KR880001531B1

KR880001531B1 - Nmr 영상화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR880001531B1
Application number: KR1019850000962A
Authority: KR
Inventors: 해롤드 글로버 개리; 오도넬 마튜
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴패니; 삼손 헬프고트
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1985-02-16
Publication date: 1988-08-19
Also published as: EP0152879B1; JPH0349255B2; FI850361A0; EP0152879A2; KR850007120A; IL74341A0; FI850361L; EP0152879A3; US4613949A; DE3578456D1; JPS60242352A

Abstract

내용 없음.

Description

NMR 영상화 장치 및 방법

제 1 도는 정지 자계내에 위치되고 그 자계내에 한정되는 영상화 체적을 갖는 NMR 영상화 샘플의 개략도.

제 2 도는 시간-반전용의 복합펄스를 사용한 3차원 다중 에코 NMR 영상화 시퀀스를 도시한 개략도.

제 3 a도 및 제3b도는 시간-반전에 쓰이는 복합펄스(제 3 a도) 및 정상펄스(제 3 b도)를 각각 사용한 4-에코다중 에코 영상화 시퀀스의 제 1 에코로부터 각각 얻어진 시험 샘플의 NMR 영상의 사진들임.

제 4 a도 및 제 4 b도는 각각 제 3 a도 및 제 3 b도와 비슷한 사진들로서, 영상화 시퀀스의 4차 에코로부터 얻어진 시험 샘플의 NMR 영상을 보여준 것.

제 5 도는 완전한 180°펄스의 진폭에 대하여, 정규화된 RF 유도신호의 진폭의 함수로서 정상 180°펄스(점선) 및 복합 180°펄스(실선)을 사용해서 영상화 시퀀스로 얻을 수 있는 정규화된 에코진폭을 도시한 것임.

제 6 a도 내지 제 6 c도는 완전한 180°펄스의 진폭으로 정규화된 정지 자계 불균질성의 함수로서 RF 유도신호의 상이한 3수준에 대해 정규화된 에코진폭을 도시한 것.

제 7 a도 및 제 7 b도는 RF 자계와 정지 자계 불균질성의 존재하에 각각 정상 180° 펄스에 대해 그리고 복합 180°펄스에 대한 90% 진폭 모양을 도시한 것.

제 8 도는 본 발명을 실시하는데 쓰이는 NMR 영상화 시스템의 블록도.

제 9 도는 복합펄스를 발생하기 위한 장치의 한 가지 양호한 실시예의 블록도.

제10도는 복합 선택성 180°펄스가 형성되는 방식을 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : NMR 샘플 11 : 영상화 체적

12 : 평판체 20 : 90°선택성 RF 펄스

35 : 스핀에코 NMR 응답신호 30 : 복합펄스

50 : NMR 영상화 시스템 52 : 컴퓨터 장치

58 : 송신기 수단

72, 74, 76 : 각각 X, Y, Z 그래디언트 코일을 나타냄

90 : 멀티플렉서 수단

본 발명은 일반적으로 NMR 영상화에 관한 것으로서, 특히 스핀-에코 신호를 발생하기 위해 핵스핀의 시간-반전용의 펄스들을 사용한 NMR 영상화에 관한 것이다.

정지주자계와 RF 자계 불균진성, 즉 자계내에서의 공간 변수들은 NMR 영상화에서 심각한 문제인데, 특히 180°RF 펄스들이 스핀-에코 신호들을 발생하기 위해 정지주자계에 수평인 평면에서 핵스핀을 시간-반전하도록 쓰이는 스핀-에코 NMR 영상화에서는 더욱 그렇다. 스핀-에코 영상화에서, 샘플의 선택된 지역에서 핵스핀은 주자계에 수직인 축을 따라 90°RF 펄스를 샘플에 가함으로 주자계와 일치되는 그들의 배열로부터 수평면으로 장동된다.

수평면으로 장동(nutation)되자마자, 핵스핀은 라모어 방정식으로 주어진 특성 NMR 주파수 W로 수평면에서 위상에서 세차 운동한다.

라모어식은, W=rB ………………………………………… (1)이다.

여기에서 r은 회전자계비로서 특정 핵종에 대해 상수이고, B는 핵스핀이 영향을 받는 자계이다. 그러나, 핵스핀들은 국부자계의 불균질성 때문에 급속히 위상 일치(Phase Coherence)를 잃고, 탈위상화(dephase)한다.

180°RF 펄스가 그 다음에 횡면 또는 수평면에서 핵스핀들을 시간-반전하도록 샘플에 인가되어 순수 수평자화를 시간-반전한다. 핵스핀들의 공진 주파수, 즉 세차운동 주파수는 동일하게 유지되나, 180°펄스는 그들의 상대적 위상을 180°만큼 이동시켜, 핵스핀들에 의해 발생된 NMR 신호들이, 핵스핀들이 위상 일치를 되찾아 스핀-에코 신호를 발생할때 재위상화(rephase)된다.

주자계와 RF계 모두 또는 어느 한쪽의 불균질성은 핵스핀들이 모두 적절히 시간-반전되는 것을 방해한다. 따라서, 동시에 모든 핵스핀들이 위상일치를 다시 얻는 대신에, 그들이 상이한 시간에서 재위상화하여 소망의 스핀-에코 신호의 진폭을 감소하는 파괴적인 간섭을 발생한다.

자계 불균질성의 두 주요근원은 다음과 같다.

첫째, 샘플을 통과하는 원전히 균질한 자계를 발생할 수 있는 자석을 만드는 데에 있어서의 실제적인 어려움에 따르는 정지 주자계에서의 변인 또는 변수와 둘째로는 샘플을 통과하는 완전히 균질한 RF 자계를 발생할 수 있는 RF 코일을 만드는데 있어서의 실제적인 어려움에 따르는 RF 자계에 있어서의 변인이다.

자계 불균질성이 시간-반전 RF 자계에 대해 증가하면, 시간-반전된 핵스핀들을 재위상화하는 데서의 에러가 증가한다. 다수의 연속적인 180°펄스들이 연속적인 스핀-에코 신호들을 발생하기 위해 샘플에 인가되는 다중에코 실험에 있어서, 에러가 그 결과의 NMR 영상에서 결점을 발생할 수 있어 쓸 수 없는 영상을 만들 수 있다.

그러한 에러를 최소화 하기 위한 종래의 방법은 RF 자계에 대해 불균질성의 크기를 최소화하기 위해 가능한 크기가 큰 RF 자계를 사용하였다. 이러한 방법은 한가지 난점은, 특히 NMR 영상화에 있어서 큰 정지 주자계가 사용될때에는 그러한 큰 크기의 RF 자계가 환자를 가열하여 인체에서 신진 대사를 방해할 수 있다는 점이다. 더우기, RF 자계의 크기가 증가될수록 RF 자계를 발생하기 위한 관련 하드웨어장치가 복잡해지고 큰 비용을 초래한다.

자계 불균질성은, 상이한 핵스핀들의 다수로부터 NMR 신호들이 인체 전체의 NMR 영상화에 사용되는 것보다 매우 적은 샘플의 크기 즉, 인체의 횡단면 칫수에 비교할만한 크기를 가진 샘플의 화학 구조를 분석하기 위해 한 샘플의 전체로부터 검출되는 경우의 NMR 분광학에서는 그렇게 큰 문제가 아니다.

그러나, NMR 분광학에 있어서, 상이한 핵 종들 사이에 비교적 큰 공진 편차(Offset)때문에 부분적으로 샘플에서 상이한 핵스핀들의 미리 결정된 회전을 발생하는데 여러가지 문제가 있다. 최근에, 스핀-격자 이완시간 결정에서 시스템 에러를 최소화하기 위한 한가지 방법으로, NMR 분광학에서 반전 회복 실험(inversion recovery experiments)용의 RF 펄스들의 시퀀스를 포함한 복합펄스를 사용하는 방법이 제안되었다(프리만 씨등의 논문 “그들 자신의 결함을 보상하는 RF 펄스 시퀀스”을 참조 : 이 논문은“자기 공명잡지”의 1980년 제38권 453 내지 479면에 기재됨). 복합 180°펄스는 한 축에 관해 90°회전하기 위한, 그리고 수직 축에 관해 180°회전 및 NMR 분광학에서 스핀-에코 실험과 연관되어 연구되어진 제1축에 관해 90°회전하기 위한 펄스를 포함한다(자기 공명잡지의 1981년도, 43권 65-80면에 기재된 레비트 씨등의 논문 ”NMR 스핀-에코 실험에서 펄스 결합 보상”을 참조할 것). 그러한 상기 복합펄스들을 시스템 에러들을 최소로 할 수 있고, 본질적으로 보존되는 진폭을 가진 NMR 신호를 발생할 수 있지만, 수평면에서 핵스핀 회전을 하기 위해 복합펄스를 사용하는데 따르는 결과는 복합펄스들이 RF 및 주자계의 불균질성의 함수로 변화하는 위상 에러를 가져온다는 것이다. 그러한 불균질성은 샘플내에서 공간적으로 변하기 때문에, 위상 에러는 샘플내에서도 역시 공간적으로 변할 것이다. 만일 샘플내의 두 상이한 점들에서 핵스핀들에 의해 발생되는 신호들이 180°위상차를 가져온다면, 그 신호들은 서로 상쇄되어서 그러한 점들에서의 출력 신호는 발생되지 않는 것처럼 나타날 것이다. 따라서, 복합펄스들은 자계불균질성이 작거나 또는 매우잘 한정된 때에만 NMR 스핀-에코 분광학에서 응용 가능성이 있으며, 또는 상이한 핵스핀들 사이의 화학이동에 기인하여 샘플내에 중대한 불균질성이 있을 때만 가능한 것이다.

NMR 영상화에 있어서, 즉 자계 불균질성이 일반적으로 한정되지 않았고 또한 비교적 큰 샘플 크기가 사용되는 경우에, 비교적 큰 정의되지 않은 위상 에러가 복합펄스를 사용할 때 발생될 수 있으며, 복합펄스는 이것에 대해 자계 불균질성에 기인한 시간-반전 에러들을 극복하기 위해 고려되지 않은 것이다.

본 발명에 따르면, 복합펄스들이 자계 불균질성과 관련된 에러들을 감소하기 위해 스핀-에코 NMR 영상화에서 핵스핀들을 시간-반전하기 위해 활용된다.

이것은, 샘플의 선택된 수평면 지역에서 핵스핀들을 시간-반전하기 위해 복합펄스를 NMR 영상화 시퀀스의 일부분으로서 샘플에 인가함으로서, 달성되는데, 복합펄스는 수평면 지역에서 수직축에 관해 핵스핀들의 다수의 회전을 발생하기 위한 펄스들의 시퀀스를 포함한다. 또한 본 발명의 방법은 선택된 지역 내의 다수의 상이한 위치에서 핵스핀들에 의해 발생되는 그 결과의 스핀-에코 NMR 신호들을 검출하고, 복소(Complex)신호를 발생하기 위해 상기 스핀-에코 신호를 처리하고, 복소 신호들의 진폭을 사용해서 NMR 영상을 형성하는 단계를 포함한다.

양호하게, 복합펄스는 3펄스 시퀀스들을 갖는데, 그 첫번째 제1펄스는 샘플의 선택된 지역에서 샘플의 수평면으로 제1축에 관한 핵스핀들의 제1회전을 발생하기 위한 것이고, 제2펄스는 제1펄스에 뒤 따라 제1축에 본질적으로 수직으로 수평면에서 제2축에 관한 핵스핀들의 제2회전을 발생하기 위한 것이고, 제3펄스는 제2펄스에 뒤 따라, 제1축에 관한 스핀들의 제3회전을 발생하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 본 발명은 핵스핀들을 시간-반전용의 복합 RF 펄스를 발생하기 위한 RF 펄스발생수단을 포함한 NMR 영상화 장치를 사용한다. RF 펄스발생 수단은 소정의 주파수를 가진 RF 반송파를 발생하기 위한 RF 발생원과 RF 반송파의 동위상(in phase) 및 직각 위상(quadrature phase)성분들의 시퀀스를 발생하기 위해 RF 발생원에 연결된 수단과, 샘플의 선택된 지역내에서 제1수평축에 관한 핵스핀들의 제1회전과, 제1수평축에 본질적으로 수직인 제2횡축에 관한 스핀들의 제2회전과, 핵스핀들을 시간-반전하기 위해 제1횡축에 관한 스핀들의 제3회전을 순차적으로 발생하기 위해 동위상 및 직각 위상 성분의 시퀀스를 포함한 복합 RF 펄스 수단을 제공하기 위해 동위상 및 직각 위상을 수신하기 위한 수단을 포함한다.

다중 스핀에코를 발생하기 위해 수평(횡)면에서 연속으로 핵스핀들을 시간-반전하기 위한 다중 에코 NMR 영상화에 본 발명이 양호하게 쓰일 수 있어서 그러한 경우에 대해서 이하에 설명될 것이다. 그러나, 이하에서 명백하듯이 그러한 설명은 본 발명의 오직 한 가지예에 불과한 것이다.

이하 첨부 도면을 참조로 본 발명이 일 실시예로서 설명된다.

제 1 도에는 직각 좌표계의 +Z방향을 따라 방향진 정지 주자계 B₀내에 위치된 예를들면 원통형의 NMR 샘플(10)이 도시되었는데, 상기 Z축은 샘플의 축(10a)과 일치되었다. 좌표계의 원점은 영상화 체적내에서 핵스핀들을 선택적으로 여기함으로 한정되는 두꺼운 영상화 체적(11)의 중심으로 정했다. 영상화 체적의 두께

Z를 갖는 평판체(12)들 중의 개개에 대응하는 NMR 영상들이 영상화 체적내에서 핵스핀들에 의해 발생된 NMR 신호들을 분석함으로 얻어진다.

공지된 바와 같이, 정지 자계 B_O의 효과는 샘플내의 핵스핀들로 하여금 그들 스스로 B' 자계와 정열되도록 하여, Z축 방향으로 순자화(net magnetation)를 발생하게 하는 것이다. 만일 Z축을 따라 공간적으로 변하는 자계 그래디언트 G_Z가 B' 자계에 중첩되면, 샘플내의 핵스핀들이 Z축을 따라 위치함수로 변하는 자계에 따라 변하기 때문에, 따라서, 상기 방정식(1)에서 알수 있듯이 핵스핀들의 공진 주파수는 유사한 방식으로 공간적으로 변할 것이다. 소망의 영상화 체적(12)내의 핵스핀들의 공진 주파수에 대응하는 주파수 성분을 갖는 RF 펄스를 주자계에 실질적으로 수직인 방향(즉 실질적으로 X-Y평면)으로 샘플에 인가함에 의해 영상화 체적내의 핵스핀들은 선택적으로 여기되고 수평(횡)면 X-Y 평면으로 장동된다. 그러한 RF 펄스를 90°선택성 펄스라 부른다. 앞서 언급한 바와 같이, 횡면으로 장동된 후 핵스핀들을 초기에는 위상에서 세차운동하거나, 국부자계 불균질성 때문에 빠르게 위상일치성을 잃는다.

스핀-에코 NMR 영상화에 있어서, 180°펄스가 핵스핀들을 공간적으로 부호화하기 위해 시간 종속 그래디언트 G_X및 G_Y를 포함한 NMR 영상화 시퀀스의 일부로서 샘플에 인가된다.

180°펄스는 스핀-에코 신호를 발생하기 위해 스핀들을 재위상화하도록 횡면에서 탈위상화하는 핵스핀들을 시간-반전한다. 스핀-에코 신호는 영상화 체적(12)내의 핵스핀들의 분포를 나타내는 주파수 성분을 유도해내기 위해 퓨리에 변환된다.

앞서 기술된 바와 같이, 그러나, 정지 자계와 RF 계의 불균질성은 모든 핵스핀들이 적절히 시간 반전되는 것을 방해하여 소망의 스핀-에코 신호의 진폭의 감소를 가져오고, 그 결과의 영상에서 결점을 발생한다.

본 발명에 따르면, NMR 영상화 시퀀스의 정상 180°시간-반전 펄스는 횡면의 X축 및 Y축 중의 어느 하나에 관한 핵스핀들의 소정의 회전을 발생하는 펄스들의 시퀀스를 포함한 복합펄스로 대체된다. 그 회전은 핵스핀들의 전체 시간-반전을 발생하도록 선택된다. 예를 들면, 복합펄스는 수직 횡축, 즉 Y축에 관하여 핵스핀들의 180°회전하기 위한 180°펄스에 바로 앞서 수평면 내에서 제1축, 예를 들면 X축에 관해 핵스핀들을 90°회전하기 위한 90°펄스와, 제1축, 즉 X축에 관한 핵스핀들의 90°회전을 발생하기 위한 또 하나의 90°펄스를 포함한다. 복합펄스는 펄스 시퀀스는 90X-180Y-90X로 표시된다. 복합펄스가 후술하는 바와 같이 정상 180°펄스 보다 두배 길지만, 복합펄스는 정지 자계와 RF 자계 불균질성에 대해서 180°펄스 보다 헐씬 덜 민감하다.

따라서, 시간-반전 에러는 실질적으로 감소하게 되고, 스핀-에코 신호의 진폭은 큰 량으로 보존될 것이다. 유익하게도, 이것이 영상화 시퀀스가 T₂스핀-스핀이완 시간 결정에서 정확도를 개선하는 다중 스핀-에코 응답 신호를 발생하기 위한 다중 연속 시간-반전 펄스를 갖도록 한다.

제 2 도는 핵스핀들을 시간-반전하기 위해 복합 180°펄스를 사용하는 3차원 다중 에코 NMR 영상화 시퀀스를 도시한다.

제 2 도에 도시된 영상시퀀스는 이후 여기에서 예시적인 목적으로 기술되는 바와 같이 복합펄스를 유리하게 사용하는 수많은 공지의 스핀-에코 영상화 시퀀스들 중의 하나이다.

제 2 도를 보면, 제1시간 간격 q₁에서 90°선택성 RF 펄스(20)가 소망의 영상화 체적에서 핵스핀들을 선택적으로 여기하고 스핀들을 수평 X-Y 평면으로 장동하기 위해 +G_Z그래디언트 신호부(22a) 아래에서 X축 방향으로 샘플에 인가된다. 공지된 바와 같이, 또한 도면에서 볼 수 있듯이, 90°펄스(20)는 게이팅 파형, 예를 들면(Sinbt)/bt 파형(여기에서 b는 상수, t는 시간임)에 의해 진폭 변조되어서 그 결과의 게이팅된 RF 펄스가 영상화 체적의 직사각형 두께 형상에서 헥스핀들을 여기하는 주파수 성분을 포함한다.

시간 간격 q₂에서, 부극성 탈위상화 G_Z그래디언트 신호 부위(22b)가 위상 부호화 G_Y그래디언트 신호부위(24)와 G_X그래디언트 신호부위(26a)와 함께 같이 샘플에 인가된다.

시간 간격 q₃에서, 복합 180°시간-반전펄스(30)가 시간 간격 q₄중에서 스핀-에코 NMR 응답신호(35)를 발생하기 위해 샘플에 인가된다. 스핀-에코 NMR 응답신호(35)는 G_X그래디언트 신호 부위(26)의 존재하에 검출된다.

제 2 도에 도시된 바와 같이, 복합펄스(30)는 X축에 관한 핵스핀들의 90°회전을 발생하기 위해 한쌍의 이격된 90°펄스들(30a)(30c)(각각을 이하 90X라 칭함)과, Y축에 관해 핵스핀들을 180°회전하기 위해 두 90°펄스(30a) 및 (30c) 사이의 위치된 180°펄스(30b)(이하 180Y라 칭함)를 포함한다. 그 펄스들을 샘플에 인가하는 방법은, 두개의 수직 RF 코일들 사이에서 RF 반송파를 절환하거나 또는 양호하게는 후술되는 바와 같이 하나의 RF 코일을 사용하여 180Y 펄스와 각각의 90X 펄스들과의 사이에 90°위상이동을 발생하게 함으로 달성된다. 도시된 바와 같이, 90X 펄스들은 180Y 펄스와 동일한 진폭을 가지나, 그 지속시간은 180Y 펄스의 것의 반이다. 도시된 복합펄스(30)는 비선택성 180°펄스이다.

그러나, 필요하다면, 선택성 180°복합펄스가 후술하는 바와 같이 사용될 수 있어, 영상화 체적의 얇은 평판체내에서만 핵스핀들의 시간-반전을 발생할 수 있다.

제 2 도에 도시된 바와 같이, 연속적인 복합펄스(30'), (30"), (30"')가 각각 시간 간격 q₅, q₆, q₇동안에 인가되어 각각 대응하는 다중 스핀-에코 NMR 응답신호(35'), (35"), (35"')를 각각의 시간 간격 q₆, q₈, q₁₀동안에 발생된다. 다중 스핀-에코 신호의 지수함수적 감쇠(37)는 T₂스핀-스핀이완 시간에 관련된다.

복합펄스(30 내지 30"')는 핵스핀들의 불완전한 시간-반전에 기인한 에러들을 최소화하여, 본질적으로 스핀-에코 신호 진폭을 보존한다. 그러므로, 복합펄스(30)를 사용함으로서, 수많은 스핀-에코 신호들(35)이 발생되어 시간-반전 함수용의 정상 180°펄스들을 사용할때 보다 더욱 정확한 T₂의 결정을 제공하는데, 상기 스핀들의 불완전한 시간-반전과 관련된 에러들은 스핀-에코 신호 진폭의 신속한 손실을 발생시킨다. 그러한 에러들의 효과와, 복합펄스를 사용하여 얻어진 개선된 결과가 제 3 a도 및 제 3 b도와 제 4 a도 및 제 4 b도를 비교함으로 알 수 있다. 이러한 도면들은 0.15 T NMR 영상화 시스템에서 제 2 도에 도시된 바와 같은 4-에코 다중에코 영상화 시퀀스의 상이한 스핀-에코 신호들로부터 발생된 시험 샘플의 NMR 영상들을 보여준 것이다.

제 3 a도 및 제 3 b도의 영상들은 시퀀스의 제1에코로부터 발생된 것인 반면, 제 4 a도 및 제 4 b도의 영상들은 시퀀스의 제 4 차 에코로부터 발생된 것이다. 제 3 a도 및 제 4 a도의 영상들은 영상화 시퀀스에서 정상 펄스들을 사용하여 만든 것이다.

제 3 a 도 및 제 3 b도는 다중 에코 시퀀스의 제1에코로부터의 정상 펄스와 복합펄스로 얻어진 영상들 사이에 중대한 차이를 보이지 않는다. 그러나, 제 4 a도와 제 4 b도는 시퀀스의 상기 4차 에코 때문에 복합펄스를 사용해서 얻어진 영상(제 4 a도)과 정상 펄스를 사용해서 얻어진 영상(제 4 b도) 사이에서 중대한 차이가 있음을 보여준다. 제 4 b도에 도시된 바와 같이, 정상 펄스를 사용해서 얻어진 영상이 결점(영상의 우측에서의 어둔그늘)을 가진반면 제 4 a도의 영상은 복합펄스를 사용해서 얻어진 영상으로 그러한 결점이 없다.

복합펄스를 사용해서 얻어진 개선된 결과는 복합펄스를 사용함으로 시간-반전 에러가 2차 에러가된 반면, 정상 펄스를 사용함으로 그 에러가 1차 에러가 된 사실에 기인한 결과이다. 이것은 다음과 같이 표시된다. 샘플에 대한 즉 정상 180°펄스에 대한 회전 매트릭스는 다음과 같이 정의된다.

R=R_Z(Φ)R_Y(θ)R_Z(Φ)

상기 식(2)에서, R_Z(Φ)는 자계 불균질성에 기인한 세차 운동을 나타낸다. R_y(θ)는 RF 계에 기인한 회전을 나타내는 것이다. 스핀-에코 신호의 첨두치에 대응하는 수평 자화가 상기 식과 회전매트릭스의 정의로부터 계산될 수 있다.

초기 자화 성분 M_X와 M_Y에 대해, 최종 자화 성분 M_X'와 M_Y°는 다음과 같다.

Mx' 〓 (Cos₂Φ Cos θ-Sin₂Φ)M_X+

(Sin Φ CosΦCos θ+SinΦCosΦ)M_Y………………… (3)

My' 〓 (-SinΦ CosΦ Cos θ-SinΦCosΦ)M_X-

(Sin₂Φ Cos θ-Cos₂Φ)M_Y……………………………… (4)

한 NMR 영상화 실험에 대해, 자화는 스핀-에코 중에 여러 주기로 세차 운동한다. 그러므로, 스핀-에코진폭에 대한 양호한 근사치는 상기 식(3) 및 (4)을 세착각도 에 걸쳐 평균함으로 얻어질 수 있다. 이 결과,

M_X' 〓 -1/ 2(1-Cos θ)M_X…………………………… (5)

M_Y' 〓 1/ 2(1-9Cos θ)M_Y…………………………… (6)

또는 MT' 〓 1/ 2(1-Cos θ)MT …………………… (7)

여기에서 MT'는 수평(횡)자화의 크기이다.

대조적으로, 복합펄스를 사용한 스핀-에코 용의 회전 매트릭스는 식(8)로 정의된다.

R 〓 R_Z(Φ)R_X(θ/ 2)R_Y(θ)R_X(θ/ 2)R_Z(Φ)……… (8)

다시 Φ 에 대해 평균하면, 수평자화 MT'는 다음과 같다.

MT' 〓 [(Sin²θ Sin²θ/ 2)+1/4(Cos²θ+Cos⁴θ/ 2+Sin⁴θ/ 2 Cos²θ-2 Sin²θ/ 2 Cos²θ/ 2 Cos θ-2 Cos θ Cod²θ/ 2+2 Sin²θ/ 2 Cos²θ)]1/ 2MT

상기 식(7)과 (9)를 비교해 보면, 식(9)에서 가장 낮은 차수의 항은 제곱(2차)항이고, 식(7)에서의 각도 항은 1차인 것을 알 수 있다. 이것이 뜻하는 것은 변수, 즉 복합펄스 일때 회전 각도에서의 에러들은 2차로 되어서, 주어진 불균질성에 대해 정상 펄스일때보다 대단히 작아짐을 의미한다.

제 5 도는 복합펄스를 사용해서 얻어질 수 있는 정규화된 스핀-에코 신호 진폭(곡선(40))정지 자계 불균질성이 없는 상황에서 완전한 180°펄스(B180)로 정규화된 RF 유도진폭(BRP)의 상이한 값들에 대해 정상펄스를 사용해서 얻어질 수 있는 진폭(42)과 비교한 것이다. 1점 쇄선(44)은 비교하기 위해 1 : 1의 정규화된 비율의 선이다.

제 5 도는 펄스 에코 실험의 컴퓨터 모의 실험으로부터 얻어질 것이다. 또한 제 5 도는 복합펄스(곡선(40))가 정상 180°펄스일때(곡선(42))보다 RF 계의 진폭에서의 변수에 대하여 매우 덜 민감한 것을 보여준다.

제 6 a도 내지 제 6 c도는 제 5 도와 마찬가지로 컴퓨터 모의 실험으로부터 얻어진 것으로, 각각이 완전한 180°펄스의 진폭 B180에 대하여 정규화된 정지 자계 불균질성(

B)의 함수로서 정규화된 에코 진폭(크기)에서의 변수를 나타낸다. 각각의 경우에서, 즉 각각 RF 유도진폭 BRF가 1.0B180, 1.2B180, 또는 0.8B180과 같은 경우에, 제 6 a도, 제 6 b도 및 제 6 c도는, 복합펄스(곡선 40a, 40b 또는 40c)는 정상 180°펄스 때의 곡선(42a, 42b, 또는 42c)보다 정지자계 불균질성에 대해 실질적으로 덜 민감하다는 것을 보여준다.

더우기, 그 도면들로부터 정상펄스의 진폭의 대략 1/ 3만의 복합펄스가 정상펄스에 의해 발생될 진폭과 비교할 만한 진폭의 스핀-에코 신호를 발생할 것임을 알 수 있다. 따라서, 복합펄스는 대략 4배 내지 5배나 적은 전력으로 영상을 발생할 것이다. 이것은 상당한 자계 불균질성이 존재하에서 영상화하는데 매우 중요한 고려해야할 점이다.

제 7 a 도 및 제 7 b도는 각각 완전한 시간-반전(B°RF)의 공칭 값에 대해 정규화된 RF 계의 불균질성(

BRF)과, 공칭 RF계의 값에 대해 정규화된 정지자계 불균질성(

B)의 존재하에서 정상 180°펄스(제 7 a도)와 복합 180°펄스(제 7 b도)에 대한 90% 진폭 윤곽(46) 또는 (48)을 도시한 것이다.

제 7 b도는 복합펄스에 대한 90% 윤곽(48)이 정상 펄스에 대한 90% 윤곽(46)(제 7 a도) 보다도 상당한 큰 것을 극적으로 표현한 것으로, 이것은 복합펄스가 스핀-에코 신호 진폭의 손실 없이 정상 180°펄스 일때 보다더 큰 불균질성을 수용할 수 있음을 의미한다.

복합펄스가 실질적으로 에코 신호 진폭을 보존할 수 있지만, 복합펄스의 한가지 단점은, 그 펄스가 정지 및 RF 자계 불균질성의 함수로 변하는 NMR 신호에서의 위상 에러를 발생하는 것이다. 그러므로, NMR 분광학에서 복합펄스를 사용하는 것은 반전 복귀 실험(즉, 핵스핀들이 정지자계의 방향에 관해 반전되고 위상이 문제되지 않을때)과 같은 응용에 한계점이 있고, 또 자계 불균질성이 잘 한정되는 실험으로 제한된다. 자계 불균질성이 일반적으로 잘 한정되지 않았고, 비교적 큰 샘플크기가 사용되는 경우의 NMR 영상화에 있어서, 비교적 큰 위상에러를 갖게 된다.

그러나, 본 발명의 한가지 실시예에 따르면, 그러한 에러는 회피될 수 있고, 펄스가 수평면에서 핵스핀들을 시간-반전하기 위해 NMR 영상화에 유리하게 사용될 수 있는데, 이것에 대해 이제 설명될 것이다.

NMR 영상화에 있어서, 자계 그래디언트가 핵스핀들에 의해 발생되는 NMR 신호들을 공간적으로 부호화 하기 위해 샘플에 인가된다. 이러므로 얻어진 NMR 신호들이 영상화 체적내의 매우 작은 지역들이나 점들로 공간적으로 해상되는데, 상기 지역들 각각은 적어도 NMR 영상의 한 픽셀에 대응하는 것이다. 이것은 NMR 신호들을 시간 영역으로 부터 주파수 영역으로 퓨리에 변환하여 상이한 픽셀에 대응하는 신호의 주파수 성분들의 각각의 분리 해상을 용이하게 해줌으로 달성된다.

NMR 신호의 퓨리에 변환을 픽셀내에서 수직 자화 성분들을 나타내는 실수 및 허수 성분을 가진 복소신호를 도출한다.

하나의 픽셀은 매우 작기 때문에, 어느 한 특정 픽셀에 걸쳐 자화성분에서의 위상 변화는 매우 작고 또한 무시할만하다.

그러나, 복합펄스에 의해 도입된 위상이동 때문에, NMR 영상이 주파수영역 신호의 실수 성분만을 사용해서 만들어진 경우, 그 결과의 영상은 에러를 포함하게 된다. 그러한 에러를 회피하기 위해, 본 발명의 방법은 NMR 영상을 형성하는데 있어서 실수 성분만을 사용하기 보다는 복소 신호의 진폭을 사용한다. 복소 신호의 진폭은 두개의(즉, 실수부와 허수부)복소 신호성분들의 제곱을 더한 것의 제곱근을 취하므로 얻어지는데, 이것은 영상을 발생 하기 위해 신호를 처리하는 컴퓨터에 의해서 공지의 방식으로 쉽게 실행될 수 있는 단순한 처리이다.

제 8 도는 본 발명을 실시하기 위해 쓰이는 NMR 영상화 시스템(50)의 간략화된 블록도이다. 그 시스템은 디스크 기억수단(54) 및 인터페이스 수단(56)에 결합된 범용 컴퓨터 수단(52)을 포함한다. RF 송신기 수단(58), 신호 평균화수단(60), 각각 X, Y, Z 그래디언트 코일들(72), (74), (76)에 에너지를 공급하기 위한 그래디언트 전력 공급수단(62), (64), (66)은 모두 인터페이스 수단(56)을 거쳐 컴퓨터 수단(52)에 연결된다.

컴퓨터에 의해 제어되는 프로그램 가능한 주파수 합성기 수단(59)을 포함한 RF 송신기 수단(58)은 영상화 시퀀스에 필요한 펄스들을 발생한다. 그 펄스들은 RF 전력 증폭기 수단(68)에서 증폭되어 RF 송신기 코일(70)에 인가된다.

샘플로부터 NMR 신호들이 수신기 코일(78)(이것은 예를 들면 수신기로 전환되는 송신기 코일(70)일 수도 있다)에 의해 수신된 다음, 저 잡음 전치 증폭기 수단(80)에서 증폭되어 여파된 다음 수신기 수단(82)에 의해 검출된다. 수신기 출력신호는 양자화되어, 신호 평균화수단(60)에 의해 평균된다. 신호 평균화 수단(60)으로부터의 데이타는 컴퓨터 수단(52)으로 처리되어 디스플레이(도시안됨)와 같은 표시수단에 NMR 영상을 구성하고 표시된다. 전치 증폭기 수단(80)과 수신기 수단(82)은 선(80a) 및 (또는)(82a)상에 송신기(또는 컴퓨터)로부터의 신호들을 게이팅하거나 블랭킹함으로 RF 펄스들로부터 보호된다. 자석(85)은 Z방향으로 정지 주자계 B_O를 제공한다.

복합펄스의 직교하는 90X 및 180Y 펄스들을 제공하기 위해, 코일(70)에 수직으로 배치된 제 2 RF 송신기 코일(70)이 제공되고, RF 전력 증폭기의 출력은 컴퓨터에 의해 두 코일 사이에서 절환된다.

그러나, 단일 RF 코일을 사용하여 복합펄스를 발생하기 위한 양호한 구성이 제 9 도에 도시된다. 도시된 바와 같이, RF 송신기 수단(58)은 인터페이스 수단(56)을 통해서 컴퓨터 수단(52)에 의해 제어되는 주발진기 수단(86)(이것은 프로그램 가능 주파수 합성기(59)로도 될 수 있음)을 포함한다. 주발진기의 출력은 직각 혼합수단(quadrature hybrid means)(88)으로 공급되는데, 상기 수단(88)은 입력(88b)에서의 신호와 동일 위상 상태에 있는 출력(88a)에 제 1 I신호를 공급하고, 또한 입력(88b)에서의 신호의 위상에 관해 90°만큼 이동된 위상 상태인 출력(88c)에 제2Q신호를 공급하는 것이다. I와 Q 출력은 멀티플렉서 수단(90)의 제 1 및 제 2 입력(90a), (90b)중의 관련된 어느 하나에 개별적으로 공급되는데, 상기 멀티플렉서 수단(90)은, 직각 혼합 수단의 I 또는 Q 출력의 어느 하나를 선택하여 게이트수단(92)의 입력(92a)으로 하기 위해, 컴퓨터로부터 제어 입력(90d)으로 보내진 제어 신호에 의해 제어되는 출력(90c)의 신호를 갖으며, 또한 단극 쌍투 스위치 수단 등을 포함한다. 게이트 수단(92)의 출력(92b)에서 반송파의 진폭은 제어 입력(93c)에서의 제어 신호에 의해 제어되는데, 컴퓨터에 의해 제어 신호는 선택된 특정 게이트 수단용의 공지의 게이트 드라이버들중의 하나인 게이트 제어회로 수단(94)을 거쳐서 게이트수단에 제공되며, 게이트 수단으로 하여금 소정의 지속시간을 가진 RF 펄스를 출력하게 한다.

동작시에, 주발진기 수단(86)은 예를들면 선택된 영상화체적의 중심에서 핵스핀들의 라모어 주파수와 일치한 주파수를 출력하도록 된다. 제2도를 참조하면, 시간 주기 q₃의 시작에 대응한 시간 t₁에서, 컴퓨터는 복합펄스의 지속 시간에 대응하는 시간 주기 q₃〓 (t₄-t₁)동안 게이트 수단(92)을 개방하도록 게이트 제어수단894)을 통해서 게이트 수단(92)을 제어한다.

또한, 시간 t₁에서 제 1 90X 펄스(30a)의 시작에 따라, 컴퓨터는 멀티플렉서수단(90)을 제어하여 직각 혼합 수단으로부터 I 출력을 선택하여 I 출력이 송신기 수단을 거쳐 출력(58a)을 RF 전력 증폭기 수단(60)으로 공급된 다음에 단일 RF 코일(70)에 공급하게 한다.

시간 t₂에서, 예를들면 X축과 같은 제 1 수평축에 관한 핵스핀들의 90°회전을 발생하는데 필요한 90X 펄스의 끝에 대응하여, 컴퓨터는 멀티플렉서 수단(90)이 직각 혼합 수단의 Q 출력으로 절환하도록 한다. 핵스핀들이 수평면에서 라모어 주파수로 현재 세차운동하기 때문에, I 출력(38a)과 Q 출력(88b) 사이의 90°위상이동은 수평면에서 핵스핀들의 90°세차 운동에 대응하고, 위상 이동된 Q 출력으로 절환된 효과는 수평수직축, 즉, Y축에 관해 핵스핀들이 회전하도록 하는 것이다.

그러므로, 또한 시간 t₂도 180Y 펄스(30b)의 시작에 대응한다. 시간 t₃에서, 180Y 펄스(30b)의 끝에 대응하여, 멀티플렉서 수단(90)은 직각 혼합 수단(88)의 I 출력(88a)으로 도로 절환하도록 제어되어서, 제2 90X 펄스(30C)가 핵스핀들을 제1 횡축에 관해 회전하도록 한다.

시간 t₄에서, 시간 주기 q₃에서 90X 펄스(30C)의 끝에 대응해서, 게이트 출력(92b)은 제2 90X 펄스(30C)를 종료하도록 디스에이블 된다. 그러므로, 단일 RF 코일(70)에 인가된 펄스 시퀀스 I-Q-I는 90X-180Y-90X 복합펄스, 즉, 처음에 X 축에 관해 90°회전을 발생하고, 다음에 Y축에 관해 180°회전을 발생하고, 마지막에 X축에 관해 제2 90°회전을 발생하는 복합펄스에 대응한다. 그 다음, 동일한 시퀀스가 연속적인 복합펄스(30'), (30"), (30"')를 발생하여 다중 스핀-에코신호들을 발생하기 위해 시간 주기 q₅, q₇, q₉동안에 반복된다.

어떤 경우에, 영상화 체적의 매우 얇은 슬라이스에서의 핵스핀만을 시간 반전하기 위해서 비선택성 180' 펄스 보다는 오히려 선택성 180°펄스를 사용하는 것이 요망될 때가 있다.

샘플의 얇은 슬라이스에서 핵스핀들의 균일한 180°회전을 발생하는 데는 여러가지 난점이 있어서 매우 효과적인 NMR 펄스 영상화 시퀀스가 아니면 이것들이 결점을 표시하게 된다.

복합펄스가 실질적으로 균일한 회전을 갖는 선택성 180°펄스를 발생하는데 유익하게 쓰일 수 있다.

샘플의 선택된 얇은 평판 지역에서만 핵스핀들을 시간-반전하기 위해서, G_Z그래디언트가 샘플에 가해져서 샘플의 수평 평판 지역내의 핵스핀들의 라모어 주파수가 그들의 Z 축 위치의 함수로 변하게 한다. 180°펄스는 소망의 평판 지역의 라모어 주파수 주변의 좁은 주파수 대역으로 제한되는 주파수성분을 갖도록 형성된다. 이것은, 처음에 라모어 주파수와 동일한 주파수를 갖는 RF 펄스를 발생하고, 그 다음에 소망의 범위로 주파수 스펙트럼을 제한 하도록 예를 들면 가우시안 파형과 같은 파형으로 RF 펄스를 진폭 변조함에 있어서, 달성되는 것이다.

제10도를 보면, 선택성 복합 I-Q-I 펄스 시퀀스가 제 9 도의 장치를 사용하여 비선택성 성분에 대해 기술된 바와 같은 방식으로 형성된다. 게이트 수단 출력(92b)에서 복합펄스는 다음에 소망의 범위로 펄스의 주파수 성분을 제한하기 위해 선택된 적당한 파형(98)(제10도에 도시된 바와 같이 예를 들면 가우시안 파형(98))에 의해 진폭 변조된다. 변조파형(98)이 컴퓨터 수단(52)에 의해 발생될 수 있고, 게이트 수단 출력(92)과 송신기 수단 출력(58a) 사이에 배치된 변조기 수단(96)(제 9 도에 쇄선으로 도시됨)에 의해서 복합펄스에 가해진다. 또한, 게이트 수단(92)은 시간 t₅와 t₈사이에서만 게이트되는 변조파형을 복합펄스에 가해주는 게이트 입력되는 변조기 수단일 수도 있다.

다음에, 진폭 변조된 복합펄스(파형(98)의 진폭 포락선과 곡선(99)과 같은 위상 관계를 가짐)는 선택된 얇은 평판 슬라이스내의 핵스핀들을 회전하기 위해 도면에서 보는 바와 같이 그래디언트 G_Z의 인가하에 샘플에 인가된다.

복합펄스의 I 및 Q 성분들이 핵스핀들의 각각의 90°및 180°회전을 제공하기 위해, I펄스들의 펄스지속시간(t₆-t₅와 t₈-t₇)과 Q펄스의 지속시간(t₇-t₆)을 다음 식과 같이 조정하는 것이 필요하다.

상기 식(10)(11)에서 BRF(t)는 진폭 포락선(98)을 갖는 진폭변조된 펄스에 의해 발생되는 RF 자계이다.

본 발명의 양호한 실시예가 도시되고 기술되었지만, 본 분야에 익숙한 자들에 의해 이 실시예를 통해 여러 변경 및 수정의 본 발명의 정신과 범위를 이탈하지 않고도 가능함은 명백하여, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구 범위에서 한정된다.

Claims

샘플 NMR 영상을 제공하기 위한 방법에 있어서,

1) 핵스핀들이 시간-반전되기 위해 선택된 수평 평판지역에서 실질적으로 수직인 축에 관한 핵스핀들이 회전을 발생하기 위한 펄스들의 시퀀스를 포함한 복합펄스를 샘플에 인가하는 단계를 포함한 NMR 영상화 시퀀스를 샘플에 인가하는 단계와 ;

2) 영상화 시퀀스에 응답하여 선택된 수평 평판지역내의 다수의 상이한 위치들에 있는 핵 스핀들에 의해 발생되는 결과의 스핀-에코 NMR 신호들을 검출하는 단계와 ;

3) 복소 신호들을 발생하기 위해 스핀-에코 NMR 신호들을 처리하는 단계와 ;

4) 복소 신호들의 진폭을 이용하여 NMR 영상을 형성하는 단계 ; 를 포함한 NMR 영상화 방법.
제 1 항에 있어서, 펄스 시퀀스인가 단계가 상기 수평 평판 지역에서 제1축에 관한 핵스핀들의 제1회전을 발생하기 위해 제1펄스를 인가하는 단계와, 수평 평판 지역에서 제1축에 실질적으로 제2축에 관한 핵스핀들의 제2회전을 발생하기 위해 제1펄스 뒤이어 제2펄스를 인가하는 그 다음 단계와, 그 후 제2펄스에 뒤이어 제1축에 관한 핵스핀들의 제3회전을 발생하기 위해 제3펄스를 인가하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한 NMR 영상화 방법.
제 2 항에 있어서, 제1축에 관해 실질적으로 90°회전을 발생하기 위해 제1및 제3펄스들을 형성하는 단계와, 제2축에 관해 실질적으로 180°회전을 발생하기 위해 제2펄스를 형성하는 단계를 아울러 포함한 NMR 영상화 방법.
제 3 항에 있어서, 동일 진폭의 제1, 제2 및 제3펄스를 각각 제공하는 단계와, 제1 및 제3펄스들의 각각 지속시간의 2배의 지속을 갖는 제2펄스를 제공하는 단계를 아울러 포함한 NMR 영상화 방법.
제 2 항에 있어서, 또한, 제1 및 제2축의 선택된 한축을 따라 펄스 시퀀스의 펄스들을 인가하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
제 5 항에 있어서, 또한, 게이트 RF 펄스로서 각각의 펄스들을 제공하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
제 6 항에 있어서, 제1펄스의 끝부분에 뒤이어 즉시 제2펄스를 인가하는 단계와, 제2펄스의 끝부분에 뒤이어 즉시 제3펄스를 인가하는 단계와, 제1 및 제2펄스들의 각각의 사이에서와 제2 및 제3펄스들의 각각의 사이에서 90°위상차를 제공하는 단계를 또한 포함하고 있는 NMR 영상화 방법.
제 7 항에 있어서, 동일 및 직각 위상 RF 출력들을 발생하는 RF 공급원으로 부터 제1펄스가 상기 출력들 중의 하나로부터 유도되고, 제2펄스가 상기 출력들 중의 다른 하나로 부터 유도되도록 상기 펄스들을 유도하는 단계를 아울러 포함한 NMR 영상화 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 세번째 단계(3)가 실수 및 허수 성분들을 갖는 복소신호들을 발생하도록 스핀-에코 NMR 신호들을 퓨리에 변환하는 단계를 포함하고 : 네번째 단계(4)가 복소신호들의 실수성분 및 허수성분 모두로부터 복소신호들의 진폭을 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한 NMR 영상화 방법.
제 1 항에 있어서, 핵스핀들을 연속적으로 시간-반전하여서 각각의 복합펄스에 응답하는 다중 스핀-에코 신호들의 시퀀스의 최소한 하나를 발생하도록, 다수의 연속적인 복합펄스들을 샘플에 인가하는 단계를 또한 포함하는 NMR 영상화 방법.
제 1 항에 있어서, 샘플의 선택된 얇은 평판 슬라이스내의 핵스핀들만 180°회전하도록 선택성 180°펄스로서 복합펄스를 제공하는 단계를 아울러 포함한 NMR 영상화 방법.
제11항에 있어서, 얇은 평판 슬라이스내의 핵스핀들을 여기하기 위해 RF 반송파 주파수를 선택하는 단계와, RF 반송파의 동상 및 직각 위상 성분들의 시퀀스를 선택하는 단계와, 펄스의 주파수 스펙트럼을 선택된 RF 반송파 주파수 주위의 좁은 주파수 밴드로 제한하기 위해 선택된 진폭 포락선으로, 선택된 위상 시퀀스의 RF 반송파를 진폭-변조하는 단계를 통해서 선택성 180°펄스가 제공되는 NMR 영상화 방법.
영상화 시퀀스가 샘플에 인가되고 NMR 신호들이 그 샘플의 선택된 수평 평판 지역의 NMR 영상을 형성하기 위해 검출되는 NMR 영상화 장치에 쓰이는 것으로, 선택된 수평 평판 지역의 핵스핀들을 시간 반전하기 위한 복합 RF 펄스 발생기에 있어서, 선택된 지역의 핵스핀들의 NMR 주파수에서 실질적으로 선택된 주파수를 갖는 RF 반송파를 발생하기 위한 공급원 수단과 ; RF 반송파의 동상 및 직각 위상 성분들을 발생하기 위해 RF 공급원 수단에 연결되는 수단과 : 샘플에 인가될 때 각각이 순차적으로 제1수평축에 관해 선택된 지역의 핵스핀들을 제1회전시키고, 제1축에 실질적으로 수직인 제2수평축에 관해 핵스핀들을 제2회전시키고, 핵스핀들을 시간-반전 하기 위해 제1축에 관해 핵스핀들을 제3회전 시키는 최소한 하나의 복합 RF 펄스와 상기 RF 반송파의 동상 및 직각 위상 성분을 결합하기 위한 결합 수단과 : 복합 RF 펄스를 샘플에 인가하기 위한 인가 수단을 포함한 복합 RF 펄스 발생기.
제13항에 있어서, 상기 인가 수단이 상기 제1 및 제2수평축 중의 하나에 따라서 복합펄스를 샘플에 인가하는 수단을 포함한 것을 특징으로 한 복합 RF 펄스 발생기.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제3회전이 실질적으로 90°회전이고, 제2회전이 실질적으로 180'인 복합 RF 펄스 발생기.
제15항에 있어서 복합 RF 펄스가 제1동상 펄스와, 제1펄스에 바로 뒤이은 제2직각 위상 펄스와, 제2펄스에 바로 뒤이은 제3동상 펄스를 포함하는 복합 RF 펄스 발생기.
제16항에 있어서, 상기 각각의 회전을 발생하기 위해 각각 제1, 제2 및 제3펄스의 지속 시간을 제어하는 제어수단을 아울러 포함하는 복합 RF 펄스 발생기.
제13항에 있어서, 상기 RF 주파수 주위의 선택된 좁은 대역으로 복합 RF 펄스의 주파수 스펙트럼을 제한하기 위해, 선택된 변조 포락선을 복합 RF 펄스에 인가하는 수단을 아울러 포함한 복합 RF 펄스 발생기.
제13항에 있어서, 실수 및 허수성분을 가진 복소 신호들을 발생하기 위해 상기 샘플로 부터 수신된 NMR 신호들을 처리하기 위한 수단과, 상기 복소 신호들의 진폭으로 부터 NMR 영상을 형성하기 위한 수단을 또한 포함한 복합 RF 펄스 발생기.
제19항에 있어서, 상기 수신된 NMR 신호들이 스핀-에코 신호들을 포함하고, 또한 상기 발생기가 복합 RF 펄스들의 연속적인 시퀀스를 발생하기 위한 수단과, 다중 스핀-에코 신호들을 발생하기 위해 영상화 시퀀스의 일부로서 복합펄스들의 상기 시퀀스를 샘플에 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 RF 펄스 발생기.