KR20150039649A

KR20150039649A - 자기 공명 영상 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20150039649A
Application number: KR20130118115A
Authority: KR
Inventors: 박현욱; 한예지; 조재문
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2015-04-13
Also published as: KR102190023B1; US20150091571A1; US9945921B2; EP3052020A4; EP3052020A1; WO2015050400A1

Abstract

개시된 발명의 일 측면은 환자 테이블의 이동 거리를 반영하여 리포커싱 RF의 중심 주파수를 여기 RF의 중심 주파수로부터 시프트시킴으로써 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시키는 자기 공명 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 환자 테이블을 이동시키면서 자기 공명 촬영을 수행하는 자기 공명 영상 장치는 보어(bore)에 정자장(static magnetic field)을 형성하는 정자장 코일부; 상기 정자장에 경사(gradient)를 인가하여 경사 자장을 형성하는 경사 코일부; 여기 RF(Radio Frequency) 및 리포커싱(refocusing) RF를 인가하는 RF 코일부; 및 상기 리포커싱 RF가 인가되는 슬라이스가 상기 여기 RF가 인가된 슬라이스와 일치하도록 상기 리포커싱 RF를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자기 공명 영상 장치 및 그 제어 방법{MAGNETIC RESONANCE IMAGING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}

개시된 발명은 환자 테이블을 이동시키면서 자기 공명 영상을 촬영하는 자기 공명 영상 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 의료용 영상 장치는 환자의 진단 부위에 관한 정보를 획득하여 영상으로서 제공하는 장치이다. 의료용 영상 장치는 초음파 영상 장치, 엑스선 장치, 자기 공명 영상 장치 등이 있다. 이 중에서 자기 공명 영상 장치는 영상 촬영 조건이 상대적으로 자유롭고, 연부 조직에서의 우수한 대조도와 다양한 진단 정보 영상을 제공해주기 때문에 의료용 영상을 이용한 진단 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

자기 공명 영상의 촬영 기법 중 테이블 연속 이동(Continuously moving table:CMT) 기법은 자기 공명 데이터를 자석 어셈블리의 isocenter와 최대한 가까운 위치에서 획득하기 위해 환자 테이블을 일정한 속도로 이동시키면서 자기 공명 영상을 촬영하는 기법이다.

개시된 발명의 일 측면은 환자 테이블의 이동 거리를 반영하여 리포커싱 RF의 중심 주파수를 여기 RF의 중심 주파수로부터 시프트시킴으로써, 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시키는 자기 공명 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 환자 테이블을 이동시키면서 자기 공명 촬영을 수행하는 자기 공명 영상 장치는 보어(bore)에 정자장(static magnetic field)을 형성하는 정자장 코일부; 상기 정자장에 경사(gradient)를 인가하여 경사 자장을 형성하는 경사 코일부; 여기 RF(Radio Frequency) 및 리포커싱(refocusing) RF를 인가하는 RF 코일부; 및 상기 리포커싱 RF가 인가되는 슬라이스가 상기 여기 RF가 인가된 슬라이스와 일치하도록 상기 리포커싱 RF를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 환자 테이블의 이동 거리에 기초하여 상기 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산하고, 상기 계산된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하도록 상기 RF 코일부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 환자 테이블의 이동거리에 기초하여 상기 여기 RF의 중심 주파수로부터의 오프셋(f_offset)을 계산할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 계산된 오프셋만큼 시프트된 값을 상기 리포커싱 RF의 중심 주파수로 계산할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 환자 테이블의 이동 속도와 에코 타임(Time Echo)에 기초하여 상기 환자 테이블의 이동 거리를 계산하고, 상기 환자 테이블의 이동 거리는 상기 여기 RF 인가와 상기 리포커싱 RF 인가 사이에 이동한 거리일 수 있다.

상기 제어부는, 하기 [수학식 5]를 이용하여 상기 오프셋을 계산할 수 있다.[수학식 5]

f_offset = γg_zVTE/4π

γ는 비례 상수이고, V는 상기 환자 테이블의 이동 속도이며, TE는 에코 타임이다.

상기 제어부는, 반전 경사(Gradient Reversal) 기법에 따라 여기 RF의 인가 시에 형성되는 경사 자장의 극성과 리포커싱 RF의 인가 시에 형성되는 경사 자장의 극성이 반대가 되도록 상기 경사 코일부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우, 각각의 슬라이스마다 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하도록 상기 RF 코일부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우, 제 1 슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1를 갖는 여기 RF 및 제2슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1+f_s를 갖는 여기 RF를 인가하고(f_s는 슬라이스 선택에 따른 오프셋), 상기 제1슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1+f_offset(f_offset는 상기 환자 테이블의 이동에 따른 오프셋)를 갖는 리포커싱 RF 및 제2슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1-f_s+f_offset를 갖는 리포커싱 RF를 인가하도록 상기 RF 코일부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 멀티 에코 시퀀스(multi echo sequence)에 따라 상기 여기 펄스의 인가 후 복수의 리포커싱 RF를 인가하고, 상기 복수의 리포커싱 RF마다 상기 환자 테이블의 이동에 따라 중심 주파수를 시프트시키도록 상기 RF 코일부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 여기 RF와 리포커싱 RF의 중심 주파수를 조절하여 상기 멀티 슬라이스의 순서를 선택할 수 있다.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 환자 테이블을 이동시키면서 자기 공명 촬영을 수행하는 자기 공명 영상 장치의 제어방법은 보어(bore)에 정자장(static magnetic field)을 형성하고; 상기 정자장에 경사(gradient)를 인가하여 경사 자장을 형성하고; 여기 RF를 인가하여 특정 슬라이스를 선택하고; 상기 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 환자 테이블의 이동 거리에 기초하여 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하는 것을 포함한다.

상기 환자 테이블의 이동 거리에 기초하여 상기 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산하는 것은, 상기 환자 테이블의 이동거리에 기초하여 상기 여기 RF의 중심 주파수로부터의 오프셋(f_offset)을 계산하는 것을 포함할 수 있다.

상기 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산하는 것은, 상기 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 계산된 오프셋만큼 시프트된 값을 상기 리포커싱 RF의 중심 주파수로 계산할 수 있다.

상기 오프셋(f_offset)을 계산하는 것은, 상기 환자 테이블의 이동 속도와 에코 타임(Time Echo)에 기초하여 상기 환자 테이블의 이동 거리를 계산하는 것을 더 포함하고, 상기 환자 테이블의 이동 거리는 상기 여기 RF 인가와 상기 리포커싱 RF 인가 사이에 이동한 거리일 수 있다.

상기 오프셋(f_offset)을 계산하는 것은, 하기 [수학식 5]를 이용하여 상기 오프셋을 계산하는 것을 더 포함할 수 있다.

[수학식 5]

f_offset = γg_zVTE/4π

상기 리포커싱 RF의 인가 시에 상기 형성된 경사 자장의 극성과 반대인 극성을 갖는 경사 자장을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.

멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우, 각각의 슬라이스마다 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가할 수 있다.

멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우, 제 1 슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1를 갖는 여기 RF 및 제2슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1+f_s를 갖는 여기 RF를 인가하고(f_s는 슬라이스 선택에 따른 오프셋); 상기 제1슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1+f_offset(f_offset는 상기 환자 테이블의 이동에 따른 오프셋)를 갖는 리포커싱 RF 및 제2슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1-f_s+f_offset를 갖는 리포커싱 RF를 인가할 수 있다.

상기 리포커싱 RF는 복수 회 인가되고, 상기 복수 회 인가되는 리포커싱 RF마다 상기 환자 테이블의 이동에 따라 중심 주파수가 시프트될 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 자기 공명 영상 장치 및 그 제어방법에 의하면, 환자 테이블의 이동 거리를 반영하여 리포커싱 RF의 중심 주파수를 여기 RF의 중심 주파수로부터 시프트시킴으로써 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시킬 수 있다.

도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 블록도이다.
도 2는 자기공명영상장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 대상체가 놓여 있는 공간을 X, Y, Z 축으로 구분한 도면이다.
도 4는 자석 어셈블리의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 경사 코일부를 구성하는 각 경사 코일의 동작과 관련된 펄스 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 6은 스핀 에코 펄스 시퀀스를 사용하는 경우의 펄스 시퀀스 다이어그램이다.
도 7a 및 도 7b는 테이블의 이동에 의해 발생되는 슬라이스 영역의 불일치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 테이블의 이동에 의해 발생되는 슬라이스 영역의 불일치를 나타낸 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치에 의한 슬라이스 영역의 일치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치에 의한 슬라이스 영역의 일치를 나타낸 그래프이다.
도 11은 테이블의 이동에 따른 멀티 슬라이스의 위치 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12는 대상체에 RF를 인가할 때 자기 공명 신호를 발생시키는 off-resonance 성분과 on-resnance 성분을 나타내는 그래프이다.
도 13은 반전 경사 기법에 사용되는 펄스 시퀀스 다이어그램이다.
도 14는 도 13에 따른 펄스를 발생시켰을 때 자기 공명 신호를 생성하는 슬라이스의 위치를 나타낸 그래프이다.
도 15는 반전 경사 기법이 적용된 경우 테이블의 이동에 의해 발생되는 슬라이스 영역의 불일치를 나타낸 그래프이다.
도 16은 반전 기법을 적용하는 경우에 테이블의 이동에 따른 리포커싱 RF의 오프셋을 나타낸 그래프이다.
도 17은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어방법에 대한 순서도이다.
도 18은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어방법에 있어서, 반전 경사 기법을 적용한 실시예에 관한 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 개시된 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 블록도이다.

도 1을 참조하면, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치(100)는 자기장을 형성하고 원자핵에 대한 공명 현상을 발생시키는 자석 어셈블리(150)와, 자석 어셈블리(150)의 동작을 제어하는 제어부(120), 원자핵으로부터 발생되는 에코 신호 즉, 자기 공명 신호를 수신하여 자기 공명 영상을 생성하는 영상 처리부(160) 등을 포함한다.

자석 어셈블리(150)는 내부 공간에 정자장(Static field)을 형성하는 정자장 코일부(151), 정자장에 경사(gradient)를 인가하여 경사자장(gradient field)을 발생시키는 경사 코일부(152) 및 대상체에 RF 펄스를 인가하여 원자핵을 여기시키고 원자핵으로부터 에코 신호를 수신하는 RF 코일부(153)를 포함한다.

자기 공명 영상 장치(100)는 자석 어셈블리(150)의 내부 공간인 보어(bore)에 대상체를 이송시키는 환자 테이블(101)을 더 포함하고, 제어부(120)는 자석 어셈블리(150)의 동작을 제어하는 자석 어셈블리 제어부(121) 및 환자 테이블의 이동을 제어하는 테이블 제어부(122)를 포함한다. 자석 어셈블리 제어부(121)와 테이블 제어부(122)는 하나의 프로세서에 의해 구현될 수도 있고, 서로 다른 프로세서에 의해 구현될 수도 있다.

자석 어셈블리 제어부(121)는 정자장 코일부(151)가 형성하는 정자장의 세기 및 방향을 제어하고, 대상체의 진단 부위나 진단 목적에 맞는 적절한 펄스 시퀀스를 설계하고 설계된 펄스 시퀀스에 따라 경사 코일부(152) 및 RF 코일부(153)를 제어한다.

자기 공명 영상 장치(100)는 정자장 코일부(151)에 정자장 발생을 위한 정자장 전류를 인가하는 정자장 인가부(170), 경사 코일부(152)에 경사 자장 발생을 위한 경사 전류를 인가하는 경사 인가부(130) 및 RF 코일부(153)에 RF 발생을 위한 RF 전류를 인가하는 RF 인가부(140)를 더 포함한다.

자석 어셈블리 제어부(121)는 정자장 인가부(170), 경사 인가부(130) 및 RF 인가부(140)를 통해 정자장 코일부(151), 경사 코일부(152) 및 RF 코일부(153)를 제어함으로써 보어에 형성되는 정자장, 경사자장 및 원자핵에 가해지는 RF를 제어할 수 있다.

RF 코일부(153)는 영상 처리부(160)와 접속되어 있고, 영상 처리부(160)는 원자핵으로부터 발생되는 자기 공명 신호에 관한 데이터를 수신하는 데이터 수집부(161), 데이터 수집부(161)에서 수신한 데이터들을 저장하는 데이터 저장부(162), 저장된 데이터들을 처리하여 자기공명영상을 생성하는 데이터 처리부(163)를 포함한다.

데이터 수집부(161)는 RF 코일부(153)가 수신한 자기 공명 신호를 증폭하는 전치 증폭기(preamplifier), 전치 증폭기로부터의 자기 공명 신호를 전송받아 위상 검출하는 위상 검출기, 위상 검출에 의해 획득된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 포함할 수 있다. 그리고 데이터 수집부(161)는 디지털 변환된 자기 공명 신호를 데이터 저장부(162)로 전송한다.

데이터 저장부(162)에는 2차원 푸리에(Fourier) 공간을 구성하는 데이터 공간이 형성되며 스캔 완료된 전체 데이터의 저장이 완료되면 데이터 처리부(163)는 2차원 푸리에 공간 내의 데이터를 2차원 역 푸리에 변환하여 대상체에 대한 영상을 재구성한다.

자기공명영상장치(100)는 사용자 인터페이스(110)를 구비할 수 있는바, 조작 콘솔(111)을 통해 사용자로부터 자기 공명 영상 장치(100)의 전반적인 동작에 관한 제어 명령을 입력받을 수 있고, 특히 사용자로부터 대상체의 스캔에 적용될 스캔 시퀀스에 관한 명령을 수신하면, 자석 어셈블리 제어부(121)에서 해당 스캔 시퀀스에 맞는 펄스 시퀀스를 설계할 수 있다.

디스플레이(112)는 자기 공명 영상 장치(100)의 제어에 관한 각종 정보와 영상 처리부(160)에서 생성된 영상을 표시하여 사용자로 하여금 대상체의 건강상태를 진단할 수 있도록 할 수 있다.

도 2는 자기공명영상장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 대상체가 놓여 있는 공간을 X, Y, Z 축으로 구분한 도면이며, 도 4는 자석 어셈블리의 구조와 경사 코일의 구조를 나타낸 도면이다.

이하 앞서 설명한 도 1을 함께 참조하여 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)의 구체적인 동작에 대해 설명하도록 한다.

도 2를 참조하면, 자석 어셈블리(150)는 내부 공간이 비어 있는 원통형의 형상을 하며 갠트리(gantry)라고도 한다. 그리고, 그 내부 공간은 캐비티(cavity) 또는 보어(bore)라고 하며, 환자 테이블(101)은 그 위에 누워 있는 대상체(50)를 보어로 이송시킨다.

자석 어셈블리(150)의 내부에는 정자장 코일부(151), 경사 코일부(152), 및 RF 코일부(153)가 내장된다.

정자장 코일부(151)는 보어에 정자장을 발생시키기 위한 코일을 포함하며, 이를 메인 자석(main magnet)이라고도 하고, 메인 자석은 초전도 자석으로 구현되는 것도 가능하다. 이 경우, 정자장 코일부(151)는 초전도 코일을 포함한다.

정자장 코일부(151)는 보어의 둘레를 코일이 감고 있는 형태로 할 수 있고 정자장 인가부(170)로부터 정자장 코일부(151)에 전류가 인가되면 보어에 정자장이 형성된다. 정자장의 방향은 일반적으로 자석 어셈블리(150)의 종축과 평행하다.

보어에 정자장이 형성되면 대상체(50)를 구성하는 원자 특히, 수소 원자의 원자핵은 정자장의 방향으로 정렬되며, 정자장의 방향을 중심으로 세차운동(precession)을 한다. 원자핵의 세차속도는 세차 주파수로 나타낼 수 있으며 이를 라모르(Larmor) 주파수라 부르고 아래의 [수학식 1]로 표현할 수 있다.

[수학식 1]

ω=γB₀

여기서, ω는 라모르 주파수이고 γ는 비례상수이며 B₀는 외부 자기장의 세기이다. 비례상수는 원자핵의 종류마다 달라지며 외부 자기장의 세기의 단위는 테슬라(T) 또는 가우스(G)이고 세차주파수의 단위는 Hz이다.

예를 들어, 수소 양성자는 1T의 외부 자기장 속에서 42.58MHZ의 세차주파수를 가지며, 인간의 몸을 구성하는 원자 중 가장 큰 비율을 차지하는 것이 수소이므로 MRI에서는 주로 수소 양성자의 세차운동을 이용하여 자기 공명 신호를 얻는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 대상체(50)의 종축이 자석 어셈블리(150)의 종축과 평행하게 놓여진다는 전제하에, 대상체(50)의 발부터 머리까지의 종축과 평행하는 축, 즉 정자장의 방향과 평행하는 축을 Z축으로, 대상체(50)의 좌우방향과 평행하는 축을 X축으로, 공간에서의 상하 방향과 평행하는 축을 Y축으로 결정할 수 있다.

대상체(50)의 종축이 정자장의 방향과 평행하게 놓여지면, 대상체(50)의 횡단면에 대한 단층 영상을 얻을 수 있으며, 단층 영상을 얻기 위해 일정 두께를 갖는 슬라이스가 선택될 수 있다.

자기 공명 신호에 대한 3차원의 공간적인 정보를 얻기 위해서는 X, Y, Z 축 모두에 대한 경사자장이 요구된다. 따라서, 경사 코일부(152)는 X, Y, Z 축에 각각 대응되는 세 쌍의 경사 코일을 포함한다.

도 4에 도시된 것처럼 Z축 경사 코일(152z)은 일반적으로 한 쌍의 링 타입의 코일로 구성되고, Y축 경사 코일(152y)은 대상체(50)의 위아래에 위치한다. X축 경사 코일(152x)은 대상체(50)의 좌우측에 위치한다.

후술하는 바와 같이 Z축 경사 코일(152z)은 슬라이스를 선택하는데 이용되고, Y축 경사 코일(152y)은 위상 부호화(phase encoding)에 이용되며, X축 경사 코일(152x)은 주파수 부호화(frequency encoding)에 이용된다.

도 5는 경사 코일의 동작과 관련된 펄스 시퀀스를 도시한 도면이다.

반대극성을 가진 직류전류가 두 개의 Z축 경사 코일(152z) 각각에서 반대 방향으로 흐르게 되면 Z축 방향으로 자장의 변화가 발생하여 경사자장이 형성된다.

Z축 경사 코일(152z)에 일정 시간 동안 전류를 흘려 주어 경사자장이 형성되면, 공명 주파수는 경사자장의 크기에 따라 크거나 작게 변화된다. 그리고, 특정 위치에 해당하는 고주파를 RF 코일부(153)가 발생시키면 그 특정 위치에 대응되는 단면의 양성자 만이 공명을 일으킨다. 따라서, Z축 경사 코일(152z)은 슬라이스 선택에 사용된다. 그리고, Z축 방향으로 형성되는 경사자장의 기울기가 클수록 얇은 두께의 슬라이스를 선택할 수 있다.

Z축 경사 코일(152z)에 의해 형성된 경사 자장을 통해 슬라이스가 선택되면, 슬라이스를 구성하는 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지므로 각 스핀을 구별할 수 없다.

이 때, Y축 경사 코일(152y)에 의해 Y축 방향으로 경사 자장이 형성되면, 경사자장은 슬라이스의 행(row)들이 서로 다른 위상을 갖도록 위상 시프트를 일으킨다.

즉, Y축 경사 자장이 형성되면 큰 경사 자장이 걸린 행의 스핀들은 높은 주파수로 위상이 변하고 작은 경사 자장이 걸린 행의 스핀들은 보다 낮은 주파수로 위상이 변한다. Y축 경사 자장이 사라지면 선택된 슬라이스의 각 행들은 위상 시프트가 일어나 서로 다른 위상을 갖게 되고, 이로 인해 행들을 구별할 수 있다. 이와 같이 Y축 경사 코일(152y)에 의해 생긴 경사자장은 위상 부호화(phase encoding)에 사용된다.

Z축 경사 코일(152z)에 의해 형성된 경사 자장을 통해 슬라이스가 선택되고, Y축 경사 코일(152y)에 의해 형성된 경사 자장을 통해 선택된 슬라이스를 구성하는 행들을 서로 다른 위상으로 구별한다. 그러나 행을 구성하는 각 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지므로 구별할 수 없다.

이때 X축 경사 코일(152x)에 의해 X축 방향으로 경사 자장이 형성되면, X축 경사 자장은 각 행을 구성하는 스핀들이 서로 다른 주파수를 갖도록 하여 각각의 스핀을 구별하도록 해준다. 이와 같이 X축 경사 코일(152x)에 의해 생긴 경사 자장은 주파수 부호화(frequency encoding)에 사용된다.

전술한 것처럼, Z, Y, X축 경사 코일에 의해 형성되는 경사 자장은 슬라이스 선택, 위상 부호화, 주파수 부호화를 통해 각 스핀들의 공간 위치를 부호화(spatial encoding)한다.

경사 코일부(152)는 경사 인가부(130)와 접속되어 있고, 경사 인가부(130)는 자석 어셈블리 제어부(121)로부터 전송받은 제어신호에 따라 경사 코일부(152)에 경사 파형 즉, 전류 펄스를 인가하여 경사자장을 발생시킨다. 따라서, 경사 인가부(130)는 경사 전원이라고도 하며, 경사 코일부(152)를 구성하는 세 개의 경사 코일(152x,152y,152z)에 대응하여 세 개의 구동회로를 구비할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 외부 자기장에 의해 정렬된 원자핵들은 Larmor 주파수로 세차운동을 하며 여러 개의 원자핵의 자화(magnetization) 벡터합을 하나의 평균자화(net magnetization) M으로 나타낼 수 있다.

평균자화의 Z축 성분은 측정이 불가능하고, M_XY만이 검출될 수 있다. 따라서 자기 공명 신호를 얻기 위해서는 원자핵을 여기(excitation)시켜 평균자화가 XY 평면 위에 존재하게 해야 한다. 원자핵의 여기를 위해 원자핵의 Larmor 주파수로 tune된 RF 펄스를 정자장에 인가해야 한다.

RF 코일부(153)는 RF 펄스를 송신하는 송신 코일 및 여기된 원자핵이 방출하는 전자파 즉, 자기 공명 신호를 수신하는 수신 코일을 포함할 수 있다. 또는, 송신 코일과 수신 코일을 별도로 구비하지 않고 헤드 코일(head coil)과 같이 송수신이 모두 가능한 코일을 사용하는 것도 가능하다.

RF 코일부(153)는 RF 인가부(140)와 접속되어 있고, RF 인가부(140)는 자석 어셈블리 제어부(121)로부터 전송받은 제어신호에 따라 RF 코일부(153)에 고주파 신호를 인가하여 RF 코일부(153)로 하여금 자석 어셈블리(150) 내부에 RF 펄스를 송신하게 한다.

RF 인가부(140)는 고주파 신호를 펄스형 신호로 변조하는 변조 회로 및 펄스형 신호를 증폭하는 RF 전력 증폭기를 포함할 수 있다.

원자핵으로부터 자기 공명 신호를 얻기 위해 주로 사용되는 펄스 시퀀스로 스핀 에코 펄스 시퀀스가 있다. 이하 구체적으로 설명한다.

도 6은 스핀 에코 펄스 시퀀스를 사용하는 경우의 펄스 시퀀스 다이어그램이다.

RF 코일부(153)에서 RF 펄스를 인가 할 때, 먼저 원자핵의 여기(excitation)를 위한 RF 펄스(이하, 여기 RF라 함)를 인가한다. 여기 RF가 인가되면, 자장의 불균일성이나 스핀 간의 상호 작용에 의해 Dephasing이 나타나고, 이 때 급격히 감소하는 FID(Free Induction Decay) 신호가 발생된다. 따라서, 안정된 상태의 신호를 얻기 위해 Dephasing된 스핀을 다시 모아주는 리포커싱(refocusing) RF를 인가하면, FID 신호가 다시 모여 안정된 에코 신호 즉, 자기 공명 신호가 나타난다. 이를 스핀 에코(Spin Echo) 펄스 시퀀스라 하고, 여기 RF 인가 후 자기 공명 신호가 발생할 때까지 걸리는 시간을 TE(Echo Time)라 한다.

여기 RF 인가 후, 리포커싱 RF 인가 사이의 시간을 △t라 하면, 리포커싱 RF 인가 후 △t가 경과하면 자기 공명 신호가 발생된다. 따라서, TE = 2△t의 관계가 성립된다.

양성자가 얼마나 플립(flip)되었는지 여부는 플립되기 전에 위치하던 축으로부터 이동한 각으로 나타낼 수 있으며, 플립 정도에 따라 90도 RF, 180도 RF 등으로 나타낸다. 스핀 에코 펄스 시퀀스에서는 주로 여기 RF를 90도 RF로, 리포커싱 RF를 180도 RF로 한다.

도 6을 참조하면, 90도 RF 및 180도 RF를 인가할 때, 특정 부위를 선택하기 위하여 Z축 경사 코일(152z)에 경사 전류를 인가하여 z축 경사 자장(Gz)을 발생시킨다. 도 6에 도시된 바와 같이, 경사 전류는 펄스 형태로 인가된다. 또한, y축 방향의 경사 자장(Gy)이 발생되어 위상 부호화(phase encoding)에 사용되며, x축 경사 자장(Gx)이 발생되어 주파수 부호화(frequency encoding) 또는 판독(Readout)에 사용된다. 따라서, y축의 경사 자장과 x축의 경사 자장에 의해 획득되는 신호들이 k-space를 채워주게 된다.

한편, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)는 테이블 연속 이동(CMT) 기법을 적용하여 자기 공명 촬영을 수행한다. 보어에 형성된 자기장의 isocenter에서 멀어질 수록 자기장의 균질도가 감소하기 때문에, 영상의 왜곡을 최소화시키기 위해 isocenter와 최대한 가까운 위치에서 자기 공명 데이터를 획득하기 위한 것이다. isocenter는 보어에 형성된 자기장의 중심을 나타내는 것으로서, x축 경사 자장(Gz), y축 경사 자장(Gy) 및 z축 경사 자장(Gz)의 크기가 모두 0인 지점을 나타낸다.

테이블 연속 이동 기법은 자기 공명 촬영 중에 테이블을 연속적으로 이동시켜 대상체의 촬영 대상 부위가 isocenter에 위치하도록 하는 것이다. 테이블 연속 이동 기법을 적용할 경우, 쉬밍(shimming) 등의 추가적인 데이터 획득이나 획득된 데이터의 보정 없이도 균질한 영상을 얻을 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 테이블의 이동에 의해 발생되는 슬라이스 영역의 불일치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 대상체(50)가 누워 있는 환자 테이블(101)이 보어에 삽입되어 대상체(50)가 자기장 내에 놓이게 되면, 먼저 촬영 대상인 특정 슬라이스를 선택하기 위한 여기 RF를 인가한다.

그리고, TE/2가 경과하면 리포커싱 RF를 인가해야 하는데, 이 때 여기 RF와 동일한 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하면 도 7b에 도시된 바와 같이 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택된 슬라이스가 일치하지 않는 결과가 발생된다.

이는 환자 테이블(101)이 이동함에 따라 여기 RF에 의해 선택되었던 슬라이스도 함께 이동하였기 때문인바, 이하 도 8의 그래프를 참조하여 더 자세하게 설명하도록 한다.

도 8을 설명하기에 앞서, 이하 상술할 실시예에서 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스는 여기 RF에 의해 원자핵이 여기된 슬라이스를 의미하고, 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스는 리포커싱 RF에 의해 원자핵이 리포커싱된 슬라이스를 의마하는 것으로 한다.

도 8은 테이블의 이동에 의해 발생되는 슬라이스 영역의 불일치를 나타낸 그래프이다.

도 8을 참조하면, 가로 축은 자석 어셈블리(150)의 종축과 평행한 z축을 나타내는 것으로서 z축 위에 대상체(50)가 누워 있는 것으로 가정하면, z축 상에서의 위치가 슬라이스의 위치를 나타내는 것으로 볼 수 있다. 세로 축은 주파수를 나타내고 기울기를 갖는 직선은 z축 상의 위치 별 공명 주파수(fc+γGz/2π)를 나타낸다. 여기서, Gz는 특정 위치에서의 경사 자장의 크기를 나타내고, fc는 isocenter에서의 공명 주파수 즉, 보어에 형성된 자기장의 중심 주파수를 나타낸다.

또한, 도 8의 예시에서는 z축 경사 자장이 0인 지점을 z축 상 위치의 기준점인 0으로 하고, 각 위치 사이의 거리는 미터(m) 단위인 것으로 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 중심 주파수가 f₀이고 밴드폭(band width) △f_band를 갖는 여기 RF를 인가하여 -△z/2 ~ △z/2에 위치하는 슬라이스를 선택한 경우, 여기 RF 인가 후 TE/2 만큼의 시간이 경과하면 리포커싱 RF를 인가하여 선택된 슬라이스로부터 자기 공명 신호를 얻을 수 있다. 여기서, f₀는 isocenter에서의 주파수(fc)일 수 있다.

그러나, 자기 공명 영상 장치(100)는 환자 테이블(101)을 이동시키면서 촬영을 수행하기 때문에 여기 RF 인가 후 리포커싱 RF 인가 사이에 환자 테이블(101)이 이동하여 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스가 -△z/2 ~ △z/2에 더 이상 위치하지 않게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 환자 테이블(101)이 z축 상에서 양(+)의 방향으로 이동하는 경우 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스는 환자 테이블(101)의 이동 거리만큼 양의 방향으로 이동한다. 즉, 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스는 TE/2 경과 후에 z_s-△z/2 ~ z_s+△z/2에 위치하게 된다. z_s는 환자 테이블(101)의 이동 거리를 나타낸다.

리포커싱 RF를 인가할 때 환자 테이블(101)의 이동을 고려하지 않고, 여기 RF와 동일한 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하게 되면 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스 영역은 -△z/2 ~ △z/2이 된다.

따라서, 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택된 슬라이스 중 공통적으로 선택된 영역은 z_s-△z/2 ~ △z/2이고, 공통적으로 선택된 이 영역에서 에코 신호가 발생하게 된다. 원래 자기 공명 신호를 얻고자 했던 슬라이스 영역은 리포커싱 RF 인가 시점을 기준으로 z_s-△z/2 ~ z_s+△z/2 이므로, 최종적으로 원래 의도했던 슬라이스의 두께보다 얇은 두께의 슬라이스에 대한 에코 신호를 얻게 되고 이로 인해 영상 신호의 신호 대 잡음비(SNR)가 감소될 수 있다.

또한, 환자 테이블(101)의 이동 속도가 빠른 경우에는 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스 영역과 리포커싱 RF에 의해 선택된 슬라이스 영역 사이에 공통되는 영역이 없는 경우도 발생하는바, 이 경우에는 의도했던 슬라이스에 대한 자기 공명 신호를 얻을 수 없게 된다.

따라서, 자기 공명 영상 장치(100)는 환자 테이블(101)의 이동을 고려하여 리포커싱 RF를 인가한다.

도 9a 및 도 9b는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치에 의한 슬라이스 영역의 일치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 대상체(50)가 누워 있는 환자 테이블(101)이 보어에 삽입되어 대상체(50)가 자기장 내에 놓이게 되면, 먼저 촬영 대상인 특정 슬라이스에 대응되는 여기 RF를 인가한다.

그리고, TE/2가 경과하면 리포커싱 RF를 인가해야 하는데, 전술한 바와 같이 환자 테이블(101)의 이동에 의해 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스도 함께 이동하므로, 도 9b에 도시된 바와 같이 자기 공명 영상 장치(100)는 환자 테이블(101)의 이동량에 따라 일정량 시프트(shift)된 리포커싱 RF를 인가한다.

상기 리포커싱 RF는 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스를 선택하게 되므로, 리포커싱 RF와 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스가 일치되고 슬라이스 불일치로 인한 SNR 감소를 방지할 수 있게 된다.

도 10은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치에 의한 슬라이스 영역의 일치를 나타낸 그래프이다.

도 10을 참조하면, 환자 테이블(101)의 이동에 따라 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스도 그 위치가 -△z/2 ~ △z/2에서 z_s-△z/2 ~ z_s+△z/2로 달라지는바, 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시키기 위해서는 z_s-△z/2 ~ z_s+△z/2 영역의 슬라이스를 선택할 수 있는 리포커싱 RF를 인가해야 한다.

즉, RF 코일부(153)는 중심 주파수가 f₁으로 시프트된 리포커싱 RF를 인가해야 하는바, 자석 어셈블리 제어부(121)는 환자 테이블(101)의 이동 속도에 기초하여 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산한다.

한편, 개시된 발명의 실시예에서 RF의 중심 주파수는 RF 코일부(153)가 인가하는 RF의 중심 주파수를 나타내는 것으로서, 선택하고자 하는 슬라이스의 중심에 존재하는 원자핵의 공명 주파수에 해당한다. 따라서, RF의 중심 주파수라는 용어는 보어에 형성된 자기장의 중심 주파수 즉, isocenter에서의 주파수(fc)와는 구별되어 사용된다.

환자 테이블(101)의 이동에 의한 RF의 중심 주파수 변화량 즉, RF의 중심 주파수 오프셋을 계산하기 위해서는, 환자 테이블(101)의 이동 거리와 RF의 중심 주파수 변화량 사이의 관계식이 필요하다.

먼저, 상기 [수학식 1]로부터 공명 주파수(f)와 외부 자기장의 크기(B)의 관계를 나타내는 아래 [수학식 2]를 유도할 수 있다.

[수학식 2]

f = γB/2π

상기 [수학식 2]로부터 공명 주파수의 변화량과 자기장의 변화량에 관한 아래 [수학식 3]을 유도할 수 있다.

[수학식 3]

△f = γ△B/2π

z축 경사 자장의 단위 거리 당 변화량을 g_z라 하면, 상기 [수학식 3]은 아래 [수학식 4]로 나타낼 수 있다.

[수학식 4]

△f = γg_z△z/2π

△z는 z축 상에서의 이동 거리를 나타내는바, 환자 테이블(101)이 일정한 속도 Vm/s로 이동하는 경우, △t 시간 동안의 이동 거리는 V△t가 되고, 여기 RF가 인가된 이후부터 리포커싱 RF가 인가되기까지의 시간 동안은 0.5VTE의 거리만큼 이동한다. 여기서, TE는 에코 타임을 나타낸다.

따라서, 리포커싱 RF의 중심 주파수의 오프셋(f_offset)은 [수학식 5]에 의해 나타낼 수 있다.

[수학식 5]

f_offset = △f = γg_zVTE/4π

자석 어셈블리 제어부(121)는 상기 [수학식 5]에 따라 중심 주파수의 오프셋을 계산하고 여기 RF의 중심 주파수로부터 계산된 오프셋만큼 시프트된 주파수를 리포커싱 RF의 중심 주파수로 계산한다. 그리고, RF 코일부(153)가 시프트된 중심 주파수에 따라 리포커싱 RF를 인가하도록 제어한다. 리포커싱 RF의 밴드폭과 여기 RF의 밴드폭은 동일한 것으로 한다.

상기 도 10을 다시 참조하면, 리포커싱 RF의 중심 주파수 f₁은 여기 RF의 중심 주파수 f₀으로부터 f_offset만큼 시프트된 값을 갖는다. 중심 주파수 f₁을 갖고 밴드폭 △f을 갖는 리포커싱 RF를 인가하면 z_s-△z/2 ~ z_s+△z/2 영역의 슬라이스가 선택된다.

도 11은 테이블의 이동에 따른 멀티 슬라이스의 위치 변화를 나타낸 그래프이다.

자기 공명 영상 장치(100)는 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 영상을 촬영할 수 있는바, 일 예로서 멀티 슬라이스에 대한 스캔을 동시에 수행할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 각각의 슬라이스마다 공명 주파수의 범위가 다르므로, 자석 어셈블리 제어부(121)는 RF 코일부(153)를 제어하여 각각의 슬라이스에 대응되는 RF를 인가하도록 할 수 있다.

도 11의 예시에 따르면, 제1슬라이스가 -△z/2~△z/2에 위치하고, 제2슬라이스가 z_s2-△z/2~z_s2+△z/2에 위치하는 경우 제1슬라이스에 대한 여기 RF의 중심 주파수는 f_s1이고, 제2슬라이스에 대한 여기 RF의 중심 주파수는 f_s2이나, 환자 테이블(101)이 이동함에 따라 여기 RF에 의해 선택된 제1슬라이스는 z_s-△z/2~z_s+△z/2로 이동하고 여기 RF에 의해 선택된 제2슬라이스는 z_s2-△z/2+z_s~z_s2+△z/2+z_s로 이동한다. 여기서, f_s1은 fc일 수 있다.

따라서, 각 슬라이스마다 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스가 일치하도록 하기 위해 제1슬라이스에 대한 리포커싱 RF는 f_s1로부터 앞서 계산한 f_offset만큼 시프트된 중심 주파수를 갖도록 하고, 제2슬라이스에 대한 리포커싱 RF는 f_s2로부터 f_offset만큼 시프트된 중심 주파수를 갖도록 한다.

도 11의 예시에서는 설명의 편의를 위해 두 개의 슬라이스에 대해 설명하였으나, 세 개 이상의 슬라이스에 대해서도 동일한 방식이 적용된다. 즉, 자기 공명 영상 장치(100)는 멀티 슬라이스의 개수에 상관 없이 환자 테이블(101)의 이동 거리에 비례하는 오프셋만큼 여기 RF로부터 시프트된 리포커싱 RF를 인가하여 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시킬 수 있다.

또한, 도 11의 예시에서는 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 신호를 동시에 획득하는 것으로 하였으나, 자기 공명 영상 장치(100)는 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 신호를 순차적으로(sequentially) 획득하거나 인터리브(interleave) 방식으로 획득하는 것도 가능하다.

순차적으로 획득하거나 인터리브 방식으로 획득하는 경우에는, 이전 슬라이스와 다음 슬라이스에 대한 자기 공명 신호 획득 사이에 시간 차가 존재하고 그 시간 동안 환자 테이블(101)이 이동하므로 전술한 방식에 따라 환자 테이블(101)의 이동 거리에 따른 중심 주파수의 오프셋을 계산하고, 계산된 오프셋을 다음 슬라이스로 넘어갈 때마다 추가적으로 적용할 수 있다. 이전 슬라이스와 다음 슬라이스는 자기 공명 신호 획득 순서를 기준으로 한 것이며, 물리적인 위치를 기준으로 한 것이 아니다. 여기 RF와 리포커싱 RF의 중심 주파수를 조절하여 멀티 슬라이스의 획득 순서를 선택할 수 있다.

구체적으로, 이전 슬라이스에 대한 리포커싱 RF 인가와 다음 슬라이스에 대한 여기 RF 인가 사이의 환자 테이블(101) 이동도 함께 고려한다. 다시 도 11을 참조하면, 제2슬라이스의 여기 RF의 중심 주파수는 f_s2로부터 f_offset1+f_offset2만큼 시프트된 값일 수 있는바, f_offset1은 TE/2동안의 환자 테이블(101) 이동에 따른 주파수 오프셋(f_offset)이고 f_offset2는 제1슬라이스의 리포커싱 RF 인가 후 제2슬라이스의 여기 RF 인가 사이의 시간 동안의 환자 테이블(101) 이동에 따른 주파수 오프셋이다.

그리고, 제2슬라이스의 리포커싱 RF의 중심 주파수는 제2슬라이스의 여기 RF의 중심 주파수로부터 f_offset만큼 시프트된 값을 갖는다.

도 12는 대상체에 RF를 인가할 때 자기 공명 신호를 발생시키는 off-resonance 성분과 on-resnance 성분을 나타내는 그래프이다.

같은 세기의 자기장 내에 있더라도 수소 원자가 지방층을 구성하는지, 근육을 구성하는지 등에 따라 세차 주파수에 차이가 발생한다. 일반적으로 지방층을 구성하는 수소 원자의 세차주파수가 다른 기관을 구성하는 수소 원자의 세차주파수보다 작은 값을 갖는 바, RF의 인가 시 도 12에 도시된 바와 같이 off-resonace 성분에 의해 사용자가 의도했던 슬라이스 외에 다른 부위에서도 자기 공명 신호가 발생하게 된다.

도 12를 참조하면, 여기 RF 및 리포커싱 RF와 동일한 공명 주파수를 갖는 on-resonance 성분의 경우에는 -△z/2~△z/2에 위치한 슬라이스에서 자기 공명 신호가 발생하고, f_off만큼의 오프셋 주파수를 갖고 있는 off-resonance 성분의 경우에는 -△z/2+z_off~△z/2+z_off 에 위치한 슬라이스에서 자기 공명 신호가 발생하게 된다.

-△z/2+z_off~-△z/2 에 위치한 슬라이스는 사용자가 의도했던 부위가 아니다. 따라서, 자기 공명 영상 장치(100)는 off-resonance 성분을 고려하여 사용자가 의도했던 슬라이스에 대해서만 자기 공명 신호를 얻기 위해 리포커싱 RF 펄스를 인가할 때의 z축 경사 자장의 극성을 여기 RF 펄스를 인가할 때와 반대로 걸어줄 수 있다. 즉, 여기 RF 펄스를 인가할 때 Gz의 경사 자장을 인가하면, 리포커싱 RF 펄스를 인가할 때에는 -Gz의 경기 자장을 인가하며, 이러한 촬영 기법은 반전 경사(Gradient Reversal) 기법이라 한다.

도 13은 반전 경사 기법에 사용되는 펄스 시퀀스 다이어그램이고, 도 14는 도 13에 따른 펄스를 발생시켰을 때 자기 공명 신호를 생성하는 슬라이스의 위치를 나타낸 그래프이다.

도 13을 참조하면, 자석 어셈블리 제어부(121)는 리포커싱 RF를 인가할 때 인가되는 z축 경사 자장(이하 리포커싱 경사 자장이라 함)을 여기 RF 펄스를 인가할 때의 z축 경사 자장(이하 여기 경사 자장이라 함)과 반대 극성을 갖는 것으로 한다. 이 경우, 도 14에 도시된 바와 같은 슬라이스 위치가 선택된다.

도 14를 참조하면, 여기 RF를 인가할 때 on-resonance 성분에 의해 선택되는 슬라이스는 -△z/2~△z/2에 위치하고, off-resonance 성분에 의해 선택되는 슬라이스는 -△z/2-z_off~△z/2-z_off에 위치한다. 리포커싱 RF를 인가할 때 on-resonance 성분에 의해 선택되는 슬라이스는 -△z/2~△z/2에 위치하고, off-resonance 성분에 의해 선택되는 슬라이스는 -△z/2+z_off~△z/2+z_off에 위치한다.

따라서, 여기 RF 인가 시와 리포커싱 RF 펄스 인가 시 모두 선택되는 슬라이스는 -△z/2~△z/2에 위치하는 슬라이스가 된다. 따라서, 최종적으로 자기 공명 신호를 발생시키는 영역은 on-resonance 성분만 포함하며 off-resonance 성분은 발생된 신호에 영향을 주지 않는다. 이로 인해 사용자는 처음에 의도했던 슬라이스 영역에 대해서만 자기 공명 신호를 발생시킬 수 있다.

도 15는 반전 경사 기법이 적용된 경우 테이블의 이동에 의해 발생되는 슬라이스 영역의 불일치를 나타낸 그래프이다.

앞서 설명한 바와 같이, 환자 테이블(101)의 이동에 따라 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스의 위치가 달라진다. 따라서, 환자 테이블(101)의 이동에 따라 일정 값만큼 시프트된 리포커싱 RF를 인가할 수 있는바, 이 때 리포커싱 RF와 함께 인가되는 경사 자장의 극성이 여기 RF와 함께 인가되는 경사 자장의 극성과 반대가 되므로 중심 주파수의 오프셋도 부호가 반대가 된다.

상기 [수학식 4]을 이용하면 리포커싱 RF의 중심 주파수는 여기 RF의 중심 주파수로부터 f_offset = -γg_z△z/2π만큼 시프트되어야 함을 알 수 있다.

도 15를 참조하면, 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스는 -△z/2 ~ △z/2에 위치하고, 환자 테이블(101)의 이동에 따라 그 위치가 -△z/2+Zs ~ △z/2+Zs로 이동하는바, 반대 극성의 경사 자장과 함께 인가되는 리포커싱 RF는 f₁을 중심 주파수로 가지며 밴드폭은 △f_band로 일정하다. 여기서, f₁은 여기 RF의 중심 주파수인 f₀으로부터 -γg_z△z/2π만큼 시프트된 값이고, f₀는 fc일 수 있다.

도 16은 반전 기법을 적용하여 멀티 슬라이스에 대한 자기공명신호를 획득하는 경우에 테이블의 이동에 따른 리포커싱 RF의 오프셋을 나타낸 그래프이다. 도 16의 예시에서는 환자 테이블(101)의 이동을 고려하지 않은 경우에 제1슬라이스에 대응되는 중심 주파수는 f_s1이라 하고, 제2슬라이스에 대응되는 중심 주파수는 각각 f_s2 _, _ex, f_s2 _, _re라 한다. 여기서, f_s1는 fc와 일치하는 것으로 한다.

자기 공명 영상 장치(100)는 반전 경사 기법을 적용하는 경우에도 리포커싱 RF를 적응적으로 조절하여 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제2슬라이스에 대한 리포커싱 RF가 반전 경사 기법에 맞게 조절되어야 하는바, 이하 도 16을 참조하여 설명한다. 당해 예시에서도 제1슬라이스와 제2슬라이스가 동시에 획득되는 것으로 한다.

상기 도 15에서 설명한 바와 같이, 제1슬라이스에 대한 리포커싱 RF의 중심 주파수는 여기 RF의 중심 주파수(f_s1)로부터 f_offset = -γg_z△z/2π만큼 시프트된 값을 갖는다.

제2슬라이스의 경우 여기 RF 인가 시에는 Gz의 경사 자장을 인가하고 리포커싱 RF 인가 시에는 -Gz의 경사 자장을 인가하게 되면 환자 테이블(101)이 이동하지 않더라도 제2슬라이스에 대응되는 공명 주파수의 범위가 변하게 된다.

구체적으로, 도 16을 참조하면, 여기 RF 인가 시에 제2슬라이스에 대응되는 공명 주파수는 f_s2 _, _ex+△f_band/2 ~ f_s2 _, _ex-△f_band/2 의 범위를 가지나 리포커싱 RF 인가 시에 제2슬라이스에 대응되는 공명 주파수는 f_s2 _, _re+△f_band/2 ~ f_s2 _, _re-△f_band/2를 갖는다. 여기서, f_s2 _, _ex가 f_s1으로부터 f_s만큼 시프트된 값이라면 f_s2 _, _re는 f_s1으로부터 -f_s만큼 시프트된 값이다. f_s는 슬라이스 선택에 따른 오프셋이다. f_s의 크기를 조절하여 슬라이스 사이의 갭을 조절하는 것도 가능하다.

따라서, 제2슬라이스에 대해 자기 공명 신호를 얻기 위해서는 f_s2 _, _ex(f_s1+f_s)+△f_band/2 ~ f_s2 _, _ex-△f_band/2 의 범위를 갖는 여기 RF를 인가하고 f_s2 _, _re(f_s1-f_s)+△f_band/2 ~ f_s2 _, _re-△f_band/2의 범위를 갖는 리포커싱 RF를 인가해야 한다. 즉, 반전 경사 기법을 적용하여 멀티 슬라이스에 대한 자기공명신호를 획득하는 경우에는, 환자 테이블(101)이 이동하지 않더라도 제2슬라이스에 대한 리포커싱 RF와 여기 RF는 서로 다른 범위를 갖게 된다.

환자 테이블(101)이 이동하는 경우를 설명한다. 도 16을 참조하면, 먼저 -△z/2 ~ △z/2에 위치하는 제1슬라이스와 Z_s2-△z/2 ~ Z_s2+△z/2에 위치하는 제2슬라이스에 대해 동시에 f_s1과 f_s2 _, _ex를 중심 주파수로 갖는 여기 RF를 각각 인가한다. 환자 테이블(101)의 이동에 의해, 여기 RF에 의해 선택된 제1슬라이스와 제2슬라이스는 리포커싱 RF의 인가 시점 즉, 여기 RF 인가 시점으로부터 TE/2가 경과한 시점에 z_s-△z/2 ~ z_s+△z/2와 z_s2-△z/2+z_s ~ z_s2+△z/2+z_s에 각각 위치하게 된다.

리포커싱 RF에 의해 z_s-△z/2 ~ z_s+△z/2에 위치하는 슬라이스를 제1슬라이스를 선택하기 위해서는 앞서 설명한 바와 같이 중심 주파수가 여기 RF의 중심 주파수로부터 f_offset만큼 시프트된 리포커싱 RF를 인가하면 된다.

환자 테이블(101)이 이동하지 않았다면, 제2슬라이스에 대해서는 중심 주파수 f_s2,re를 갖는 리포커스 RF 즉, f_s2 _, _re+△f_band/2 ~ f_s2 _, _re-△f_band/2의 범위를 갖는 리포커스 RF를 인가하면 되나, 당해 실시예에서는 환자 테이블(101)이 이동하였으므로 f_s2 _, _re+△f_band/2+f_offset ~ f_s2,re-△f_band/2+f_offset의 범위를 갖는 리포커스 RF를 인가한다.

도 16의 예시에서는 설명의 편의를 위해 두 개의 슬라이스를 스캔하는 것으로 하였으나, 개시된 발명의 실시예는 슬라이스의 개수에 제한을 두지 않는바 각각의 슬라이스에 대해 모두 환자 테이블(101)의 이동 거리에 따른 중심 주파수 오프셋을 적용하면 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시킬 수 있다.

전술한 실시예에서는 지방층을 구성하는 수소 원자의 스핀을 off-resonance 성분으로 두었으나, 이를 on-resonance 성분으로 두는 것도 가능하고 검출하고자 하는 부위를 on-resonance 성분으로 두면 그 부위에 대한 자기 공명 신호만을 검출하는 것이 가능하다.

또한, 상기 도 16의 예시에서는 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 신호를 동시에 획득하는 것으로 하였으나, 자기 공명 영상 장치(100)는 반전 경사 기법을 적용하는 경우에도 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 신호를 순차적으로 획득하거나 인터리브(interleave) 방식으로 획득하는 것이 가능하다.

순차적으로 획득하거나 인터리브 방식으로 획득하는 경우에는, 이전 슬라이스와 다음 슬라이스에 대한 자기 공명 신호 획득 사이에도 시간 차가 존재하고 그 시간 동안 환자 테이블(101)이 이동하므로 전술한 방식에 따라 환자 테이블(101)의 이동 거리에 따른 중심 주파수의 오프셋을 계산하고, 계산된 오프셋을 다음 슬라이스로 넘어갈 때마다 추가적으로 적용할 수 있다.

구체적으로, 이전 슬라이스에 대한 리포커싱 RF 인가와 다음 슬라이스에 대한 여기 RF 인가 사이의 환자 테이블(101) 이동도 함께 고려한다. 다시 도 16을 참조하면, 제2슬라이스의 여기 RF의 중심 주파수는 f_s2 _, _ex로부터 f_offset1+f_offset2만큼 시프트된 값일 수 있는바, f_offset1은 TE/2동안의 환자 테이블(101) 이동에 따른 주파수 오프셋(f_offset)이고 f_offset2는 제1슬라이스의 리포커싱 RF 인가 후 제2슬라이스의 여기 RF 인가 사이의 시간 동안의 환자 테이블(101) 이동에 따른 주파수 오프셋이다.

또한, 자기 공명 영상 장치(100)는 멀티 에코 시퀀스(multi echo sequence)를 적용하는 것도 가능하다. 멀티 에코 시퀀스는 여기 RF 인가 후 복수 개의 리포커싱 RF를 인가함으로써 한 번의 여기 RF로 복수의 에코 신호를 획득하는 기법이다. 멀티 에코 시퀀스가 적용되면, 매 리포커싱 RF의 인가 시마다 환자 테이블(101)의 이동 거리에 따라 중심 주파수를 시프트시킬 수 있다.

이하 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어방법에 대해서 설명하도록 한다.

도 17은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어방법에 대한 순서도이다. 당해 실시예에 적용되는 자기 공명 영상 장치는 자기 공명 촬영 중에 환자 테이블(101)을 연속적으로 이동시킨다.

도 17을 참조하면, 먼저 환자 테이블의 이동 거리에 기초하여 RF의 중심 주파수 오프셋을 계산한다(310). 환자 테이블(101)의 이동 속도, 에코 타임, 펄스 시퀀스와 같은 정보는 자기 공명 촬영 전에 설정될 수 있다. 따라서, 상기 [수학식 5]에 기초하여 RF 중심 주파수의 오프셋을 계산할 수 있다. 여기서, RF 중심 주파수의 오프셋은 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시키기 위해 여기 RF의 중심 주파수로부터 시프트되어야 하는 값을 의미한다.

그리고, 대상체가 누워 있는 보어에 정자장을 형성한다(311). 정자장의 형성은 보어의 둘레를 감싸고 있는 정자장 코일부(151)에 전류를 인가함으로써 이루어지며 정자장의 방향은 일반적으로 자석 어셈블리(150)의 종축과 평행하다. 보어에 정자장이 형성되면 대상체(50)를 구성하는 수소 원자의 원자핵은 정자장의 방향으로 정렬되며, 정자장의 방향을 중심으로 세차운동을 한다.

그리고 형성된 정자장에 경사를 인가하여 경사 자장을 발생시킨다(312). 여기서의 경사 자장은 z축 경사 자장을 의미하며, z축 경사 코일(152z)에 전류가 인가하면 보어에 z축 경사 자장이 형성된다. z축 경사 자장에 의해 슬라이스 선택이 가능하게 된다. z축 경사 자장의 발생 이후에 x축 경사 자장과 y축 경사 자장을 발생시켜 위상과 주파수를 부호화할 수 있다.

촬영 대상 슬라이스에 여기 RF를 인가한다(313). z축 상의 위치에 따라 공명 주파수가 달라지므로 촬영 대상 슬라이스에 대응되는 공명 주파수를 갖는 여기 RF를 인가하여 촬영 대상 슬라이스를 선택할 수 있다. 순서도의 특성 상 경사 자장 인가 이후에 여기 RF의 인가를 기재하였으나, 실제로는 경사 자장과 여기 RF가 동시에 인가될 수 있다.

여기 RF의 중심 주파수로부터 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가한다(314). 앞서 환자 테이블의 이동 거리에 기초한 RF의 중심 주파수 오프셋을 계산하였는바, 리포커싱 RF가 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖도록 하면 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택된 슬라이스를 일치시킬 수 있다.

그리고, 촬영 대상 슬라이스로부터 자기 공명 신호를 획득한다(315). 리포커싱 RF 인가 후 TE/2가 경과하면 에코 신호가 발생하는바, 이 에코 신호가 촬영 대상 슬라이스에 대한 자기 공명 신호가 된다. 리포커싱 RF의 중심 주파수 시프트에 의해 여기 RF 인가 시에 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF 인가 시에 선택된 슬라이스가 일치되었으므로, 슬라이스의 두께 감소 없이 원하는 슬라이스에 대한 자기 공명 신호를 획득할 수 있다.

또한, 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우에도 상기 방법을 적용할 수 있는바, 각각의 슬라이스마다 리포커싱 RF의 중심 주파수를 상기 계산된 오프셋만큼 시프트 시켜 주면 된다. 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 신호가 동시에 획득되는 경우에는 여기 RF 인가와 리포커싱 RF 인가 사이의 환자 테이블(101) 이동만 고려하면 되고, 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 신호가 순차적으로 또는 인터리브 방식으로 획득되는 경우에는 이전 슬라이스에 대한 리포커싱 RF 인가와 다음 슬라이스에 대한 여기 RF 인가 사이의 환자 테이블(101) 이동도 함께 고려한다.

또한, 상기 방법을 멀티 에코 시퀀스(multi echo sequence)를 적용하는 것도 가능하다. 멀티 에코 시퀀스가 적용되면, 매 리포커싱 RF의 인가 시마다 환자 테이블(101)의 이동 거리에 따라 중심 주파수를 시프트시킬 수 있다.

도 18은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어방법에 있어서, 반전 경사 기법을 적용한 실시예에 관한 순서도이다. 반전 경사 기법은 off-resonance 성분으로부터 발생되는 자기 공명 신호를 억제하기 위해 여기 RF와 함께 인가되는 경사 자장과 리포커싱 RF와 함께 인가되는 경사 자장의 극성을 서로 반대로 해주는 기법이다. 반전 경사 기법은 전술한 자기 공명 영상 장치의 실시예에서 자세하게 설명하였으므로, 당해 실시예에서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.

도 18을 참조하면, 먼저 환자 테이블의 이동 거리에 기초하여 RF의 중심 주파수 오프셋을 계산한다(320). 환자 테이블(101)의 이동 속도, 에코 타임, 펄스 시퀀스와 같은 정보는 자기 공명 촬영 전에 설정될 수 있다. 따라서, 상기 [수학식 5]를 이용하여 RF 중심 주파수의 오프셋을 계산할 수 있으나, 당해 실시예에서는 반전 경사 기법이 적용되므로 계산되는 오프셋은 f_offset = -γg_z△z/2π이 된다.

그리고, 대상체가 누워 있는 보어에 정자장을 형성한다(321). 정자장의 형성은 보어의 둘레를 감싸고 있는 정자장 코일부(151)에 전류를 인가함으로써 이루어지며 정자장의 방향은 일반적으로 자석 어셈블리(150)의 종축과 평행하다.

그리고 형성된 정자장에 여기 경사를 인가하여 여기 경사 자장을 발생시키고(322), 촬영 대상 슬라이스에 여기 RF를 인가한다(323). 여기 경사 자장과 여기 RF는 동시에 인가될 수 있는바, 여기 경사 자장은 여기 RF와 함께 인가되는 z축 경사 자장이다.

리포커싱 경사 자장을 발생시키고(324), 여기 RF의 중심 주파수로부터 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가한다(325). 리포커싱 경사 자장과 리포커싱 RF는 동시에 인가될 수 있는바, 리포커싱 경사 자장은 리포커싱 RF와 함께 인가되는 z축 경사 자장이다. 당해 실시예에서는 반전 경사 기법이 적용되므로, 리포커싱 경사 자장의 극성은 여기 경사 자장의 극성과 반대이다.

앞서 환자 테이블의 이동 거리에 기초한 RF의 중심 주파수 오프셋을 계산하였는바, 리포커싱 RF가 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖도록 하면 여기 RF에 의해 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택된 슬라이스를 일치시킬 수 있다.

그리고, 촬영 대상 슬라이스로부터 자기 공명 신호를 획득한다(326). 리포커싱 RF 인가 후 TE/2가 경과하면 에코 신호가 발생하는바, 이 에코 신호가 촬영 대상 슬라이스에 대한 자기 공명 신호가 된다. 리포커싱 RF의 중심 주파수 시프트에 의해 여기 RF 인가 시에 선택된 슬라이스와 리포커싱 RF 인가 시에 선택된 슬라이스가 일치되었으므로, 슬라이스의 두께 감소 없이 원하는 슬라이스에 대한 자기 공명 신호를 획득할 수 있다.

또한, 반전 기법을 적용하여 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우에도 상기 방법을 적용할 수 있는바, 각각의 슬라이스마다 리포커싱 RF의 중심 주파수를 상기 계산된 오프셋만큼 시프트 시켜 주면 된다. 다만, 당해 실시예에서는 반전 경사 기법이 적용되어 환자 테이블(101)이 이동하지 않더라도 제2슬라이스에 대한 리포커싱 RF와 여기 RF는 서로 다른 범위를 갖게 된다.

구체적으로, 제2슬라이스에 대한 여기 RF의 중심 주파수인 f_s2 _, _ex가 제1슬라이스에 대한 중심 주파수인 f_s1으로부터 f_s만큼 시프트된 값이라면 제2슬라이스에 대한 리포커싱 RF의 중심 주파수인 f_s2 _, _re는 f_s1으로부터 -f_s만큼 시프트된 값이다.

멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 신호가 동시에 획득되는 경우에는 여기 RF 인가와 리포커싱 RF 인가 사이의 환자 테이블(101) 이동만 추가적으로 고려하면 되고, 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 신호가 순차적으로 또는 인터리브 방식으로 획득되는 경우에는 이전 슬라이스에 대한 리포커싱 RF 인가와 다음 슬라이스에 대한 여기 RF 인가 사이의 환자 테이블(101) 이동도 함께 고려한다. 이에 관한 자세한 설명은 상기 도 16에서 설명한 바와 같다.

지금까지 상술한 자기 공명 영상 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 자기 공명 촬영 중 환자 테이블이 이동하더라도 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시킬 수 있다.

또한, 멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우에도 각각의 슬라이스에 대해 환자 테이블의 이동 거리를 고려하여 중심 주파수를 시프트 시킴으로써 여기 RF에 의해 선택되는 슬라이스와 리포커싱 RF에 의해 선택되는 슬라이스를 일치시킬 수 있다.

100 : 자기 공명 영상 장치
120 : 제어부 121 : 자석 어셈블리 제어부
122 : 테이블 제어부 150 : 자석 어셈블리
151 : 정자장 코일부 152 : 경사 코일부
153 : RF 코일부 160 : 영상 처리부

Claims

환자 테이블을 이동시키면서 자기 공명 촬영을 수행하는 자기 공명 영상 장치에 있어서,
보어(bore)에 정자장(static magnetic field)을 형성하는 정자장 코일부;
상기 정자장에 경사(gradient)를 인가하여 경사 자장을 형성하는 경사 코일부;
여기 RF(Radio Frequency) 및 리포커싱(refocusing) RF를 인가하는 RF 코일부; 및
상기 리포커싱 RF가 인가되는 슬라이스가 상기 여기 RF가 인가된 슬라이스와 일치하도록 상기 리포커싱 RF를 제어하는 제어부를 포함하는 자기 공명 영상 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 환자 테이블의 이동 거리에 기초하여 상기 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산하고, 상기 계산된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하도록 상기 RF 코일부를 제어하는 자기 공명 영상 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 환자 테이블의 이동거리에 기초하여 상기 여기 RF의 중심 주파수로부터의 오프셋(f_offset)을 계산하는 자기 공명 영상 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 계산된 오프셋만큼 시프트된 값을 상기 리포커싱 RF의 중심 주파수로 계산하는 자기 공명 영상 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 환자 테이블의 이동 속도와 에코 타임(Time Echo)에 기초하여 상기 환자 테이블의 이동 거리를 계산하고, 상기 환자 테이블의 이동 거리는 상기 여기 RF 인가와 상기 리포커싱 RF 인가 사이에 이동한 거리인 자기 공명 영상 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
하기 [수학식 5]를 이용하여 상기 오프셋을 계산하는 자기 공명 영상 장치.
[수학식 5]
f_offset = γg_zVTE/4π
γ는 비례 상수이고, V는 상기 환자 테이블의 이동 속도이며, TE는 에코 타임이고, g_z는 단위 거리당 경사 자장의 변화량이다.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
반전 경사(Gradient Reversal) 기법에 따라 여기 RF의 인가 시에 형성되는 경사 자장의 극성과 리포커싱 RF의 인가 시에 형성되는 경사 자장의 극성이 반대가 되도록 상기 경사 코일부를 제어하는 자기 공명 영상 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우, 각각의 슬라이스마다 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하도록 상기 RF 코일부를 제어하는 자기 공명 영상 장치.
제 7 항에 있어서,
멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우, 제 1 슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1를 갖는 여기 RF 및 제2슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1+f_s를 갖는 여기 RF를 인가하고(f_s는 슬라이스 선택에 따른 오프셋), 상기 제1슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1+f_offset(f_offset는 상기 환자 테이블의 이동에 따른 오프셋)를 갖는 리포커싱 RF 및 제2슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1-f_s+f_offset를 갖는 리포커싱 RF를 인가하도록 상기 RF 코일부를 제어하는 자기 공명 영상 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
멀티 에코 시퀀스(multi echo sequence)에 따라 상기 여기 펄스의 인가 후 복수의 리포커싱 RF를 인가하고, 상기 복수의 리포커싱 RF마다 상기 환자 테이블의 이동에 따라 중심 주파수를 시프트시키도록 상기 RF 코일부를 제어하는 자기 공명 영상 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 여기 RF와 리포커싱 RF의 중심 주파수를 조절하여 상기 멀티 슬라이스의 순서를 선택하는 자기 공명 영상 장치.
환자 테이블을 이동시키면서 자기 공명 촬영을 수행하는 자기 공명 영상 장치의 제어방법에 있어서,
보어(bore)에 정자장(static magnetic field)을 형성하고;
상기 정자장에 경사(gradient)를 인가하여 경사 자장을 형성하고;
여기 RF를 인가하여 특정 슬라이스를 선택하고;
상기 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 환자 테이블의 이동 거리에 기초하여 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하는 것을 포함하는 자기 공명 영상 장치의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 환자 테이블의 이동 거리에 기초하여 상기 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산하는 것을 더 포함하는 자기 공명 영상 장치의 제어방법.
제 13 항에 있어서,
상기 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산하는 것은,
상기 환자 테이블의 이동거리에 기초하여 상기 여기 RF의 중심 주파수로부터의 오프셋(f_offset)을 계산하는 것을 포함하는 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 리포커싱 RF의 중심 주파수를 계산하는 것은,
상기 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 계산된 오프셋만큼 시프트된 값을 상기 리포커싱 RF의 중심 주파수로 계산하는 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 오프셋(f_offset)을 계산하는 것은,
상기 환자 테이블의 이동 속도와 에코 타임(Time Echo)에 기초하여 상기 환자 테이블의 이동 거리를 계산하는 것을 더 포함하고, 상기 환자 테이블의 이동 거리는 상기 여기 RF 인가와 상기 리포커싱 RF 인가 사이에 이동한 거리인 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 오프셋(f_offset)을 계산하는 것은,
하기 [수학식 5]를 이용하여 상기 오프셋을 계산하는 것을 더 포함하는 자기 공명 영상 장치.
[수학식 5]
f_offset = γg_zVTE/4π
γ는 비례 상수이고, V는 상기 환자 테이블의 이동 속도이며, TE는 에코 타임이며, g_z는 단위 거리당 경사 자장의 변화량이다.
제 16 항에 있어서,
상기 리포커싱 RF의 인가 시에 상기 형성된 경사 자장의 극성과 반대인 극성을 갖는 경사 자장을 형성하는 것을 더 포함하는 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제 16 항에 있어서,
멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우, 각각의 슬라이스마다 여기 RF의 중심 주파수로부터 상기 계산된 오프셋만큼 시프트된 중심 주파수를 갖는 리포커싱 RF를 인가하는 자기 공명 영상 장치의 제어방법.
제 18 항에 있어서,
멀티 슬라이스에 대한 자기 공명 촬영을 수행하는 경우, 제 1 슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1를 갖는 여기 RF 및 제2슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1+f_s를 갖는 여기 RF를 인가하고(f_s는 슬라이스 선택에 따른 오프셋);
상기 제1슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1+f_offset(f_offset는 상기 환자 테이블의 이동에 따른 오프셋)를 갖는 리포커싱 RF 및 제2슬라이스에 대해 중심 주파수 f_s1-f_s+f_offset를 갖는 리포커싱 RF를 인가하는 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 리포커싱 RF는 복수 회 인가되고,
상기 복수 회 인가되는 리포커싱 RF마다 상기 환자 테이블의 이동에 따라 중심 주파수가 시프트되는 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.