KR20220167278A

KR20220167278A - 비균질적 자기장에서의 자기 공명 이미징을 위한 주파수 스위프 펄스를 사용한 위상 인코딩

Info

Publication number: KR20220167278A
Application number: KR1020227034865A
Authority: KR
Inventors: 뮬러 고메스; 알렉산다르 나세브
Original assignee: 프로맥소 인크.
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-12-20
Also published as: US20230104153A1; MX2022011198A; BR112022017847A2; WO2021183484A1; EP4117515A1; CA3171080A1; IL296213A; JP2023516474A; CN115243609A; AU2021235959A1

Abstract

단면 MRI 장치, 시스템, 및 방법이 개시된다. 방법은, 낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 스위프를 포함하는 주파수 스위프 여기 펄스를 송신하는 단계; 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 단계; 및 슬래브(slab) 내의 인접한 절편으로부터 주파수 스위프 여기 펄스 동안 축적되는 위상의 양을 튜닝하는 단계를 포함할 수 있다. 주파수 스위프 여기 펄스는 처프(chirp) 펄스일 수 있다. 이러한 방식으로 인코딩하면, 특정한 예에서, 스핀 에코의 드리프팅을 방지하고 k-공간 절단을 방지할 수 있다. 또한, 결과적인 이미지는 더 효율적으로 결합될 수 있다.

Description

비균질적 자기장에서의 자기 공명 이미징을 위한 주파수 스위프 펄스를 사용한 위상 인코딩

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은, 2020년 3월 9일에 출원되었고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR LIMITING k-SPACE TRUNCATION IN A SINGLE-SIDED MRI SCANNER"인 미국 가특허 출원 제62/987,292호의 35 U.S.C. § 119(e)에 따른 우선권의 이익을 주장하며, 그 전체 개시 내용은 본원에 참조로서 통합된다.

단면 또는 개방 자기 공명 이미징(MRI; magnetic resonance imaging) 스캐너는 일반적으로, 단면 MRI 장치로부터 시야 내로 연장되는 길이방향 축을 따라 영구 또는 고유 경사 자기장을 갖는다. 영구 경사 자기장은 희토류 자석 및 영구 자석의 면에 있는 두 세트의 경사 코일에 의해 생성될 수 있다. 이러한 배향은 자석의 면 위의 시야 내에서의 이미징을 허용한다. 이러한 폼 팩터를 갖는 시스템을 설계함으로써, 이미징되는 영역을 둘러싸지 않고도 이미징이 가능하다. 따라서, 그러면, 환자가 보어에 들어가도록 하지 않으면서 이미징할 수 있으며, 이는, 예를 들어, 스캐너가 생검 로봇과 같은 다른 의료 디바이스와 함께 사용될 수 있게 한다. 또한, 폐소공포증 환자는 종래의 밀폐된 MRI 스캐너의 이미징 보어 외부에서 이미징되는 것이 더 편안하다. 단면 MRI는 또한 이동 가능할 수 있으며, 시야 내에 위치하는 임의의 것을 이미징할 수 있다.

표면 경사 코일을 단면 스캐너와 함께 사용하는 것은, 단면 스캐닝에 일반적으로 필요하지만, Z축을 따라 변화하는 시야, 드리프팅 에코, 및/또는 궁극적으로 k-공간의 절단을 초래할 수 있으며, 이는 흐려짐을 야기할 수 있고, 단면 MRI 스캐너에 의해 획득되는 이미지 품질을 유효하게 제한할 수 있다.

본 개시의 일 양태에서, 자기 이미징 장치로부터 시야 내로 연장되는 고유 경사 자기장을 규정하는 단면 자기 이미징 장치를 사용하여 적어도 2개의 절편을 갖는 슬래브(slab)를 이미징하는 방법은, 낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 스위프를 포함하는 주파수 스위프 여기 펄스를 전송하는 단계; 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 단계; 및 슬래브 내의 인접한 절편으로부터 주파수 스위프 여기 펄스 동안 축적되는 위상의 양을 튜닝하는 단계를 포함한다.

본 개시의 또 다른 양태에서, 자기 이미징 장치는, 영구 자석, 경사 코일 세트, 전자석, 무선 주파수 코일(고유 경사 자기장이 제1 축에 대해 자기 이미징 장치로부터 시야 내로 연장되고, 제1 축은 영구 자석에 수직임), 및 적어도 2개의 절편을 갖는 슬래브를 이미징하도록 구성되는 제어 회로를 포함하며, 상기 이미징하는 것은, 낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 스위프를 포함하는 주파수 스위프 여기 펄스를 송신하는 것; 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 것; 및 슬래브 내의 인접한 절편으로부터 주파수 스위프 여기 펄스 동안 축적되는 위상의 양을 튜닝하는 것을 포함한다.

다양한 양태의 신규한 특징은 첨부된 청구범위에서 상세하게 제시된다. 그러나, 설명되는 양태는, 구성 및 작동 방법 둘 모두에 대해, 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 양태에 따른 MRI 스캐너의 투시도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 양태에 따른, 하우징 내의 영구 자석 어셈블리 및 경사 코일 세트가 노출되어 있는, 도 1의 MRI 스캐너의 분해 투시도이다.
도 3은 본 개시의 다양한 양태에 따른, 도 1의 MRI 스캐너의 입면도이다.
도 4는 본 개시의 다양한 양태에 따른, 도 1의 MRI 스캐너의 입면도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 양태에 따른, 도 1의 MRI 스캐너의 영구 자석 어셈블리의 투시도이다.
도 6은 본 개시의 다양한 양태에 따른, 도 1에 도시된 MRI 시스템의 경사 코일 세트 및 영구 자석 어셈블리의 입면도이다.
도 7은 본 개시의 다양한 양태에 따른, 특정 수술 절차 및 중재를 위한 단면 MRI 스캐너에 의한 이미징을 위한 환자의 예시적인 자세지정을 예시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 양태에 따른, 단면 MRI 시스템에 대한 제어 개략도이다.
도 9는 본 개시의 다양한 양태에 따른, Z축을 따른 자기 경사의 개략도이다.
도 10은 본 개시의 다양한 양태에 따른, X축을 따른 X 경사의 그래프 표현이다.
도 11은 본 개시의 다양한 양태에 따른, Z축을 따라 변화하는 시야를 고려한 이미지 절편과 Z축을 따라 변화하는 시야를 고려하지 않은 이미지 절편을 비교하는 MRI 이미지의 모음이다.
도 12는 본 개시의 다양한 양태에 따른, 위상 테이블을 통해 이동할 때의 시간에서의 에코의위치의 그래프 표현이다.
도 13은 본 개시의 다양한 양태에 따른, Z축을 따라 절편 내에서 변화하는 시야를 보상하는 펄스 시퀀스의 도면이다.
도 14는 본 개시의 다양한 양태에 따른, 스위핑 주파수 펄스의 대표 그래프이다.
도 15는 본 개시의 다양한 양태에 따른, Z축을 따라 절편 내에서 변화하는 시야를 고려한 펄스 시퀀스에서의 단계의 흐름도이다.
도 16은 본 개시의 다양한 양태에 따른, MRI 이미지 절편의 모음이다.
도 17은 본 개시의 다양한 양태에 따른, MRI 이미지 절편의 모음이다.
첨부된 도면은 실제 축척대로 도시되도록 의도되지 않는다. 대응하는 참조 문자는, 여러 도면 전체에 걸쳐, 대응하는 부분을 나타낸다. 명확성을 위해, 모든 도면에서 모든 구성요소에 라벨링이 되지는 않을 수 있다. 본원에서 제시되는 예시는 일 형태로 본 발명의 특정 실시예를 예시하며, 이러한 예시는 임의의 방식으로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다.

출원인은 또한, 2021년 3월 9일에 출원되었고 발명의 명칭이 "PULSE SEQUENCES AND FREQUENCY SWEEP PULSES FOR SINGLE-SIDED MAGNETIC RESONANCE IMAGING"인 국제 특허 출원을 소유하고 있고, 이 국제 특허 출원은, 2020년 3월 9일에 출원되었고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR ADAPTING DRIVEN EQUILIBRIUM FOURIER TRANSFORM FOR SINGLE-SIDED MRI"인 미국 가특허 출원 제62/987,286호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 출원 둘 모두는 그 각각의 전체가 본원에 참조로서 통합된다.

다음의 국제 특허 출원은 그 각각의 전체가 본원에 참조로서 통합된다:

● 2020년 2월 14일에 출원되었고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR ULTRALOW FIELD RELAXATION DISPERSION"인 국제 출원 제PCT/US2020/018352호(현재 국제 공개 제WO2020/168233호);

● 2020년 2월 24일에 출원되었고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR PERFORMING MAGNETIC RESONANCE IMAGING"인 국제 출원 제PCT/US2020/019530호(현재 국제 공개 제WO2020/172673호);

● 2020년 2월 24일에 출원되었고 발명의 명칭이 "PSEUDO-BIRDCAGE COIL WITH VARIABLE TUNING AND APPLICATIONS THEREOF"인 국제 출원 제PCT/US2020/019524호(현재 국제 공개 제WO2020/172672호);

● 2020년 3월 25일에 출원되었고 발명의 명칭이 "SINGLE-SIDED FAST MRI GRADIENT FIELD COILS AND APPLICATIONS THEREOF"인 국제 출원 제PCT/US2020/024776호(현재 국제 공개 제WO2020/198395호);

● 2020년 3월 25일에 출원되었고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR VOLUMETRIC ACQUISITION IN A SINGLE-SIDED MRI SYSTEM"인 국제 출원 제PCT/US2020/024778호(현재 국제 공개 제WO2020/198396호);

● 2020년 6월 25일에 출원되었고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR IMAGE RECONSTRUCTIONS IN MAGNETIC RESONANCE IMAGING"인 국제 출원 제PCT/US2020/039667호(현재 국제 공개 제WO2020/264194호);

● 2021년 1월 22일에 출원되었고 발명의 명칭이 "MRI-GUIDED ROBOTIC SYSTEMS AND METHODS FOR BIOPSY"인 국제 출원 제PCT/US2021/014628호; 및

● 2021년 2월 19일에 출원되었고 발명의 명칭이 "RADIO FREQUENCY RECEPTION COIL NETWORKS FOR SINGLE-SIDED MAGNETIC RESONANCE IMAGING"인 국제 출원 제PCT/US2021/018834호.

2018년 12월 13일에 공개되었고 발명의 명칭이 "UNILATERAL MAGNETIC RESONANCE IMAGING SYSTEM WITH APERTURE FOR INTERVENTIONS AND METHODOLOGIES FOR OPERATING SAME"인 미국 특허 출원 공개 제2018/0356480호는 그 전체가 본원에 참조로서 통합된다.

MRI 시스템 및 방법의 다양한 양태를 상세히 설명하기 전에, 예시적인 실시예는 적용 및 사용에 있어서 첨부된 도면 및 설명에 예시된 부분의 구성 및 배열의 세부사항으로 제한되지 않는다는 점에 주목해야 한다. 예시적인 실시예는 다른 양태, 변형예, 및 수정예로 구현되거나 다른 양태, 변형예, 및 수정예에 포함될 수 있으며, 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 달리 명시되지 않는 한, 본원에서 사용되는 용어 및 표현은 독자의 편의를 위해 예시적인 실시예를 설명하기 위한 목적으로 선택되었으며, 예시적인 실시예를 제한하기 위한 목적으로 선택되지 않는다. 또한, 설명되는 양태, 양태의 표현, 및/또는 실시예 중 하나 이상은 다른 설명되는 양태, 양태의 표현, 및/또는 실시예 중 임의의 하나 이상과 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

다양한 양태에 따라, 자석의 면으로부터 오프셋될 수 있는 고유한 이미징 영역을 포함할 수 있는 MRI 시스템이 제공된다. 이러한 오프셋되는 단면 MRI 시스템은 전통적인 MRI 스캐너에 비해 덜 제한적이다. 또한, 이러한 폼 팩터는, 관심 영역에 걸쳐 일정한 범위의 자기장 값을 생성하는 내장 또는 고유 자기장 경사를 가질 수 있다. 즉, 고유 자기장은 비균질적인 수 있다. 단면 MRI 시스템에 대한 관심 영역 내에서의 자기장 강도의 비균질성은 200 ppm(parts per million)을 초과할 수 있다. 예를 들어, 단면 MRI 시스템에 대한 관심 영역 내에서의 자기장 강도의 비균질성은 200 ppm과 200,000 ppm 사이일 수 있다. 본 개시의 다양한 양태에서, 관심 영역 내에서의 비균질성은 1,000 ppm을 초과할 수 있고 10,000 ppm을 초과할 수 있다. 하나의 예에서, 관심 영역 내에서의 비균질성은 81,000 ppm일 수 있다.

고유 자기장 경사는 MRI 스캐너 내의 영구 자석에 의해 생성될 수 있다. 단면 MRI 시스템에 대한 관심 영역 내에서의 자기장 강도는, 예를 들어, 1 테슬라(T) 미만일 수 있다. 예를 들어, 단면 MRI 시스템에 대한 관심 영역 내에서의 자기장 강도는 0.5 T 미만일 수 있다. 다른 예에서, 자기장 강도는 1 T를 초과할 수 있고, 예를 들어, 1.5 T일 수 있다. 이러한 시스템은, RX 코일 설계 제약조건에 대한 완화를 감안하고/하거나, 예를 들어 MRI 스캐너와 함께 사용될, 로봇공학과 같은 추가적인 메커니즘을 감안하여, 통상적인 MRI 시스템에 비해 더 낮은 자기장 강도에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 MRI-유도 로봇 시스템은, 2021년 1월 22일에 출원되었고 발명의 명칭이 "MRI-GUIDED ROBOTIC SYSTEMS AND METHODS FOR BIOPSY"인 국제 출원 제PCT/US2021/014628호에 추가적으로 설명되어 있다.

도 1 내지 도 6은 MRI 스캐너(100) 및 MRI 스캐너(100)의 구성요소를 도시한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, MRI 스캐너(100)는, 오목하고 리세싱된 면 또는 전방 표면(125)을 갖는 하우징(120)을 포함한다. 다른 양태에서, 하우징(120)의 면은 편평하고 평면일 수 있다. 전방 표면(125)은, MRI 스캐너에 의해 이미징되는 객체와 마주할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(120)은 영구 자석 어셈블리(130), RF 송신 코일(TX)(140), 경사 코일 세트(150), 전자석(160), 및 RF 수신 코일(RX)(170)을 포함한다. 다른 예에서, 하우징(120)은 전자석(160)을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 특정한 예에서, RF 수신 코일(170) 및 RF 송신 코일(140)은, 결합된 Tx/Rx 코일 어레이에 통합될 수 있다.

도 3 내지 도 5를 주로 참조하면, 영구 자석 어셈블리(130)는 자석의 어레이를 포함한다. 영구 자석 어셈블리(130)를 형성하는 자석의 어레이는, MRI 스캐너(100)의 전방 표면(125) 또는 환자 대향 표면을 커버하도록 구성되며(도 3 참조), 도 4에서는 수평 막대로서 도시되어 있다. 영구 자석 어셈블리(130)는 평행 구성으로 된 복수의 원통형 영구 자석을 포함한다. 도 5를 주로 참조하면, 영구 자석 어셈블리(130)는, 브래킷(134)에 의해 함께 유지되는 평행 플레이트(132)를 포함한다. 브래킷(136)에서 MRI 스캐너(100)의 하우징(120)에 시스템이 부착될 수 있다. 평행 플레이트(132)에는 복수의 구멍(138)이 있을 수 있다. 예를 들어, 영구 자석 어셈블리(130)는, 예를 들어 네오디뮴계 자성 물질과 같은 희토류계 자성 물질을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는, 임의의 적절한 자성 물질을 포함할 수 있다.

영구 자석 어셈블리(130)는, 하우징(120)의 반대측으로부터 하우징(120)을 관통해 환자에 대한 접근성을 제공할 수 있는 액세스 애퍼처 또는 보어(135)를 규정한다. 본 개시의 다른 양태에서, 하우징(120) 내에 영구 자석 어셈블리를 형성하는 영구 자석의 어레이는 보어가 없을 수 있고, 그를 관통해 규정되는 보어가 없는, 영구 자석의 중단되지 않거나 연속적인 배열을 규정할 수 있다. 또 다른 예에서, 하우징(120) 내의 영구 자석의 어레이는, 그를 관통하는 하나보다 더 많은 보어/액세스 애퍼처를 형성할 수 있다.

본 개시의 다양한 양태에 따라, 영구 자석 어셈블리(130)는, 도 1에 도시된, Z축을 따르는 관심 영역(190) 내에 자기장 B0를 제공한다. Z축은 영구 자석 어셈블리(130)에 수직이다. 다르게 말하면, Z축은 영구 자석 어셈블리(130)의 중심으로부터 연장되며, 영구 자석 어셈블리(130)의 면으로부터 멀어지는 자기장 B0의 방향을 규정한다. Z축은 일차 자기장 B0 방향을 규정할 수 있다. 일차 자기장 B0는, 영구 자석 어셈블리(130)의 면으로부터 더 멀리 있고 도 1에 화살표로 표시된 방향인 Z축을 따라, 즉, 고유 경사를 따라, 감소될 수 있다.

일 양태에서, 영구 자석 어셈블리(130)에 대한 관심 영역(190) 내의 자기장의 비균질성은 대략 81,000 ppm일 수 있다. 또 다른 양태에서, 영구 자석 어셈블리(130)에 대한 관심 영역(190) 내의 자기장 강도의 비균질성은 200 ppm과 200,000 ppm 사이일 수 있고, 특정한 예에서 1,000 ppm을 초과할 수 있고, 다양한 예에서 10,000 ppm을 초과할 수 있다.

일 양태에서, 영구 자석 어셈블리(130)의 자기장 강도는 1 T 미만일 수 있다. 또 다른 양태에서, 영구 자석 어셈블리(130)의 자기장 강도는 0.5 T 미만일 수 있다. 다른 예에서, 영구 자석 어셈블리(130)의 자기장 강도는 1 T를 초과할 수 있고, 예를 들어 1.5 T일 수 있다. 도 1을 주로 참조하면, Y축은 Z축으로부터 상하로 연장되고 X축은 Z축으로부터 좌우로 연장된다. 도 1에서 X축, Y축, 및 Z축은 모두 서로 직교하고, 각 축의 양의 방향은 대응하는 화살표에 의해 표시되어 있다.

RF 송신 코일(140)은, RF 파형 및 연관된 전자기장을 송신하도록 구성된다. RF 송신 코일(140)로부터의 RF 펄스는, 영구 자기장(예를 들어, 직교 평면)의 방향에 직교하는, B1으로서 지칭되는 유효 자기장을 생성함으로써, 영구 자석(130)에 의해 생성되는 자화를 회전시키도록 구성된다.

도 3을 주로 참조하면, 경사 코일 세트(150)는 두 세트의 경사 코일(152, 154)을 포함한다. 경사 코일의 세트(152, 154)는, 영구 자석 어셈블리(130)와 관심 영역(190) 중간의, 영구 자석 어셈블리(130)의 면 또는 전방 표면(125) 상에 위치된다. 경사 코일(152, 154)의 각 세트는 보어(135)의 양측에 코일 부분을 포함한다. 도 1의 축을 참조하면, 경사 코일 세트(154)는, 예를 들어, X축에 대응하는 경사 코일 세트일 수 있고, 경사 코일 세트(152)는, 예를 들어, Y축에 대응하는 경사 코일 세트일 수 있다. 본원에서 추가적으로 설명되는 바와 같이, 경사 코일(152, 154)은 X축 및 Y축을 따른 인코딩을 가능케 한다.

다양한 양태에 따라, 도 1 내지 도 6에 예시된 MRI 스캐너(100)를 사용하면, 해부학적 스캔의 유형에 의존하여 임의의 수의 상이한 자세로 환자가 자세지정될 수 있다. 도 7은, MRI 스캐너(100)를 사용하여 골반이 스캐닝되는 예를 도시한다. 스캔을 수행하기 위해, 환자(210)는 결석제거술 자세로 표면 상에 놓일 수 있다. 도 7에 예시된 바와 같이, 골반 스캔의 경우, 테이블 상에 등을 받치고 다리를 올려 스캐너(100)의 상단에 기대어 받치도록 환자(210)가 자세지정될 수 있다. 골반 영역은 영구 자석 어셈블리(130) 및 보어(135)의 바로 앞에 위치될 수 있고, 관심 영역(190)은 환자(210)의 골반 영역 내에 있다.

이제 도 8을 참조하면, 단면 MRI 시스템(300)에 대한 제어 개략도가 도시되어 있다. 본 개시의 다양한 양태에서 단면 MRI 스캐너(100) 및/또는 단면 MRI 스캐너(100)의 구성요소(도 1 내지 도 6)는 MRI 시스템(300)에 통합될 수 있다. 예를 들어, 이미징 시스템(300)은, 다양한 예에서 영구 자석 어셈블리(130)(도 2 내지 도 5 참조)와 유사할 수 있는 영구 자석 어셈블리(308)를 포함한다. 이미징 시스템(300)은 또한, 예를 들어, RF 송신 코일(140)(도 3 참조)과 유사할 수 있는 RF 송신 코일(310)을 포함한다. 또한, 이미징 시스템(300)은, 예를 들어, RF 수신 코일(170)(도 3 참조)과 유사할 수 있는 RF 수신 코일(314)을 포함한다. 다양한 양태에서, RF 송신 코일(310) 및/또는 RF 수신 코일은 또한 MRI 스캐너의 하우징 내에 위치될 수 있고, 특정한 예에서, RF 송신 코일(310) 및 RF 수신 코일(314)은 통합된 Tx/Rx 코일로 결합될 수 있다. 시스템(300)은 또한, 시야(312) 내의 객체의 이미징을 용이하게 하기 위해 경사 자기장을 생성하도록 구성되는 경사 코일(320)을 포함한다.

단면 MRI 시스템(300)은 또한, 분광계(304)와 신호 통신하는 컴퓨터(302)를 포함하며, 컴퓨터(302)와 분광계(304) 간에 신호를 전송 및 수신하도록 구성된다.

영구 자석(308)에 의해 생성되는 주 자기장 B0는 영구 자석(308)으로부터 멀어지는 방향으로 그리고 RF 송신 코일(310)로부터 멀어지는 방향으로 시야(312) 내로 연장된다. 시야(312)는, MRI 시스템(300)에 의해 이미징되고 있는 객체를 포함한다.

이미징 프로세스 동안, 주 자기장 B0는 시야(312) 내로 연장된다. 유효 자기장(B1)의 방향은 RF 송신 코일(310)로부터의 RF 펄스 및 연관된 전자기장에 응답하여 변화한다. 예를 들어, RF 송신 코일(310)은, RF 신호 또는 펄스를 시야 내의 객체에, 예를 들어 조직에, 선택적으로 송신하도록 구성된다. 이들 RF 펄스는, 샘플(예를 들어, 환자 조직) 내의 스핀이 겪는 유효 자기장을 변경시킨다. RF 펄스가 온(on)일 때, 공명에 대해 스핀이 겪는 유효 자기장은 오직 RF 펄스이며, 이는 정적 B0 자기장을 유효하게 상쇄한다. 본원에서 추가적으로 설명되는 바와 같이, RF 펄스는, 예를 들어, 처프(chirp) 또는 주파수 스위프 펄스일 수 있다.[

또한, 시야(312) 내의 객체가 RF 송신 코일(310)로부터의 RF 펄스로 여기될 때, 객체의 세차는 유도 전류 또는 MR 전류를 초래하며, 이는 RF 수신 코일(314)에 의해 검출된다. RF 수신 코일(314)은 여기 데이터를 RF 전치증폭기(316)에 전송할 수 있다. RF 전치증폭기(316)는 여기 데이터 신호를 부스팅하거나 증폭하여 분광계(304)에 전송할 수 있다. 분광계(304)는 저장, 분석 및 이미지 구성을 위해 여기 데이터를 컴퓨터(302)에 전송할 수 있다. 컴퓨터(302)는, 예를 들어, 이미지를 생성하기 위해 다수의 저장된 여기 데이터 신호를 조합할 수 있다.

분광계(304)로부터, 신호는 또한, RF 전력 증폭기(306)를 통해 RF 송신 코일(310)로, 그리고 경사 전력 증폭기(318)를 통해 경사 코일(320)로 릴레이될 수 있다. RF 전력 증폭기(306)는 신호를 증폭하여 RF 송신 코일(310)에 전송한다. 경사 전력 증폭기(318)는 경사 코일 신호를 증폭하여 경사 코일(320)에 전송한다.

예를 들어, 단면 MRI 스캐너(100) 및 시스템(300)을 사용하여, 비균질적 자기장 내에서 핵 자기 공명 스펙트럼 및 자기 공명 이미지를 효과적으로 수집하기 위한 시스템 및 방법이 본원에 기술된다.

단면 또는 개방 MRI를 사용하여 이미징하는 것은 많은 과제를 제시한다. 통상적으로, 단면 시스템 내의 두 세트의 경사 코일(도 6 참조)은 영구 자석 어셈블리의 면 상에 배치된다. 그 결과, 영구 자석 어셈블리의 면으로부터 멀리 이동함에 따라 경사의 진폭은 낮아질 것이다. 따라서, 주어진 위상 인코드의 어레이에 대해, 영구 자기장 B0의 축을 따라 이동함에 따라 시야는 변화할 것이다. 즉, 단면 스캐너 내의 펄스 경사 코일은 영구 경사의 방향을 따라 작은 구성요소를 갖는다.

도 9는 MRI 스캐너(100)에 대한 Z축을 따른 자기장 경사의 개략도(500)이다. 영구 자석(130)은 Z축을 따라 고유 경사를 갖는다. 영구 자석(130)으로부터 멀리 이동함에 따라 Z 경사의 강도는 감소한다. 영구 자석으로부터 멀리 이동함에 따라, 경사의 강도가 감소하여, Z 경사가 휘어지는 것을 개략도에서 볼 수 있다. MRI 스캐너(100)는 다수의 절편을 이미징하여 슬래브를 생성한다. 상이한 주파수에서 이미징하기 위해 각 절편이 여기된다. 더 낮은 주파수는 영구 자석으로부터 더 멀리 있는 절편에 대한 조직을 여기시키고, 더 높은 주파수는 자석에 더 가까이 있는 절편 내의 조직을 여기시킨다. 개략도에서, 슬래브 또는 축방향 이미지는, 절편₀에서 절편_n으로 이동하는 다수의 절편으로 이루어져 있다. 각 절편은 대응하는 주파수 f₀내지 f_n을 가지며, f₀는 f_n보다 더 작은 주파수이다.

Z축을 따라 경사가 어떻게 변화하는가에 따라 각 절편은 상이한 시야를 갖는다. 경사의 크기 또한 Z축을 따라 변화하기 때문에, 변화하는 시야는, 상이한 절편 내의 동일한 객체가 Z 치수에서 절편을 따라 축소 또는 확대되어 보이게 한다. 이는, 이미지가 축방향 이미지로 변환될 때 더 흐리게 보이게 하며, 왜냐하면 이미지는 함께 병합되는 여러 상이한 사이즈의 이미지를 포함하기 때문이다. 따라서, 고품질 축방향 이미지를 생성하려면 슬래브 내의 절편은 동일한 시야 및 동일한 축척을 가져야 한다. 또한, 경사 코일에 의해 생성되는 Y축 및 X축 내의 자기 경사가 존재하며, 경사는 유사한 형상을 갖고 X축 및 Y축을 따라 유사한 효과를 갖는다.

도 10을 참조하면, 그래프 표현(600)은, X축을 따라 이동함에 따라서 X 경사가 어떻게 변화하는지의 예를 제공한다. 축을 따른 이동으로 인한 X 경사의 변화는, Z축을 따른 3 cm 내지 8.6 cm의 거리 범위의 상이한 라인 유형으로서 도시되어 있다. 즉, 경사의 기울기는 자석의 면으로부터의 거리에 따라 변할 것이다. 변화의 크기는 상당할 수 있다. 즉, 이미지 내의 객체 사이즈는 Z축을 따른 단 1인치의 이동에 걸쳐 2배만큼 변할 수 있다. X축 상의 0은 Z축을 따른 자석의 중심 내에 있다. X축을 따라 이동하여 Z축으로부터 멀리 이동함에 따라 경사의 값이 상당히 변할 수 있다. X축을 따라 더 멀리 이동할수록 경사 크기가 더 커진다.

반복하자면, 단면 MRI 스캐너에서의 경사 자기장의 영향은 주목할 만하다. 예를 들어, 영구 경사의 길이방향 축(즉, Z축)을 따라 객체(예를 들어, 조직)의 두꺼운 절편을 여기시키면, Z축을 따라 이동함에 따라서 객체의 축척 또는 이미징되는 사이즈가 변화하게 된다. Z축을 따라 임의의 두께를 갖는 3D 이미지는 더 낮은 주파수에서 더 작은 사이즈로 스케일링될 것이고, 즉 축소되어 보일 것이며, 이는 영구 자석으로부터 더 멀리 위치되는 절편이다. 상이한 사이즈의 특징부가 서로 중첩되기 때문에, 이는 인접한 절편이 그 후에 함께 결합될 때 이미지의 상당한 흐려짐을 초래한다.

자석으로부터 더 멀리 이동함에 따라 경사가 변화하기 때문에, 자석의 면으로부터 이동함에 따라 시야가 변할 것이다. 상이한 시야를 갖는 절편을 슬래브로 결합하면 특징부가 흐려진다. 도 11은 MRI 이미지 절편을 도시하며, 하나의 세트는 Z축을 따라 변화하는 시야를 고려하고 하나의 세트는 이를 고려하지 않는다. 즉, 도해(700)는, Z축을 따라 변화하는 시야를 고려하지 않는 경우, 스캐닝되는 객체의 축척이 어떻게 변화될 수 있는지를 도시한다. 열 A(좌측) 내의 절편은, Z축을 따라 이동함에 따라 사이즈가 변화하는 구조를 도시한다. 열 B(우측)는, 변화하는 시야가 알맞게 고려되었기 때문에 동일한 사이즈에 가깝게 유지되는 구조를 도시한다.

Z 경사로 인해, Z축을 따라 영구 자석으로부터 더 멀리 이동함에 따라서 열 A 내의 객체의 사이즈는 더 커진다. 시야가 변화하여 인접한 절편 내의 객체의 사이즈가 변했기 때문에, 이들 절편을 축방향 이미지 또는 슬래브로 결합하면 이미지가 흐려진다. 다른 방식으로 말하면, 경사의 크기 또한 z를 따라 변화하기 때문에, 객체는 Z 치수를 따라 축소되고 확대되어 보일 것이다. 이는, 이미지가 축방향 이미지 또는 슬래브로 변환될 때 더 흐리게 보이게 하며, 왜냐하면 이미지는 함께 병합되는 여러 상이한 사이즈의 이미지를 포함하기 때문이다. 변화하는 시야를 고려함으로써, 객체의 축척은 거의 동일하게 유지되고, 슬래브로 결합될 때 훨씬 더 선명한 이미지를 초래한다.

변화하는 시야를 넘어서, 단면 MRI 시스템의 영구 경사 자기장의 추가적인 영향은, 표면 경사 코일을 사용한 이미지 인코딩 동안의 스핀 에코의 변화하는 위치이다. 단면 MRI 시스템에서, 이미지 인코딩은 위상 인코딩에 의해 행해지며; 주파수 인코딩은 영구 경사만으로 행해진다. 단면 MRI 시스템을 사용하여 수집되는 신호는 스핀 에코의 일부 변형이며, MRI 스캐너의 획득 윈도우는 에코를 중앙에 배치하도록 설정된다. 에코를 형성하기 위해, 여기 후에 축적되는 위상은 획득이 시작되는 시간까지 리포커싱되어야 한다.

이제 도 12를 참조하면, 모든 X 또는 Y 경사 펄스 또한 Z를 따라 일부 위상을 추가할 것이기 때문에, 위상 테이블을 통해 이동함에 따라 에코의 위치 또한 변화하며, 이는 그 후 영구 경사로 리포커싱되어야 한다. 이미지의 해상도가 증가함에 따라, 에코는 획득 윈도우의 에지에 접근하기 시작할 것이다. 그래프 표현(800)은 위상 인코딩의 양에 대해 시간에서 스핀 에코가 어떻게 이동하는지를 도시한다. 검은색 라인(810)은 획득 윈도우의 중심을 도시한다. 시간과 위상이 올바르게 고려되지 않으면, 스핀 에코는 획득 윈도우를 벗어나 누락되어 k-공간을 유효하게 절단하고 이미지 품질을 저하시킬 수 있다.

펄스 경사가 적용되지 않을 때, 스핀 에코는 리포커싱 펄스 후에 발생할 것이며, 그 시간은 이후 여기 펄스의 지속시간 및 여기 펄스와 리포커싱 펄스 사이의 지연에 의해 결정된다. 이 기간 동안 위상 인코드가 적용되는 경우, 이 인코드가 시스템에 부여하는 위상은 리포커싱되지 않아야 한다. 표면 경사 코일로 행해지는 위상 인코드의 X 및 Y 구성요소는 스핀 에코 시퀀스 동안 리포커싱되지 않을 것이며, 이는 신호가 공간적으로 인코딩되도록 보장한다. 그러나, 위상 인코드는 또한 신호 상에 Z 위상을 부여할 것이다. 이 Z 위상은 영구 경사와 동일한 축을 따르며, 이는, 에코가 형성될 때 그 존재가 변화하리라는 것을 의미한다.

에코가 형성되기 전에 Z축을 따라 위상을 리포커싱해야 하는 경우, 펄스 경사로 Z 위상을 추가하는 것은 에코가 형성되는 때를 변화시킬 것이다. 예를 들어, 여기 후에 경사가 적용되는 경우, 여기 펄스와 리포커싱 펄스 사이에 축적될 위상은, 영구 경사로 인해 축적되는 위상과 펄스 경사로 인해 축적되는 위상의 합과 같을 것이다. 펄스 경사가 영구 경사와 동일한 부호인 경우, 둘은 더해질 것이다. 따라서, 리포커싱 펄스 후에, 에코가 발생하는 데 더 많은 시간이 필요할 것이며, 왜냐하면 영구 경사의 위상과 펄스 경사의 위상 둘 모두가 영구 경사에 의해 리포커싱될 것이기 때문이다. 이는, 다른 경우보다 더 늦게 에코가 나타나게 할 것이다. 펄스 경사가 더 강할수록, 에코는 더 늦게 나타날 것이다. 펄스 경사의 부호를 변경하는 것 또한 반대 효과를 가질 수 있으며, 이는 에코가 예상보다 더 일찍 나타나게 한다. 이는 이미징 시퀀스에 치명적인 영향을 미칠 수 있다.

이미징 시퀀스에서, 획득 기간은 고정된 시간 동안 규정된다. 획득 기간의 길이는, 다른 많은 방식으로 펄스 시퀀스를 변경하지 않으면서 임의로 변경할 수 없다. 예를 들어, 대부분의 단면 스캐너는 스핀 에코의 트레인을 수집함으로써 작동하며, 리포커싱 펄스 사이의 시간은 가능한 한 작게 유지된다. 이는, 리포커싱 펄스 사이의 획득 기간 또한 가능한 한 작게 유지된다는 것을 의미한다. 따라서, 이미징 시퀀스를 통해 진행함에 따라 에코의 위치가 변화하는 경우, 획득 기간이 시작되기 전에 또는 후에 에코가 발생할 수 있다. 이는, 해당 위상 인코드에 대한 신호가 손실되리라는 것을 의미한다.

펄스화된 X 및 Y 경사에 의해 신호에 추가되는 Z 위상의 결과로서, 펄스 시퀀스의 에코 간격을 증가시킬 필요 없이 달성될 수 있는 최대 해상도가 유효하게 존재한다. 펄스 경사가 강할 때, k-공간의 에지에서 생성되는 에코는 손실될 수 있고, 이는 다른 경우보다 신호 진폭이 더 일찍 낮아지는 k-공간을 초래한다. k-공간이 유효하게 절단되며, 이는 일반적으로 더 넓은 획득을 수집할 필요성으로 이어지고, 이는 더 긴 에코 시간을 얻기 위해 신호 대 잡음 비(SNR; signal-to-noise ratio)를 희생하도록 요구할 것이다.

요약하자면, 스캐너가 단면이 되도록 하기 위해 필요한 무언가인, 표면 경사 코일을 단면 MRI 스캐너와 함께 사용하는 것은, Z축을 따라 변화하는 시야, 드리프팅 에코, 및 궁극적으로 k-공간의 절단을 초래한다. 이는 단면 MRI 스캐너의 이미지 품질을 유효하게 제한한다.

본 개시의 다양한 양태에 따르면, 주파수 스위프 여기 펄스 동안 또는 처프 여기 펄스 동안 위상 인코드를 적용함으로써, 추가된 위상을 보상할 수 있다. 주파수 스위프 펄스는 펄스 동안 상이한 시간에 상이한 주파수에서 스핀에 영향을 미칠 수 있다. 이는, 여기 펄스 동안 위상 인코드를 적용함으로써 상이한 주파수에 상이한 양의 위상을 부여할 수도 있다는 것을 의미한다. 펄스의 시작 시에 여기되는 스핀은, 위상을 거의 축적할 수 없는 펄스의 종료 시에 여기되는 스핀보다 더 많은 위상을 축적할 수 있다.

다양한 양태에 따르면, 영구 자석으로부터 더 멀리 있는 스핀이 먼저 여기된다면, 그리고 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코드가 적용된다면, 더 멀리 있는 스핀은, 마지막으로 여기될 수 있는 영구 자석에 더 가까운 스핀보다 더 많은 위상을 축적할 수 있다. 이는, 스핀이 표면 경사 코일로부터 위상을 축적하는 통상적인 방식을 반전시킬 수 있으며, Z축을 따른 경사 강도의 정상적인 변화에 대응할 수 있게 한다. 주파수 스위프 여기 동안 그리고 후속적인 위상 인코드 동안 축적되는 위상의 양을 정밀하게 튜닝함으로써, 영구 자석의 Z축을 따라 X-Y 평면에 균일한 양의 위상을 적용하는 것이 가능하다.

도 13은, 표면 경사 코일(예를 들어, 도 6에서의 경사 코일(152, 154)을 참조)에 의해 생성되는 Z축을 따른 절편 내의 변화하는 시야를 보상하도록 구성되는 펄스 시퀀스(900)를 도시한다. 이러한 보상은, 주파수 스위프 여기 펄스 동안 적용되는 위상 인코딩으로 달성된다. 다양한 예에서, 본원에서 설명되는 주파수 스위프 펄스는, 선형 주파수 스위프를 갖는 처프 펄스이다. 처프 여기 펄스는 낮은 주파수에서부터 높은 주파수까지 선형 주파수 스위프를 규정할 수 있다. 다른 단조로운 낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 증가 또한 고려된다. 낮은 주파수는 영구 자석 어셈블리(예를 들어, 도 2에서의 영구 자석 어셈블리(130)를 참조)로부터 더 멀리 있는 조직을 여기시키고, 높은 주파수는 영구 자석 어셈블리에 더 가까운 조직을 여기시키며, 따라서 펄스의 종료 시, 자석으로부터 더 멀리 있는 절편은 더 많은 시간 동안 위상 인코딩되었을 것이며, 이는 더 약한 경사를 보상한다. 펄스 시퀀스 내의 제1 펄스(902)는 주파수 스위프 여기 펄스(902)이며, 처프 주파수 스위핑 방향은 낮은 주파수에서부터 높은 주파수로 설정된다. X 및 Y 방향의 경사는 각각 탈위상(918 및 922)하기 시작하고, 펄스 시퀀스 내의 제2 펄스(904)에 의해 리포커싱된다. Z에서의 경사는 전체 펄스 시퀀스 동안 일정하다. 제2 펄스(904)는, X 및 Y 경사를 리포커싱하는 리포커싱 펄스이다. 제2 펄스(904) 후에, 스펙트럼 에코(906)가 발생하며, 여기서 X 및 Y 경사는 각각 탈위상(920 및 924)한다. 스펙트럼 에코(906) 후에, 신호는 이어서 처프 에코 트레인(908)으로 판독된다. 처프 에코 트레인(908)은 제3 펄스(910), 스핀 에코(912), 제4 펄스(914), 및 스펙트럼 에코(916)를 포함한다. 일 양태에서, 제3 펄스(910)는 제2 리포커싱 펄스일 수 있고, 제4 펄스(914)는 제2 여기 펄스일 수 있다.

이러한 구현예에서, 변화하는 시야는 여기 펄스 동안 과보상되고, 이어서 위상 인코드로 균형을 이룬다. 주파수 스위프 동안 축적되는 위상의 양은, 이미징되는 절편의 X-Y 평면에 균일한 양의 위상을 적용하도록 정밀하게 튜닝되어야 한다. 다른 방식으로 말하면, 각 절편 내의 위상의 양은, 변화하는 시야를 고려하도록 정밀하게 튜닝되어야 한다. 또 다른 방식으로 말하면, 각 절편 내의 객체의 축척은, 모든 절편이 동일한 축척의 객체를 갖도록 조정되어야 한다. 예를 들어, X-Z축 또는 Y-Z축을 따라 2D 이미지를 수집하면서, 주파수 스위프 펄스 동안 인가되는 경사 펄스의 전력을 조정함으로써 튜닝이 수행될 수 있다. 객체의 사이즈가 Z축을 따라 변화하지 않을 때까지 경사 전력이 증가될 수 있다. 그러면, 절편은, 결합으로부터 발생하는 임의의 흐려짐 없이, 고품질 슬래브 이미지로 결합될 수 있다.

도 14는 스위핑 주파수 펄스 또는 처프 펄스의 대표 그래프(1000)를 도시하며, 여기서 스위핑 방향은 낮은 주파수에서부터 높은 주파수로 설정된다. 낮은 주파수에서부터 높은 주파수로 설정된 스위핑 방향을 갖는 처프 여기 펄스는 주파수 스위프 여기 펄스의 일례이다. 낮은 주파수에서부터 높은 주파수로 설정된 스위프 방향을 갖는 처프 펄스의 주파수는 낮은 주파수에서 시작하며, 주파수는 펄스의 지속시간 동안 시간을 따라 증가한다. 펄스는 원하는 최저 주파수에서 시작할 수 있고, 원하는 최대 주파수에 도달하면 종료된다. 그래프(1000) 내의 펄스 주파수는 기저대역 주파수에 대한 음에서 양으로의 주파수 오프셋일 수 있다. 즉, 주파수는, 기저대역 주파수에 음의 주파수를 더한 값에서부터 기저대역 주파수에 양의 주파수를 더한 값으로 스위핑된다. 예를 들어, +/- 100 KHz의 주파수 스위프의 경우, 스위프는, 기저대역 주파수에서 100 KHz를 뺀 값에서부터 기저대역 주파수에 100 KHz를 더한 값까지이다.

처프 펄스의 주파수는, 최소(최저)의 원하는 주파수에서부터 최대(최고)의 원하는 주파수까지 변화할 수 있다. 펄스의 스위프 레이트는, 펄스 내의 최고 주파수와 최저 주파수 사이의 차를, 최고 주파수와 최저 주파수 사이에서 이동하는 데 필요한 시간으로 나눈 값이다. 일 양태에서, 스위핑 주파수 펄스 시퀀스(900) 내에서 사용되는 스위핑 주파수 펄스에 의해 커버되는 주파수 범위는 -20 KHz에서부터 20 KHz까지, 즉 40 KHz 범위일 수 있고, 슬래브에 따라 달라지는 중심 주파수를 갖는다. 예를 들어, 슬래브는 2.62 MHz, 2.75 MHz, 2.65 MHz, 2.72 MHz, 2.79 MHz, 및 2.69 MHz 등의 중심 주파수를 가질 수 있다. 2.62 MHz의 중심 주파수를 갖는 슬래브의 경우, 처프 펄스는 2.60 MHz에서부터 2.64 MHz까지, 즉 40 KHz 범위로 스위프될 것이다. 본 개시의 다른 양태에서, 낮으면 10 KHz에서부터 높으면 200 KHz까지의 대역폭이 주파수 스위프 펄스에 사용될 수 있다. 또한, 다양한 예에서 스위프 범위는 40 KHz 미만일 수 있다.

도 9를 다시 참조하면, f₀는 처프 펄스의 최저 주파수에 대응할 수 있고, f_n은 처프 펄스의 최고 주파수에 대응할 수 있다. 처프 펄스는 영구 자석 어셈블리로부터 더 멀리 있는 조직, 예컨대 절편₀의 위치에 있는 조직을 먼저 여기시키고, 영구 자석 어셈블리에 가까운 조직, 예컨대 절편_n의 위치에 있는 조직을 나중에 여기시킨다. 다른 방식으로 말하면, 인접한 절편은 근위 절편 및 원위 절편을 포함하며, 근위 절편은 원위 절편보다 자기 이미징 장치에 더 가깝게 위치되고, 원위 절편 내의 타겟은 근위 절편 내의 타겟 전에 여기된다. 처프 펄스의 주파수 범위는 이미징되는 슬래브의 절편에 대응할 수 있다.

도 13을 다시 참조하면, 제1 펄스(902)는, 낮은 주파수에서부터 높은 주파수로 설정된 스위핑 방향을 갖는 처프 여기 펄스이다. 이 펄스는, 영구 자석 어셈블리에 더 가까이 있는 절편 내의 조직을 여기시키기 전에, 영구 자석 어셈블리로부터 더 멀리 있는 절편 내의 조직을 여기시킨다. 처프 여기 동안 위상 인코딩함으로써, 상이한 주파수에서 상이한 양의 위상이 축적된다. 구체적으로, 영구 자석 어셈블리로부터 더 멀리 있는 절편은, 영구 자석 어셈블리에 더 가까이 있는 절편보다 더 많은 위상을 축적한다. 다른 방식으로 말하면, 영구 자석 어셈블리로부터 더 원위에 있는 절편 내의 타겟은, 영구 자석 어셈블리에 더 근위에 있는 절편 내의 타겟보다 더 많은 위상을 축적한다. 주파수 스위프 여기 펄스 동안의 위상 인코딩 및 각 절편 내에 축적되는 위상의 튜닝은, 각 절편 내의 위상을 고려할 수 있고, 에코가 획득 윈도우(810)(도 12 참조) 밖으로 드리프팅되는 것을 방지할 수 있다. Z축을 따라 절편 내에서 변화하는 시야를 고려한 후, 절편을 슬래브로 결합하여 고품질 축방향 이미지를 생성할 수 있으며, 각 절편 내의 객체의 축척은 동일한 사이즈이다.

도 15는 Z축을 따라 절편에서 변화하는 시야를 고려하기 위한 펄스 시퀀스에서의 단계에 대한 흐름도(1100)이다. 1110에서, 프로세스는, Z축(도 1)에 대해 자기 이미징 장치의 일 측으로부터 시야 내로 연장되는 고유 경사 자기장의 생성으로 시작된다. 이어서, 1120에서, 낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 스위프를 포함하는 주파수 스위프 여기 펄스가 송신된다. 이러한 펄스는, 단면 MRI 스캐너로부터 더 먼 위치/절편에 있는 조직을 먼저 여기시키고, MRI 스캐너에 더 가까운 위치에 있는 조직을 마지막에 여기시킨다. 1130에서, 1120의 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩이 시작된다. 위상 인코딩은, 주파수 스위프의 상이한 주파수에서 상이한 양의 위상을 축적하기 위해 주파수 스위프 여기 펄스 동안 행해질 수 있다. 절편은 주파수와 관련되어 있으며, 자기 이미징 장치로부터 더 멀리 있는 주파수는, 이미징 장치에 더 가까이 있는 절편보다 더 많은 위상을 축적한다. 마지막으로, 1140에서, 자석의 Z축을 따라 X-Y 평면에 균일한 양의 위상을 적용하기 위해, 주파수 스위프 여기 펄스 동안 축적되는 위상의 양이 튜닝된다. 다른 방식으로 말하면, 각 절편에 대한 변화하는 시야가 조정될 수 있도록, 주파수 스위프 동안 절편 내에 축적되는 위상의 양이 튜닝된다. 예를 들어, X-Y 평면 또는 Y-Z 평면을 따라 2D 이미지를 수집하면서, 처프 펄스 동안 인가되는 경사 펄스의 전력을 조정함으로써 튜닝이 수행될 수 있다. 객체의 사이즈가 Z축을 따라 변화하지 않을 때까지 경사 전력이 증가될 수 있다. 튜닝 단계 후, 신호는 처프 에코 트레인으로 판독된다. 예를 들어, 변화하는 시야를 고려하는 것의 목표는, 각 절편 내의 객체가 동일한 축척을 갖도록 하는 것이다. 시야의 변화를 고려하지 않으면, 경사로 인해 시야가 어떻게 변화되었는지에 따라 인접한 절편 내의 객체는 더 크거나 더 작게 보일 것이다. 상이한 시야를 갖는 절편을 결합하면 축방향 이미지 또는 슬래브가 흐려진다. Z축을 따른 시야 변화를 고려하면, 절편을 고품질 축방향 이미지 또는 슬래브로 결합할 수 있다.

이러한 방식으로 이미지를 인코딩함으로써, 단면 MRI 시스템에 대한 여러 문제가 해소될 수 있으며, 이는 단면 MRI 시스템이 더 광범위하게 적용되도록 할 수 있다. 이러한 방식으로 인코딩하면, 스핀 에코가 드리프팅되는 것을 방지할 수 있으며, 이는 스핀 에코가 획득 윈도우로부터 멀리 드리프팅되는 것을 방지한다. 이는 또한 k-공간이 절단되는 것을 방지할 수 있고, 따라서, 단면 MRI 시스템이 더 높은 해상도의 이미지를 수집할 수 있게 한다. 시야 또한 Z축을 따라 변화되는 것을 멈출 수 있으며, 이는 Z축을 따른 이미지 절편의 결합의 효율을 높이고, 더 높은 SNR 및 더 짧은 스캔 시간을 초래한다.

도 16은 이미지 절편의 모음(1200)을 도시한다. 상단 행(1210) 내의 이미지 A, B, 및 C는, Z축을 따라서 또한 변화되는 X 및 Y 경사를 사용해 수집된 3D 이미지로부터의 축방향 절편을 도시한다. 경사가 크게 변하는 경우, 상단 행(1210) 내의 이미지 A 및 B에 도시된 바와 같이, 축방향 절편은 흐리게 보인다. 상단 행(1210) 내의 이미지 C에 도시된 바와 같이, 경사의 변화가 감소될 때, 이미지는 더 선명하게 보인다. 상이한 시야를 갖는 절편을 결합하면 흐린 축방향 이미지가 초래되기 때문에, 변화하는 시야를 가지고 이미징하는 것은, 이미지 품질을 크게 감소시키지 않으면서 사용할 수 있는 최대 절편 두께를 제한한다. 하단 행(1220)은, 상단 행(1210)과 동일한 3D 이미지로부터 취해진 3개의 관상 절편을 도시한다. 이미지 D 및 이미지 E에 대해 하나의 축을 따라 팬텀의 사이즈가 명확하게 변화한다. 이러한 사이즈의 변화는, 변화하는 시야에 기인한다. 이미지 F는, 도 15에서 설명된 프로세스를 통해, 변화하는 시야가 고려될 때의 객체를 도시한다.

유사하게, 도 17은, 도 15에 설명된 프로세스에 의해 고려되는 시야를 가진 이미지 절편의 모음(1300)을 도시한다. 흐름도(1100)의 프로세스를 사용한 이미징은, 상이한 절편에 걸쳐 일관된 시야를 초래한다. 이렇게 하면, 이미지를 흐리게 하지 않으면서 절편을 결합할 수 있다. 또한, 흐름도(1100)의 프로세스를 사용한 이미징은, 시간에서 에코를 정렬하여, 에코가 획득 윈도우 밖으로 드리프팅되는 것을 방지하며, 이는 해상도를 증가시킨다.

전술한 프로세스 및 기법은 또한, 더 빠른 데이터 및/또는 이미지 획득을 허용하기 위해 다른 단면 스캐너 및/또는 비균질적 자기장과 함께 이용될 수 있다.

실시예

본원에서 설명되는 주제의 다양한 양태가, 다음의 번호가 매겨진 실시예에서 제시된다.

실시예 1 - 단면 자기 이미징 장치를 사용하여 적어도 2개의 절편을 갖는 슬래브를 이미징하는 방법으로서, 고유 경사 자기장이 상기 자기 이미징 장치로부터 시야 내로 연장되고, 상기 방법은, 낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 스위프를 포함하는 주파수 스위프 여기 펄스를 송신하는 단계; 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 단계; 및 상기 슬래브 내의 인접한 절편으로부터 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 축적되는 위상의 양을 튜닝하는 단계를 포함하는, 방법.

실시예 2 - 실시예 1에 있어서, 상기 인접한 절편은 근위 절편 및 원위 절편을 포함하고, 상기 근위 절편은 상기 원위 절편보다 상기 자기 이미징 장치에 더 가깝게 위치되고, 상기 원위 절편 내의 타겟은 상기 근위 절편 내의 타겟 전에 여기되는, 방법.

실시예 3 - 실시예 2에 있어서, 상기 방법은, 상기 원위 절편 내의 타겟이 상기 근위 절편 내의 타겟과 동일한 위상을 축적하도록 하기 위해 상기 고유 경사 자기장을 보상하도록 구성되는, 방법.

실시예 4 - 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 주파수 스위프 내의 상이한 주파수에 상이한 양의 위상이 적용되는, 방법.

실시예 5 - 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 단계는, 에코가 획득 윈도우 밖으로 드리프팅되는 것을 방지하는, 방법.

실시예 6 - 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 한 실시예에 있어서, k-공간 절단 없이 상기 단면 자기 이미징 장치를 사용하여 고해상도 이미지가 수집되는, 방법.

실시예 7 - 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 시야 내의 자기장 강도는 1 테슬라 미만인, 방법.

실시예 8 - 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 자기장의 비균질성은 200 ppm과 200,000 ppm 사이인, 방법.

실시예 9 - 자기 이미징 장치로서, 영구 자석; 경사 코일 세트; 전자석; 무선 주파수 코일(고유 경사 자기장이 제1 축에 대해 상기 자기 이미징 장치로부터 시야 내로 연장되고, 상기 제1 축은 상기 영구 자석에 수직임); 및 적어도 2개의 절편을 갖는 슬래브를 이미징하도록 구성되는 제어 회로를 포함하며, 상기 이미징하는 것은, 낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 스위프를 포함하는 주파수 스위프 여기 펄스를 송신하는 것; 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 것; 및 상기 슬래브 내의 인접한 절편으로부터 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 축적되는 위상의 양을 튜닝하는 것을 포함하는, 자기 이미징 장치.

실시예 10 - 실시예 9에 있어서, 상기 인접한 절편은 근위 절편 및 원위 절편을 포함하고, 상기 근위 절편은 상기 원위 절편보다 상기 자기 이미징 장치에 더 가깝게 위치되고, 상기 원위 절편 내의 타겟은 상기 근위 절편 내의 타겟 전에 여기되는, 자기 이미징 장치.

실시예 11 - 실시예 10에 있어서, 상이한 주파수에 상이한 양의 위상이 적용되는, 자기 이미징 장치.

실시예 12 - 실시예 11에 있어서, 상기 원위 절편 내의 타겟은 상기 근위 절편 내의 타겟과 동일한 위상을 축적하는, 자기 이미징 장치.

실시예 13 - 실시예 9 내지 실시예 12 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 것은, 에코가 획득 윈도우 밖으로 드리프팅되는 것을 방지하는, 자기 이미징 장치.

실시예 14 - 실시예 9 내지 실시예 13 중 어느 한 실시예에 있어서, k-공간 절단 없이 단면 자기 이미징 장치를 사용하여 고해상도 이미지가 수집되는, 자기 이미징 장치.

실시예 15 - 실시예 9 내지 실시예 14 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 시야 내의 자기장 강도는 1 테슬라 미만인, 자기 이미징 장치.

실시예 16 - 실시예 9 내지 실시예 15 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 자기장의 비균질성은 200 ppm과 200,000 ppm 사이인, 자기 이미징 장치.

실시예 17 - 실시예 9 내지 실시예 16 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 무선 주파수 코일은 무선 주파수 송신 코일 및 무선 주파수 수신 코일을 포함하는, 자기 이미징 장치.

몇몇 형태가 예시되고 설명되었지만, 출원인의 의도는, 첨부된 청구항의 범위를 이러한 세부사항으로 제한하거나 한정하는 것이 아니다. 이러한 형태에 대한 수많은 수정예, 변형예, 변경예, 치환예, 조합예, 및 등가물이 구현될 수 있으며, 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자에게 떠오를 것이다. 또한, 설명된 형태와 연관된 각 요소의 구조는, 요소에 의해 수행되는 기능을 제공하기 위한 수단으로서 대안적으로 설명될 수 있다. 또한, 특정 구성요소에 대해 물질이 개시되는 경우, 다른 물질이 사용될 수 있다. 따라서, 전술한 설명 및 첨부된 청구범위는, 개시된 형태의 범위 내에 속하는 바와 같은 모든 이러한 수정예, 조합예, 및 변형예를 커버하도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 첨부된 청구범위는, 모든 이러한 수정예, 변형예, 변경예, 치환예, 수정예, 및 등가물을 커버하도록 의도된다.

전술한 상세한 설명은 블록도, 흐름도, 및/또는 실시예를 사용하여 디바이스 및/또는 프로세스의 다양한 형태를 제시하였다. 이러한 블록도, 흐름도, 및/또는 실시예가 하나 이상의 기능 및/또는 작동을 포함하는 한, 이러한 블록도, 흐름도, 및/또는 실시예 내의 각 기능 및/또는 작동은 광범위한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 사실상 이들의 임의의 조합에 의해 개별적으로 그리고/또는 집합적으로 구현될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 본원에 개시된 형태의 일부 양태가 집적 회로로, 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로서(예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 시스템 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서), 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서(예를 들어, 하나 이상의 마이크로프로세서 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서), 펌웨어로서, 또는 사실상 이들의 임의의 조합으로서, 전체적 또는 부분적으로, 등가적으로 구현될 수 있다는 것, 그리고 회로부를 설계하는 것 및/또는 소프트웨어 및 또는 펌웨어에 대한 코드를 작성하는 것은, 본 개시를 고려하면, 당업자의 기술 내에 있으리라는 것을 당업자는 인식할 것이다. 또한, 본원에 설명된 주제의 메커니즘은 다양한 형태의 하나 이상의 프로그램 제품으로서 배포될 수 있다는 것, 그리고 본원에 설명된 주제의 예시적인 형태는, 실제로 배포를 수행하는 데 사용되는 신호 전달 매체의 특정 유형에 상관없이 적용된다는 것을 당업자는 이해할 것이다.

다양한 개시된 양태를 수행하기 위한 로직을 프로그래밍하는 데 사용되는 명령어는, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM, dynamic random access memory), 캐시, 플래시 메모리, 또는 다른 저장장치와 같은 시스템 내의 메모리 내에 저장될 수 있다. 또한, 명령어는 네트워크를 통해 또는 다른 컴퓨터 판독 가능 매체를 통해 배포될 수 있다. 따라서, 기계 판독 가능 매체는, 기계(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장 또는 송신하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있지만, 플로피 디스켓, 광 디스크, 컴팩트 디스크, 읽기 전용 메모리(CD-ROM; compact disc, read-only memory), 광자기 디스크, 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 소거 가능한 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리(EPROM; erasable programmable read-only memory), 전기적으로 소거 가능한 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리(EEPROM; electrically erasable programmable read-only memory), 자기 또는 광학 카드, 플래시 메모리, 또는 전기, 광학, 음향, 또는 다른 형태의 전파되는 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등)를 통해 인터넷을 거친 정보의 송신에 사용되는 유형의(tangible) 기계 판독 가능 저장장치로 제한되지는 않는다. 따라서, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는, 기계(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 판독 가능한 형태로 전자 명령어 또는 정보를 저장하거나 송신하기에 적합한 임의의 유형의(tangible) 기계 판독 가능 매체를 포함한다.

본원의 임의의 양태에서 사용되는 바와 같이, "제어 회로"라는 용어는, 예를 들어, 고정배선 회로부, 프로그래밍 가능 회로부(예를 들어, 하나 이상의 개별 명령어 프로세싱 코어를 포함하는 컴퓨터 프로세서, 프로세싱 유닛, 프로세서, 마이크로컨트롤러, 마이크로컨트롤러 유닛, 컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP; digital signal processor), 프로그래밍 가능 로직 디바이스(PLD; programmable logic device), 프로그래밍 가능 로직 어레이(PLA; programmable logic array), 또는 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA; field programmable gate array)), 상태 머신 회로부, 프로그래밍 가능 회로부에 의해 실행되는 명령어를 저장한 펌웨어, 및 이들의 임의의 조합을 지칭할 수 있다. 제어 회로는, 집합적으로 또는 개별적으로, 더 큰 시스템의 부분을 형성하는 회로부로서, 예를 들어, 집적 회로(IC; integrated circuit), 주문형 집적 회로(ASIC; application-specific integrated circuit), 시스템 온 칩(SoC; system on-chip), 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰 등으로서 구체화될 수 있다. 따라서, 본원에서 사용되는 바와 같이, "제어 회로"는, 적어도 하나의 개별 전기 회로를 갖는 전기 회로부, 적어도 하나의 집적 회로를 갖는 전기 회로부, 적어도 하나의 주문형 집적 회로를 갖는 전기 회로부, 컴퓨터 프로그램에 의해 구성되는 범용 컴퓨팅 디바이스를 형성하는 전기 회로부(예를 들어, 프로세스를 적어도 부분적으로 수행하는 컴퓨터 프로그램 및/또는 본원에 설명된 디바이스에 의해 구성되는 범용 컴퓨터, 또는 프로세스를 적어도 부분적으로 수행하는 컴퓨터 프로그램 및/또는 본원에 설명된 디바이스에 의해 구성되는 마이크로프로세서), 메모리 디바이스를 형성하는 전기 회로부(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리의 형태), 및/또는 통신 디바이스를 형성하는 전기 회로부(예를 들어, 모뎀, 통신 스위치, 또는 광전기 장비)를 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다. 본원에 설명된 주제가 아날로그 또는 디지털 방식 또는 이들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다.

본원의 임의의 양태에서 사용되는 바와 같이, "로직"이라는 용어는, 전술한 작동 중 임의의 작동을 수행하도록 구성되는 앱, 소프트웨어, 펌웨어, 및/또는 회로부를 지칭할 수 있다. 소프트웨어는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 상에 기록된 소프트웨어 패키지, 코드, 명령어, 명령어 세트, 및/또는 데이터로서 구체화될 수 있다. 펌웨어는, 메모리 디바이스 내에 하드 코딩된(예를 들어, 비휘발성) 코드, 명령어 또는 명령어 세트, 및/또는 데이터로서 구체화될 수 있다.

본원의 임의의 양태에서 사용되는 바와 같이, "구성요소", "시스템", 및 "모듈" 등의 용어는, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행 중인 소프트웨어 중 어느 하나인, 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭할 수 있다.

본원의 임의의 양태에서 사용되는 바와 같이, "알고리즘"은, 원하는 결과를 초래하는 단계의 일관성 있는 시퀀스를 지칭하며, "단계"는, 저장, 전송, 조합, 비교, 및 다르게 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호의 형태를 취할 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없는 물리적 정량 및/또는 논리적 상태의 조작을 지칭한다. 이들 신호를 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 항, 또는 숫자 등으로서 지칭하는 것은 일반적인 용법이다. 이들 용어 및 유사한 용어는 적절한 물리적 정량과 연관될 수 있으며, 이러한 용어는, 이들 정량 및/또는 상태에 적용되는 단지 편의를 위한 라벨일 뿐이다.

네트워크는 패킷 교환 네트워크를 포함할 수 있다. 통신 디바이스는, 선택된 패킷 교환 네트워크 통신 프로토콜을 사용하여 서로 통신할 수 있다. 하나의 예시 통신 프로토콜은, 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP; Transmission Control Protocol/Internet Protocol)을 사용한 통신을 허용할 수 있는 이더넷 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. 이더넷 프로토콜은, 2008년 12월에 "IEEE 802.3 표준"이라는 제목으로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에 의해 공개된 이더넷 표준 및/또는 이 표준의 이후 버전을 준수하거나 이러한 표준과 호환 가능할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 통신 디바이스는 X.25 통신 프로토콜을 사용하여 서로 통신할 수 있다. X.25 통신 프로토콜은, 국제 전기통신 연합-전기통신 표준화 부문(ITU-T; International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector)에 의해 공포된 표준을 준수하거나 이러한 표준과 호환 가능할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 통신 디바이스는 프레임 릴레이 통신 프로토콜을 사용하여 서로 통신할 수 있다. 프레임 릴레이 통신 프로토콜은, 국제 전신 전화 자문 위원회(CCITT; Consultative Committee for International Telegraph and Telephone) 및/또는 미국 국가 표준 협회(ANSI; American National Standards Institute)에 의해 공포된 표준을 준수하거나 이러한 표준과 호환 가능할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 송수신기는 비동기식 전송 방식(ATM; Asynchronous Transfer Mode) 통신 프로토콜을 사용하여 서로 통신할 수 있다. ATM 통신 프로토콜은, 2001년 8월에 "ATM-MPLS Network Interworking 2.0"이라는 명칭의 ATM 포럼에 의해 공개된 ATM 표준 및/또는 이 표준의 이후 버전을 준수하거나 이러한 표준과 호환 가능할 수 있다. 물론, 상이한 그리고/또는 후에 개발되는 연결 지향적 네트워크 통신 프로토콜은 본원에서 동등하게 고려된다.

구체적으로 다르게 언급되지 않는 한, 전술한 개시로부터 명백한 바와 같이, 전술한 개시 전반에 걸쳐, "프로세싱", "컴퓨팅", "계산", "결정", 또는 "디스플레이" 등과 같은 용어를 사용하는 논의는, 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내의 물리적(전자적) 정량으로서 표현되는 데이터를 조작하고 컴퓨터 시스템 메모리나 레지스터 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신, 또는 디스플레이 디바이스 내의 물리적 정량으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 작동 및 프로세스를 지칭한다는 것이 이해된다.

하나 이상의 구성요소는 본원에서 "~도록 구성되는", "~도록 구성 가능한", "~도록 작동 가능한/작동하는", "적응되는/적응 가능한", "가능한", "~도록 순응 가능한/순응되는" 것 등으로서 지칭될 수 있다. 맥락에서 다르게 요구하지 않는 한, "~도록 구성되는"은, 활성 상태 구성요소 및/또는 비활성 상태 구성요소 및/또는 대기 상태 구성요소를 일반적으로 포함할 수 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다.

"근위" 및 "원위"라는 용어는 본원에서, 수술 기기의 핸들 부분 또는 하우징을 조작하는 임상의를 기준으로 사용된다. "근위"라는 용어는 임상의 및/또는 로봇 암에 가장 가까운 부분을 지칭하며, "원위"라는 용어는 임상의 및/또는 로봇 암으로부터 멀리 위치하는 부분을 지칭한다. 편의와 명확성을 위해, 도면에 관하여 "수직", "수평", "위", 및 "아래"와 같은 공간적 용어가 본원에서 사용될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 그러나, 로봇 수술 도구는 많은 배향 및 위치에서 사용되며, 이들 용어는 제한적인 것 및/또는 절대적인 것으로 의도되지 않는다.

일반적으로, 본원에서, 그리고 특히 첨부된 청구범위(예를 들어, 첨부된 청구범위의 본문)에서, 사용되는 용어는, 일반적으로 "개방적" 용어로서 의도된다는 것을 당업자는 인식할 것이다(예를 들어, "~을/를 포함하는"이라는 용어는 "~을/를 포함하지만 이들로 제한되지는 않는"으로서 해석되어야 하고, "~을/를 갖는"이라는 용어는 "적어도 ~을/를 갖는"으로서 해석되어야 하고, "~을/를 포함한다"라는 용어는 "~을/를 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다"로서 해석되어야 하며, 그 외에도 이와 같음). 도입되는 청구항 기재사항의 특정한 수가 의도된다면, 이러한 의도는 청구항 내에 명시적으로 기재될 것이며, 이러한 기재가 없는 경우, 이러한 의도는 존재하지 않는다는 것을 당업자는 또한 이해할 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위하여, 다음의 첨부된 청구범위는 청구항 기재사항을 도입하기 위해 "적어도 하나" 및 "하나 이상"이라는 도입 구절의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 구절의 사용은, 부정관사 "a" 또는 "an"에 의한 청구항 기재사항의 도입이, 그렇게 도입되는 청구항 기재사항을 포함하는 임의의 특정한 청구항을, 단 하나의 이러한 기재사항을 포함하는 청구항으로 제한한다고 암시하는 것으로 해석되어서는 안 되고, 이는 동일한 청구항이 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"라는 도입 구절 및 "a" 또는 "an"과 같은 부정관사를 포함할 때에도 마찬가지며(예를 들어, "a" 및/또는 "an"은 통상적으로, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 함); 이는, 청구항 기재사항을 도입하는 데 사용되는 정관사의 사용에 대해서도 동일하게 적용된다.

또한, 도입되는 청구항 기재사항의 특정한 수가 명시적으로 기재되어 있더라도, 이러한 기재는, 적어도 기재된 수를 의미하는 것으로 통상적으로 해석되어야 한다는 것을 당업자는 인식할 것이다(예를 들어, 다른 수식어가 없는 "2개의 기재사항"의 단순 기재는, 통상적으로 적어도 2개의 기재사항, 또는 2개 이상의 기재사항을 의미함). 또한, "A, B, 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 방식이 사용되는 경우, 일반적으로 이러한 구성은, 당업자가 해당 방식을 이해하는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은, A만을 갖는 시스템, B만을 갖는 시스템, C만을 갖는 시스템, A 및 B를 함께 갖는 시스템, A 및 C를 함께 갖는 시스템, B 및 C를 함께 갖는 시스템, 및/또는 A, B, 및 C를 함께 갖는 시스템 등을 포함할 것이지만 이들로 제한되지는 않음). "A, B, 또는 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 방식이 사용되는 경우, 일반적으로 이러한 구성은, 당업자가 해당 방식을 이해하는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은, A만을 갖는 시스템, B만을 갖는 시스템, C만을 갖는 시스템, A 및 B를 함께 갖는 시스템, A 및 C를 함께 갖는 시스템, B 및 C를 함께 갖는 시스템, 및/또는 A, B, 및 C를 함께 갖는 시스템 등을 포함할 것이지만 이들로 제한되지는 않음). 통상적으로, 설명 내에서든, 청구범위 내에서든, 또는 도면 내에서든, 2개 이상의 택일적인 용어를 제시하는 이접성 접속사 및/또는 구절은, 맥락에서 달리 지시하지 않는 한, 용어 중 하나, 용어 중 어느 하나, 또는 용어 둘 모두를 포함할 가능성을 고려하는 것으로 이해되어야 한다는 것을 당업자는 또한 이해할 것이다. 예를 들어, "A 또는 B"라는 구절은 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 통상적으로 이해될 것이다.

첨부된 청구범위와 관련하여, 청구범위 내의 기재된 작동은 일반적으로 임의의 순서로 수행될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 또한, 다양한 작동 흐름도가 시퀀스(들)로 제시되지만, 다양한 작동은, 예시된 것 이외의 순서로 수행될 수 있거나 동시에 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 맥락에서 달리 지시하지 않는 한, 이러한 대안적인 순서화의 예는, 오버래핑, 인터리빙, 중단, 재순서화, 증분, 준비, 보충, 동시, 역방향, 또는 다른 변형된 순서화를 포함할 수 있다. 또한, 맥락에서 달리 지시하지 않는 한, "~에 반응하는", "~과(와) 관련되는", 또는 다른 과거형 형용사와 같은 용어는 일반적으로, 이러한 변형을 제외하도록 의도되지 않는다.

"일 양태", "양태", "예시", 및 "일 예시" 등에 대한 임의의 언급은, 그 양태와 관련하여 설명되는 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 양태에 포함된다는 것을 의미한다는 점에 주목할 만하다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸친 다양한 위치에서의 "일 양태에서", "양태에서", "예시에서", 및 "일 예시에서"라는 구절의 등장은, 모두가 반드시 동일한 양태를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 하나 이상의 양태에서 특정한 특징, 구조, 또는 특성은 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

본 명세서에서 언급되고/되거나 임의의 애플리케이션 데이터 시트에 열거된 임의의 특허 출원, 특허, 비특허 공개, 또는 다른 개시 자료는, 통합되는 자료가 본원과 모순되지 않는 범위에서, 본원에 참조로서 포함된다. 이와 같이, 그리고 필요한 범위에서, 본원에서 명시적으로 제시되는 바와 같은 개시는, 본원에 참조로서 통합되는 임의의 상충되는 자료를 대체한다. 본원에 참조로서 통합된다고 언급되지만 본원에서 제시되는 기존의 정의, 진술, 또는 다른 개시 자료와 상충되는 임의의 자료 또는 이러한 자료의 부분은, 해당 통합되는 자료와 기존의 개시 자료 간에 충돌이 발생하지 않는 범위에서만 통합될 것이다.

요약하면, 본원에 설명된 개념을 사용함으로써 초래되는 수많은 이점이 설명되었다. 하나 이상의 형태에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 전술한 설명은, 모든 내용을 포함하거나, 개시된 엄밀한 형태로 제한하도록 의도되지 않는다. 전술한 교시를 고려하여 수정 또는 변형이 가능하다. 원리 및 실용적인 응용예를 예시하여 이에 의해 당업자가 다양한 형태를 이용할 수 있도록 하기 위해, 그리고 고려되는 특정한 용도에 적합한 바와 같은 다양한 수정예를 사용하여, 하나 이상의 형태가 선택 및 설명되었다. 본원과 함께 제출되는 청구범위는 전체적인 범위를 규정하도록 의도된다.

Claims

단면 자기 이미징 장치를 사용하여 적어도 2개의 절편을 갖는 슬래브(slab)를 이미징하는 방법으로서, 고유 경사 자기장이 상기 자기 이미징 장치로부터 시야 내로 연장되고, 상기 방법은,
낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 스위프를 포함하는 주파수 스위프 여기 펄스를 송신하는 단계;
상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 단계; 및
상기 슬래브 내의 인접한 절편으로부터 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 축적되는 위상의 양을 튜닝하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 인접한 절편은 근위 절편 및 원위 절편을 포함하고, 상기 근위 절편은 상기 원위 절편보다 상기 자기 이미징 장치에 더 가깝게 위치되고, 상기 원위 절편 내의 타겟은 상기 근위 절편 내의 타겟 전에 여기되는, 방법.
제2항에 있어서, 상기 방법은, 상기 원위 절편 내의 타겟이 상기 근위 절편 내의 타겟과 동일한 위상을 축적하도록 하기 위해 상기 고유 경사 자기장을 보상하도록 구성되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 주파수 스위프 내의 상이한 주파수에 상이한 양의 위상이 적용되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 단계는, 에코가 획득 윈도우 밖으로 드리프팅되는 것을 방지하는, 방법.
제1항에 있어서, k-공간 절단 없이 상기 단면 자기 이미징 장치를 사용하여 고해상도 이미지가 수집되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 시야 내의 자기장 강도는 1 테슬라 미만인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 자기장의 비균질성은 200 ppm과 200,000 ppm 사이인, 방법.
자기 이미징 장치로서,
영구 자석;
경사 코일 세트;
전자석;
무선 주파수 코일(고유 경사 자기장이 제1 축에 대해 상기 자기 이미징 장치로부터 시야 내로 연장되고, 상기 제1 축은 상기 영구 자석에 수직임); 및
적어도 2개의 절편을 갖는 슬래브를 이미징하도록 구성되는 제어 회로를 포함하며, 상기 이미징하는 것은,
낮은 주파수에서 높은 주파수로의 주파수 스위프를 포함하는 주파수 스위프 여기 펄스를 송신하는 것;
상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 것; 및
상기 슬래브 내의 인접한 절편으로부터 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 축적되는 위상의 양을 튜닝하는 것을 포함하는, 자기 이미징 장치.
제9항에 있어서, 상기 인접한 절편은 근위 절편 및 원위 절편을 포함하고, 상기 근위 절편은 상기 원위 절편보다 상기 자기 이미징 장치에 더 가깝게 위치되고, 상기 원위 절편 내의 타겟은 상기 근위 절편 내의 타겟 전에 여기되는, 자기 이미징 장치.
제9항에 있어서, 상이한 주파수에 상이한 양의 위상이 적용되는, 자기 이미징 장치.
제11항에 있어서, 원위 절편 내의 타겟은 근위 절편 내의 타겟과 동일한 위상을 축적하는, 자기 이미징 장치.
제9항에 있어서, 상기 주파수 스위프 여기 펄스 동안 위상 인코딩하는 것은, 에코가 획득 윈도우 밖으로 드리프팅되는 것을 방지하는, 자기 이미징 장치.
제9항에 있어서, k-공간 절단 없이 단면 자기 이미징 장치를 사용하여 고해상도 이미지가 수집되는, 자기 이미징 장치.
제9항에 있어서, 상기 시야 내의 자기장 강도는 1 테슬라 미만인, 자기 이미징 장치.
제9항에 있어서, 상기 자기장의 비균질성은 200 ppm과 200,000 ppm 사이인, 자기 이미징 장치.
제9항에 있어서, 상기 무선 주파수 코일은 무선 주파수 송신 코일 및 무선 주파수 수신 코일을 포함하는, 자기 이미징 장치.