 위상이 단계들 P.Ⅱa 또는 P.Ⅱb에서 수학적으로 제거된 후에, 단계 P.Ⅲ에서 복소값 방식으로 후속하여 결합될 수 있다. 절차적 단계들 P.Ⅱa, P.Ⅱb 및 P.Ⅲ의 상세에 대해서는 도 6을 이용하여 위에서 설명된 방법을 참조한다. 유일한 차이는 동작들이 층의 완전한 이중 취득된 k-공간 데이터 세트가 아니라, 개별 세그먼트 데이터 세트들에 기초하여 수행된다는 사실로 이루어진다.

이중 취득된 프로펠러 블레이드들의 복소값 결합 후에, 각각의 방향에 대하여 완전한 위상 정정된 프로펠러 블레이드 세그먼트 데이터 세트 B_1x가 각각의 조절(프로펠러 블레이드의 회전 각도)에 이용가능하다. 결과적으로, 나머지 절차적 단계들은 종래의 PROPELLER 재구성의 방식으로 수행될 수 있다. 여기에서, 이러한 나머지 절차적 단계들은 선택적 움직임 검출(단계 P.Ⅳ), 밀도 보상(density compensation)(예를 들어, 단계 P.Ⅴ에서), 그리고 마지막으로 프로펠러 블레이드들과 k-공간 내의 상이한 조절과의 결합, 이미지 공간 내에서의 최종 2차원 푸리에 변환, 및 추가의 선택적 단계들, 예를 들어 필터 동작(모든 단계들은 블록 단계 P.Ⅵ에 의해 상호적으로 표현됨)을 포함한다. 통상적으로, 프로펠러 블레이드들과 상이한 조절과의 결합은 소위 "그리딩(gridding)" 동작으로서 구현된다. 선택적으로, DE 10 2005 046 732에 설명된 바와 같이, 이러한 단계는 후속 누적을 갖는 회전으로서 구현될 수도 있다. 종래의 PROPELLER 재구성의 상세는 위에서 언급된 James Pipe에 의한 저널 논문에 포함되어 있다.

밀도 보상은 k-공간의 중앙 영역들이 상이한 프로펠러 블레이드들에 의해 반복적으로 취득되는 반면, 주변 영역들은 통상적으로 단 한 번만 취득되기 때문에 유리하다.

이하의 설명은 추가의 바람직한 실시예들을 포함한다.

터보 스핀 에코 이미징에서, 짧은 에코 스페이싱은 통상적으로 이미지 품질에 긍정적인 영향을 미친다. 본 발명에 따른 방법에서, 리포커싱 펄스 당 스캐닝 윈도우의 개수는 리포커싱 펄스 당 단 하나의 스캐닝 윈도우를 갖는 (도 2에 도시된 것과 같은) 종래의 1층 터보 스핀 에코 시퀀스에 비해 2m만큼 증가하였다. 여전히 짧은 에코 스페이싱을 실현할 수 있기 위해서는, 취득될 k-공간을 가능한 한 가장 짧은 기간 내에서 판독 방향으로 횡단하기 위해, 큰 판독 경사를 갖는 본 발명에 따른 펄스 시퀀스를 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 최대 경사 진폭 A_max는 기술적으로 자기 공명 시스템의 경사 시스템에 의해 제한된다. 또한, 본 발명에 따른 펄스 시퀀스에서, 2개의 연속적인 층 여기 펄스 α₁, α₂ 사이의 기간 T_α 내에서, 2개의 연속적인 에코 신호 사이와 동일한 경사 모멘트 C = T_α × A_GRO가 판독 방향으로 스위칭되어야 한다. 그러나, 이러한 프로세스에 이용가능한 시간은 기간 T_α보다 층 여기 펄스 α₁, α₂의 지속기간만큼 짧다. 결과적으로, 최대 판독 경사는 경사 시스템의 최대 진폭 A_max보다 항상 낮고, 여기 펄스 α₁, α₂의 지속기간이 짧을수록, 최대 진폭 A_max에 더 가깝게 선택될 수 있다. 그러므로, 바람직한 실시예에서, 자기 공명 이미징 시스템의 고주파수 전송 시스템에 의해 실현될 최대 B₁ 진폭을 고려하고, SAR 제한을 고려하여, 층 여기 펄스 α₁, α₂의 지속기간은 가능한 한 짧게 선택된다. 여기 펄스 α₁, α₂에 의해 구현될 90°의 틸트 각도(tilting angle)는 통상적으로 리포커싱 펄스 ß, γ, δ, ε, ζ의 틸트 각도보다 작다는 사실 때문에, 통상적으로는, 최대 B₁ 진폭이 공급될 때, 특히 리포커싱 펄스 ß, γ, δ, ε, ζ의 지속기간보다 짧은 여기 펄스 α₁, α₂의 지속기간을 선택하는 것이 가능하다.

결론적으로, 앞에서 설명된 상세한 방법 및 설계는 실시예들을 포함하고, 기본 원리는 청구항들에 의해 제공되는 범위까지 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 전문가에 의해 다양한 영역에서 적용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

예를 들어, EPI 시퀀스와 같이, 교대하는 진폭을 갖는 판독 경사들의 시퀀스를 이용하여, 에코 그룹마다 수 개의 에코를 형성하는 것이 가능하며, 이들은 GRASE 방법(Magnetic Resonance in Medicine, 20(1991년)의 344-349 페이지의 "GRASE (Gradient and Spin Echo) Imaging: A Novel Fast MRI technique"에 설명된 바와 같은 경사 및 스핀 에코 방법)에서와 같이 취득 시간의 감소를 위해 위상들을 분리하여 인코딩한다. 대안적으로, 에코 그룹의 판독 경사의 시간 간격은 판독 신호의 물 성분과 지방 성분 간의 원하는 위상 시프트를 달성하는 것이 가능하게 되도록 선택될 수 있다. 이와 같이 획득된 에코 그룹의 상이한 이미지들로부터, 소위 Dixon 재구성의 도움을 받아, 검사될 조직의 지방 성분만을, 또는 물 성분만을 각각 표현하는 이미지들을 재구성하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 펄스 시퀀스들은 리포커싱 펄스의 플립 각도가 180도를 향하는 것에 비해 상당히 감소될 때에도, 고속 T2 가중 이미징에 대해 충분히 긴 에코 트레인을 유지할 수 있다. 이것은 보통의 층 개수 m(그리고, 그에 따른 에코 스페이싱의 보통의 확장)으로 SAR 노출의 적절한 감소를 달성하기 위해 3 테슬라 이상의 기본 자기장을 갖는 고자계 시스템에서 이용될 때 특히 유리하다. 그러므로, SAR 감소를 이유로, 본 발명에 따른 시퀀스는 종종 리포커싱 펄스의 감소된 플립 각도와 함께 이용되는 것이 바람직하다. 도면 내의 모든 리포커싱 펄스가 동일한 방식으로 표시되어 있지만, 구체적으로, 상이한 리포커싱 펄스들은 예를 들어, ß = 180°, γ = 150°, δ = 120°, ε = 120°, …와 같은 상이한 플립 각도들을 가질 수도 있다.

시퀀스는 또한 소위 VR(variable rate) 또는 VERSE(variable rate selective excitation) 펄스들과 호환가능하며, 그에 의해 각각의 SINC 펄스에 비해 고주파수 펄스들의 피크 진폭을 감소시킴으로써, 방사되는 RF 전력의 감소를 달성하는 것이 가능하다.

완벽하게 하기 위해, 부정관사 "a" 또는 "an"의 사용은 각각의 특성이 복수 회 존재하는 것을 배제하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 또한, "유닛"이라는 용어는 그것이 공간적으로 분리될 수 있는 수 개의 컴포넌트로 구성된다는 것을 배제하지 않는다.

1 : 자기 공명 이미징 시스템
2 : 자기 공명 스캐너
3 : 검사실
4 : 기본장 자석 시스템
5 : RF 안테나 전송 시스템
6 : 경사 시스템
7 : RF 안테나 수신 시스템

Claims (15)

1. 검사 대상(examination object)(0)의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하기 위해 자기 공명 이미징 시스템(1)을 동작시키는 방법으로서,
   시퀀스 모듈 내에서 수행되는 절차적 단계들로서:
   - 공간 선택적인 RF 층 여기 펄스들(spatially selective RF layer excitation pulses)(α₁, α₂)의 시퀀스 중의 각각의 RF 층 여기 펄스(α₁, α₂)에 의해, 제1 시간 간격(T_α) 내에서 상기 검사 대상(0) 내의 복수의 층을 여기시키는 단계;
   - 최종 여기 펄스(α₂)에 후속하여 준비 블록(preperation block)(Π)을 수행하는 단계 - 상기 준비 블록(Π)은 적어도 하나의 RF 리포커싱 펄스(ß)를 포함하고 상기 층들 각각에 대하여 하나의 개별 에코 신호(E_1a, E_2a)가 형성되도록 설계되며, 2개의 연속적인 에코 신호(E_1a, E_2a)의 시간 간격은 상기 제1 시간 간격(T_α)과 동일함 - ;
   - 상기 준비 블록(Π)에 의해 형성되는 최종 에코 신호(E_1a)로부터의 제2 시간 간격(T_γ)에서 제2 RF 리포커싱 펄스(γ)를 방출하는 단계 - 상기 제2 RF 리포커싱 펄스(γ)는 상기 층들 각각에 대하여 하나의 추가의 에코 신호(E_1b, E_2b)가 각각 형성되도록 설계되며, 2개의 연속적인 에코 신호(E_1b, E_2b)의 시간 간격은 상기 제1 시간 간격(T_α)과 동일함 - ; 및
   - RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)마다 다수의 시간적으로 분리된 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b)를 생성하기 위해, 각각의 선행하는 RF 리포커싱 펄스(γ, δ, ε)에 후속하는 각각의 제3 시간 간격(T_δ)에서 적어도 하나의 추가 RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)를 방출하는 단계 - 상기 제3 시간 간격(T_δ)은 RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)마다의 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b)의 개수가 여기되는 층의 개수의 2배가 되도록 선택됨 -
   를 포함하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
2. 제1항에 있어서, RF 리포커싱 펄스(ß, γ, δ, ε, ζ)마다의 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b)의 개수가 특정 개수의 스캐닝 윈도우(scanning windows)(AQ) 내에서 판독 경사(readout gradient) 하에서 판독되고, 하나의 개별 경사 펄스 시퀀스(GRO₀)는 2개의 연속적인 RF 층 여기 펄스(α₁, α₂) 사이에서 판독 방향으로 스위칭되고, 그것의 제로 모멘트는 이 기간 동안 판독 방향으로 경사 펄스 시퀀스(GRO₁, GRO₂, GRO₃)가 스위칭된 것으로 인해 관련 층들의 2개의 연속적인 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b) 사이에서 누적되는 제로 모멘트에 대응하는 양을 갖는 것을 특징으로 하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 연속적인 RF 층 여기 펄스(α₁, α₂)의 등지연 포인트들(isodelay points) 간에서 층 선택 방향으로 스위칭되는 모든 경사 펄스(GS_{1 ,1}, GS_{2 ,1}, GS_{1 ,2})의 누적된 제로 모멘트는 제로인 것을 특징으로 하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   - 경사 펄스 시퀀스(GRP)는 최종 여기 펄스(α₂)와 준비 블록(Π) 사이에서 판독 방향으로 스위칭되고, 상기 경사 펄스 시퀀스(GRP)는 상기 준비 블록(Π)의 시작과 상기 층의 제1 에코 신호(E_2a) 사이에서 상기 준비 블록(Π) 이후에 최종 여기 층의 스핀들(spins)이 누적하는 제로 모멘트를 판독 방향에서 정확하게 보상하고;
   - 경사 펄스 시퀀스는 상기 준비 블록에 의해 형성된 최종 에코 신호(E_1a)와 상기 제2 RF 리포커싱 펄스(γ) 사이에서 판독 방향으로 스위칭되고, 상기 경사 펄스 시퀀스는 상기 제2 리포커싱 펄스(γ)의 등지연 포인트와 최초 여기된 층의 제1 에코(E_1b) 사이에서 상기 제2 RF 리포커싱 펄스(γ) 이후에 제1 여기 층의 스핀들이 누적하는 제로 모멘트를 판독 방향에서 정확하게 보상하는 것을 특징으로 하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, RF 층 여기 펄스(α₁, α₂)의 기간은 RF 리포커싱 펄스(ß, γ, δ, ε, ζ)의 기간보다 짧은 것을 특징으로 하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 준비 블록(Π)은 상기 준비 블록에 의해 취득되는 조직 영역(tissue area) 내에서의 가로 자화(transversal magnetization)를 상기 조직의 확산 속성들(diffusion properties)에 따라 감소시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 스캐닝될 층들 내의 각각의 k-공간들은 시퀀스 모듈의 단일 에코 트레인(single echo train)으로 2회 취득되는 것을 특징으로 하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층들 내의 각각의 k-공간들은 복수의 시퀀스 모듈을 갖는 펄스 시퀀스 내에서 취득되고, 상기 에코 신호들에 기초하여 층마다의 2개의 세그먼트의 미가공 데이터가 각각의 시퀀스 모듈의 에코 트레인으로 취득되는 것을 특징으로 하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 k-공간의 세그먼트화(segmentation)는 PROPELLER 궤적(trajectory)에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는, 자기 공명 이미징 시스템의 동작 방법.
10. 검사 대상의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하기 위한 방법으로서,
    절차적 단계들로서:
    - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 RF 리포커싱 펄스(ß, γ, δ, ε, ζ)에 할당된 상이한 스캐닝 윈도우들(AQ) 내에서의 시퀀스 모듈의 범위(scope) 내에서 자기 공명 이미징 시스템(1)에 의해 취득된 미가공 데이터를 제공하는 단계;
    - 상기 상이한 스캐닝 윈도우들(AQ)로부터 상기 미가공 데이터에 대하여 별개의 강도 이미지들(magnitude images)을 계산하는 단계; 및
    - 바람직하게는 제곱합 법(sum of the squares method)을 이용하여, 동일 층에 할당된 강도 이미지들을 이 층의 단일 단층촬영 이미지에 결합하는 단계
    를 포함하는, 자기 공명 이미지 데이터의 생성 방법.
11. 검사 대상의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하기 위한 방법으로서,
    절차적 단계들로서:
    - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 RF 리포커싱 펄스(ß, γ, δ, ε, ζ)에 할당된 상이한 스캐닝 윈도우들(AQ) 내에서의 시퀀스 모듈의 범위 내에서 자기 공명 이미징 시스템(1)에 의해 취득된 미가공 데이터를 제공하는 단계; 및
    - 바람직하게는 이미지 공간 내의 공간적으로 느리게 변화하는 위상이 계산적으로 제거된 후에, 상이한 스캐닝 윈도우들(AQ)에서 미가공 데이터가 취득된 특정 층의 이미지 데이터의 복소값 결합(complex-valued combination)을 수행하는 단계
    를 포함하는, 자기 공명 이미지 데이터의 생성 방법.
12. 적어도 하나의 시퀀스 모듈로 검사 대상(0)의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하기 위해 자기 공명 이미징 시스템(1)을 제어하기 위한 펄스 시퀀스로서,
    적어도 펄스 시퀀스로서:
    - 각각 하나의 RF 층 여기 펄스(α₁, α₂)에 의해, 검사 대상(0) 내의 복수의 층을 여기시키기 위한, 서로에 대한 제1 시간 간격(T_α) 내의 공간적으로 선택적인 RF 층 여기 펄스들(α₁, α₂)의 시퀀스;
    - RF 층 여기 펄스들(α₁, α₂)의 상기 시퀀스의 최종 여기 펄스(α₂)에 후속하는 시간 간격 내의 준비 블록(Π) - 상기 준비 블록(Π)은 적어도 하나의 RF 리포커싱 펄스(ß)를 포함하고 상기 펄스 시퀀스를 방출할 때, 상기 층들 각각에 대하여 하나의 에코 신호(E_1a, E_2a)가 각각 형성되도록 설계되며, 2개의 연속적인 에코 신호(E_1a, E_2a)의 시간 간격은 상기 제1 시간 간격(T_α)과 동일함 - ;
    - 상기 펄스 시퀀스를 방출하는 기간 동안 상기 준비 블록(Π)에 의해 형성되는 최종 에코 신호(E_1a)로부터의 제2 시간 간격(T_γ) 내의 제2 RF 리포커싱 펄스(γ) - 상기 제2 RF 리포커싱 펄스(γ)는 상기 펄스 시퀀스를 방출할 때, 상기 층들 각각에 대하여 하나의 추가의 에코 신호(E_1b, E_2b)가 각각 형성되도록 설계되며, 동시에, 2개의 연속적인 에코 신호(E_1b, E_2b)의 시간 간격은 상기 제1 시간 간격(T_α)과 동일함 - ; 및
    - 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)마다 다수의 시간적으로 분리된 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b)를 각각 생성하기 위한, 각각의 선행하는 RF 리포커싱 펄스(γ, δ, ε)에 후속하는 각각의 제3 시간 간격(T_δ) 내의 적어도 하나의 추가 RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ) - 상기 제3 시간 간격(T_δ)은 RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)마다의 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b)의 개수가 여기되는 층의 개수의 2배가 되도록 선택됨 -
    를 포함하는 펄스 시퀀스.
13. 검사 대상(0)의 자기 공명 이미지 데이터를 생성하는 동작 동안, 펄스 시퀀스에 의해 자기 공명 이미징 시스템(1)을 제어하는, 상기 자기 공명 이미징 시스템(1)을 위한 제어 디바이스(13)로서,
    - 상기 검사 대상(0) 내의 복수의 층은 공간 선택적인 RF 층 여기 펄스들(α₁, α₂)의 시퀀스 중의 각각의 RF 층 여기 펄스(α₁, α₂)에 의해, 제1 시간 간격(Tα) 내에서 여기되고;
    - 최종 여기 펄스(α₂)에 후속하여 준비 블록(Π)이 수행되고, 상기 준비 블록(Π)은 적어도 하나의 RF 리포커싱 펄스(ß)를 포함하고 상기 층들 각각에 대하여 하나의 에코 신호(E_1a, E_2a)가 각각 형성되도록 설계되며, 2개의 연속적인 에코 신호(E_1a, E_2a)의 시간 간격은 상기 제1 시간 간격(T_α)과 동일하고;
    - 제2 시간 간격(T_γ)에서, 상기 준비 블록(Π)에 의해 형성되는 최종 에코 신호(E_1a)로부터 제2 RF 리포커싱 펄스(γ)가 방출되고, 상기 제2 RF 리포커싱 펄스(γ)는 상기 층들 각각에 대하여 하나의 추가의 에코 신호(E_1b, E_2b)가 각각 형성되도록 설계되며, 동시에 2개의 연속적인 에코 신호(E_1b, E_2b)의 시간 간격은 상기 제1 시간 간격(T_α)과 동일하며;
    - 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)마다 다수의 시간적으로 분리된 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b)를 각각 생성하기 위해, 각각의 선행하는 RF 리포커싱 펄스(γ, δ, ε)에 후속하는 제3 시간 간격(T_δ) 내에서 각각 적어도 하나의 추가 RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)가 방출되며, 상기 제3 시간 간격(T_δ)은 RF 리포커싱 펄스(δ, ε, ζ)마다의 에코 신호(E_1a, E_1b, E_2a, E_2b)의 개수가 여기되는 층의 개수의 2배가 되도록 선택되는
    방식으로 상기 자기 공명 이미징 시스템을 제어하는 제어 디바이스.
14. 자기 공명 이미징 시스템(1)으로서,
    기본장 자석 시스템(4);
    RF 안테나 전송 시스템(5);
    경사 시스템(6);
    RF 수신 시스템(7);
    제13항에 따른 제어 디바이스(13)
    를 포함하는 자기 공명 이미징 시스템.
15. 자기 공명 이미징 시스템(1)을 위한 프로그래밍가능한 제어 디바이스(13)의 메모리 내에 직접 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 제어 디바이스(13) 내에서 프로그램이 수행될 때, 제1항 내지 제11항에 따른 방법의 모든 단계를 수행하기 위한 프로그램 코드 섹션들을 갖는 컴퓨터 프로그램 제품.

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