KR900007540B1 - 고속핵자기 공명영상 형성방법 및 장치 - Google Patents

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Description

고속핵자기 공명영상 형성방법 및 장치

제1도는 본 발명에 사용된 핵자기 공명영상 형성시스템에 대한 개요도.

제2도와 제3도는 본 발명의 일예에 사용된 파형.

제4도는 샘플링 시간의 차를 수정하는데 사용되는 본 발명의 예에 대한 블록도.

제5도는 제4도와는 다른 일예에 대한 블록도.

제6도는 제4도 및 제5도와는 다른 일예에 대한 블록도.

제7도는 완화과정에서 일어나는 포착순서를 도시한 파형.

제8도는 연속적인 스핀방향신호를 도시한 파형.

본 발명은 핵자기 공명을 이외한 의료용 영상형성방법 및 장치에 관한 것으로서, 일차적인 목적은 인체의 단면영상을 고속으로 얻어내는 것이며, 기타의 목적은 각종의 완화시간을 영상화시키는 것이다.

의료용 영상형성을 위해 핵자기 공명(NMR)이 새로운 측면에서 연구되고 있다. 핵자기 공명은 완전히 무해하며 이온화 방사선은 포함하지 않는다. 일반적으로 자기모멘트는 국부적인 자장에 비례하는 특정한 스핀주파수에서 여기되며, 이러한 스핀의 붕괴에서 유발되는 고주파신호는 픽업코일에 의해 수신된다. 자장을 조정함으로서 피검체적의 서로다른 부위를 나타내는 신호배열이 제공되고, 이들이 조합되어 인체의 밀도에 따른 체적영상이 형성된다.

핵자기 공명에 관한 문헌으로서는 아이 이이 트렌색션즈온 뉴클리어 사이언스(IEEE Transactions on Nuclear Science)의 1980년 6월호 제NS-27권 12220에서 1255페이지에 기술된 것이 있다. 핵자기 공명에 대한 기본적인 개념은 "핵자기 공명원리 입문(Introduction to the Principles of NMR)" 1220에서 1226페이지에 기술되어 있다.

3차원적인 방법에 관해서는 여러가지가 있으며, 그중에 중요한 것으로는 피.브이.로터버(P.V.Lauterbur)와 씨.엠.로우(C.M.Lou)가 저술한 "쥬그마토그래피 바이 리콘스트럭션 프롬 프로젝션(zeugmatography by Reconstruction from Projections)"의 1227에서 1231페이지에 기술되어 있는 것이다. 상기 방법에서는 선형 자장 그래디언트가 강한 축방향 자장에 중첩된다. 이 그래디언트로 인해서 그 체적내의 각 면은 그 그래디언트에 대하여 직각방향으로 서로 다른 공명주파에 부닥치게 된다. 이들 각 면을 동시에 여기시키기 위해서는 하나의 주파수 스펙트럼을 포함하는 버스트(burst)가 사용된다. 이 여기에 따라 수신된 신호는 각각의 성분으로 푸리에 변형되며, 각 주파수의 진폭은 양성자밀도의 면적분치를 표시한다. 이 과정을 서로다른 방향으로 그래디언트자장을 사용해서 반복시키면 일균의 평면에 관한 정보를 수집해 낼수있다. 이러한 면적분은 체적의 2차원적인 투영상을 형성하는데에 사용할 수도 있고, 체적의 각 박슬(Voxel)이 양자밀도에 관한 3차원적인 정보를 형성하는데 사용될 수도 있다.

투영영상의 면에 수직한 모든 면의 적분 밀도를 얻어냄으로서 투영영상이 얻어진다. 모든 각도와 위치에서 필요한 면의 총수는 2차원적인 투영영상의 픽슬(Pixel)의 수와 같다. 재구성 과정은 현재 컴퓨터식 단층사진 시스템에 광범위하게 사용되고 있는 고전적인 투영 재구성 방식을 이용한다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 컨벌튜션 백(Convolution-back) 투영법이다.

단면영상을 제공하는 3차원적인 재구성이 행해지며, 로터버(Lauterbur)가 취한 방법은 물체의 모든 각도에서 일군의 2차원적인 투영영상을 형성시키는 것이다. 이러한 투영영상에서의 라인은 물체의 단면에서의 선적분 또는 투영을 나타낸다. 따라서 고전적 재구성기술을 다시 사용함으로서 어떤 단면도 재구성시킬 수 있다.

핵자기공명 영상형성 데이타를 얻어 처리하는 두번째 일반적인 방법은 이알.앤드류(E.R.Andrew)가 같은 문헌 1232에서 1238 페이지에서 발표한 "뉴클리어 마그네틱 레조넌스 이 메이징 : 더 멀티플 센시티브 포인트 메조드(Nuclear Magnetic Resonance Imaging : The Multiple Sensitive Point Method)"란 제목의 논문에 기술되어 있다. 상기 방법에서는 선별 시스템을 사용하여 문제의 체적의 각 복슬로부터 자료를 얻는다. 이것은 동적으로 가변 그래디언트용 자장을 사용하여 수행된다.

일반적으로, 이러한 동적인 자장으로서는 시변수자장을 포함하지 않는 일부의 구역을 제외한 전체가 0으로 적분된다. 따라서 서로 다른 주파수의 시변수자장이 세개의 직교축에 가해지면 단 한개의 점 또는 박슬만이 시간에 따라 변화되지 않을 것이다. 따라서 투영으로부터 재구성할 필요없이 신호는 단지 그 점만을 나타내게 된다.

이러한 시스템의 난점은 한번에 한개의 복슬로부터 신호가 얻어지기 때문에 데이타를 얻어내는데 상당한 시간이 요구된다는 것이다. 적당한 신호에 잡음비를 부여하기 위해 각각의 복슬에서 충분한 시간이 소요되어야 한다. 제3축에 정적 그래디언트 그리고 두 축에 동적 그래디언트를 사용하여 상기 문제점을 해결한다. 따라서 제3축의 방향에서 각 위치는 다시 서로 다른 주파수에 대응되게 된다. 광대역 여기를 사용하고 수신된 신호를 푸리에 변환시킴으로서 주파수 스펙트럼이 하나의 선을 따라 존재하는 일군의 박슬 밀도를 나타낸다. 이선은 단 한개의 선을 제외하고 모두가 0으로 평균화되는 두개의 직교하는 동적 그래디언트의 교차점에 대응하는 것이다.

이러한 방법은 투영의 재구성에 따라 발생되는 인위적인 흠결을 방지할 수는 있지만, 데이타를 얻어내는데 비교적 긴시간이 소요됨으로서 호흡과 심장의 고동과 같은 신체의 움직임에 의해 희미하게 되는 현상이 나타난다.

세번째 영상방법도 역시 선 또는 점선택법으로서 엘.이.크록스(L.E.Crooks)가 동문헌 1239에서 1244페이지에 발표한 "실렉티브 이레디에이션라인 스캔 테크닉 포 엔엠알이메이징(Selective Irradiation Line Scan Techniques for NMR Imaging)"이라는 제목의 논문에 기술되어 있다. 이 일반적인 방법은 여러가지로 다양하게 실시할 수 있다. 그중 한가지는 정적 그래디언트와 적당한 형상의 펄스를 이용하여 문제의 한면을 여기시키는데 한개의 선택펄스가 사용된다. 여기된 면에서 얻어진 신호는 기억된다. 평행 상태가 된 다음에 한 직교면을 더높은 강도로 여기시켜 자화가 반전되거나 또는 부로 되게 한다.

이러한 종류의 방사는 아무런 수신신호도 얻어내지 못한다. 첫번째 단계는 문제의 면을 선택적으로 여기시켜 그 신호를 기억시키는 것으로 반복된다. 그러나, 이 경우 문제의면에 수직한 면이 높은 강도의 여기에 의해 포화되어 버리기 때문에 문제의 면상의 선은 포작되지 못하게 될 것이다. 따라서 교차선에 대한 신호는 포함되지 않는다. 단지, 기억된 첫번째와 두번째 신호를 차감한 것이 교차선을 나타낸다. 이러한 차감법을 이용하여 면 상의 여러각도와 위치에서 서로다른 선을 측정함으로써 투영기술로부터의 고전적 재구성번을 이용하여 면의 재구성된 영상이 형성된다.

이와 동일하게 직교평면의 교차선을 이용하는 또다른 방식은 차감 과정을 피하는 것이다. 이 경우에는 직교평면을 반전방사로 즉시 여기시키면 교차선이 작용을 받아서 나중에 스펀방향 신호를 형성시키게 된다. 따라서, 나중에 그 신호는 원하는 선만을 나타내게 된다. 다시, 일군의 선적분 신호를 사용해서 횡단면 영상을 형성시킨다.

똑같은 감지점 및 감지선 방법으로서 특정한 문제의 평면만을 제외하고서는 모두 포화시키는 방법이 제안된바 있다. 이러한 포화는 한 선을 제외한 평면의 모든 부분을 포화시키는 직각방향으로의 동일한 여기에 즉시 이어지는 것이다. 이렇게 해서 그 선적분신호를 포착해 내거나, 또는 제3의 직각방향 여기를 이용해서 한점 또는 박슬로부터 신호를 포착해낼 수 있다. 포화상태는 그래디언트의 존재하에 비교적 긴 "번(burn)" 고주파 펄스에 의해서 이루어지게 되는바, 이 펄스는 여기된 주파수에 대응하는 영역의 자기는 소거시켜 버리게 된다.

이 방법에 관해서는 1974년도 물리학보(J.Phys.C) 제7권 L475-L 462 페이지 고체물리학에 기재된 에이.엔.개러웨이(A.N.Garroway), 피.케이.그래널(P.K. Grannell) 및 피.맨스필드(P.Mansfield)제씨의 "선택적인 조사법에 의한 엔엠알 영상형성(Image Formation in NMR by a Selective Irradiative Process)"논문을 보면 알 수 있다.

영상을 위한 또 다본 접근방식은 동경의 이가꾸-쇼인사 1981년도 판인 "의학용 핵자기 공명영상"이라는 제하의 책에 소개된 바 있다. 이 책의 제3장에서 로렌스 이.크룩스씨는 각종의 영상기법에 관해서 간단하게 소개하고 있다. 이 책의 제44-47페이지에는 이미 언급한것들 말고도 또다른 평면적분방식이 소개되어 있다. 여기서는 평면에 대하여 직각방향으로 그래디언트를 작용시킴으로서 각 평면적분을 위상 부호화시킨다. 그래디언트를 없애면, 그 평면을 따라 존재하는 원자핵이 자장의 강도에 따라서 주기적인 위상 분포를 하게 된다. 서로다른 공간주파수를 지닌 위상분포를 이용하여 평면적분을 얻어내서, 그 평면의 각 선에 대한 정보를 얻어내게 된다. 이 정보를 푸리에 변환에 의해 다시 해독한다. 이러한 방법을 스핀워프(warp)영상형성법이라고 부르는 것이다.

또 다른 방법은 최근에 보고된 것으로서, 이것도 한 평면을 따라서 주기적인 분포상태를 이루어놓는 것이다. 그러나, 이 경우에는 고주파 여기장의 강도에 대하여 그래디언트를 작용시켜 주기적인 변화를 이루어낸다. 그래디언트를 충분히 강하게 하면, 그 평면을 가로질러 주기적인 변화가 일어나게 되는 바, 90도의 여기 영역에서는 최대 응답이 이루어지고 0도 및 180도의 영역에서는 아무런 응답도 이루어지지 않게 된다. 전과 마찬가지로 그래디언트의 강도를 변화시켜 일련의 여기상태로 만들면 서로다른 공간주파수로 주기적인 변화가 일어나게 되는 바, 이들을 변화시켜 선택된 평면내의 분포상태를 재구성 한다. 이 방법은 런던의 필.트랜스.알.쏘싸이어티(Phil.Trans.R.Soc.) 비(B) 289 : 543-547(1980)에 개재된 디.아이.호울트(D.I.Hoult)씨의 "회전프레임 주그마토그래피(Roating Frame Zeugmatography)"라는 제하의 논문에 소개되어 있다.

또하나의 영상방식은 현재 몇가지 상업적인 기구에 사용되고 있는 것으로서, 1981년 11월호 아메리칸 저널 오브래디올러지 제 137권 895-901 페이지에 게재된 "수소의 자기공명성 : 포스테리어포사의 영상(Imaging of the Posterior fossa)"이라는 제하의 아이.알.영(I.R.Young)등 제씨의 논문에 소개되어 있다.

여기서는 단일의 여기 버스트를 사용해서 원하는 평면을 선택해 내는 것이다. 이 버스트 "Z"그래디언트의 존재하에 일어나게 됨으로써, 그 버스트 주파수에 의해서 그 체적내의 특정한 "xy"평면이 선택된다. 이 버스트 바로 다음에 "FID"신호가 들어오면 "Z"그래디언트를 없애고 횡방향 그래디언트를 가한다. 이렇게하면 그 평면의 각 선에 그 횡방향 그래디언트에 직각으로 다른 주파수가 발생하게 된다. 단면영상을 형성하기 위해서 횡방향 그래디언트를 다른 각도로 회전시켜 가면서 이 과정을 반복하여 완전한 투영영상군을 얻어낸다. 투영영상의 재구성은 필터되 후방 투영법과 같은 고전적인 재구성 방법에 의해서 이루어 낸다.

일반적으로, 상술한 모든 방법은 원하는 단면영상을 얻어내는데 수분정도의 시간을 필요로 한다. 이것은 기본적으로 문제의 단면을 수많은 횟수로 여기시키기 때문이다. 각 여기 사이의 시간은 대략 1초 정도의 스핀격자 완화시간이 된다. 주사시간이 수분정도되는 것은 여러가지 이유로 인해서 바람직하지 못하다. 인체의 기본적인 생리활동과 환자의 여러가지 움직임이 영상을 흐려버리기 때문에 영상의 질을 심하게 떨어뜨리게 된다. 아울러, 이렇게 긴 시간동안 환자가 움직이지 않고 버틴다는 것은 어려운 일이다. 더군다나, 이러한 방법들로서는 심장박동과 같은 각종의 생리적인 움직임을 나타내는 활동사진을 찍어낼수가 없다.

이 문제를 극복해 내기 위한 한가지 노력으로서는 1978년도 저널오브 마그네틱 레즈넌스 제29권 355페이지에 게재된 피.맨스필드 및 아이.앨.피켓트(I.L.Pykett)제씨의 논문을 들 수 있다.

이 시스템은 반향-평면 영상형성법이라고 하는 것으로서, 단일의 "FID"방식으로 전평면으로부터 정보를 도출해 낸다. 여기서는 영상포착시간은 지극히 짧아지지만, 각 영역을 한번만 여기시키고 비교적 넓은 밸트폭을 사용하기 때문에 최종적인 영상의 신호대 잡음비와 해상도가 빈약해 진다.

그러므로 현재의 상업적으로 이용할 수 있는 모든 기구로서는 단면영상을 형성시키는데 수분정도의 시간이 걸리게 되는바, 그 응용성이 명백하게 제한된다.

본 발명의 목적은 단면 NMR영상을 고속으로 얻어내는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또한 목적은 NMR완화시간의 단면영상을 고속으로 얻어내는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또한 목적은 신호대 잡음비를 개선시킨 단면 NMR영상을 제공하는데 있다.

본 발명의 또한 목적은 3차원적인 NMR영상을 고속으로 얻어내는 방법을 제공하는데 있다.

요약하면, 본 발명에서는 일련의 여기 과정을 이용해서 대상물을 신속하게 영상화시킨다. 여기 작용간에는 피구동평형상태(driven equilibrium)을 이용해서 재자화시킨다. 완화시간을 영상화시킬때에는 일련의 여기 과정이 완화주기중에 일어난다. 따라서, 각 신호는 원하는 특정시간에 포착되었을 경우 일어나게 되는 신호에 근사해지도록 처리된다.

본 발명에 따른 핵자기 공명영상 형상 시스템은 물체의 단면영상을 얻어내기 위한 것으로서, 그 단면에 직각인 자기 그래디언트의 존재하에 그 단면을 자화시키고, 첫번째 횡방향 그래디언트 배열장치에 의해서 그 단면의 핵스핀으로부터 나오는 고주파신호를 수신하고, 이 고주파신호를 처리해서 투영신호를 얻어내고, 그 단면의 자화상태를 평형상태로 되돌려놓고, 이 과정을 서로다른 횡방향 그레디언트장치에 의해서 반복시켜, 투영신호를 이용해서 단면영상을 재구성하는 단계로 구성되어 있다.

본 발명에 관해서 첨부한 도면을 예로 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도를 보면 본 발명의 일반적인 모습에 관해서 잘 알 수 있다. 여기서는 인체부분(10) 중 위치(28)에 존재하는 단면영상을 얻어내고자 한다. 인체부분(10)에는 혈관(11), 종양(32)이 달린간(12)와 같은 수많은 조직이 내포되어 있다. 이들 수많은 조직은 호흡활동으로 인해서 현저하게 움직이므로, 호흡을 중지시킨 상태에서 데이타를 얻어내지 못하면 올바른 영상을 얻어낼 수 없다.

주축자장은 극판(13, 14)을 코일(16, 17)로 여기서 "Z"방향으로 형성된다. 이 극판을 작용시키는 것은 직류전원(V₁)으로서 코일(16, 17)로 하여금 인체부분(10)중 문제의 부위에 대해서 동일한 방향으로 사실상 균일하게 자장을 형성토록 하는 것이다. 이 주축 자장은 시스템중에서 가장 강한것으로서 1-10킬로 가우스정도의 세기를 갖게 된다. 이 코일과 그 나머지 코일들을 문자쌍(A-E)으로 간편하게 표시하였으며, 이들는 연결을 위한 것이다.

특정부위를 선택하는 것은 그레디언트코일로서 한다. 코일(18, 19)은 전원(V₂)에 의해서 "Z"방향으로 그래디언트 자장을 형성토록 한다. 마찬가지로 코일(23, 24)은 전원(V₃)에 의해서 그래디언트 자장을 "X"방향으로 형성토록 함으로써 인체부분(10)의 양쪽에 대하여 작용하게끔 한다. 이들 그래이언트 코일은 균일한 자장을 형성하는 코일(16, 17)과는 달리, 서로 대항 관계에 있게 함으로써 그 각 방향으로 변하는 자장을 형성한다.

코일(21, 22)은 고주파코일로서 송신기와 수신기의 기능을 모두 한다. 이들은 동일한 방향으로 자장을 형성시켜 인체부분(10)에 대하여 사실상 균일한 자장을 형성시키게 된다. 스위치(27)가 송신 위치(26)에 존재할 경우에는 신호발생기(V₄)를 사용해서 인체부분(10)속의 자기스핀을 여기시킨다. 스위치(27)를 수신위치로 접속했을 경우에는 인체부분(10)중의 자기스핀신호(31)를 수신하게 된다. 이 신호를 처리기(29)로 처리해서 인체부분(10)의 단면영상을 얻어 내게 되는 것이다. 얻은 단면영상은 표시기(30)상에 표시된다. 스위치를 사용하는 대신에 별개로 된 송신코일과 수신코일을 사용할수도 있다.

단면영상을 얻어내는 대표적인 시스템에 있어서는 스위치(27)를 송신위치에 두고서 "V"에 의해 "Z"방향으로 그래디언트를 가하고 고주파펄스(V₄)에 의해서 그 인체부분을 여기시킴으로써 특정한 평면(28)상의 단면을 선택해 내게 된다. 이 버스트, 즉 고주파 펄스의 주파수에 의해서 원하는 평면을 결정해 낼 수 있게 된다.

그 평면의 영상을 재구성하기 위해서는 서로다른 횡방향 그래이언트 장치를 사용해서 일련의 투영측정을 행한다. 예컨데, 고주파펄스 다음의 "FID"동안 모든 각도로 횡방향 그래디언트를 사용한다. 적절한 파형을 "V₃"와 "V₅"에 응용하여 "x"그래디언트 성분과 "y"그래디언트 성분을 형성시킨다. 일반적으로 1도의 간격으로 약 180도 투영을 만들어 낸다. 각 그래디언트는 그 그래디언트 방향에 직각으로 선배열군을 나타내는것인바, 각 선은 서로다른 주파수를 형성한다. 이와 같이 해서 각 횡방향 그래디언트에 대해서 "FID"를 푸리에 변환시키면 그 방향에 대응하는 영상정보를 얻어낼 수 있다. 따라서 "V₃"와 "V₅"를 각 여기작용 다음에 변화시켜 각 "FID"의 푸리에 변환에 의해서 표시되는 완전한 영상데이타군을 얻어낸다. 이들은 콘볼루션-백 투영시스템과 같이 투영영상을 재구성하는 어떠한 일반적인 방법에도 사용할 수 있다.

다양한 기타 일련의 횡방향 그래디언트장치에 의해서도 단면영상을 재구성해낼 수 있다. 일반적으로 널리 쓰이고 있는 또다른 방법은 스핀워프 시스템이다. 여기서는 서로다른 방향으로 투영을 실시하는 대신에 모두 동일한 방향으로 투영을 실시한다. 예컨데, 리뷰오브 싸이언티픽 인스트루먼트 1982년 9월 제53권 1319-1337페이지에 게재된 피.에이.보텀리씨(P.A.Bottomley)의 논문 "핵자기 공명영상 형성기술과 응용 : 조사"의 제11도에 소개된 바와 같이, 신호를 읽어낼때 "V₃"에 의해서 작용하는 "x"그래디언트를 사용함으로써 그 평면을 "x"축에 대하여 직각을 이루는 선배열군으로 분해하는 것이다. 다른 차원에 대해서는 "y"그래디언트코일을 작용시키는 "V₅" 를 신호수신전에 켜서 그 "y"축을 따라서 평면을 "워프(warp)"한다. 따라서, 서로 다른 "y"그래디언트를 표시하는 각 "V₅"값에 의해서 다른 공간주파수로 주기적인 위상변화가 일어난다. 이들 값을 공간적으로 푸리에 변환시켜 데이타를 "y"방향의 공간정보로 분해한다. 따라서 재구성 과정은 "FID"신호의 시간적인 푸리에 변환에 의해서 "x"변화를 분해하고 일련의 "FID"신호의 공간적인 푸리에 변화에 의해서 "y"방향으로 분해하는 것을 포함한다.

그러나, 일반적으로 "n×n"단면영상을 재구성하기 위해서는 대략 "n"개의 독특한 횡방향 그래디언트장치가 필요하다는 것을 알아야 한다. 다각 투명에 의한 재구성방법과 스핀-워프에 의한 재구성방법, 이 두가지에 관해서만 간략하게 설명하였으나 문헌을 보면 어러가지 다른 방법도 알수 있다.

이들 각 방법에 있어서, 근본적으로 내재하는 긴 영상시간을 필요로 한다는 문제는 완화형상으로 인한 것이다. 예컨데, 첫번째 여기작용에 의해서는 자기스핀의 밀도(ρ)에 비례하는 투영데이타를 얻어내고, 두번재 여기작용에 의해서는 그 첫번째 여기로부터 문제의 평면(28)이 복원되어 단자(31)에서 다음의 식

으로 나타낼수 있는 신호(

)로서 나타나게 되는바, 식중 "τ"는 두 여기작용 간의 시간을 나타내고, "T₁"은 스핀격자 완화시간을 나타낸다. 편의상 비례상수는 1로서 정하였다. 물론, 실제로 수신된 신호는 투영방향에 존재하는 모든 신호의 선적분이 되게되는바, "ρ"와 "T₁"은 공간적인 차원의 함수이다. 편의성 적분과정은 도시안했다.

비교적 "τ"를 작게하여 일련의 여기작용이 불규칙하게 긴시간 간격으로 일어나지 않도록 하면 심하게 신호가 손실되어 신호 대 잡음비가 나빠지게 된다. 수많은 인체조직의 경우, "T₁"은 약 0.5초 정도 된다. τ=T₁로 하여 신호를 적당히 회복시키면 200개의 투영에 대략 2분이 걸리게 되는바, 이것은 적당한 호흡중지 간격보다 훨씬 긴 시간이다. 본 발명의 주된 목적은 완화과정중에 기다리지 않음으로써 긴 데이타 포착기간을 감소시키는 데에 있다.

지수간의 시간을 감소시키기 위한 NMR 분광사진식 재료분석(비영상 형성식) 시스템은 DEFT(drivenequilibrium Fourier tronaform)라고 하는 것으로서, 에디슨-웨슬리 퍼블리싱 컴패니, 인코포레이티드, 리딩, 매사추세츠사의 1981년도 이 후꾸시마(E.Fukushima) 및 에스.비.더블유.뢰더(S.B.W.Reder)제씨의 "실험적인 펄스 엔엠알, 어 너츠 앤드 볼츠 어프로우치(Experimental Pulse NMR, A Nuts and Bolts Approach)"라는 제하의 책 29-30페이지에 설명되어 있다. 본 발명에서는 그 똑같은 기본원리를 새로운 방법으로 응용하는 것이다.

기본적인 시스템은, 예컨데 아이, 알, 영, 등 제씨의 전술한 논문에 소개된 다각 투영시스템을 이용하여 단면영상에 응용하는 것으로서, 제2도에서 설명된다. 스위치(27)를 송신위치(26)에 접속시키고서 "V₄"로 90도 버스트의 신호부(40)를 가하여 그 강도 및 지속기간에 의해서 자기모멘트를 90도로 경사지게 한다. 이버스트중에 "V₂"로부터는 신호부(44)를 사용해서 "z"그래디언트를 공급함으로써 원하는 평면, 예컨데, 평면(28)만이 여기되는 것이다. 고주파펄스가 송신된 다음에 스위치(27)를 수신위치로 변환시켜 신호(31)를 수신한다. 통상의 "FID"신호가 부분(54)으로서 나타낸 바와같이 그 여기작용에 이어서 수신된다. 특정한 투영영상을 선배열군으로 분해하기 위해서 횡방향 그래디언트장치를 사용해서 신호부(51)를 발생시키는 "y"그래디언트신호(V₅)와 일치하는 신호부(48)를 발생시키는 "x"그래디언트신호(V₃)를 사용한다. 이 두신호를 조합해서 특정한 각도의 횡방향 그래디언트를 형성시킨다. 따라서, 수신된 "FID"신호부(54)는 그각도의 투영영상의 선적분에 대응하는 주파수를 포함하게 된다. 이들 각각의 선적분은 부분(54)의 푸리에 변환에 의해 얻어진다.

지금까지 설명한 것은 공지의 단면 NMR 영상형성시스템에 관한 것이다. 이 단계에서는 다른 투영각에 의한 다음번의 여기작용이 일어나기 전에 통상 1초정도 기다려야 한다. 그러나 본 발명에서는 그 대신에 피구동 평형시스템을 사용해서 제2도에 도시한 바와같이, 거의 즉시로 재여기 시킬수 있도록 한다. "FID"부분(54)의 붕괴에 이어서, 부분(54)으로서 도시한 "z"그래디언트신호(V₂)의 존재하에 "V₄"의 180도 반전여기부(41)를 가한다. 이것은 앞서 여기된 동일한 평면(28)에 대하여 반전 여기작용을 한다. 따라서, 자기스핀이 "재잡속(refocus)"됨으로서 여기에 이어서 "V₄"부분(40, 41)간의 시차가 일치하는 시간에 스핀반향신호가 일어나게 된다. 이 스핀반향은 수신신호부(55)로서 도시하였다. 점선으로 표시한 그래디언트 신호부(49, 52)는 부분(55)이 존재하는 중에 일어나게 되는바, 다음에서 논할 것이다. 그러나, 이 스핀반향부(55)는 그 정상적인 상승 및 하강 엔빌로프를 형성하지 못하도록 한다. 스핀반향신호의 피크에서 모든 평면을 정렬될때 90도 여기펄스부(42)를 가하여 자화상태를 그 본래의 "z"방향으로 되돌려 놓는다. 다시 이것을 "z"그래디언트부(46)의 존재하에 가해서 동일평면(28)이 여기되도록 한다.

평형상태로의 복귀에 이어서 "T₁"에 비교할만한 시간을 기다릴 필요없이 동일한 "z"에 그래디언트부(47)의 존재하에 "41"과 동일한 여기부(43)에 의해서 그 일련의 과정을 다시 시작하여 그 똑같은 평면을 여기시킨다. 이제, 새로운 각도로 영상데이타를 수집할 필요가 있다. 이렇게 해서 횡방향 그래디언트신호(V₃, V₅)를 새로운 투영각도를 나타내는 부분(50, 53)으로 각각 변화시킨다. 신호부(56)를 푸리에 변환시키면 대략 1.0초의 시간을 기다리지 않고서도 그 새로운 각도의 투영신호를 얻어낼수 있게 된다. 이 피구동 평형과정을 180도 및 90도 여기에 의해서 반복하여 시스템을 다른 "V₃및 V₅"신호로 사용하는 다른 투영각도에 맞도록 한다.

신호부(55)는 스핀반향신호의 반을 나타내는 것으로서, 수신신호를 강화시켜 신호 대 잡음비를 현저하게 개선시키는 작용을 한다. 점선부(49, 52)로 나타낸 바와같이, 동일한 횡방향 그래디언트신호를 스핀반향 신호부(55)가 존재할때 가하면 신호부(55)의 주파수성분이 "54"와 같아진다. 그러므로, 그것을 푸리에 변환시키면 동일한 투영신호를 얻어낼수 있다. 이들을 함께 처리기(29)로 합해서 신호를 강화시켜 신호 대 잡음비를 강화시킨다.

이와는 달리, 신호부(55)를 사용해서 본 예에서와 같이 새로운 투영각도에 대응하는 새로운 횡방향 그래디언트를 배열하여 데이타 포착시스템의 속도를 증가시킬수 있다. 이경우, 그래디언트 신호부(49, 52)는 "48 및 51"의 것과 다르게 해야지만 새로운 투영각도를 나타낼수 있다. 이렇게 하면 2라는 인수만큼 데이타 포착시간을 줄일수 있다.

피구동 평형시스템에 있어서는, 전술한 바와같이, 스핀반향신호의 피크에서 자기모멘트를 "z"축으로 되돌려 놓는바, 이때 모든 스핀은 동일위상으로 재배열된다. 이 작용은 스핀반향 신호부(55)가 존재할때 횡방향 그래디언트의 사용에 의해서 어느정도 나빠지는데, 그 이유는 그 평면의 서로다른 부분은 서로다른 주파수를 발생시키기 때문이다. 그러므로 더욱 완전하게 평형상태로 복귀하기 위해서는 신호부(55)가 존재할때에 아무런 그래디언트신호도 사용치 않음으로써 부분(49, 52)을 제거함이 바람직하다.

제2도에 도시한 각종의 신호는 일반적인 형태로서 나타낸 것인바, 크기나 형상은 그러치 않은 것이다. 예컨데, "FID"와 스핀반향부(54, 55)의 도출은 일반적으로 수 밀리초가 되는반면, 버스트신호(40-43)의 도출시간은 상당히 적어지게 된다. 아울러 "z"그래디언트신호(V₂)는 통상 네가티브 고잉로브(nagative going lobe)를 더 갖추고서 진술한 아이.알.영, 등 제씨의 논문에 소개된 바와같이 평면적인 단면의 두께 전체에결쳐서 더욱 양호한 위상 일관성을 나타낸다. 일단, 완전한 일조의 각도로부터 데이타를 포착해서 단면(28)을 완성한 다음에는 원한다면 고주파 여기신호(40-43)의 주파수를 새로운 단면으로 향하도록 변화시킨다.

피구동 평형에 관한 제2도의 방법운 자기모멘트를 그 본래의 상태로 되돌려놓는 한가지 실예를 든것이다. 다른 방법들중 한가지를 들자면 그래디언트신호(48, 51)를 도치시키는 것인데, 이것도 물론 스핀반향신호를 발생시킨다. 다시, 이 스핀반향신호의 피크에서 9O도 버스트를 작용시켜 본래의 자화를 되찾는다.

제2도의 투영영상 형성과정은 다각투영인 단면영상 형성방법이다. 전술한바, 여러가지 방법이 있으나, 모두 서로다른 횡방향 그래디언트 배열군을 사용해서 단면을 완전하게 한정한다는 점에서는 공통적이다. 또다른 예로서, 제3도는 전술한 바와같은 스핀반향시스템의 파형을 도시한 것이다. 그러나, 이경우에는 신호수신용 횡방향 그래디언트장치를 전술한 피.에이.보톰리씨의 조사에서 나타난 바와같이 스핀반향시스템으로바꾼다. 모든 투영영상은 "y"방향으로만 택하는바, "x"그래디언트만을 사용해서 신호수신중에 한다. 그러나, 각 신호가 수신되기 전에 다른 "y"그래디언트신호(V₅)에 의해서"y"방향으로 서로다른 주기적인 위상변화가 일어나서 평면영상이 재구성되도록 한다. 신호부(61)는 주기적인 위상변화가 일어나서 평면영상이 재구성되도록 한다. 신호부(61)는 주기적인 위상변화를 일으키는 신호를 표시한다. "x"그래디언트신호(V₃)의 신호부(60)는 신호수신중에 먼저 음으로 간다음 이어서 양으로 간다. 음의 부분은 수신신호를 지연시켜 주기적인 위상변화가 "y"방향으로 존재하도록 하여 "y"방향으로 투영영상을 나타내는 스핀반향신호(62)를 발생시킨다. 각 "x"위치에서 각 투영선은 서로다른 전기적인 주파수를 형성시킨다.

전술한 바와같이, 신호(62)에 이어서 통상 재여기작용 전에 1.0초 정도 기달릴 필요가 있다. 그러나, "z"그래디언트 신호부(45)가 존재할때 180도 버스트부(41)에 의해서 동일 피구동 평형과정을 응용하여 스핀반향부분(55)을 형성시킨다. 마찬가지로, 그 피크에서, 동일한 "z"그래디언트(46)의 존재하에 버스트(42)에 의해서 자화상태를 "z"축으로 되돌려 놓음으로써 다음번 과정을 즉시로 시작할수 있도록 한다. 이것은 동일한 "z"그래디언트부(47)의 존재하에 고주파펄스(43)로서 나타나는 것으로서 "x"그래디언트 신호부(63)로 이어진다. "y"그래디언트 신호부(64)는 신호부(61)로부터 변화시켜 "y"방향으로 다른 주기적인 위상분포를 일으켜서 스핀반향신호(65)로서 나타나도록 한다. 다시, 각각 다른 "y"그래디언트신호(V₅)를 가진 것으로서 n개의 서로다른 분포상태를 이용해서 평면적인 단면을 재구성한다.

제2도에서와 같이, 제3도의 신호부(55)는 수신신호(62)를 강화시켜 신호 대 잡음비를 개선시키거나 또는 데이타 포착시간을 감소시키는데 사용할수 있는 것이다. 어느 경우건 "x"그래디언트신호(V₃)부 (60 또는 63)를 반복시켜 양의 진행부와 신호부(55)가 일치되도록 할수 있다. 마찬가지로 "y"그래디언트신호(V₅)를 똑같은 시간관계로 반복시킨다. 그러나, 신호 대 잡음비를 개선시키기 위해서는 "y"부분을 "61"과 똑같아지도록 해야하는 반면, 데이타 포착시간을 감소시키기 위해서는 부분(64)에서와 같이, 다른 주기적인 변화가 표시되도록 변화시키는 것이다.

제2 및 3도의 방법에서는 고주파 버스트(41, 42)를 각각 "z"그래디언트부(45, 46)의 존재하에 작용시켜 원하는 평면을 집중적으로 여기시키는 것으로 도시하였다. 그러나, 시스템은 "z"그래디언트신호가 없이 작용할수 있다. 그 신체부분의 다른 평면에서 나오는 어떠한 신호도 배제할수 있도록 주의한다면, 신호부(41, 42)로 그 인체부분 전체를 여기시킴과 아울러, 신호(40, 43)로서는 평면선택을 한다.

그 전체적인 인체부분(10)의 영상은 단면(28)에 평행한 일면의 평면에 대하여 제2 또는 3도의 방법을 써서 성취할수 있다. 그 전체적인 인체부분(10)을 영상화시키는 또한가지 방법은 전술한 피.브이.타우터부르와 씨.엠.로우 제씨의 논문에서 소개된 주그마토그래피라고 하는 체적시스템이다. 여기서는 전술한 바와같이, 서로다른 각도로서 평행한 평면적분 배열군을 얻어서 그 전체적을 재구성하는 것이다. 이 시스템은 피구동 평형에 의해서 데이타포착을 신속하게 하는데도 쓸수있다. 이것은 제2도에 의해서 간단하게 생각해낼수 있는바, 도시한 바와같은 "z"그래디언트신호(V₂)는 제거시킨다. 따라서, 고주파 버스트(40)는 그래디언트 없이 인체부분(10)을 모두 여기시킨다. 최종적인 "FID"신호부(54)는 평행한 평면군의 각도를 결정하는 여러가지 "x, y 및 z"의 존재하에 수신된다. 따라서, 한 "z"그래디언트신호를 신호부(44, 51)와 동시에 부가시켜 총괄적인 그래디언트를 표시해야 한다. 다시, 반전신호부(41)를 어떠한 그래디언트도 없이 가하여 전체 인체부분중의 스핀을 반전시킨다. 따라서, 스핀반향 신호부(55)가 나타나게 된다. 다시, 이 신호의 피크에서, 다시 그래디언트없이 고주파 버스트(42)를 가하여 전체 인체부분의 자화를 평형상태로 돌려 놓는다. 따라서, 다음번 평행한 평면군은 어떠한 그래디언트도 없이 버스트(43)에 의해서 즉시로 여기된다. 다라서, "x"그래디언트신호(50), "y"그래디언트신호(53), 및 "z"그래디언트신호(도시안했음)의 존재하에 신호(56)를 수신하게 된다.

전술한 예에서와 같이, 스핀반향신호(55)는 아무런 그래디언트가 존재치 않을때 수신되어, 전술한 그래디언트 세트의 존재하에 신호 대 잡음비를 강화시킴과 아울러, 새로운 그래디언트 세트의 존재하에 데이타 포착시간을 감소시킨다.

지금까지 언급한 모든 전술한 수신신호(31)와 처리신호(33)는 프로톤 밀도를 표시하였다. 환자 검진시 어떤 조직에 대해서는 완화시간(T₁, 및 T₂)이 그 밀도만큼, 또는 그 이상 중요한 것이다. 그러므로, 이 신속한 포착시간으로 이 완화시간에 감응할수 있는 영상을 형성시킬수 있어야 한다. "T₁"에 감응을 할수있는영상을 형성시키는 현재 사용중의 일반적인 방법은 반전회복(inversion recovery)이라고 하는것으로서 전술한 "의학에 있어서의 핵자기 공명영상"이라는 책에 기술되어 있다. 여기서는 반전신호가 스핀을 반전시킨 다음 스핀이 서서히 스핀격자 완화시간인 시정수(T₁)에 걸쳐서 양의 "z"축 쪽으로 복귀한다. 시간간격(τ)후에 90도 펄스를 가하여 기본적으로 자화의 표본을 추출하여, 출력신호를 다음의 식

으로 표시할수 있는 "FID"신호를 발생시키는바, 전술한 바와같이, 식중 비례상수는 무시하였다. 최종적인 신호(

)를 "T₁"에 대하여 최대로 감응을 할수 있게끔 하기 위해서는 표본추출시간(τ)을 일반적으로 "T₁"과 비교할수 있을 정도로 만든다. 그 시스템을 정상적으로 사용할때에는 각각 서로다른 그래디언트 구조를 사용하여 일련의 여기상태를 만든다. 따라서, 시스템은 보통, 여기상태간을 완전 복귀할만큼 충분한 시간을 갖지 못하게 되는바, 초기 자화는 인자

만큼 감소되는데, "tτ"는 반복시간으로서 표준추출 버스트와 다음번 반전 여기간의 시간이다. 분명히 이것이 "T₁"에 비해 아주 길어서 완전한 복귀가 이루어 진다면, 신호는 전술한 바와같이 된다. 그러나, 일반적으로 다음과 같은 식

으로 표시된다.

이 똑같은 반전회복과정은 피구동 평형에 대해 사용하여 보통 사용하는 데이타 포착시간의 적은 일부에서 "T₁"감응신호를 형성시킬수 있다. 한가지 간단한 예를 들자면 제2 및 3도에 도시한 시스템이다. 도시한 일련의 과정은 각각 시작하기 전에 "T₁"정도의 시간으로 반전신호를 먼저 받는다. 이 반전신호는 예컨데, 그래디언트 없는 180도 신호, 그래디언트를 지닌 180도 신호로서 원하는 평면을 여기시키거나, 또는 전술한 "의학용 핵자기 공명영상"이라는 책을 포함한 수많은 문헌에 소개된 AFP(adiabatic fast Passage)신호로 할수 있다. 통상, 비교적 긴 복귀시간 다음에 단일의 투영영상 측정을 하게 되는바, 대단히 긴 데이타 포착시간을 초래하게 된다. 여기서는 복귀시간 다음에 서로다른 그래디언트 배열에 의해서 긴 투영영상 측정과정을 가지게 되는바, 측정간에는 피구동 평형과정을 쓴다.

상기한 방법에서의 문제는 각 투영영상 측정치가 서로 약간 다른 τ의 값을 갖는다는 것이다. 투영에 의한 재구성 시스템에 있어서는 이상적으로 모든 투영이 일정한 상태에서 그 부위를 포함하는 것인데, 그렇지 않으면 측정치가 일관성을 잃게 됨으로서 재구성에 오차를 일으킨다. 그러나, 이경우, 각 측정치가 밀리초 정도로 서로 떨어져서 "T₁"은 약 0.5초가 되므로 오차가 비교적 작아진다. 그러나, 수많은 방법에 의해서 이 오차를 최소화시켜 비교적 왜곡이 없는 "T₁"의존신호가 확실하게 재구성되도록 한다.

한가지 방법은 제2도와 같은 다각투영시스템에서 각 투영이 동일한 부위에 대해서 이루어진다는 사실을 이용하는 것이다 따라서, 각 투영의 적분은 각각의 각도에서 동일하게 그 함수의 부위를 나타낸다. 즉, 임의각도(

)에서 그 함수의 일반적인 투영은 다음의 식

으로서 나타낼수 있는바, "dl"은 "

"방향으로의 선적분 엘레멘트이다. "

"에 직각인 투영을 따라서 "g

"를 적분하면 다음의 식으로 표시할수 있는 부위(M)를 표시하는 상수를 얻어낼수 있다.

식중, 바깥쪽 적분은 표시한 바와같이 변수(S)에 따라서

에 대하여 직각으로 취한다. 이 개념의 기본적인 표시는 "x"및 "y"방향으로 두 직각투영에 의해서 표시할수 있는바,

그리고

이다. 이것을 각각 직각방향으로 적분하면

가 됨을 명백히 알수 있다. 이 개념을 사용해서 서로다른 시간에서 표본추출한 투영영상을 부분적으로 인정하는 것이다. 제2의 방법을 사용해서 원하는 시간(τ)에서 투영영상을 취하고 다음의 식으로 표시할수있는 "M₀" 값을 구한다.

"τ"전후에 서로다른 시간 "τ±t"에서 취한 어떠한 다른 투영영상도 일반적으로 동일한 부위(M₀)를 갖지 않는데, 왜냐하면 성분들이 변했기 때문이다. 적어도 평균적으로 각 투영영상이 동일한 부위를 지니도록 하면 그 투영영상을 보정할수 있다. 따라서, 각 측정치는 "M₀/M₁"비로 곱하는바, "M₀"는 특정한 표본시간(τ)에서의 면적이고, "M₁"는 임의의 다른 표본시간(τ±t)에서의 면적이다.

이 과정을 제4도에 도시했다. 원하는 특정 표본시간(τ)에서 투영영상을 얻어낼때 스위치(73)는 위치(75)에 존재시킨다. 따라서, 들어오는 "FID"신호를 "70"에서 푸리에 변환시켜 그 투영영상(71)을 형성시킨다. 이 투영신호를 "72"에서 적분해서 "M₀"를 얻어내서 디지탈 기억기(76)에 기억시킨다. 다른 시간에서 일어나는 모든 기타의 투영영상에 대해서 스위치(73)를 위치(74)에 존재시킨다. 여기서는 각 들어오는 신호를 다시 푸리에 변환시켜 투영데이타를 얻어서 "72"에서 적분해서 면적(M₁)을 얻어낸다. 비율시스템(77)은 비율(M₀/M₁)을 형성시키는데 기억 및 전류치를 사용한다. 이 비율로 승산기(78)를 제어하여 전류 투영데이타와"M₀/M₁"의 승산이 이루어지도록 함으로써 원하는 보정을 한다. 이어서, 이 투영데이타를 통상의 필터백 투영시스템과 같은 재구성기(79)로 통과시켜, 단면영상을 재구성하는 것이다. 물론, 스위치(73)를 위치(75)에 두고서 "τ"에서 기준투영을 얻어내기 위해서는 승산기(78)를 "1"로 조정한다.

데이타 포착시간을 최소화시키기 위해서 데이타를 그 원하는 특정시간(τ) 전후에서 모두 얻어내다. 이경우 신호(31) 또는 투영신호(1)는 기억된 일련의 데이타의 출력을 표시한다. "τ"에 대응하는 투영영상을 그 과정에서 끌어내서 기준(M₀)을 형성시켜 "τ"전후 모두에서 일어나는 시간에 대해서 사용한다.

전술한 바와같이, 제2도의 시스템은 단면영상에 대해서 사용해서 서로다른 투영각에 대응하는 일련의 횡방향 그래디언트를 사용하거나, "3-D"체적영상에 대해서 사용하여 모든 차원에서 일련의 그래디언트를 사용해서 평면적분군을 형성시키는 것이다.

마찬가지로, 제4도의 시스템을 사용해서 보정도 할수 있는바, 완화시간에 대해서 감응할수 있는 "3-D"체적영상을 필요로할 경우이다. 여기서는 신호(71)가 "72"에서 나온 체적을 표시하는 출력을 지닌 평면적분신호군을 나타내는 것이다. 다시 시스템을 표본시간(τ)에 맞추어서 "M₀"를 형성시켜 각 평면적분군에 대해서 보정비율(M₀/M₁)을 얻어낸다.

상술한 시스템은 "T₁"의존신호를 형성시켰는바, 광범위하게 바람직함을 알았다. 그러나, 신호는 도시한 바와같이 "및 T₁"모두에 대해서 감응할수 있다. 통상, "T₁"값을 분리시켜 직접, 병증을 알아내는데 사용할수있다. 이렇게 하기 위해서는 서로다른 "τ"값에 대해서 완전히 재구성을 하여 두 미지수를 갖는 두개의 방정식을 얻어내서 "T₁"과 "ρ"를 분리시킨다. 이것에 대해 간단한 일예로서는 어떠한 지체간격도 두지 않고서 τ

O로 하여 간단하게 제2도에 도시한 과정을 사용하는 것이다. 그경우, "ρ(x, y)"밀도만이 재구성 된다. 재구성한 완화감응영상

을 "ρ(x, y)"로 나누면 "T₁(x, y)"영상을 얻어낸다. 따라서, 두 완전한 투영군을 사용해서 현재 실시하는 바와같이 "ρ 및 T₁"의 분리된 영상을 얻어내게 되는 것이다.

이 두 조의 투영측정치를 사용해서 "ρ와 T₁"을 분리시키면 원하는 시간(τ)에서 취한 투영신호의 보정을 위한 중요한 대응치를 형성시킬 수 있다. 예컨대, "ρ"에 의해서 나누고 일정한 것을 뺀 다음에 엑스포낸셜부분 "exp[-(τ+t)/T₁]"만을 남겨둔다. 자화가 완전히 복귀되지 않으면 더욱 복잡한 지수항 "2exp[-(τ+t)T₁]+exp[-(t_τ+τ+t)/T₁]"을 형성시킨다. 어느 경우건 각 투영측정치의 지수부분을 분리시킨다. 이 지수부분은 원하는 특정시간(τ)에서 취한 투영신호를 곱하는 "exp(-t/T₁)"를 표시한다. 그러므로, 투영측정치에 "exp(t/

₁)"을 곱하면 정확하게 보정할수 있다. 분명히 "T₁"은 알려질수 없는데 그 이유는 그 부위의 모든점에서 변하기 때문이다. 그러나

를 급해서 대략의 보정에 영향을 끼칠수 있는바,

는 "T₁"의 평균 또는 기대치이다. 이것은 해부의 동일부위에 대한 이전의 연구에서 알수 있는바, 현재는 만족스럽게 분류되어 있다.

제5도를 보면, 신호(31)을 기본적으로 아무런 완화간격없이 우선 사용해서 밀도(ρ)를 표시해 낸다. 스위치(80)를 위치(82)에 두고서 "ρ"의 변환투영을 기억장치(84)에 기억시킨다. 다음번 조작시에 완화간격(τ+t)은 스위치(80)를 위치(81)에 두고서 사용한다. 식 "ρ[1-2e^-τ+t/T₁]"의 각 투영신호는 분할기(83)의 투영에 대응하는 "ρ"의 기억치로 분할된다. 일정한 값은 감산기(85)에서 차감시켜 치수부분만 얻어낼수 있도록 한다. 이어서, 승산기(86)에서

로 곱하는바, "t"는 각 투영에 대해서 다르며, 원하는 값(τ)에 대응하는 투영에서 "0"이 된다. 전과같이, 재구성기(79)에 의해서 적절한 방법을 사용해서 "exp[-t/T₁(x, y)]" 또는 이 값에다 불완전 복귀에 대한 항을 부가시킨 것의 2차원적인 영상을 재구성해 낸다. 이것은 로그를 사용해서 반전기(87)속에서 간단히 반전시켜, 스핀격자 완화 시간의 보정영상인 출력신호 "T₁(x, y)"를 얻어낼수 있다.

제5도의 방법에서 한가지 바람직한 특징은 다른 형태의 데이타포착시스템에도 응용할수 있다는 사실이다. 예컨대, 제3도의 스핀워프시스템을 사용할경우 제4도의 일정한 투영면적의 방법은 응용할수 없다. 오히려, 서로 다른 각도에서의 투영을 처리하는것 보다는 서로 다른 공간 주파수로 동일한 투영각을 다루는 것이다. 그러나, 두 조의 측정치를 형성시켜 "T₁(x, y)"을 분리시키는 한 제5도의 일반적인 방법을 사용할수 있다. 마찬가지로, 제5도의 방법은 "T₁"값의 체적 "3-D"영상에도 사용할수 있다.

제5도에서 알수있는바, 일단 전체신호의 지수부분을 신호(88)로 표시한 바와같이 분리해낸 다음에는 투영의 적분비를 제4도에서와 같은 일반적인 방법으로 보정할수 있다. 이것온 제4도의 경우보다 더욱 정확한 보정이 되는바 전체적인 신호 "ρ[1-2e^-τ+t/T₁]"가 보정되는 것이다. 단지 지수부분만이 잘못된 표본시간으로 인해서 오차가 날뿐이다. 그러므로, 그것을 투영적분비의 방법에 의해서 보정만 하면 더욱 정확히 산출해낼수 있다. 그 지수부분을 나타내는 신호(88)는 제4도의 적분기(72)에 가해진다. 마찬가지로, 비율시스템(77)의 출력은 M₀/M₁가 된다. 이것은 이제

대신에 신호(89)로서 사용하여 승산기(86)를 제어해서 원하는 보정을 얻어낸다.

제5 및 6도의 방법은 평균 특성에 근거한 대략의 전체적인 보정을 제공한다. 더욱 정확한 시스템을 제6도에 도시하였는바, 이것은 전술한 방법에서와 같이 "ρ 및 ρ[1-2e^-τ+t/T]"에 대한 측정을 따로할 필요가 없는 것이다. 그러므로, 각 횡방향 그래디언트장치에 대해서 제2도의 시스템중에 동일한 투영각도로 존재토록 하거나 제3도의 장치에서 동일한 공간적인 주파수로 존재토록하여 두개의 측정치를 형성시킨다. 이 두개의 측정치는 동일한 그래디언트구조를 갖추고서 원하는 특정시간(τ)전후 즉, "τ+t 및 τ-t"에서 취해지는바, 다른 "t"값을 사용하는 것이다. 최종적인 투영신호는 다음과 같은 일반식의 형태로서 더해지는 것이다."ρ[1-2e^-τ+t/T₁]"

ρ[1-2e^-τ+t/T₁]+ρ[1-2e^-τ+t/T₁]=ρ[2-2e^-τ+/T₁[e^-t/T₁+e^t/T₁]]

전술한 근사조건, "e^t/T

1+t/T₁"하에서 이 보정은 완벽한바, "τ+t 및 τ-t"에서의 측정치군은 원하는 특정시간(τ)에서 취한것과 정확하게 일치하게 된다. 이것을 제6도에 도시한바 신호를 "70"에서 푸리에 변환시켜 표본시간(τ) 전후 모두에서 투영신호를 얻어내는 것이다. 전의 신호들은 스위치(90)를 위치(92)에 두고서 기억장치(94)에 기억시키는 반면, 후의 신호들은 스위치(90)를 위치(91)에 두고서 기억장치(93)에 기억시킨다. 각 "t"에 대해서 "τ+t 및 τ-t"에서의 동일한 그래디언트구조를 표시하는 대응치들은 가산기(95)에서 가산하여 보정된 투영신호를 얻어낸다. 분할기(96)를 쓰는 대신에, 총합신호를 직접 재구성기(79)를 보내서 원하는 보정 완화 감응영상을 형성시킬수 있다.

신속한 데이타포착의 관점에서 볼때 각 완화기간중에 가능한 많은 투영 영상을 수집한 필요가 있는바, 최종적인 것은 한변의 완화주기중에 일련의 측정치를 모두 수집하는 것이다. 이렇게 하기위해서 "t"를 점점 더크게하면 근사조건이 어느정도 나빠진다. 여기서 다시 전술한 제4 및 5도의 보정시스템을 사용해서 "t"가 커짐에 따라서 잔류오차를 부분적으로 보정한다. 예컨대, 총합신호(98)는 제4도의 적분기로 가해서 투영신호의 총합에 대한 "M₀및 M₁"를 도출해 낸다. 비율 "M₁/M₀"을 도출해낸 다음에는 신호(97)의 형태로서 분할기(96)로 가하여 각 투영평균을 부분적으로 보정해 낸다.

제5도와 마찬가지로 두 조의 측정치를 얻어낼수 있다. 첫번째는 "ρ"의 투영을 측정하는 것으로 완화없이 신속한 일련의 측정을 하는 것이다. 이들은 전술한 바와같이, 기억장치(84)에 기억시킨다. 두번째 과정은 완화를 사용하는 것으로서, "τ+t 및 τ-t"에서 취한 동일한 쌍을 이용한다. 이들은 분할기(83)에서 "ρ"로 분할하는 것인데, 상수는 감산기(85)에서 감산해서 지수신호(88)를 얻어낸다. 이어서 이 지수만의 신호를 스위치(90)로 가하는바, "τ+t"에서의 값은 "93"에 기억되고 "τ-t"에서의 값은 "94"에 기억되도록 한다. 이들은 "95"에서 더해서

의 신호를 얻어낸다. 지수항을 더욱 전개하여 더큰 "t"의 값을 내포하도록하면

를 얻어낼수 있다. 이차항에 대한것만 제외하고 모든것을 소거하면

형의 신호(98)만이 남게 된다. 따라서, 신호(97)값이 "1+t²/2

되는바, 다시

은 "T₁"의 평균 또는 기대치가 된다.

다시, 이러한 분할은 일반적으로 신호의 지수부분을 보정하여 "exp[-τ/T₁(x, y)]"를 재구성하여 제5도의 반전기(87)에 의해서 반전시켜 "T₁(x, y)"을 얻어낸다. 이 방법은 불완전한 복귀시스템에도 잘 적용시킬수 있는바, 왜냐하면 전과같이 항 "exp[-(t_τ+τ+t)/T₁]"이 동일한 보정인자를 필요로 하기 때문이다.

마찬가지로, "τ+t 및 τ-t"에서 취한 성분의 첨가를 포함하는 방법은 체적영상시스템과 단면영상시스템에도 똑같이 적용된다. 주목해야할 점은 총합신호(98)가 표본시간의 보정을 제공함과 아울러 동일한 그래디언트 조건에서 취한 특정치의 쌍으로 인해서 신호대 잡음비를 현저하게 증가시킨다.

지금까지 설명한 것은 기본적으로 "T₁" 또는 스핀격자 완화시간에 촛점을 맞춘것이나, 스핀완화시간(T₂)의 측정에도 마찬가지로 적용할수 있다. 일반적으로 "T₂" 측정은 전술한 "의학용 핵자기 공명영상"이라는 책에서 논한 바와같이, 180도 반전여기가 작용되는 지연시간(τ) 다음의 90도 여기를 사용해서 성취할수 있다. 이 반전여기 작용은 위상을 벗어난 여러 스핀을 대신하여 반전여기의 시간으로부터 시간(τ)에서 스핀반향신호를 형성하도록 한다. 이 스핀반향신호는 제2 및 제3도에서 신호부(55)에 의해서 표시할수 있는바, 그 시간간격에 선행하는 신호는 무시한다. 제2도 및 3도에 도시한바, 스핀반향신호(55)가 정점에 달하면 시스템이 버스트(42)에 의해 평형상태로 돌아간다. 이어서 일련의 측정치를 전술한 바와같이 신속하게 얻어낸다. 나머지 자화는 초기 90도 펄스후에 스핀운동하는 핵 간의 상호작용으로 인한 완화이나, 스핀-스핀 완화시킨(T₂)에 의해서 정해진다. 따라서, 신호(55)의 진폭과 후속 신호는 다음의 식 υ=ρe^-2τ/T2으로서 근사치를 얻어낼수 있는바, 마찬가지로 비례인자는 무시한다.

"T₁"에서와 같이, 투영측정치 배열군을 형성시켜 "ρ(x, y)exp[-2τ/T₂(x, y)]와 같은 "T₂" 감응성을 지닌 영상을 형성시키거나, "T₂(x, y)" 그 자체의 영상을 만들어 낸다. "T₁"에 대해서 전술한 바와같이, 그후자는 첫번째 측정 "ρ"에 대한 완화가 없을때의 조와같은 부수적인 투영측정조를 필요로 한다. 따라서, 각 투영측정이 약간 다른 시간 "τ±t"에서 이루어진다는 문제가 다시 생긴다. 이 오차 보정은 제4, 5 및 6도에서 전에 언급한 바와같이 정확하게 우선하는 것이다.

제4도의 시스템을 사용해서, 각 시간에서의 투영적분(M₁)을 원하는 시간 τ에서의 적분(M₀)과 비교해서 비율(M₀/M₁)을 형성시켜 제구성하기 전에 각 투영과 곱하는 것이다. 제5도의 방법은 "T₂" 측청을 취급할 때 어느정도 간단해지는데, 왜냐하면 그 초기 신호자체가 상수항에 부가되지 않고 지수적이다. 따라서, 푸리에 변환출력 투영신호(70)가 직접 승산기(86)로 가해진 다음에 재구성된다. 이경우, 승산기(86)의 승산인수(89)는

인바,

는 전과같이 "T₂"의 평균치 또는 기대치이다. 이것은 "77"에서 재구성될때 밀도와 "T₂" 양쪽 모두에 따라서 영상 ρ(x, y)exp[-2τ/T₂(x,y)]를 형성한다.

"T₂"의 영상을 분리시키려면 먼저 스위치(80)를 위치(82)에 둔다음 완화없이 제2 및 3도의 과정을 따른다. 이것은 "84"에 기억된 "ρ"의 투영 영상을 형성시킨다. 이어서 스위치를 위치(81)에 두고서 전술한 "T₂"완화과정과 함께 동일과정을 사용한다. 분할기(83)에 의해서 "ρ"로 분할해서 "ρ"의존도를 없앤다. 감산기(85)는 제거하는데, 그 이유는 상수항이 존재치 않기 때문이다. 이어서, 방금말한 바와같이 "86 및 79"를 통해서 "ρ"를 제거시킨 영상 exp[-2τ/T₂(x,y)]를 발생시킨다. 반전기(87)로 로그작용에 의해서 전과같이 "T₂(x, y)"를 형성시킨다.

더욱 정확한 보정시스템을 제6도에 도시한바, 일군의 측정치는 반전여기펄스에 의해서 "τ-t 및 τ+t"시점에서 얻어낸다. "T₂"에 감응할수 있는 최종적인 투영신호는 젼과같이 기억장치(93, 94)에 기억시켜 "95"에서 가산해서 보정된 투영신호(98)를 형성한다. 이것을 직접 재구성기(79)로 가해서 원하는 영상(79)을 형성한다. 이와달리, 전술한 "T₁"처리시스템과 비슷한 총산신호(98)는 분할기(97)를 사용해서 더욱 보정될수 있다. 여기서는 분할신호가 전술한 바와같이 도출된 "M₁/M₀"로서, 총합신호(98)를 적분기(72)에 사용해서 "τ 및 τ+t"에서 적분투영신호 "M₀및 M₁"를 형성시킨다. 반전신호(98)는 "1+t²/2

₂ ²"로서 전과같이 동일하게 도출하는것인바, 보정은 "T₂"의 평균치에 근거해서 한다. 전과같이, 이 "T₂"의존영상은 단면에 관한 것으로, 제2 및 3도에 도시한 데이타포착과정을 사용하는 것이거나, 체적 영상으로서 제2도의 평면선택 그래디언트를 제거하고 3차원적인 그래디언트구조를 이용하는 것이다.

전술한 것에 있어서 각 투영 영상은 특정한 횡방향 그래디언트 장치에 의해서 제6도를 제외하고서 한번얻어냈는바, 각 투영 영상을 "τ+t 및 τ-t"에서 두번 얻어내서 표본시간을 보정하는 것이다. 그러나, 반복적인 동일한 투영 측정치는 동일한 횡방향 그래디언트장치에 의해서 만들어내서 신호대 잡음비를 개선시킬수 있다. 이것은 NMR 영상에 있어서 중요한 변수로서 병증을 시각화시키는 능력을 결정하는 것이다. 현존하는 NMR 시스템에 있어서, 반복적인 투영 영상은 실제로는 없는데, 그 이유는 충분히 자화를 복귀시키기 위해서 여기 상태 간에 비교적 긴시간을 기다려야 하는데 있다. 그러나, 피구동평형기술을 사용해서 비교적 신속하게 일련의 여기 상태를 만들어낼수 있다. 예컨대, 제2도에서, 부분(50, 53)으로서 도시한 것에 대한 횡방향 그래디언트 신호를 변환시키는 대신에 전술한 횡방향 그래디언트신호(48, 51)을 반복하여 동일한 신호(54, 56)가 조합되어 신호대 잡음비를 개선시키도록 할 수 있다. 마찬가지로 제3도의 스핀-워프시스템을 사용해서 그래디언트 신호부(64)를 대신해서 "61"의 것을 반복시킬수 있다. 각 경우에 전술한 횡방향 그래디언트장치를 한번 이상 반복한 다음에 새로운 횡방향 그래디언트를 사용한다.

일정한 투영의 측정을 반복해서 신호대 잡음비를 개선하는 방법은 피구동평형을 이용해서 본 발명자의 특허출원 제332,925호와, 332,926호에 설명한 값의 투영 영상에도 적용할수 있는바, 여기서는 투영이 정해진 각도에서 이루어지는바, 각 투영은 그 체적의 서로 다른 평행한 평면부위에 관한 것이다. 이것은 제2도의 시스템에 의해서 성취할수 있는바, 일정한 각도에서 일정한 평면에 대한 일련의 투영을 수집한 다음에 버스트(43)의 주파수를 변환시켜 새로운 평행 "xy" 평면을 여기시킨다. "48 및 51"과 같은 모든 횡방향 그래디언트신호는 반복시키고 변화는 안시키는데, 왜나하면 투영각이 불변상태로 존재하기 때문이다. 사실, x 또는 y"그래디언트 코일만 필요할뿐, 둘다 필요치는 않는데, 그 이유는 한 방향으로만 투영시켜야 하기 때문이다.

한 평면에 대한 일련의 측정 다음에 투영신호를 조합하여 신호대 잡음비를 강화시킴으로써, "V₄" 버스트의 주파수를 변화시켜 다음번 평면을 여기시키는바, 이 과정을 반복한다. 이것은 특히 투영시스템에 있어서 중요한 것인데, 이 방법이 아니고서는 체적의 각 부분이 단일 여기되어 최종적인 신호대 잡음비가 낮아진다.

수많은 현존의 단면 NMR 영상시스템에 있어서 여기간의 불사용주기를 이용해서 다른 평행한 단면영상을 얻어낸다. 따라서, 주어진 단면은 완화되는 반면, 다른것은 여기된다. 이것은 본 발명에서 이루어지는데, 왜나하면 완화를 포함하는 방법에 있어서는 그 전체주기를 신호의 여기와 수신에 대해서 취할수 없기 때문이다. 예컨대, 주기의

이 일련의 여기로 이루어지게 되면 동시에 세부분을 얻어낼수 있다. 물론, 본 발명을 사용해서 이들을 모두 아주 짧은 시간내에 해낼수 있게 된다.

각 예에 있어서 피구동평형 과정을 사용해서 초기자화를 신속하게 복귀시켜놓을 수 있다. 대부분의 경우, 각종의 시스템 부정확도로 인해서 복귀가 완전하게 되지 못한다. 이경우 후속의 수신신호는 어느정도 더낮은 진폭을 지니게 된다. 이것은 각 투영측정 다음에 시스템의 이득율을 증가시키기만 하면 간단하게 보정해낼수 있다. 필요한 이득 증가량은 공지의 대상을 이용해서 미리 맞추어 놓을수 있다.

요약하면, 지금까지 본 출원은 피구동평형을 이용해서 완화시간에 비교할만한 간격을 가다리지 않고서도 일련의 측정을 신속하게 해낼수 있는 장치를 설명한 것이다. 아울러, 이 시스템은 완화과정중에 이 동일한 과정을 사용해서 완화시간에 감응할수 있는 신호를 얻기위해서 사용할 수있다. 이경우, 통상 일어나는 문제는 각 측정치가 완화과정중에 약간 다른 표본을 표시한다는데에 있다. 이 문제를 해결하기 위해서 여러가지일반적인 방법이 각 투영신호를 처리하는데 소개되어 있는바, 이들 모든 신호는 원하는 특정한 표본시간에서 취한것에 비교할수 있는 표본을 표시한다.

이것을 제7도에 요약하였는바 반전회복과 스핀반향회복을 도시하였다. 이 반전회복시에 전술한 바와같이 반전여기를 사용해서 자화(M)가 제7도에 도시한 바와같이 다음과 같은 식으로 회복된다.

M = M₀[1 - 2e^t/T₁]

특정한 시간을 가정해서 측정하는 시간 τ는 도시한 바와같다. 이 일련의 여기는 제2 및 3도에 도시한 것을 나타내는 것인바, 시간(τ)의 양쪽에 일련의 표시간격로 도시했다. 다시, 제4, 5 및 6도의 방법을 이용해서 각 여기작용을 시간(τ)의 것과 일치토록해서 완화 감응신호가 신속하게 포착되도록 한다.

비슷한 과정을 통상의 90도-τ-180도 여기를 사용해서 스핀반향회복에 대해서 제7도에 도시했다. 이 과정은 180도 여기작용 다음의 시간에 대해서 도시한 것으로서 자화는 초기 스핀반향이 "τ₁"에서 일어날때 다음식 M=M₀e^-t/T₂으로서 표시되는바, "τ"는 원하는 표본시간이다. 과정에 있어서 각 측정은 제4, 5 및 6도의 방법에 의해서 "τ"와 일치되도록 한다.

주의해야할 점은 이 보정기술을 완화주기중에 일련의 측정을 하는 어떤한 방법에도 사용할수 있다는 것이다. 지금까지 피구동평형 방법만을 소개하였으나 일련의 측정을 신속하게 하는 다른 방법은 제트.에취.조(Z.H.Cho)등 제씨의 논문 "푸리에 변환 핵자기 공명 토모그래피 영상(IEEE 제70호 ; 1982년 l0윌 발행, 페이지 1152-1173 그래피영상"에 소개되어 있다. 이 논문에서는 반복적인 스핀반향 방법을 소개하였는바, 여러가지의 기본영상방법과 함께 사용하는 것이다. 예컨대, 그 논문의 제21도와 본 명세서 제8도에 도시한바, "Z"그래디언트와 90도 펄스를 사용해서 한 평면선택을 한 다음에 반전여기펄스를 사용해서 고주파 여기시킨다. 이들은 각각 통상의 스핀반향 신호이다. 그러나, 각각 제8도에 도시한 바와같이 다른 횡방향 그래디언트에 사용해서, 스핀방향이 서로 다른 투영각도를 나타내도록 한다. 피구동평형시스템에서와 같이 데이타로 하여금 더욱 신속하에 수집되도록 한다. 그러나, 이 스핀반향 신호는 제트.에이취. 조씨의 논문 제21도에 도시한 바와같이 시정수(T₂)에 따라서 붕괴한다.

제8도를 보면, 평면선텍은, "Z"그래디언트신호(44)를 따라서 90도 버스트(40)를 사용해서 성취해 낸다. 이것은 "FID"신호(54)로서 나타나는 것인바, 횡방향신호(105,109)의 존재하에 특정한 투영각도를 표시하는 것이다. 이어서, 각각 서로 다른 횡방향 그래디언트 신호부 쌍(106, 110 및 107, 111 및 108, 112)을 갖는 일련의 180도 반전펄스(41, 100, 101등)를 계속시킨다. 따라서, 스핀반향신호(102, 103, 104)는 푸리에 변화시킬경우 다른 각도에서 원하는 투영 영상을 표시한다.

이 동일한 일반적인 방법을 반복적인 스핀방향에 의해서 제3도의 스핀워프영상시스템에 가한다. 여기서 제8도의 각 횡방향 그래디언트 신호쌍(V₃, V₅)은 제3도의 "V₃, V₅"열로서 대치할수 있는바, "V₅"는 각 스핀반향 전에 변화시키고 "V₃"는 일정한 반복파형으로서 스핀반향 전에는 음이고 그후에는 양이다.

"조"씨의 논문에 소개된 방법에 의하면 밀도 정보를 더욱 신속하게 포착할수 있으나, 완화시간에 감응할수 있는 신호는 그렇지 못한데, 그 이유는 각 투영 영상이 어느정도 다른 시간을 표시함과 동시에 오차를 발생시키기 때문이다. 그러므로, 제4-6도의 전술한 모든 처리방법은 제8도의 신속 처리에 관한 복수 스핀반향 방법에 응용하여 완화시간을 측청해낼수 있다. 따라서, 제8도에 도시한 과정은 제7도의 과정 간격이 된다. 이 방법은 반전회복이나 90도-τ₁-180도 과정에서의 완화중의 것을 빼놓고는 전술한 바와같으며, 제8도의 일련의 다중 스핀방향은 피구동평형시스템 대신에 쓸수 있다.

따라서, 제4도에서와 같이, 각 처리된 제8도의 스핀반향 신호를 제구성하기 전에 승산기(78)속에서 "M₀/M₁"에 공급해서 표본시간의 오차를 보정할수 있도록 한다. 제5도에서와 마찬가지로 처리된 투영신호의 지수부분에

또는

를 곱해서, 이것에 따라서 완화과정을 사용해서 오차를 부분적으로 보정한다. 더욱 정확한 보정을 위해서 "τ+t 및 τ-t"에서의 스핀반향 쌍을 사용하고, 제6도에서와 같이 처리한다.

이 시스템을 더욱 보정하기 위해서는 처리된 신호(98)를 전과같이

이나

으로 나누는 것이다. 마찬가지로 신호(97)는 전술한 바와같이 간격 "M₀/M₁"이 된다. 따라서 완화주기중의 투영과정을 취급하는 방법은 어떠한 반복적인 일련의 투영신호에도 적용시킬수 있다.

제8도에서 180도 반전여기(41, 100 및 101)를 이용해서 각종의 스핀반향을 형성시킨다. 전술한 문헌에 소개된바, 스핀반향 신호를 형성시키는 또다른 방법은 그래디언트 극성을 변화시키는 것이다. 제8도에 도시한바, 부분(54)에 이어서 버스트(41) 대신에 그 동일시간 간격중에 횡방향 그래디언트(V₃및 V₅)신호부 (105, 109)가 도치된다. 이러한 도치에 의해서도 스핀반향이 일어나는데 그 이유는 각 핵의 상대적인 주파수가 중심주파수에 대해서 도치되기 때문이다. 이것을 모두, "V₄"의 l80도 여기 및 "Z"그래디언트신호(V₂)없이 후속의 스핀방향에 대해선 반복한다.

Claims (6)

1. 임의 부의의 NMR 작용에 의한 영상을 얻어내기 위한 장치에 있어서, 서로다른 자기 그래디언트의 일련의 고주파 여기를 제공해 일군의 수신 신호를 얻어내는 수단, 이 수신 신호를 처리해서 일군의 투영 신호를 형성하는 수단, 고주파 신호에 의한 자화를 고주파 신호간의 평향상태로 되돌려 놓는 수단, 및 그 투영 신호군에 의해서 그 부위의 영상을 재구성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핵자기공명 영상 형성장치.
2. 제1항에 있어서, 자화를 평형으로 되돌려 놓는 장치는 수신 신호의 감쇠후 고주파 반전 펄스에 의해서 그 부위를 여기시키는 수단, 및 사실상 90도의 경사각을 형성하는 수신된 스핀 반향 신호의 피크에서 일어나는 고주파펄스에 의해서 그 부위를 여기시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핵자기공명 영상 형성장치.
3. 제1항에 있어서, 일련의 고주파 여기가 그 부위의 핵의 완화주기 중에 일어나는 것으로서 그 투영신호군을 처리하여 사실상 특정한 시간에서 일어나는 신호를 나타내도록 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로하는 고속 핵자기공명 영상 형성장치.
4. 제3항에 있어서, 투영신호를 처리하는 수단은 그 투영신호에 그 특정한 시간에서 일어나는 투영신호의 적분의 그 투영신호의 적분에 대한 비율을 곱하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 제자기공명 영상 형성장치.
5. 제3항에 있어서, 투영신호를 처리하는 수단은 투영신호의 지수 부분에 그 특정한 시간에 일어나는 투영신호의 지수부분의 적분의 그 투영신호의 지수 부분의 적분에 대한 비율을 곱하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핵자기공명 영상 형성장치.
6. 제3항에 있어서, 투영신호를 처리하는 수단은 그 투영신호의 지수 부분에 평균 완화시간의 함수를 곱하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핵자기공명 영상 형성장치.

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