KR20150009473A - 코일들을 위한 자동 hf 심 구성 - Google Patents

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토마스 벤너
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Abstract

특정 측정 대상물을 고려하지 않으면서 자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위해, 송신 코일이 MRI 시스템에 연결될 때, 송신 코일이 자동으로 검출 및 식별된다. 검출된 송신 코일에 의해 전송될 펄스의 위상 설정은, 송신 코일의 식별된 유형에 적어도 기초하여 식별된다. 송신 코일은 식별된 위상 및 진폭을 갖는 펄스를 이용하여 여기된다.

Description

코일들을 위한 자동 HF 심 구성 {AUTOMATIC HF SHIM CONFIGURATION FOR COILS}
본 출원은 2013년 7월 16일 출원된 가특허 출원 번호 제 61/847,012호를 우선권으로 주장하고, 상기 가특허 출원의 개시내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 실시예들은 자기 공명 이미징(MRI) 시스템(magnetic resonance imaging(MRI) system)의 코일(coil)들을 위한 자동 고주파(HF) 심 구성(automatic high frequency(HF) shim configuration)에 관한 것이다.
더 새로운 세대의 자기 공명 이미징(MRI) 시스템들은, 복수의 개개의 무선-주파수(RF) 펄스 트레인(radio-frequency(RF) pulse train)들을 발생하여, 상이한 독립적인 무선-주파수 전송 채널(radio-frequency transmit channel)들을 통해 병렬로 전송할 수 있다. 개개의 RF 신호들은 개개의 전송 채널들(예를 들어, 전체-몸체 안테나(whole-body antenna)의 개개의 로드(rod)들과 같은 개개의 코일 엘리먼트(coil element)들)에 적용된다.
다중채널 송신 코일(multichannel transmission coil)들은 개개의 채널들을 위해 규정된 진폭 및 위상 설정들에서 동작된다. 순시 공간 여기 필드(instantaneous spatial excitation field)는, 개개의 코일 엘리먼트들에 의해 발생된 HF 필드(HF field)들의 로컬 복합 중첩(local complex superposition)으로부터 초래된다. 각각의 개개의 HF 필드는 연관된 코일 엘리먼트에 의존하고, 필드 세기(field intensity)가 증가할 때(예를 들어, ≥ 3T), 각각의 개개의 HF 필드는 또한, 검사중인 대상물(object)(예를 들어, 환자의 몸체)에 점점 더 의존한다.
HF 펄스 캘리브레이션(HF pulse calibration)이, MR 여기의 환자-특정 최적화(patient-specific optimization)를 위해 제공된다. 개개의 코일 엘리먼트들의 공간 여기 맵(spatial excitation map)들(예를 들어, B1 맵(B1 map)들)이 측정된다. 품질 기준의 측면에서 여기(excitation)가 특정 환자에 최적이도록, 개개의 코일 엘리먼트들의 측정된 B1 맵들에 기초하여, 개개의 채널들에 대한 전송 전압들의 위상들 및 진폭들(예를 들어, B1 심(B1 shim)들)이 계산된다.
특정 측정 대상물을 고려하지 않으면서 자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위해, 송신 코일이 MRI 시스템에 연결될 때, 송신 코일이 자동으로 검출 및 식별된다. 검출된 송신 코일에 의해 전송될 펄스의 위상, 및 선택적으로 진폭은, 송신 코일의 식별된 유형에 적어도 기초하여 식별된다. 송신 코일은 식별된 위상 및 진폭을 갖는 펄스를 이용하여 여기된다.
제 1 양상에서, MRI 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법이 제공된다. 송신 코일은 복수의 병렬 송신 코일 엘리먼트(transmission coil element)들을 포함한다. 방법은, 송신 코일의 유형을 검출하는 단계를 포함한다. 프로세서(processor)는 송신 코일의 검출된 유형에 기초하여, 검출된 송신 코일에 의해 전송될 펄스에 대한 위상 설정을 식별한다.
제 2 양상에서, 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체(non-transitory computer-readable storage medium)는, MRI 시스템의 복수의 병렬 송신 코일 엘리먼트들을 포함하는 다중채널 송신 코일을 자동으로 구성하기 위해 하나 또는 둘 이상의 프로세서들에 의해 실행가능한 명령들을 저장한다. 명령들은, 다중채널 송신 코일이 MRI 시스템에 연결될 때 다중채널 송신 코일을 자동으로 검출하는 것을 포함한다. 검출하는 것은, 다중채널 송신 코일의 유형을 식별하는 것을 포함한다. 명령들은 또한, 다중채널 송신 코일의 식별된 유형에 기초하여 고주파(HF) 심을 식별하는 것을 포함한다. 식별된 HF 심은 다중채널 송신 코일의 개개의 채널들을 위한 펄스들에 대해 미리 결정된 진폭 및 위상 설정들을 포함한다.
제 3 양상에서, MRI 시스템의 병렬 송신 코일을 위한 자동 심 구성을 위한 시스템이 제공된다. 시스템은, 복수의 미리 결정된 HF 심들을 저장하도록 구성된 메모리를 포함한다. 시스템은 또한, 메모리와 통신하는 프로세서를 포함한다. 프로세서는, MRI 시스템에 연결된 다중채널 송신 코일을 자동으로 검출하도록 구성된다. 검출은, 다중채널 송신 코일의 유형의 식별을 포함한다. 프로세서는 또한, 다중채널 송신 코일의 식별된 유형에 기초하여 복수의 미리 결정된 HF 심들로부터 HF 심을 선택하도록 구성된다. 선택된 HF 심은 다중채널 송신 코일의 개개의 채널들을 위한 펄스들에 대해 미리 결정된 위상 설정들을 포함한다.
도 1은 자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 일 실시예를 도시하고;
도 2는 도 1의 MRI 시스템의 무선 주파수(RF) 시스템 및 다른 컴포넌트(component)들의 일 실시예를 도시하고;
도 3은 송신 코일 및 RF 시스템이 플러그(plug) 및 소켓(socket)을 통해 연결가능한, MRI 시스템의 일 실시예를 도시하고; 그리고
도 4는 MRI 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법의 일 실시예의 흐름도를 도시한다.
자기 공명 이미징(MRI)에서, 시밍(shimming)은 MRI 스캐너(MRI scanner) 내부의 자기 RF 또는 B1 필드의 비균질성들을 최소화하기 위해 이용된다. 비균질성들은 주로, MRI 스캐너로의 환자의 삽입으로부터 초래된다. 조정가능 전류를 갖는 코일들은, 전체적인 자기장이 더욱 균질하도록, 전송 전압들의 규정된 진폭들 및 위상들을 갖는 펄스들(예를 들어, B1 심들)을 전송함으로써 MRI 스캐너 내의 전체적인 자기 B1 필드를 변경하기 위해 이용될 수 있다.
더 새로운 세대의 MRI 시스템들은, 비균질성의 공간 인버스(spatial inverse)를 여기시킴으로써 B1 + 비균질성을 완화시키기 위해, 공간적으로 맞춰진 여기 패턴(tailored excitation pattern)을 갖는 RF 펄스들을 발생할 수 있다. 이들 시스템들에서, 복수의 개개의 무선-주파수 펄스 트레인들은 상이한 독립적인 무선-주파수 전송 채널들을 통해 병렬로 전송된다. 그 다음으로, 개개의 RF 신호들은 개개의 전송 채널들(예를 들어, 전체-몸체 안테나의 개개의 로드(rod)들)에 적용된다. "병렬 송신" 또는 "병렬 여기"로 지칭되는 이러한 방법은, 다중-엘리먼트 RF 코일 어레이(multi-element RF coil array)의 상이한 공간 프로파일(spatial profile)들 사이의 변동들을 활용한다. 병렬 여기는, 유연하게 성형된 여기 볼륨(flexibly shaped excitation volume)들을 포함하는, B1 + 비균질성의 완화를 넘어서는 여러 중요한 애플리케이션(application)들을 가능하게 하였다.
병렬 송신 시스템(parallel transmission system)들은, 여기 k-공간 궤적(excitation k-space trajectory)을 언더샘플링(undersampling)함으로써(k-공간에서 이동된 거리를 감소시킴), RF 펄스의 지속기간의 감소를 허용하고, 따라서 대응하는 RF 펄스가 단축(shortening)된다. k-공간 도메인에서 "가속(accelerate)"할 능력은, 시스템의 다중 전송 엘리먼트(multiple transmit element)들에 의해 제공된 추가의 자유도들(extra degrees of freedom)로 인해 발생한다.
MRI의 무선 주파수(RF) 펄스들을 위한 병렬 송신(pTx) 시스템들은, 통상의 단일-채널 RF 시스템(single-channel RF system)들을 이용하여 실현가능한 것보다 더 유연한 자화 프로파일(magnetization profile)들을 발생할 수 있다.
종래 기술에서, B1 심은 환자-특정 및 장기-특정(organ-specific)된다. 이미징은, B1 심 계산 전에 국부화(localization)를 위해 제공될 것이다. 가능한 한 공간적으로 균질한 여기가 또한, B1 맵들의 기록을 포함하는 캘리브레이션들을 위해 제공될 것이다. 즉, B1 맵들의 기록을 포함하는 캘리브레이션들을 위해, 사전-캘리브레이션(pre-calibration)이 제공될 것이다. 종래 기술에서, 이들 요건들을 충족하기 위해, B1 맵들이 측정되어 선형으로 중첩(superimpose)되고, 비용 함수가 최적화되고, 최적화된 비용 함수로부터 결정된 HF 심이 적용된다. B1 맵들의 기록 및 비용 함수의 최적화는 오랜 시간이 걸릴 수 있고, 많은 양의 처리 능력(processing power)을 요구할 수 있다.
본 실시예들에서, 최대화된 균질성 여기를 이용하여 발생된 자기 공명(MR) 이미지(magnetic resonance(MR) image)들은 환자-특정 B1 시밍 없이 또는 B1 시밍이 실시될 수 있기 전에 제공된다. 특정 측정 대상물을 고려하지 않으면서, 최적의 여기가, 코일 그리고 보통의(average) 측정 대상물(예를 들어, 일반적인 측정 대상물을 나타냄)에만 의존할 수 있다.
다중채널 송신 코일의 연결시, 다중채널 송신 코일은 자동으로 검출될 수 있다. 검출은, 알려진 디지털 또는 아날로그 코일 코드(digital or analog coil code)들에 의해 수행될 수 있다. 이용되는 코일에 따라, HF 심을 위한 사전설정들이 자동으로 로딩(load)된다. HF 심을 위한 사전설정들은, 이용되는 코일의 유형에 기초하여, 또는 이용되는 코일의 유형 및 부가적인 기준들(예를 들어, 애플리케이션, 환자의 무게, 환자의 위치)에 기초하여 복수의 저장된 사전설정들로부터 수동으로 또는 자동으로 선택될 수 있다. 자동 선택을 위해, 선택은 캘리브레이션 측정(calibration measurement)을 통하거나 또는 측정 레이아웃(measurement layout) 및 환자에 관한 정보에 기초할 수 있다. 사전설정들은 경험적으로(empirically) 또는 시뮬레이션(simulation)들의 도움으로 결정될 수 있다. 사전설정들은, 일반적인 측정 대상물에서의 코일의 일반적인 이용을 위해 최적의 여기를 가능하게 한다. MRI 시스템의 송신 코일을 구성하는 방법은, 아래에 기술되는 도 1 및 도 2의 MRI 시스템 또는 다른 MRI 시스템을 이용하여 실행될 수 있다.
도 1은 MRI 시스템(100)의 일 실시예를 도시한다. MRI 시스템(100)은 스캐너 또는 데이터 포착 유닛(scanner or data acquisition unit)(102) 및 스캐너(102)의 동작을 지시하기 위한 제어 시스템(104)을 포함할 수 있다. 제어 시스템(104)은 하나 또는 둘 이상의 출력 인터페이스(output interface)들(112)(예를 들어, 디스플레이(display)) 및 하나 또는 둘 이상의 입력 인터페이스(input interface)들(114)(예를 들어, 키보드(keyboard))을 갖는 워크스테이션(workstation)(110)을 포함한다. 워크스테이션(110)은, 상업적으로 입수가능한 운영 체제(operating system)를 실행시키는 상업적으로 입수가능한 프로그램가능 머신(programmable machine)일 수 있는 프로세서(116)를 포함한다. 워크스테이션(110)은 오퍼레이터 인터페이스(operator interface)를 제공하고, 상기 오퍼레이터 인터페이스는 스캔 시퀀스(scan sequence)들이, 제어 시스템(104) 및 MRI 시스템(100)에 입력되거나, 다르게는 상기 제어 시스템(104) 및 MRI 시스템(100)을 위해 규정되는 것을 가능하게 한다. 워크스테이션(110)은, 예를 들어, 펄스 시퀀스 서버(pulse sequence server)(118), 데이터 포착 서버(data acquisition server)(120), 데이터 처리 서버(data processing server)(122), 및 데이터 저장 서버(data store server)(124)를 포함하는 다수의 서버들에 커플링(couple)될 수 있다. 워크스테이션(110) 및 서버들(118, 120, 122, 및 124)은 임의의 원하는 통신 기법, 프로토콜, 또는 표준(communication technique, protocol, or standard)을 통해 서로 통신할 수 있다. 제어 시스템(104)의 컴포넌트들은 데이터 버스(data bus) 또는 네트워크(network)(도시되지 않음)를 통해 서로 커플링될 수 있고, 그럴 필요 없지만 도시된 바와 같은 각각의 전용 통신 라인(dedicated communication line)들을 통해 연결될 수 있다. 제어 시스템(104)의 컴포넌트들 중 임의의 하나 또는 둘 이상의 컴포넌트들은 서비스 유닛(service unit), 모듈(module), 또는 공통의 물리적 머신(common physical machine) 또는 다른 디바이스에 의해 실시되는 다른 유닛으로서 실시될 수 있다. 둘 또는 셋 이상의 서버들을 결합하는 것 또는 워크스테이션 기능성을 서버 상에 제공하는 것(또는 그 반대도 가능함)과 같이, 부가적인, 상이한, 또는 더 적은 컴포넌트들이 제공될 수 있다.
프로세서(116), 또는 서버들(118, 120, 122, 및 124) 중 임의의 서버의 프로세서는 일반적인 프로세서, 중앙 처리 유닛(central processing unit), 제어 프로세서(control processor), 그래픽 프로세서(graphics processor), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 3차원 렌더링 프로세서(three-dimensional rendering processor), 이미지 프로세서(image processor), 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit), 필드-프로그램가능 게이트 어레이(field-programmable gate array), 디지털 회로(digital circuit), 아날로그 회로(analog circuit), 이들의 조합들, 또는 다른 현재 알려진 또는 나중에 개발되는 디바이스이다. 프로세서는 직렬로, 병렬로, 또는 개별적으로 동작하는 다수의 디바이스들 또는 단일 디바이스이다. 프로세서는 랩톱 또는 데스크톱 컴퓨터(laptop or desktop computer)와 같은 컴퓨터의 메인 프로세서(main processor)일 수 있거나, 또는 더 큰 시스템에서 몇몇 태스크(task)들을 핸들링(handling)하기 위한 프로세서일 수 있다. 프로세서는, MRI 시스템(100)의 송신 코일을 구성하는 것과 같은, 본 명세서에서 논의되는 동작들을 수행하기 위해 명령들, 설계, 하드웨어(hardware), 및/또는 소프트웨어(software)에 의해 구성된다.
펄스 시퀀스 서버(118)는, 그레디언트 시스템(gradient system)(126) 및 무선 주파수(RF) 시스템(128)을 동작시키도록 워크스테이션(110)으로부터 다운로딩(download)된 명령들에 응답하여 기능한다. 규정된 스캔(scan)을 수행하기 위해 그레디언트 파형(gradient waveform)들이 생성되어, 그레디언트 시스템(126)에 적용된다. 그레디언트 시스템(126)은 MR 신호들을 위치-인코딩(position-encoding)하기 위해 이용되는 자기장 그레디언트(magnetic field gradient)들(Gx, Gy, 및 Gz)을 생성하기 위해 그레디언트 코일 어셈블리(gradient coil assembly)(130)의 그레디언트 코일(gradient coil)들을 여기시킨다. 그레디언트 코일 어셈블리(130)는, 고리모양 또는 다른 극성화 자석(134) 및 전체-몸체 RF 코일 어레이(whole-body RF coil array)(136)를 포함하는 자석 어셈블리(132)의 부분을 형성한다.
몇몇 경우들에서, 전체-몸체 RF 코일 어레이(136)는 버드케이지 안테나(birdcage antenna)의 형태로 구성되며, 환자 터널(patient tunnel)과 평행하게 이어지고 환자 터널 둘레에 원주 어레인지먼트(circumferential arrangement)로 균일하게 분포되는 다수의 개개의 안테나 로드(antenna rod)들을 갖는다. 개개의 안테나 로드들은 버드케이지 안테나의 일 단부에서 링 형상으로, 서로 용량성으로(capacitively) 커플링될 수 있다. 다른 RF 코일들이 이용될 수 있다.
RF 여기 파형들은, 선택된 자기 공명 펄스 시퀀스(magnetic resonance pulse sequence)를 수행하기 위해 RF 시스템(128)에 의해 RF 코일(136)에 적용된다. RF 코일(136) 또는 분리된 로컬 코일(separate local coil)(도시되지 않음)에 의해 검출된 응답 MR 신호들은 RF 시스템(128)에 의해 수신되어, 펄스 시퀀스 서버(118)의 지시 하에 증폭, 복조, 필터링(filter), 및 디지털화(digitize)된다. RF 시스템(128)은 MR 펄스 시퀀스들에서 이용되는 매우 다양한 RF 펄스들을 생성하기 위한 RF 송신기를 포함한다. RF 송신기는, 원하는 주파수, 위상, 및 펄스 진폭 파형(pulse amplitude waveform)의 RF 펄스들을 생성하기 위해 펄스 시퀀스 서버(118)로부터 선택된 스캔 시퀀스 및 방향에 응답한다. 발생된 RF 펄스들은 전체 몸체 RF 코일(136) 또는 하나 또는 둘 이상의 로컬 코일들 또는 코일 어레이들에 적용될 수 있다. 아래에서 기술되는 바와 같이, RF 송신기는, 각각의 송신 채널(transmission channel)에 의해 발생된 RF 펄스들의 중첩(superimposition)을 통해 형성되는 전체적인 RF 펄스를 생성하기 위해 복수의 송신 채널들을 포함한다.
RF 시스템(128)은 또한 하나 또는 둘 이상의 RF 수신기 채널(receiver channel)들을 포함한다. 각각의 RF 수신기 채널은, RF 수신기 채널이 연결되는 코일에 의해 수신되는 MR 신호를 증폭시키는 RF 증폭기를 포함한다. 각각의 수신기는 또한, 수신된 MR 신호의 동위상(I) 및 직각(Q) 성분들을 수집 및 디지털화하는 검출기를 포함할 수 있다.
펄스 시퀀스 서버(118)는 생리학적 포착 제어기(physiological acquisition controller)(138)로부터 환자 데이터(patient data)를 수신할 수 있다. 제어기(138)는, 전극들로부터의 ECG 신호들 또는 벨로즈(bellows)로부터의 호흡 신호(respiratory signal)들과 같은, 환자에 연결된 다수의 상이한 센서(sensor)들로부터 신호들을 수신한다. 이러한 신호들은, 스캔 시퀀스의 실시를 피험자(subject)의 호흡(respiration) 또는 심장박동(heart beat)과 동기화 또는 "게이트(gate)"하기 위해 펄스 시퀀스 서버(118)에 의해 이용될 수 있다.
펄스 시퀀스 서버(118)는 또한, 자석 시스템(magnet system) 및 피험자 또는 환자의 컨디션(condition)과 연관된 다양한 센서들로부터 신호들을 수신하는 스캔 룸 인터페이스 회로(scan room interface circuit)(140)에 연결된다. 스캔 룸 인터페이스 회로(140)에 의해 또한 피험자 위치지정 시스템(subject positioning system)(142)이, 스캔 시퀀스 동안 피험자를 원하는 위치들로 이동시키라는 명령들을 수신한다. 피험자 위치지정 시스템(142)은, 침대 및 따라서 피험자를 원하는 위치로 드라이빙(drive)할 것을 하나 또는 둘 이상의 모터(motor)들(도시되지 않음)에 지시할 수 있다.
RF 시스템(128)에 의해 생성된 디지털화된 MR 신호 샘플들은 데이터 포착 서버(120)에 의해 수신된다. 데이터 포착 서버(120)는, 실시간 MR 데이터를 수신하고 어떠한 데이터도 데이터 오버런(data overrun)에 의해 손실되지 않도록 버퍼 저장소(buffer storage)를 준비하라는, 워크스테이션(110)으로부터 다운로딩된 명령들에 응답하여 동작한다. 몇몇 스캔 시퀀스들에서, 데이터 포착 서버(120)는, 포착된 MR 데이터를 데이터 프로세서 서버(122)에 전달할 뿐이다. 그러나, 스캔의 추가의 수행을 제어하기 위해, 포착된 MR 데이터로부터 유도된 정보를 요구하는 스캔들에서, 데이터 포착 서버(120)는, 이러한 정보를 생성하여, 상기 정보를 펄스 시퀀스 서버(118)에 전달하도록 프로그래밍된다. 예를 들어, 캘리브레이션 또는 다른 사전-스캔(pre-scan)들 동안, MR 데이터가 포착되어, 펄스 시퀀스 서버(118)에 의해 수행되는 펄스 시퀀스를 캘리브레이팅(calibrate)하기 위해 이용된다. 캘리브레이션 데이터(calibration data)는, 상술된 서버들 중 임의의 서버 또는 다른 디바이스들의, 또는 그와 연관된, 또는 그와 통신하는 메모리 또는 저장 디바이스 또는 다른 유닛에 저장될 수 있다.
서버들 중 임의의 서버의 메모리는 컴퓨터 판독가능 저장 매체들(computer readable storage media)일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은, 랜덤 액세스 메모리(random access memory), 판독-전용 메모리(read-only memory), 프로그램가능 판독-전용 메모리(programmable read-only memory), 전기적으로 프로그램가능한 판독-전용 메모리(electrically programmable read-only memory), 전기적으로 소거가능한 판독-전용 메모리(electrically erasable read-only memory), 플래시 메모리(flash memory), 자기 테이프 또는 디스크(magnetic tape or disk), 광학 매체들(optical media) 등을 포함하는(그러나, 이에 한정되지 않음) 다양한 유형들의 휘발성 및 비-휘발성 저장 매체들을 포함할 수 있다. 메모리는 단일 디바이스 또는 디바이스들의 조합일 수 있다. 메모리는 프로세서에 인접하거나, 프로세서의 부분이거나, 프로세서와 네트워킹되거나, 및/또는 프로세서로부터 원거리에 있을 수 있다.
네비게이터 신호(navigator signal)들은, 스캔 동안 포착될 수 있고, RF 또는 그레디언트 시스템 동작 파라미터(operating parameter)들을 조정하기 위해 또는 k-공간이 샘플링(sample)되는 뷰 오더(view order)를 제어하기 위해 이용될 수 있다. 데이터 포착 서버(120)는 자기 공명 혈관조영(MRA) 스캔(magnetic resonance angiography(MRA) scan)에서 조영제(contrast agent)의 도달을 검출하기 위해 이용되는 MR 신호들을 처리하기 위해 이용될 수 있다. 모든 이들 예들에서, 데이터 포착 서버(120)는 MR 데이터를 포착하고, 스캔을 제어하기 위해 이용되는 정보를 생성하기 위해 실시간으로 MR 데이터를 처리한다.
데이터 처리 서버(122)는 데이터 포착 서버(120)로부터 MR 데이터를 수신하고, 워크스테이션(110)으로부터 다운로딩된 명령들에 따라 MR 데이터를 처리한다. 대안적으로, 데이터 처리 서버(122)는 MR 데이터를 RF 시스템(128)으로부터 직접 수신한다. 이러한 처리는 예를 들어, 2 또는 3-차원 이미지들을 생성하기 위한 미가공(raw) k-공간 MR 데이터의 푸리에 변환, 재구성된 이미지에 필터들의 적용, 포착된 MR 데이터의 배경-투사 이미지 재구성(back-projection image reconstruction)의 수행, 기능적인 MR 이미지들의 계산, 움직임 또는 흐름 이미지(motion or flow image)들의 계산, 세그먼테이션(segmentation), 또는 다른 시각화 처리들을 포함할 수 있다.
데이터 처리 서버(122)에 의해 재구성된 이미지들은 저장을 위해 워크스테이션(110)으로 다시(back) 전달된다. 실시간 이미지들은 데이터베이스 메모리 캐시(database memory cache)(도시되지 않음)에 저장될 수 있고, 상기 데이터베이스 메모리 캐시로부터 이미지들이 디스플레이(112) 또는 보조 단말 또는 콘솔(auxiliary terminal or console)(144)에 출력될 수 있고, 상기 디스플레이(112) 또는 보조 단말 또는 콘솔(144)은 담당의사들 또는 다른 오퍼레이터들에 의한 이용을 위해 자석 어셈블리(132) 가까이 위치될 수 있다. 배치 모드 이미지(batch mode image)들 또는 선택된 실시간 이미지들은 임의의 원하는 저장 매체를 포함할 수 있는 대용량 저장 디바이스(mass storage device)(146) 상의 데이터베이스에 저장된다. 이러한 이미지들이 재구성되어 저장소에 전달될 때, 데이터 처리 서버(122)는 워크스테이션(110) 상의 데이터 저장 서버(124)에 통지한다. 워크스테이션(110)은, 이미지들을 아카이빙(archive)하거나, 필름(film)들을 생성하거나, 또는 이미지들을 네트워크를 통해 다른 설비들로 전송하기 위해 오퍼레이터에 의해 이용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, RF 시스템(128) 및 시스템(100)의 다른 컴포넌트들이 더욱 상세하게 도시된다. 전체 몸체 코일 어레이(136)는, 원하는 RF 여기 필드(field-of-excitation)("FOX")를 생성하기 위해 복수의 RF 송신기들(200)에 의해 개별적으로 구동될 수 있는 복수의 코일 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 각각의 RF 송신기(200)는, 중첩(superimpose)될 때 합성 RF 신호를 집합적으로 규정하는 채널들의 어레이 중 하나를 형성한다. 코일 어레이(136)는 또한, 복수의 수신 채널들(202)과 함께 이용될 수 있다. 대안적으로 또는 부가하여, 다른 전체 몸체 RF 코일 어레이(도시되지 않음) 또는 다른 로컬 RF 코일이 MR 신호들을 포착하기 위해 이용될 수 있다. 다양한 상이한 코일 어레이 구조들이 시스템(100)(도 1)의 부분으로서 이용될 수 있다.
RF 시스템(126)은 송신기들(200)의 세트를 포함하고, 송신기들(200)의 세트 각각은 개개의 선택된 RF 여기 필드를 생성한다. 이러한 RF 여기 필드의 베이스 또는 캐리어 주파수(base or carrier frequency)는 주파수 신시사이저(frequency synthesizer)(204)의 제어 하에 생성되고, 상기 주파수 신시사이저(204)는 펄스 시퀀스 서버(118)로부터 디지털 제어 신호들의 세트를 수신한다. 이들 제어 신호들은, 출력부(206)에서 생성될 수 있는 RF 캐리어 신호(RF carrier signal)의 주파수 및 위상을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. RF 캐리어는, 펄스 시퀀스 서버(118)로부터 또한 수신되는 신호에 응답하여 RF 캐리어의 진폭이 변조되는, 각각의 송신기(200)의 변조기 및 상향 변환기(up converter)(208)에 적용된다. 신호는 생성될 RF 여기 펄스의 엔벨로프(envelope)를 규정하고, 일련의 저장된 디지털 값(digital value)들을 순차적으로 판독함으로써 발생된다. 이들 저장된 디지털 값들은, 임의의 원하는 RF 펄스 엔벨로프가 각각의 송신기(200)에 의해 생성되는 것을 가능하게 하기 위해 변화될 수 있다.
출력부(210)에서 생성된 RF 여기 펄스의 크기(magnitude)는 각각의 송신기(200)의 여자기 감쇠기 회로(exciter attenuator circuit)(212)에 의해 감쇠된다. 각각의 감쇠기 회로(212)는 펄스 시퀀스 서버(118)로부터 디지털 명령을 수신한다. 감쇠된 RF 여기 펄스들은 각각의 송신기(200)의 전력 증폭기(214)에 적용된다. 전력 증폭기들(214)은 전송/수신 스위치(transmit/receive switch)들(216)의 세트 상의 각각의 전송 입력부들에 연결되는 전류원 디바이스(current source device)들이다. 이러한 예에서, 원하는 수(N)의 송신기들(200)은 이용되어, 대응하는 수(N)의 전송/수신 스위치들(216)을 통해, RF 코일 어레이(136)의 대응하는 수(N)의 코일 엘리먼트들에 연결된다.
피험자에 의해 생성된 신호는 코일 어레이(136)에 의해 픽업(pick up)되어, 수신 채널들(202)의 세트의 입력부들에 적용된다. 각각의 수신기 채널(202)의 전치-증폭기(218)는, 펄스 시퀀스 서버(118)(도 1)로부터 수신된 디지털 감쇠 신호에 의해 결정된 양만큼 신호를 증폭시킨다. 수신된 신호는 라머 주파수(Larmor frequency)에 또는 라머 주파수 부근에 있고, 이러한 고주파 신호는 하향 변환기(down converter)(220)에 의해 2단계 처리로 하향 변환되는데, 이는 첫 번째로 NMR 신호를 라인(line)(206) 상의 캐리어 신호와 믹스(mix)하고, 그 다음으로, 결과적인 차이 신호를 라인(222) 상의 기준 신호와 믹스하는 것이다. 하향 변환기 NMR 신호는 아날로그-투-디지털(A/D) 변환기(analog-to-digital(A/D) converter)(224)의 입력부에 적용되고, 상기 아날로그-투-디지털(A/D) 변환기(224)는 아날로그 신호를 샘플링 및 디지털화하고 아날로그 신호를 디지털 검출기 및 신호 프로세서(digital detector and signal processor)(226)(예를 들어, MR 수신기)에 적용하며, 상기 디지털 검출기 및 신호 프로세서(226)는 수신된 신호에 대응하는 16-비트(bit) 동위상(I) 값들 및 16-비트 직각(Q) 값들을 생성한다. 수신된 신호의 디지털화된 I 및 Q 값들의 결과적인 스트림(stream)은 데이터 포착 서버(120)(도 1) 및/또는 데이터 처리 서버(122)에 출력된다. A/D 변환기(224)에 적용된 샘플링 제어 신호뿐만 아니라 기준 신호가 기준 주파수 발생기(228)에 의해 생성된다.
전송/수신 스위치들(216)은, RF 필드가 생성될 펄스 시퀀스의 그러한 부분들 동안, N개의 송신기들(200)을 코일 어레이(136)의 N개의 코일 엘리먼트들에 연결하도록, 펄스 시퀀스 서버(118)(도 1)에 의해 제어되고 지시받는다. 각각의 송신기(200)는, N개의 코일 엘리먼트들 각각에서 원하는 진폭, 주파수, 위상, 및 엔벨로프의 RF 필드를 생성하도록 펄스 시퀀스 서버(118)(도 1)에 의해 개별적으로 제어된다. N개의 코일 엘리먼트들의 결합된 RF 필드들은, 절차의 이미징 단계(imaging phase) 동안 피험자의 관심 구역에 걸쳐 규정된 B1 필드를 생성한다.
B1 필드가 생성되지 않는 경우, 펄스 시퀀스 서버(118)는, N개의 수신 채널들 각각을 각각의 N개의 코일 엘리먼트들에 연결하도록 전송/수신 스위치들(216)에 지시한다. 피험자의 여기된 스핀(excited spin)들에 의해 생성된 신호들이 픽업되어 상술된 바와 같이 개별적으로 처리된다.
MRI 스캔이 수행되는 경우, 송신 코일(300)(예를 들어, 전체 몸체 코일 어레이(136) 또는 다른 코일)이 MRI 시스템(100)의 소켓으로 플러깅(plug)될 수 있다. 다른 실시예들에서, 송신 코일(300)은 임의의 수의 다른 방식들로 MRI 시스템(100)에 연결될 수 있다. 일단 플러깅되면, 송신 코일(300)은, 예를 들어, RF 시스템(128)의 전송/수신 스위치들(216)을 통해 MRI 시스템(100)의 하나 또는 둘 이상의 컴포넌트들과 통신할 수 있고, MRI 스캔은 도 1 및 도 2의 상기 설명에 따라 실행될 수 있다.
도 3은 송신 코일(300) 및 RF 시스템(128)(예를 들어, RF 시스템의 리셋(reset))이 플러그(302) 및 소켓(304)을 통해 연결가능한, RF 시스템(128)의 일 실시예를 도시한다. 도 3의 예시적인 실시예는, 예를 들어, 6개의 코일 엘리먼트들에 대응하는 6개의 프롱(prong)들 및 6개의 소켓들을 도시한다. 플러그(302) 및 소켓(304)은 더 많은 또는 더 적은 프롱들 및 소켓들을 각각 포함할 수 있다. MRI 시스템(100)의 사용자는, 예를 들어, 플러그(302)를 포함하는 송신 코일(300)을 MRI 시스템(100)의 대응하는 소켓(304)에 연결(예를 들어, 플러깅)할 수 있다. 일 실시예에서, 송신 코일(300)은 소켓(302)을 포함하고, MRI 시스템(100)은 플러그(304)를 포함한다. 아래에 기술되는 바와 같이, 송신 코일(300)은, 예를 들어, 송신 코일(300)의 코일 유형을 식별하는 코일 코드를 저장하는 메모리(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 송신 코일(300)의 메모리에 저장된 코일 코드는, 예를 들어, 송신 코일(300)이 RF 시스템(128)에 연결될 때, MRI 시스템의 서버에 전송될 수 있다.
도 4는 MRI 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법의 일 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법은 도 1 내지 도 3의 MRI 시스템(100) 또는 다른 MRI 시스템을 이용하여 수행될 수 있다. 방법은 도시된 순서로 실시되지만, 다른 순서들이 이용될 수 있다. 부가적인, 상이한, 또는 더 적은 동작들이 제공될 수 있다. 유사한 방법들이 MRI 시스템의 송신 코일을 구성하기 위해 이용될 수 있다.
동작(400)에서, MRI 시스템의 송신 코일이 검출된다. MRI 시스템의 사용자는, 예를 들어, 플러그를 포함하는 송신 코일을 MRI 시스템의 대응하는 소켓에 연결(예를 들어, 플러깅)할 수 있다. 플러그 및 소켓을 통해, 송신 코일이 하나 또는 둘 이상의 서버들 및/또는 워크스테이션들(예를 들어, 도 1로부터, 펄스 시퀀스 서버(118), 데이터 포착 서버(120), 데이터 처리 서버(122), 및/또는 워크스테이션(110))과 통신한다. 송신 코일은 무접촉 커넥터(contactless connector)들과 같은 다른 방식들로 MRI 시스템에 연결될 수 있다.
사용자에 의해 MRI 시스템에 연결된 송신 코일은 복수의 병렬 송신 코일 엘리먼트들을 포함하는 다중채널 송신 코일일 수 있다. 예를 들어, 송신 코일은 16개의 분리된 송신 채널들에 대응하는 16개의 코일 엘리먼트 버드케이지 코일(coil element birdcage coil)일 수 있다. 송신 코일은 더 많은 또는 더 적은 채널들을 포함할 수 있고, 임의의 수의 형상들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 송신 코일은 환자의 상이한 몸체 부분들(예를 들어, 머리 또는 어깨)을 이미징하기 위해 임의의 수의 방식들로 성형될 수 있다. 일 실시예에서, 송신 코일은 단일 코일 엘리먼트 송신 코일(single coil element transmission coil)이다. 송신 코일은 단지 전송 코일일 수 있거나, 또는 전송/송신 코일일 수 있다.
MRI 시스템(예를 들어, 도 1의 펄스 시퀀스 서버(118)와 같은 MRI 시스템의 서버의 프로세서)은 송신 코일을 자동으로 검출할 수 있다. 예를 들어, 송신 코일은, 예를 들어, 이용되는 송신 코일의 유형을 식별하는 코드를 나타내는 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 저장된 코드는 디지털 코일 코드(digital coil code) 또는 아날로그 코일 코드(analog coil code)일 수 있다. MRI 시스템의 프로세서(예를 들어, 도 1의 워크스테이션(110) 또는 펄스 시퀀스 서버(118)의 프로세서)는 송신 코일의 메모리에 저장된 코드를 나타내는 데이터를 판독할 수 있거나, 또는 예를 들어, 송신 코일이 MRI 시스템에 연결될 때, 코드를 나타내는 데이터를 송신 코일로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에서, MRI 시스템의 사용자는, MRI 시스템에 연결되어 있는 송신 코일의 유형을 결정하고, 송신 코일의 유형에 대응하는 코일 코드를 예를 들어, 워크스테이션에 입력한다.
송신 코일은, 송신 코일이 MRI 시스템에 연결될 때 검출될 수 있다. 다른 실시예들에서, 송신 코일은, MRI 시스템이 턴온(turn on)될 때 검출될 수 있거나, 또는 송신 코일이 MRI 시스템에 연결된 후 미리 결정된 시간에서 검출될 수 있다.
동작(402)에서, 프로세서는 검출된 송신 코일의 유형에 기초하여, 검출된 송신 코일에 의해 전송될 펄스의 위상 설정을 식별한다. 선택적으로, 프로세서는 또한, 검출된 송신 코일의 유형에 기초하여, 검출된 송신 코일에 의해 전송될 펄스의 진폭 설정을 식별할 수 있다. 프로세서는 송신 코일의 검출에 응답하여 검출된 송신 코일에 의해 전송될 펄스의 위상 및 진폭을 자동으로 식별할 수 있다. 예를 들어, 동작(400)에서 사용자에 의해 MRI 시스템에 연결된 다중채널 송신 코일에 있어서, 프로세서는, 다중채널 송신 코일에 의해 전송될 각각의 병렬 펄스에 대한 위상 및 진폭을 식별한다. 프로세서는 채널들 사이의 위상 차이들을 식별할 수 있다. 부가하여, 프로세서는 채널들 사이의 상대적 진폭들을 식별할 수 있다. 즉, 일 실시예에서, 프로세서는 16개의 병렬 송신 채널들에 의해 전송될 16개의 병렬 펄스들에 대한 위상/진폭 조합들의 16개의 세트들을 식별한다. 위상/진폭 조합들의 세트들은 적어도 부분적으로 HF 심을 규정한다.
프로세서는 메모리와 통신할 수 있다. 메모리는 프로세서와 동일한 또는 상이한 워크스테이션 또는 서버의 메모리일 수 있다. 메모리는 송신 코일들의 상이한 유형들에 대응하는 미리 결정된 위상/진폭 조합들(예를 들어, 사전설정들)의 복수의 세트들을 나타내는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 송신 코일들의 상이한 유형들에 대응하는 미리 결정된 위상/진폭 조합들의 복수의 세트들 사이에서, 메모리는 동작(400)에서 MRI 시스템에 연결된 16개의 코일 엘리먼트 버드케이지 코일에 대한 HF 심을 위한 사전설정을 저장한다. HF 심을 위한 사전설정은 코일 및 보통의(average) 측정 대상물에만 의존하는 최적의 여기를 나타낸다.
메모리는 예를 들어, 송신 코일의 유형을 나타내는 데이터(예를 들어, 코일 코드를 나타내는 데이터)를 HF 심을 위한 사전설정을 나타내는 데이터와 각각 상관시키는 코일 파일(coil file)들을 저장할 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 이용되는 송신 코일의 유형을 식별하는 코일 코드를 나타내는 데이터에 기초하여, 16개의 코일 엘리먼트 버드케이지 코일에 대한 HF 심을 위한 사전설정을 위해 코일 파일을 선택한다. 프로세서는 식별된 코일 코드를 나타내는 데이터에 대한 코일 파일들의 콘텐츠(content) 또는 코일 파일들의 파일 명칭(file name)들을 탐색(search)할 수 있다. 다른 실시예들에서, 코일 코드들을 나타내는 데이터 및 HF 심들을 위한 사전설정들을 나타내는 대응하는 데이터가 메모리의 테이블(table)에 저장될 수 있고, 프로세서는 식별된 코일 코드에 대해 테이블을 탐색할 수 있다.
HF 심을 위해 선택된 사전설정은 자동으로 로딩(load)될 수 있다. 일 실시예에서, HF 심을 위해 선택된 사전설정은 워크스테이션을 통해 사용자에게 제공될 수 있고, 사용자는 선택된 사전설정을 워크스테이션을 통해 수용, 거절, 또는 조정할 수 있다. 그 후에, 대상물(예를 들어, 환자)이 이미징될 수 있거나, 또는 MRI 시스템은 HF 심을 위해 선택된 사전설정을 이용하여 추가로 캘리브레이팅될 수 있다.
예를 들어, HF 심을 위한 사전설정을, 이미징될 몸체 구역 및 최적화 목표(optimization goal)에 더욱 양호하게 맞추기 위해, 프로세서는, 메모리에 저장된 복수의 사전설정들 중 어느 사전설정이 선택 및 로딩될지를 결정할 때 부가적인 기준들을 고려할 수 있다. 코일 파일들 또는 테이블은, 더욱 최적의 여기를 선택하기 위해 이용될 수 있는 부가적인 정보(예를 들어, 부가적인 기준들)를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일 파일들 또는 테이블은 애플리케이션 또는 최적화(예를 들어, 결과적인 필드의 균질화, 서브볼륨(subvolume)의 최대 효율성(집중된 RF), 미리 결정된 입력 전력을 갖는 특정된 위치에서의 고 RF), 환자의 무게, 환자의 위치, 측정 레이아웃에 관한 정보, 및/또는 다른 정보를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
MRI 시스템의 사용자는 부가적인 기준들을 예를 들어, 워크스테이션에 입력할 수 있거나, 또는 프로세서는, 메모리 또는 다른 메모리에 저장된 환자 데이터로부터 또는 주어진 환자에 대한 MRI 시스템의 구성으로부터 부가적인 기준들을 자동으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 이전에 메모리에 저장된 환자 데이터에 기초하여 부가적인 기준들(예를 들어, 이미징될 환자 및 환자의 몸체 부분의 무게)을 자동으로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 자동 선택은 캘리브레이션 측정으로부터 유도된 정보에 기초하여 이루어질 수 있다. 프로세서는 식별된 코일 코드 및 부가적인 기준들에 기초하여 HF 심을 위한 사전설정을 선택할 수 있다.
예를 들어, 16개의 코일 엘리먼트 버드케이지 코일을 이용하여, 메모리는 16개의 코일 엘리먼트 버드케이지 코일과 연관된 복수의 상이한 코일 파일들을 저장할 수 있다. 16개의 코일 엘리먼트 버드케이지 코일과 연관된 상이한 코일 파일들은, 환자의 상이한 무게들, 상이한 최적화들, 및/또는 이미징될 환자의 상이한 몸체 구역들에 대한 것일 수 있다. 16개의 코일 엘리먼트 버드케이지 코일에 대한 코일 코드 및 부가적인 기준들에 기초하여, 프로세서 또는 사용자는 가장 최적의 코일 파일이 로딩되도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 메모리는, 각각 무게가 160 lbs., 180 lbs., 및 200 lbs.인 환자들에 대한 미리 결정된 최적화(예를 들어, 균질화)를 위해 16개의 코일 엘리먼트 버드케이지 코일과 연관된 코일 파일들을 저장할 수 있다. 프로세서는 이미징될 환자의 무게가 185 lbs.라는 것을, 그리고 HF 심의 사전설정에 대한 목표가 사용자로부터 수신된 데이터 또는 메모리에 저장된 데이터로부터의 균질화라는 것을 결정할 수 있다. 그 다음으로, 프로세서는 가장 최적의 초기 여기를 제공하기 위해, HF 심 균질화를 위해 환자 무게 180 lbs.에 대해 코일 파일로부터 HF 심을 위한 사전설정을 선택 및 로딩할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서는, 예를 들어, 선택된 사전설정의 검증을 위해, 선택된 사전설정을 워크스테이션에서 사용자에게 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서가, 어느 코일 파일을 선택할지를 결정할 수 없는 경우, 프로세서는, 메모리에 저장된 복수의 상이한 코일 파일들로부터 코일 파일을 선택하도록 사용자에게 요청하는, 워크스테이션에서 사용자에게 디스플레이될 메시지를 발생할 수 있다.
코일 파일들 또는 테이블에 포함된 HF 심들을 위한 사전설정들은 MRI 시스템의 동작 전에 결정될 수 있다. 사전설정들은, MRI 시스템의 동작 전에, 예를 들어, 경험적으로, 이론적으로, 또는 시뮬레이션들의 도움으로 결정되어, 메모리에 저장될 수 있다.
본 실시예들 중 하나 또는 둘 이상은, 캘리브레이션들을 수행하거나, 국부화 이미지(localization image)들을 기록하거나, 및/또는 사전의 환자-특정 및/또는 장기-특정 이미징 없이 이미징하기 위해, (예를 들어, B1 필드 맵들의) 측정 없이, 코일-특정 자동 HF 심 캘리브레이션을 제공한다. 본 실시예들 중 하나 또는 둘 이상은, 종래 기술의 HF 펄스 캘리브레이션과 비교하여, 더 큰 강건함(robustness), 더 용이한 계산(예를 들어, 더 적은 계산 시간 및 비용을 초래함), 및 잡음을 다루는 더 양호한 능력의 이점들을 제공한다(예를 들어, 종래 기술의 HF 펄스 캘리브레이션은 로컬 최저치들(local minima)을 초래할 수 있음).
본 실시예들 중 하나 또는 둘 이상에서, 사용자 또는 프로세서는, 초기 여기 후에 HF 심에 대한 (존재한다면) 작은 조정들을 할 필요만이 있을 수 있다. 환자가 MRI 시스템에 위치될 수 있고, 예비 이미지(preliminary image)들이 발생되어 대상물(예를 들어, 장기)의 위치를 파악할 수 있다. 그러나, HF 심을 위한 사전설정 대신에 HF 심을 위한 임의의 설정이 이용되는 경우, 신호 손실들로 인해 이미지들이 발생될 수 없거나, 또는 이미지들의 품질이 너무 조악할 수 있어서, 다수의 이미징 세션(imaging session)들/조정들이 요구될 수 있다.
본 발명이 다양한 실시예들을 참조하여 상술되었지만, 기술된 실시예들에 대해 많은 변경들 및 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러므로, 전술한 설명은 제한적이기보다는 예시적인 것으로서 간주되도록, 그리고 실시예들의 모든 동등물들 및/또는 조합들이 본 설명에 포함되도록 의도되는 것이 이해되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 자기 공명 이미징(MRI) 시스템(magnetic resonance imaging(MRI) system)의 송신 코일(transmission coil)을 구성하기 위한 방법으로서,
    상기 송신 코일은 복수의 병렬 송신 코일 엘리먼트(parallel transmission coil element)들을 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 송신 코일의 유형을 검출하는 단계; 및
    프로세서(processor)를 이용하여, 상기 송신 코일의 상기 검출된 유형에 기초하여, 상기 검출된 송신 코일에 의해 전송될 펄스(pulse)에 대한 위상 설정을 식별하는 단계
    를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는, 상기 송신 코일이 상기 MRI 시스템에 연결될 때, 상기 송신 코일을 식별하는 단계를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는, 상기 송신 코일이 상기 MRI 시스템에 연결될 때, 상기 송신 코일로부터 코일 코드(coil code)를 수신하는 단계를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별하는 단계는, 상기 송신 코일을 검출하는 단계에 응답하여, 상기 검출된 송신 코일에 의해 전송될 상기 펄스에 대한 상기 위상 설정을 자동으로 식별하는 단계를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별하는 단계는, 상기 송신 코일의 상기 검출된 유형에 기초하여, 상기 검출된 송신 코일에 의해 전송될 상기 펄스에 대한 진폭 설정을 식별하는 단계를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 설정은 적어도 부분적으로, 미리 결정된 고주파(HF) 심(high frequency(HF) shim)을 규정하고,
    상기 식별하는 단계는, 상기 검출된 송신 코일의 유형 및 부가적인 기준들에 기초하여, 복수의 미리 결정된 HF 심들로부터 상기 미리 결정된 HF 심을 선택하는 단계를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 부가적인 기준들은, 상기 MRI 시스템을 위한 애플리케이션(application), 이미징(image)될 대상물의 무게, 상기 대상물의 위치, 또는 이들의 조합을 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는, 측정 레이아웃(measurement layout) 및 이미징될 대상물과 관련된 데이터(data), 또는 캘리브레이션 측정(calibration measurement)으로부터 발생된 데이터에 기초하여, 상기 복수의 미리 결정된 HF 심들로부터 상기 미리 결정된 HF 심을 자동으로 선택하는 단계를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계 및 상기 식별하는 단계 전에 상기 위상 설정을 결정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 결정하는 단계는, 상기 송신 코일의 미리 결정된 이용 및 미리 결정된 대상물을 위해, 경험적으로(empirically) 또는 하나 또는 둘 이상의 시뮬레이션(simulation)들의 도움으로 상기 위상 설정을 결정하는 단계를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    대상물을 이미징하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 이미징하는 단계는 상기 검출된 송신 코일을 이용하여 상기 펄스를 전송하는 단계를 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 송신 코일을 구성하기 위한 방법.
  11. 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체(non-transitory computer-readable storage medium)로서,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 복수의 병렬 송신 코일 엘리먼트들을 포함하는 다중채널 송신 코일(multichannel transmission coil)을 자동으로 구성하도록 하나 또는 둘 이상의 프로세서들에 의해 실행가능한 명령들을 저장하는 상기 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체에서,
    상기 명령들은,
    상기 다중채널 송신 코일이 상기 MRI 시스템에 연결될 때 상기 다중채널 송신 코일을 자동으로 검출하는 것 ― 상기 검출하는 것은, 상기 다중채널 송신 코일의 유형을 식별하는 것을 포함함 ―; 및
    상기 다중채널 송신 코일의 상기 식별된 유형에 기초하여 고주파(HF) 심을 식별하는 것 ― 상기 식별된 HF 심은 상기 다중채널 송신 코일의 개개의 채널(channel)들을 위한 펄스들에 대해 미리 결정된 진폭 및 위상 설정들을 포함함 ―
    을 포함하는,
    비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 명령들은,
    대상물의 이미징을 개시하는 것 ― 상기 이미징은, 상기 검출된 다중채널 송신 코일을 이용하여 상기 펄스들을 전송하는 것을 포함함 ―
    을 더 포함하는,
    비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 자동으로 검출하는 것은, 상기 다중채널 송신 코일이 상기 MRI 시스템에 연결될 때, 상기 다중채널 송신 코일로부터 코일 코드를 수신하는 것을 포함하는,
    비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 식별하는 것은, 상기 다중채널 송신 코일의 검출에 응답하여 상기 다중채널 송신 코일의 상기 식별된 유형에 기초하여 상기 고주파(HF) 심을 자동으로 식별하는 것을 포함하는,
    비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 식별하는 것은, 상기 검출된 다중채널 송신 코일의 유형, 부가적인 기준들, 또는 이들의 조합에 기초하여 복수의 미리 결정된 HF 심들로부터 상기 HF 심을 선택하는 것을 포함하는,
    비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 식별하는 것은, 상기 부가적인 기준들에 기초하여 상기 복수의 미리 결정된 HF 심들로부터 상기 HF 심을 선택하는 것을 포함하고,
    상기 부가적인 기준들은 상기 MRI 시스템을 위한 애플리케이션, 이미징될 대상물의 무게, 상기 대상물의 위치, 또는 이들의 조합을 포함하는,
    비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  17. 자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 병렬 송신 코일을 위한 자동 심 구성(automatic shim configuration)을 위한 시스템으로서,
    상기 시스템은,
    복수의 미리 결정된 고주파(HF) 심들을 저장하도록 구성된 메모리(memory);
    상기 메모리와 통신하는 프로세서
    를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 MRI 시스템에 연결된 다중채널 송신 코일을 자동으로 검출하도록 ― 상기 검출은 상기 다중채널 송신 코일의 유형의 식별을 포함함 ―, 그리고
    상기 다중채널 송신 코일의 상기 식별된 유형에 기초하여 상기 복수의 미리 결정된 HF 심들로부터 HF 심을 선택하도록 ― 상기 선택된 HF 심은 상기 다중채널 송신 코일의 개개의 채널들을 위한 펄스들에 대해 미리 결정된 진폭 설정들을 포함함 ― 구성되는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 병렬 송신 코일을 위한 자동 심 구성을 위한 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 다중채널 송신 코일의 상기 식별된 유형, 이미징될 몸체 구역, 및 미리 결정된 최적화 목표(optimization goal)에 기초하여, 상기 복수의 미리 결정된 HF 심들로부터 상기 HF 심을 선택하도록 구성되는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 병렬 송신 코일을 위한 자동 심 구성을 위한 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 이미징될 몸체 구역의 이미징을 개시하도록 추가로 구성되고,
    상기 이미징은, 상기 검출된 다중채널 송신 코일을 이용한 상기 펄스들의 송신을 포함하는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 병렬 송신 코일을 위한 자동 심 구성을 위한 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 다중채널 송신 코일이 상기 MRI 시스템에 연결될 때 상기 다중채널 송신 코일이 자동으로 검출되도록, 상기 다중채널 송신 코일이 상기 MRI 시스템에 연결되는 것에 응답하여 상기 다중채널 송신 코일의 유형을 식별하는 코일 코드를 수신하도록 구성되는,
    자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 병렬 송신 코일을 위한 자동 심 구성을 위한 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017153573A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 磁気共鳴イメージング装置
KR101879952B1 (ko) * 2015-11-10 2018-07-18 지멘스 헬스케어 게엠베하 심 유닛을 작동시키는 방법, 제어 유닛 및 자기 공명 디바이스

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014207314B4 (de) * 2014-04-16 2017-08-10 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren, System und Magnetresonanzanlage zum Ausgleichen von Inhomogenitäten des Magnetfelds
US10788970B2 (en) * 2016-06-21 2020-09-29 Siemens Healthcare Gmbh Efficient determination of MR scan parameters
CN109598004B (zh) * 2017-09-30 2022-09-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 用于微尺度磁共振成像系统的横向梯度线圈及其设计方法
EP4012435A1 (de) * 2020-12-09 2022-06-15 Siemens Healthcare GmbH Computerimplementiertes verfahren zum betrieb einer magnetresonanzeinrichtung, magnetresonanzeinrichtung, computerprogramm und elektronisch lesbarer datenträger

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4443079B2 (ja) * 2001-09-13 2010-03-31 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用ｒｆ受信コイル
US20090005669A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-01 Siemens Aktiengellsellschaft System and method for performing remote radiological examinations
US7940047B2 (en) * 2007-11-23 2011-05-10 Sentinelle Medical, Inc. Microcontroller system for identifying RF coils in the bore of a magnetic resonance imaging system
DE102009030721B4 (de) 2009-06-26 2013-04-04 Siemens Aktiengesellschaft SAR-Berechnung für mehrkanalige MR-Sendesysteme
JP5670159B2 (ja) * 2009-11-26 2015-02-18 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
DE102010011588B4 (de) 2010-03-12 2012-04-05 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Verfahren zur Bestimmung von Sensitivitätsmatrizen für kritische Hotspots
US8294465B2 (en) * 2010-03-31 2012-10-23 Natalia Gudino Switched mode pre-amplification and am feedback for on-coil switched mode amplifiers in parallel transmission MRI
DE102010018001A1 (de) 2010-04-23 2011-10-27 Siemens Aktiengesellschaft SAR- Abschätzung bei Kernspinresonanz-Untersuchungen mittels Mikrowellenthermometrie
US8653818B2 (en) 2011-04-08 2014-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Parallel transmission RF pulse design with local SAR constraints

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101879952B1 (ko) * 2015-11-10 2018-07-18 지멘스 헬스케어 게엠베하 심 유닛을 작동시키는 방법, 제어 유닛 및 자기 공명 디바이스
JP2017153573A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 磁気共鳴イメージング装置

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