KR20130112801A

KR20130112801A - 슬라이스 다중화에서의 슬라이스-고유 위상 정정

Info

Publication number: KR20130112801A
Application number: KR1020130036806A
Authority: KR
Inventors: 토어스텐 페이베이에르
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2013-10-14
Anticipated expiration: 2033-04-04
Also published as: CN103364748B; JP6081273B2; CN103364748A; DE102012205587A1; JP2013215575A; KR101595366B1; DE102012205587B4; US20130285656A1; US10120050B2

Abstract

본 발명은 슬라이스 다중화 방법에서 검사 대상의 MR 신호들의 획득시에 신호 위상을 정정하기 위한 방법으로서, 상기 검사 대상의 적어도 2개의 상이한 슬라이스들로부터의 MR 신호들이 상기 MR 신호들의 획득시에 동시에 검출되며, 상기 신호 위상 정정 방법은 상기 적어도 2개의 슬라이스들 각각에 대해 슬라이스 선택 방향에서의 선형 정정 위상을 결정하는 단계; 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스 각각에서 슬라이스-고유 주파수를 갖는 RF 여기 펄스를 방출하는 단계; 슬라이스 선택 기간 동안에 슬라이스 선택 기울기를 스위칭하는 단계 - 상기 슬라이스 선택 기간 동안에 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들에서 상이한 상기 RF 여기 펄스들이 방출되며, 상기 슬라이스 선택 기간은 상기 슬라이스 선택 기간의 중앙에 시간 중점을 갖고, 상이한 상기 RF 여기 펄스들은 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스에 대해 일시적으로 오버랩됨 -; 및 상기 RF 여기 펄스들 각각에 대해 시간 중점에 대한 상기 RF 여기 펄스의 시간 오프셋을 결정하여, 각각의 슬라이스의 상기 선형 정정 위상에 대응하는 상기 슬라이스 선택 방향에서의 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 상기 각각의 슬라이스의 자화에 작용하게 하는 단계를 포함하는 신호 위상 정정 방법에 관한 것이다.

Description

슬라이스 다중화에서의 슬라이스-고유 위상 정정{SLICE-SPECIFIC PHASE CORRECTION IN SLICE MULTIPLEXING}

본 발명은 슬라이스 다중화 방법에서 검사 대상의 MR 신호들의 획득시에 신호 위상을 정정하기 위한 방법, 및 이를 위한 MR 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 임상 환경에서의 훨씬 더 빠른 MR 획득에 대한 소망은 다수의 이미지를 동시에 획득하는 방법들의 부흥을 유도하고 있다. 일반적으로, 이러한 방법들은 적어도 2개의 슬라이스의 횡단 자화가 특히 적어도 측정의 일부 동안에 이미징 프로세스("다중 슬라이스 이미징", "슬라이스 다중화")을 위해 동시에 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 달리, 확립된 "다중 슬라이스 이미징"에서는, 신호가 적어도 2개의 슬라이스로부터 교대로, 즉 서로 완전히 독립적으로 획득되며, 이에 따라 측정 시간이 길어진다. 예를 들어, 슬라이스 다중화 방법들 중에는 다음과 같은 것들이 있다.

하다마드(Hadamard) 코딩(예를 들어, Souza et al., J.CAT 12:1026 (1988)): 2개(또는 그 이상)의 슬라이스가 동시에 여기(excitation)되고, 정의된 신호 위상이 RF 여기 펄스들의 대응하는 설계를 통해 각각의 슬라이스에 인가된다. 자화의 신호가 양 슬라이스로부터 동시에 수신된다. 양 슬라이스의 유사한 제2 여기가 구현되지만, 슬라이스들에서 상이한 상대적 신호 위상을 갖는다. 나머지 이미징 프로세스(위상 코딩 단계들)는 전통적인 방식으로 이루어지며; 이 방법은 임의의 획득 기술들((다중-) 기울기 에코, (다중-) 스핀 에코 등)과 결합될 수 있다. 양 슬라이스의 신호 정보가 적절한 컴퓨팅 연산들에 의해 2개의 노출로부터 분리될 수 있다.

동시 에코 리포커싱(SER, SIR, 예를 들어, Feinberg et al., MRM 48:1 (2002)): 2개(또는 그 이상)의 슬라이스가 동시에 여기된다. 자화의 신호가 양 슬라이스로부터 동시에 수신된다. 데이터 획득 동안, 기울기가 슬라이스 법선들을 따라 활성화되며, 이는 주파수 공간에서 양 슬라이스의 신호들의 분리를 유도한다. 나머지 이미징 프로세스(위상 코딩 단계들)는 전통적인 방식으로 이루어지며; 이 방법은 임의의 획득 기술들((다중-) 기울기 에코, (다중-) 스핀 에코 등)과 결합될 수 있다. 양 슬라이스의 이미지들이 동시 획득 데이터로부터 적절한 컴퓨팅 연산들에 의해 분리될 수 있다.

광대역 데이터 획득(예를 들어, Wu et al., Proc. ISMRM 2009:2768): 2개(또는 그 이상)의 슬라이스가 동시에 여기된다. 자화의 신호가 양 슬라이스로부터 동시에 수신된다. 데이터 획득 동안, 기울기가 슬라이스 법선들을 따라 활성화되며, 이는 주파수 공간에서 양 슬라이스의 신호들의 분리를 유도한다. 나머지 이미징 프로세스(위상 코딩 단계들)는 전통적인 방식으로 이루어지며; 이 방법은 임의의 획득 기술들((다중-) 기울기 에코, (다중-) 스핀 에코 등)과 결합될 수 있다. 양 슬라이스의 신호들이 동시 획득 데이터로부터 적절한 필터링에 의해 분리될 수 있다.

슬라이스 방향에서의 병렬 이미징(예를 들어, Larkman et al., JMRI 13:313 (2001)): 2개(또는 그 이상)의 슬라이스가 동시에 여기된다. 적어도 2개(또는 그 이상)의 코일 요소를 이용하여, 자화의 신호가 양 슬라이스로부터 동시에 수신된다. 나머지 이미징 프로세스(위상 코딩 단계들)는 전통적인 방식으로 이루어지며; 이 방법은 임의의 획득 기술들((다중-) 기울기 에코, (다중-) 스핀 에코 등)과 결합될 수 있다. 코일 요소들의 공간 획득 특성을 결정하기 위하여 추가적인 교정(calibration) 측정이 이루어진다. 양 슬라이스의 신호들이 동시 획득 데이터로부터 적절한 컴퓨터 연산들(예를 들어, GRAPPA 알고리즘)에 의해 분리될 수 있다.

더구나, 단일 슬라이스 이미징에서는, 정정 파라미터들이 공간 위치에, 또는 개별 슬라이스들의 신호에 각각 강하게 의존하는 경우에 이미지 아티팩트들을 정정하는 것이 필요할 수 있다. 이것의 일례는 수반되는 맥스웰 자기장(Maxwell field)로 인해 발생하는 위상 에러들의 정정이다. 이러한 위상 에러들은 선형 자기장 기울기의 스위칭시에 자기장 기울기의 완전한 선형성이 존재하지 않기 때문에 발생하며; 오히려 더 높은 차수의 항들이 항상 발생한다. 맥스웰 자기장이라고 하는 이러한 자기장들은 검출되는 MR 신호들에서 위상 에러들을 유발한다. 정정을 위한 하나의 가능성이 Meier et al., MRM 60:128 (2008)에 설명되어 있다. 또한, 단일 슬라이스 이미징에서는, 신호 소거 또는 이미지 왜곡을 유발하는 기본 자기장의 국지적 불균일성을 정정하는 것이 종종 필요하다. 그러한 불균일성의 정정은 예를 들어 Deng et al., MRM 61:255 (2009) 및 Lu et al., MRM 62:66 (2009)에 설명되어 있다.

많은 예들에서, 단일-슬라이스 노출들에서의 슬라이스-고유 정정의 경우, 슬라이스 코딩을 따라 추가적인 선형 신호 위상을 인가하는 것만으로 충분하다. 이어서, 많은 예들에서 선형 신호 위상의 인가로 충분한 이유가 다양한 예들을 이용하여 설명된다.

a) 선형 정정의 적용의 하나의 가능성은 맥스웰 자기장에 기인하는 확산 이미징에서의 위상 에러들의 정정이다.

MRM 60:128 (2008)에는, 확산 코딩 기울기들의 맥스웰 자기장들의 수반 자기장들이 어떻게 3개의 공간 좌표 축을 따라 추가적인 신호 위상 이탈을 유발하는지가 설명되어 있다. 주파수 및 위상 코딩 축을 따른 위상 이탈은 단지 k 공간에서의 신호의 변위를 유발하며, 에코는 k=0에서 더 이상 획득되지 않고, 오히려 (약간) 시프트된 위치에서 획득된다. k 공간에서의 에코 시프트는 위치 공간에서 (푸리에 변환 후에) 이미지 내의 선형 위상 응답에 대응하며; 크기 이미지들에만 관련되는 한, 이러한 효과는 부수적인 역할만을 한다. 더욱이, (예를 들어, 부분 푸리에 기술을 생략하는) 충분히 큰 k 공간 영역의 획득을 통해, 모든 경우에 에코 신호가 스캐닝되는 영역에 위치하는 것을 보증할 수 있다.

그러나, 슬라이스 선택 축을 따른 위상 이탈은 보상될 수 없는 신호 손실을 직접 유발한다. 따라서, 위상 이탈의 크기는 수반되는 맥스웰 자기장의 크기(따라서, 슬라이스의 위치)에 의존한다. 다수의 슬라이스의 동시 획득의 경우, 모든 슬라이스에 대해 개별 위상 이탈이 정정되어야 한다. 1차에서, 위상 이탈은 선형 위상 응답에 의해 기술될 수 있다.

b) 맥스웰 자기장에 기인하는 흐름 이미징의 위상 에러들의 정정의 경우에도 선형 위상 정정으로 충분하다.

이전의 예에서와 같이, 이것은 흐름 코딩에 사용되는 기울기들에 의해 유발되는 수반 맥스웰 자기장으로 인한 위상 이탈의 보상과 관련된다. 슬라이스 코딩 축을 따른 선형 슬라이스-고유 정정 위상의 유도에 관한 설명들은 여기서도 유사하게 적용된다. (k 공간에서의 에코의 시프트로 인한) 이미지 내의 정정되지 않은 선형 위상 응답은 데이터 처리에서 간단한 방식으로 고려될 수 있다.

c) 기본 자기장의 국지적 불균일성 및 이들에 의해 유발되는 신호 소거를 정정하기 위해서도 선형 정정이 가능하다(z-심(shim)).

MRM 61:255 (2009)(및 그 안에서, 특히 Yang et al., MRM 39:402 (1998)에서 인용되는 참고 문헌들)에는, 기본 자기장의 불균일성에 의해 유발되는 에코 평면 기울기 에코 이미징에서의 이미징 에러들이 어떻게 슬라이스 코딩 방향에서의 상이한 보조 기울기들을 이용하는 측정의 반복 구현을 통해 감소될 수 있는지가 설명되어 있다. 이들은 3개의 공간 좌표 축을 따르는 신호의 위상 이탈을 유발하는 (국지적) 자기장 기울기들이다. 또한, 이것과 관련된 복셀 내의 신호 손실(복셀내 위상 이탈)로 인해 이미지 품질에 가장 큰 영향을 미치는 것은 슬라이스 코딩 방향을 따르는 기울기뿐이다. z-심 방법으로 알려진 방법은 모든 공간 영역 각각에 대한 적어도 하나의 측정에서 각각의 슬라이스의 양호한 재위상화를 보증하기 위해 측정마다 배경 기울기를 변경한다. 간단한 평균화(절대 평균값, "제곱들의 합")를 통해 또는 더 복잡한 조합 방법들을 통해 슬라이스의 다수의 이미지가 감소된 신호 소거를 갖는 이미지로 병합된다.

d) 기본 자기장(SEMAC)의 국지적 불균일성으로 인해 발생하는 신호 소거 및 이미지 왜곡의 정정에도 선형 위상 정정이 적용될 수 있다.

MRM 62:66 (2009)에는, 금속 이온 주입(또는, 각각, 이와 관련된 기본 자기장의 국지적 불균일성)에 기인하는 2D 이미징에서의 신호 소거 및 이미지 왜곡이 어떻게 슬라이스 법선을 따르는 (제한된) 추가적인 위상 코딩의 이용을 통해 감소될 수 있는지가 설명되어 있다. z-심의 경우와 마찬가지로, 슬라이스 코딩 방향에서의 상이한 보조 기울기들을 이용하는 다수의 측정이 슬라이스마다 이루어지며, 이러한 데이터는 적절한 방식으로 조합된다.

전술한 종래 기술로부터 시작하여, 이제 본 발명의 목적은 슬라이스 다중화 방법에서 선형 위상 정정을 간단한 방식으로 제공하는 것이며, 이 방법에서는 방출된 RF 펄스들의 특정 흡수율(SAR) 및 피크 RF 전력이 동시에 최소화된다.

이러한 목적은 독립항들의 특징들을 이용하여 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들이 종속항들에서 설명된다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 슬라이스 다중화 방법에서 검사 대상의 MR 신호들의 획득시에 신호 위상을 정정하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법에서는 MR 신호들의 획득시에 검사 대상의 적어도 2개의 상이한 슬라이스로부터의 MR 신호들이 검출된다. 이 방법의 하나의 단계에 따르면, 슬라이스 선택 방향에서의 선형 정정 위상이 적어도 2개의 슬라이스 각각에 대해 결정된다. 더구나, 슬라이스-고유 주파수를 갖는 RF 여기 펄스가 동시에 획득되는 적어도 2개의 상이한 슬라이스 각각에서 방출된다. 또한, 슬라이스 선택 기간 동안에 슬라이스 선택 기울기가 스위칭되며, 이 기간 동안에 적어도 2개의 상이한 슬라이스에 대해 상이한 RF 여기 펄스들이 방출된다. 슬라이스 선택 기간은 슬라이스 선택 기간의 중앙에 시간 중점을 갖는다. 더구나, 슬라이스 선택 기간 동안 방출되는 상이한 RF 여기 펄스들은 적어도 2개의 상이한 슬라이스에 대해 오버랩된다. 슬라이스 선택 기간의 시간 중점에 대한 각각의 RF 여기 펄스의 시간 오프셋이 또한 결정되며, 따라서 각각의 슬라이스의 선형 정정 위상에 대응하는 슬라이스 선택 방향에서의 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 각각의 슬라이스의 자화에 작용한다.

슬라이스 선택 기울기의 적용 동안의 상이한 RF 펄스들의 시간 오프셋을 통해, 여기된 스핀들의 쉽게 구별되는 코히런시(coherency) 경로가 RF 펄스들에 의해 여기되는 각각의 슬라이스에 대해 생성된다. 더 이른 시간에 인가되는 RF 펄스들에 의해 여기되거나, 각각 리포커싱된 신호는 추가적으로 적용되는 슬라이스 선택 기울기들로 인해 더 늦게 인가되는 RF 펄스들로부터의 신호보다 더 강한 또는 각각 상이한 영향을 경험한다. 시간 오프셋의 결정을 통해, 선형 정정 위상 또는 각각 선형 정정 기울기 모멘트가 각각의 슬라이스에 대해 개별적으로 결정될 수 있으며, 이는 각각의 슬라이스에서 원하는 선형 정정을 달성하기 위해 필요하다. 선형 위상 정정은 모든 슬라이스에서 동일하지는 않고, 따라서 RF 펄스들의 시간 오프셋은 동일하지 않으므로, 슬라이스 선택 기간 내의 시간 중점에서 RF 여기 펄스의 상이한 시간 오프셋을 통해 특정 흡수율(SAR)의 감소가 달성된다. SAR은 인가되는 펄스 전압 및 필요한 피크 RF 전력에 2차적으로(quadratically) 의존한다. 2개의 슬라이스를 여기시키기 위한 펄스 포락선들이 동시에 방출되는 경우, 이들은 부가적으로 중첩될 것이다. 양 극대치가 동일 위치에 있어야 하는 경우, 배가된 피크 RF 진폭이 요구되고, 따라서 4배의 SAR을 생성할 것이다. 따라서, 개별 슬라이스들에 대한 극대치들의 변위의 경우, 각각의 슬라이스에 대해 요구되는 정정 기울기 모멘트가 먼저 인가될 수 있고, 이어서 SAR이 상당히 감소될 수 있다.

각각의 개별 슬라이스에 대해 필요한 선형 정정 위상은 응용에 따라 미리 분석적으로 계산되었을 수 있거나, 이전의 측정들을 이용하여 결정되었을 수 있다.

예를 들어, 맥스웰 자기장으로 인한 선형 위상 에러들의 정정을 위해, 각각의 슬라이스(S)에 대해 유효한 평균 자기장 기울기가 예를 들어 슬라이스 법선을 따라 초기에 결정된다. 이것은 MRM 60:128 (2008)에서의 설명에 기초하여 계산될 수 있는데, 그 이유는 자기장 진폭의 크기에 대한 방정식이 실제 슬라이스 위치 z = z_s를 이용하여 제1 크기까지 전개되기 때문이다.

예를 들어, 기본 자기장의 불균일성으로 인한 선형 위상 에러들의 정정을 위해, 사용자는 슬라이스 법선을 따른 선형 자기장 기울기가 관련되어야 하는 영역을 지정할 수 있다. 더욱이, 사용자는 사용할 해상도, 즉 각각의 슬라이스에 대해 사용할 보조 기울기들의 수를 지정할 수 있다. 대안으로서, 이 분야의 기술자에게 알려진 MR 방법들에 의해 기본 자기장의 불균일성의 측정이 초기에 이루어지는 것이 가능하다. 그러한 방식으로 얻어지는 자기장 맵이 평균 자기장 기울기들과 관련하여 각각의 슬라이스(S)에 대한 슬라이스 법선을 따라 평가될 수 있다. 이러한 자기장 기울기의 분포 폭도 그러한 방식으로 결정될 수 있다. 그러한 방식으로 얻어지는 데이터는 각각의 슬라이스에 대해 사용될 보조 기울기들을 개별적으로 결정하기 위해 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 각각의 슬라이스에 대해 필요한 선형 정정 위상에 직접 의존하는 각각의 슬라이스에 대한 시간 오프셋을 계산하고, 계산된 시간 오프셋을 이용하여 RF 펄스를 인가하는 것이 가능하다. 다른 실시예에서, 상이한 슬라이스들 각각에 속하는 정정 기울기 모멘트를 결정하는 것이 가능하며, 적어도 2개의 상이한 슬라이스 모두에 인가되는 평균 정정 기울기 모멘트가 각각의 슬라이스에 속하는 정정 기울기 모멘트를 이용하여 결정된다. 더구나, 대응하는 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트의 편차도 상이한 슬라이스들 각각에 대한 평균 정정 기울기 모멘트로부터 결정된다. 게다가, 이러한 편차는 슬라이스-개별 보조 기울기 모멘트에 각각 대응한다. 게다가, 상이한 슬라이스들 각각에 대해 시간 오프셋이 계산될 수 있으며, 따라서 슬라이스-개별 보조 기울기 모멘트는 각각의 슬라이스 상에 작용한다. 모든 슬라이스들에 인가되는 평균 정정 기울기 모멘트의 사용 및 슬라이스-개별 보조 기울기 모멘트의 사용을 통해, 통상적으로 슬라이스-개별 보조 기울기 모멘트는 각각의 슬라이스에 속하는 정정 기울기 모멘트보다 작다. 따라서, 시간 중점에 대한 RF 여기 펄스들의 시간 오프셋이 감소될 수 있으며, 따라서 기간이 전체적으로 감소하여 MR 신호들의 획득 시간을 단축할 수 있다.

추가적인 단계에서, 적어도 하나의 선택 기준에 따라 동시에 획득될 슬라이스들의 수를 선택하는 것이 가능하다. 예를 들어, 앨리어싱 프로세스에서 슬라이스들의 최선의 분리성이 선택 기준으로 사용될 수 있다. 이것은 통상적으로, 슬라이스들의 충분히 큰 간격을 통해 달성된다. 앨리어싱 프로세스는 상이한 슬라이스들의 동시에 획득된 MR 신호들을 분리하는 데 사용된다. 다른 기준은 RF 펄스들을 가능한 한 적게 서로 반대로 시프트시키는 것을 필요로 하기 위해 필요한 슬라이스 정정 기울기 모멘트의 최적으로 큰 유사성일 것이다. 추가적인 가능성은 필요한 슬라이스 정정 기울기 모멘트의 최소 차이를 달성하는 것이며, 이에 따라 RF 펄스들의 최소 간격이 SAR 감소를 위해 보증된다. 이러한 상이한 선택 기준들은 또한 서로 임의로 조합되거나, 개별적으로 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트와 더불어, 선형 정정 위상을 이용하여 맥스웰 자기장으로 인한 슬라이스 방향을 따른 위상 이탈이 정정된다.

평균 정정 기울기 모멘트의 사용의 경우, 이것은 슬라이스 방향에서 추가적인 정정 기울기를 스위칭함으로써 적어도 2개의 상이한 슬라이스에서 인가될 수 있다. 예를 들어, 슬라이스 방향에서의 이러한 추가적인 정정 기울기는 또한 슬라이스 재위상화 기울기 상에 중첩될 수 있다.

명세서 서문에서 설명된 바와 같이, 다수의 상이한 정정 기울기 모멘트가 단일 슬라이스 상에 인가되는 방법들이 알려져 있다. 본 발명에 따르면, 상이한 슬라이스들에서 사용되는 모든 상이한 정정 기울기 모멘트들을 적어도 2개의 슬라이스 각각에 인가하는 것이 가능하다. 예를 들어, J개의 정정 기울기 모멘트가 각각의 슬라이스에 인가되는 경우(여기서, J≥2), 그리고 N이 동시에 획득되는 슬라이스들의 수이고, N이 J의 정수배인 경우, 제1 단계에서 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 각각의 슬라이스에 인가될 수 있으며, J개의 정정 기울기 모멘트가 각각의 슬라이스에 인가될 때까지 슬라이스 순서의 치환(permutation) 하에 제1 단계가 반복된다. 그러나, 예를 들어 J가 N의 정수배가 아닐 때, 훨씬 더 복잡한 치환 방안들도 가능하다.

추가 실시예에서, MR 신호들의 획득 전에 각각의 슬라이스에서 다수의 RF 여기 펄스가 방출되는 것이 가능하며, 다수의 RF 여기 펄스는 각각의 슬라이스 선택 기간 동안 방출된다. 다수의 RF 여기 펄스 및 관련 슬라이스 선택 기간은 이제 그들 각각의 시간 중점들과 함께 선택될 수 있으며, 따라서 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트는 다수의 RF 여기 펄스의 스위칭 후에 각각의 슬라이스에서의 자화 시에 전체적으로 인가될 수 있다.

본 방법은 여기 펄스들에서만이 아니라, 예를 들어 스핀 에코 실험들에서와 같이 리포커싱 펄스들에서 또는 예를 들어 자극된 에코 실험들에서의 저장 펄스들에서도 사용될 수 있다. 이 방법은 이미징 목적들을 위해 그리고 분광 목적들을 위해 슬라이스들의 여기에 사용될 수 있다. 이러한 리포커싱 또는 저장 펄스들은 또한 슬라이스 선택 기울기들과 동시에 인가된다. 본 발명은 동시에 여기되는 슬라이스들 각각에 대한 제1 선형 정정 위상 또는 각각 정정 기울기 모멘트를 결정하기 위한 모듈, 및 각각의 슬라이스의 결정된 선형 정정 위상에 대응하는 슬라이스 선택 방향에서의 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 각각의 슬라이스의 자화에 작용하도록 MR 신호들의 획득을 제어하도록 설계된 MR 획득 시퀀스 제어기를 이용하여 위의 방법을 구현하도록 설계된 MR 시스템과도 관련된다.

이하, 본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 설명된다. 아래의 도면들이 도시된다.

도 1은 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트들이 슬라이스 다중화 방법에서 개별 슬라이스들에 인가될 수 있는 MR 시스템의 개략도이다.
도 2는 슬라이스 선택 기울기의 인가시에 2개의 상이한 슬라이스를 여기시키기 위한 2개의 RF 펄스의 시간 오프셋의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법이 맥스웰 종속 위상 에러들을 정정하는 데 사용될 때의 단계들을 포함하는 흐름도이다.
도 4는 상이한 정정 기울기 모멘트들이 각각의 슬라이스에 반복 인가될 때 방법이 적용될 때의 단계들을 포함하는 흐름도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 기울기 모멘트들 및 RF 펄스들의 인가를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 도 4에 따른 방법에서의 RF 펄스들의 인가를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따라 슬라이스 다중화 방법에서 MR 시스템 슬라이스-개별 기울기 정정 모멘트들이 개별 슬라이스들에 인가될 수 있는 MR 시스템이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 본 발명에서, 다루어지는 기울기들은 공간 코딩을 위한 자기장 기울기들이다. 분극 장(B₀)을 생성하기 위한 자석(11)을 갖는 MR 시스템(10)이 도 1에 도시되어 있다. 침대(12) 위에 배치된 피검사자(13)가 MR 시스템 안으로 구동된다. 2개의 상이한 슬라이스(14, 15)로부터 MR 신호들을 검출할 수 있는 무선 주파수 코일 배열들(16, 17)이 상기 제1 슬라이스(14) 및 제2 슬라이스(15)로부터 MR 이미지 데이터를 검출하기 위해 개략적으로 도시되어 있다. MR 시스템은 RF 코일들(16, 17)에 의해 방출되는 RF 펄스들을 이용하여 공간 코딩을 달성하기 위한 기울기 시스템(18)을 더 구비한다. 공지된 바와 같이, 2개의 슬라이스(14, 15) 내의 결과적인 자화는 RF 펄스들의 방출 전의 기본 자기장의 방향을 향한다. 무선 주파수 코일들(16, 17)을 통해, 무선 주파수 펄스들이 생성될 수 있고, 이들에 의해 상이한 슬라이스들 내의 자화가 그의 정상 상태로부터 편향된다. 또한, 2개의 슬라이스의 MR 신호들이 RF 코일들(16, 17)을 이용하여 검출될 수 있다. RF 펄스의 방출은 전신(whole-body) RF 코일(도시되지 않음) 또는 로컬 코일들(16, 17) 중 하나 또는 양 로컬 코일(16, 17)과 협동하여 이루어질 수도 있다. 개별 코일들이 RF 펄스들의 전송을 위해(전신 코일) 그리고 데이터의 수신을 위해(로컬 코일) 사용될 수 있지만, 다수의 송신 또는 수신 코일들이 사용될 수도 있다.

자기장 기울기들 및 RF 펄스들의 방출의 시퀀스를 통해 MR 신호들이 원칙적으로 검출될 수 있는 방법은 이 분야의 기술자에게 공지되어 있으며, 여기서는 상세히 설명되지 않는다. MR 시스템을 제어하기 위한 추가적인 모듈들, 예를 들어 선택된 이미징 시퀀스에 따라 RF 펄스들의 방출 및 자기장 기울기들의 시간 시퀀스를 제어하는 획득 제어기(20)가 제공된다. 획득 제어기(20)의 제어 신호들에 따라 무선 주파수 펄스들의 생성을 제어하는 RF 모듈(21)이 제공된다. 더구나, 공간 코딩을 위해 자기장 기울기들의 스위칭을 제어하는 기울기 모듈(22)이 제공된다. 오퍼레이터는 입력 유닛(23)을 통해, 예를 들어 적절한 이미징 시퀀스, 또는 분광 시퀀스의 경우에는 적절한 분광 시퀀스의 선택을 통해 MR 획득의 작업 흐름을 제어할 수 있다. 위상 결정 모듈(24)에서, 다수의 슬라이스의 동시 획득의 경우에 단일 슬라이스마다 인가되어야 하는 정정 위상이 결정된다. 명세서의 서문에서 언급된 바와 같이, 예를 들어, 확산 이미징, 흐름 이미징 또는 B₀ 장 불균일성의 정정에서, 위상 에러들을 정정하기 위해 선형 신호 위상을 여기된 슬라이스에 인가하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 슬라이스들(14, 15)에 인가될 이러한 선형 위상은 사용자에게 알려질 수 있고, 입력 유닛(23)을 통해 입력되었을 수 있으며, 따라서 위상 결정 모듈은 입력 값들을 수용한다. 더구나, 슬라이스-개별 위상 에러들이 이전의 측정들에서 결정되었을 수 있고, MR 시스템 내에 저장될 수 있으며, 따라서 위상 결정 모듈은 이전에 저장된 필요한 위상 정정들을 메모리로부터 판독한다. MR 시스템(10)에 의해 생성되는 MR 이미지들은 디스플레이 유닛(25)에 표시될 수 있다. 물론, MR 시스템은 추가적인 컴포넌트들(도시되지 않음)을 갖는다. 그러나, 이들은 명료화를 위해 생략되었으며, 본 발명을 이해하는 데 필요한 컴포넌트들만이 설명된다. 또한, 도 1에 도시된 상이한 모듈들 및 유닛들은 상이한 구성으로 설계되는 것이 물론 가능하며, 반드시 개별 유닛들로서 설계될 필요는 없다. 상이한 모듈들 또는 유닛들은 각각 서로 상이하게 조합될 수도 있다. 더구나, 상이한 유닛들은 하드웨어 컴포넌트들을 통해 또는 소프트웨어를 통해 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 통해 형성될 수 있다.

이제, 도 2에는, 슬라이스 선택 기울기의 인가시에 2개의 RF 펄스가 주어질 때 시간 오프셋의 선택을 통해 각각의 슬라이스에 대해 다소 상이한 코히런스 경로가 어떻게 발생하는지가 도시되어 있다. 예를 들어, 2개의 상이한 슬라이스는 도 1에 도시된 동시에 여기되는 슬라이스들(14, 15)일 수 있다. 도 2는 이것을 2개의 슬라이스의 동시 여기의 경우에 대해 도시하고 있다. 원칙적으로, 이것은 셋 이상의 슬라이스의 여기에도 적용된다. 슬라이스 선택 기간(27) 동안 슬라이스 선택 기울기(26)가 스위칭되며, 슬라이스 선택 기간은 점선(28)으로 표현되는 시간 중점을 갖는다. 통상적으로, 슬라이스 선택 기울기는 또한, 본질적으로 양의 부분의 길이의 절반의 길이를 갖고, 여기된 스핀들의 리포커싱인 음의 부분(26a)을 갖는다. 정확히 시간 중점에서 방출되는 - 즉, 시간 중점에 대해 대칭이고, 시간 중점에서 극대치를 갖는 - RF 여기 펄스가 슬라이스 법선을 따른 자화의 완전한 재위상화와 더불어 슬라이스 여기를 생성할 것이다. 슬라이스 다중화 시에, 2개의 상이한 RF 여기 펄스가 방출되며, 2개의 슬라이스(도시되지 않음)의 MR 신호들의 판독이 동시에 이루어진다. 2개의 도시된 RF 펄스, 즉 동시에 획득되는 2개의 슬라이스를 이용하는 슬라이스 다중화 방법의 일부를 나타낼 수 있는 주파수 ω1을 갖는 RF 여기 펄스(29) 및 주파수 ω2를 갖는 RF 여기 펄스(30)는 시간 중점에서 각각 시간 △T1 또는 △T2만큼 오프셋된다. 결과적으로, 진폭 △T1 G_S의 정정 기울기 모멘트가 RF 펄스(29)에 의해 여기된 슬라이스에서의 자화 시에 인가되며, 여기서 G_S는 슬라이스 선택 기울기의 강도이다. 또한, 진폭 △T2 G_S의 정정 기울기 모멘트가 RF 펄스(30)에 의해 여기된 슬라이스에서의 자화 시에 인가된다. 따라서, 도시된 예에서는 △T2<0이 적용될 수 있다. 임의의 정정 기울기 모멘트가 대응하는 시간 오프셋의 선택을 통해 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 슬라이스 다중화 방법들에서, 슬라이스 선택 축을 따른 기울기의 개별 액션이 동시에 고려되는 슬라이스들 각각에 대해 달성될 수 있다. 이것은 검사 대상 내로 방출되는 에너지 - SAR로서 알려짐 - 및 필요한 RF 피크 전력이 개별 RF 여기 펄스들의 시간 분리 또는 시프트 각각을 통해 감소될 수 있는 장점을 갖는다. 단지 하나의 슬라이스에 대해서만 개별적으로 작용할 수 있기 위하여 다른 RF 펄스와의 교차 없이 슬라이스들 중 하나를 여기시키기 위한 RF 펄스의 유일한 스위칭은 필요하지 않다. 도 2는 하나의 각각의 슬라이스를 여기시키는 데 필요한 2개의 RF 펄스(29, 30)의 포락선들을 나타낸다. 2개의 슬라이스를 동시에 여기시키는 결과적인 RF 펄스는 2개의 개별 펄스의 진폭 및 위상의 시간 곡선의 복소수 가산으로부터 생성된다. 양 극대값이 동일 위치(△T1 = △T2)에 위치하는 경우, 피크 RF 진폭의 2배가 필요하며, 따라서 4배의 SAR이 생성될 것이다.

도 3과 관련하여, 아래에서는 슬라이스당 단일 정정 기울기 모멘트의 인가를 통해 선형 위상 변화 - 선형 정정 위상 -가 어떻게 달성될 수 있는지에 대해 설명한다. 도 3에 도시된 방법은 맥스웰 자기장에 기인하는, 예를 들어 확산 이미징 또는 흐름 이미징에서 발생하는 위상 에러들을 정정하는 데 사용될 수 있다.

단계 S31에서의 방법의 시작 후에, 단계 S32에서, 슬라이스 법선을 따르는 필요한 정정 기울기 모멘트(K_i)가 각각의 슬라이스 i에 대해 결정된다. 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트(K_i)는 사전에 공지되거나 계산될 수 있다. 이어서, 단계 S33에서, 동시에 획득될 슬라이스들의 수가 선택된다. 예를 들어, 슬라이스들의 최선의 분리성이 앨리어싱 프로세스에서 선택 기준으로 사용될 수 있으며, 이는 통상적으로 슬라이스들의 충분히 큰 간격을 유도한다. RF 펄스들이 가능한 한 적게 서로 반대로 시프트되도록 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트의 최적으로 높은 유사도를 기준으로 사용하는 것도 가능하다. 한편, SAR 감소의 목적으로 RF 펄스들의 최소 간격을 보증하기 위해, 필요한 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트의 최소 차이를 추가적인 기준으로 사용할 수 있다. 여기서, "최소 간격"은 "소정의 최소 간격", 따라서 a) SAR을 줄이기 위한 충분히 큰 분리와 b) 에코 시간을 크게 변화시키지 않기 위한 충분히 작은 분리 사이의 절충으로서 이해되어야 한다. 슬라이스들의 수의 선택을 위한 전술한 기준들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

단계 S34에서, 평균 정정 기울기 모멘트가 결정된다. 이 평균 정정 기울기 모멘트는 예를 들어 추가적인 개별 정정 기울기 모멘트를 통해 모든 슬라이스들에 대해 공통으로 인가될 수 있다. 이것은 또한 도 2의 음 기울기 세그먼트(26a)와 똑같이 슬라이스 역 기울기 상에 중첩될 수 있다. 그러나, 이 공통 부분의 시간 면에서의 분리는 유리하지만, 절대적으로 필요한 것은 아니다. 단계 S35에서, 평균 정정 기울기 모멘트(M_K)로부터의 편차가 결정된다. 이 편차는 동시에 여기되는 모든 슬라이스에 대한 슬라이스-개별 보조 기울기 모멘트(△M_Ki)를 나타내며, 여기서 i는 슬라이스 인덱스이다. 이어서, 단계 S36에서, 개별 RF 펄스들의 필요한 시간 시프트가 결정된다. RF 펄스들은 여기, 리포커싱 또는 저장 RF 펄스들일 수 있다. 여기 RF 펄스만이 시프트되어야 하는 경우, 시프트는 △T_i = △M_Ki/G_S로서 계산되며, 여기서 △M_Ki = M_Ki - M_K이다. 예를 들어 스핀 에코 실험들에서와 같이 다수의 RF 펄스가 사용되는 경우, 이들 펄스 각각은 원칙적으로 시프트될 수 있다. 궁극적으로, 이전에 계산된 정정 기울기 모멘트(M_Ki)가 슬라이스 i에서의 자화의 코히런시 경로에 적용되는 것만이 보증되어야 한다. 예를 들어 완전한 정정을 위한 시간 시프트가 특정 응용들에 대해 너무 큰 경우에는 부분 정정도 가능하다. 이 경우, 정의되는 슬라이스-고유 정정 위상은 이론적으로 바람직한 위상이 아니라, 구체적인 예에서 달성되어야 하는 위상이다. 마지막으로, 단계 S37에서, 선택된 슬라이스들의 획득의 실행이 이어지며, 계산된 시간 시프트들 및 계산된 공동 정정 기울기 모멘트를 갖는 RF 펄스들이 사용된다. 단계 S38에서, 모든 슬라이스들이 획득되었는지에 관한 체크가 수행된다. 그렇지 않은 경우, 프로세스는 단계 S33으로 계속되어, 모든 원하는 슬라이스들이 획득될 때까지 루프가 구현된다. 방법은 단계 S39에서 종료된다.

주어진 슬라이스 두께 S에 대해, 슬라이스 선택 기울기의 진폭 G_S는 RF 펄스의 대역폭 BW를 통해 소정의 한계 내에서 변할 수 있다. G_S = 2Π/γ·BW/S. 따라서, RF 펄스들의 시간 분리는 영향을 받을 수 있다.

다수의 상이한 정정 기울기 모멘트를 모든 슬라이스에 대해 인가하는 방법이 도 4에서 설명되며, 이들 중 하나는 0일 수도 있다. 정정 기울기 모멘트들은 모든 슬라이스들에 대해 동일할 수 있지만, 이것은 절대적인 요건은 아니다. 도 4에서 설명되는 방법에서는, RF 펄스들의 적당한 배열을 통해 SAR 및 필요한 피크 RF 전력의 감소를 달성하는 것도 유리하다.

도 4를 더 상세히 설명하기 전에, 도 5를 참조하여, 종래 기술에서는 상이한 정정 기울기 모멘트들이 어떻게 인가되었는지를 다시 설명한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 양의 부분(51a), 음의 부분(51b) 및 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트에 대응하는 부분(51c)을 갖는 슬라이스 선택 기울기(51)의 스위칭이 주어질 때 제1 슬라이스에서 공진 주파수 ω1을 갖는 RF 펄스(50a)가 방출되었다. 이와 동시에, 시간 중점(54)을 갖는 슬라이스 선택 기간(53) 동안 제2 슬라이스에 대해 공진 주파수 ω2를 갖는 RF 펄스(50b)가 제1 RF 펄스(50a)와 동시에 방출된다. 제2 획득에서, 각각의 RF 펄스들(50a, 50b)은 제2 정정 기울기 모멘트(51d)와 함께 방출된다. 도 5로부터 명백하듯이, RF 펄스 포락선들의 완전한 중첩은 피크 RF 전력 및 SAR을 증가시킨다. 도 5에 도시된 단점들은 도 6에 도시된 실시예에 의해 방지될 수 있다. 2개의 RF 펄스(60a, 60b)는 기간(62) 동안의 제1 측정에서 각각의 공진 주파수 ω1 및 ω2와 더불어 시간 오프셋되는 반면, 양의 기울기 모멘트(61a) 및 음의 기울기 모멘트(61b)를 갖는 슬라이스 선택 기울기(61)가 슬라이스 선택 기간 동안 방출된다. 시간 중점(63)에서의 시간 오프셋은 펄스(60a)에 대해 △T1에 달하며, 펄스(60b)에 대해서는 시간 중점(63)에 대해 △T2에 달한다. 도 5로부터의 추가적인 기울기 모멘트 51c 또는 51d 각각의 인가는 필요하지 않은데, 그 이유는 시간 오프셋을 통해 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 생성되기 때문이다. 이어서, 제2 측정에서는, 이제 RF 펄스(60a)의 시간 시프트(도 6의 상부 예)가 제2 RF 펄스(60b)에 할당되고, 제2 RF 펄스(60b)의 시간 시프트가 RF 펄스(60a)에 할당되도록 바뀐다. 이것은 동시에 획득된 다른 슬라이스의 각각의 정정 기울기 모멘트가 각각의 정정 기울기 모멘트의 각각의 슬라이스에 인가된다는 것을 의미한다. 이 방법은 도 5와 관련하여 다시 상세히 설명된다. 단계 S40에서의 방법의 상태에 따라 단계 S41에서 각각의 슬라이스에 대해 필요한 j = 2 ... J 정정 기울기 모멘트들(M_Kj)이 결정된다. 단계 S33에서와 같이, 단계 S42에서, 동시에 획득될 슬라이스들의 수(N)가 선택된다. 가장 간단한 예에서, J는 N의 정수배이고, N은 동시에 획득되는 슬라이스들의 수와 동일하다. 단계 S34와 유사한 단계 S42에서, 모든 측정들에서 인가될 수 있는 평균 정정 기울기 모멘트(M_K)가 또한 결정된다.

단계 S35와 유사한 단계 S44에서, 각각의 슬라이스에 대한 평균 정정 기울기 모멘트의 편차가 결정되며, 여기서 △M_Ki = M_Ki - M_K이다. 이 편차는 J개의 측정에 필요한 정정 기울기 모멘트들을 나타낸다. 단계 S36과 유사한 단계 S45에서, 여기 펄스들, 리포커싱 펄스들 또는 저장 펄스들인 개별 RF 펄스들의 시간 시프트가 결정된다. 여기 RF 펄스들만이 시프트되는 경우, 시프트는 △T_j = △M_Kj/G_S로서 작용한다. 이 시간 시프트는 측정에서의 각각의 슬라이스에 대해 각각 실현되어야 한다. 그렇지 않은 경우, S45는 단계 S36과 유사하다. 계산된 시간 시프트 및 계산된 공통 평균 정정 기울기 모멘트(M_K)를 갖는 선택된 슬라이스들의 제1 획득의 실행은 단계 S46에서 이루어진다. 단계 S47에서, 다른 슬라이스들의 모든 상이한 정정 기울기 모멘트들이 하나의 슬라이스에 인가되었는지에 관한 체크가 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 슬라이스 순서의 치환과 더불어 단계 S46의 반복이 이루어진다. 예를 들어, N = 3 및 J = 3의 예에서, 아래의 측정들이 단계 S46 및 S47에서 구현되며: 측정 1: 시간 오프셋 △T₁이 슬라이스 1에서 사용되고, 시간 오프셋 △T₂가 슬라이스 2에서 사용되며, 시간 오프셋 △T₃이 슬라이스 3에서 사용된다. 동일한 슬라이스들의 추가 측정에서는, 시간 오프셋 △T₂가 제1 슬라이스에서 사용되고, 시간 오프셋 △T₃이 제2 슬라이스에서 사용되며, 시간 오프셋 △T₁이 제3 슬라이스에서 사용된다. 제3 측정에서는, 시간 오프셋 △T₃이 제1 슬라이스에 적용되고, 시간 오프셋 △T₁이 제2 슬라이스에 적용되며, 시간 오프셋 △T₂가 제3 슬라이스에 적용된다. 이어서, 단계 S48에서, 모든 슬라이스들이 획득되었는지에 관한 체크가 이루어지며, 모든 슬라이스들이 획득될 때까지 단계 S42 내지 S48이 반복된다.

J가 N의 정수배인 경우, J = 1, ..., N이 제1 치환 시리즈에서 사용되고, J = N +1, ... 2N이 제2 시리즈에서 사용되고, 기타 등등인 경우에, 단계 S46 및 S47에서 간단한 방식으로 치환 방안이 채택될 수 있다.

물론, 더 복잡한 치환 방안들도 사용될 수 있다. 예를 들어, N = 2 및 J = 3인 경우 - 이는 J가 N의 정수배가 아니고, 총 4개의 슬라이스가 획득됨을 의미함 -, 이것은 예를 들어 아래와 같이 실현될 수 있다.

측정 #1 슬라이스 #1 △T₁ 슬라이스 #2 △T₂

측정 #2 슬라이스 #2 △T₁ 슬라이스 #1 △T₃

측정 #3 슬라이스 #1 △T₂ 슬라이스 #2 △T₃

측정 #4 슬라이스 #3 △T₁ 슬라이스 #4 △T₂

측정 #5 슬라이스 #4 △T₁ 슬라이스 #3 △T₃

측정 #6 슬라이스 #3 △T₂ 슬라이스 #4 △T₃

더구나, 더 복잡한 치환들의 시퀀스들에서는, 필요한 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트들의 시리즈가 각각의 슬라이스 i에 고유하다는 것을 고려하는 것이 가능하다. 예를 들어, 슬라이스들의 전체 세트는 동일한 정정 기울기 모멘트들(M_Kj _,p)이 인가되어야 하는 P개의 서브세트로 분할될 수 있다. 도 4에서 전술한 작업 흐름은 또한 이러한 서브세트들 각각에 대해 사용될 수 있다. 도 4에 도시된 방법은 단계 S49에서 종료된다.

도 4에서 설명된 방법은 원하지 않는 위상 효과들을 정정하기 위해서뿐만 아니라, 평행하게 배향된 다수의 개별 3D 볼륨이 획득되어야 하는 경우에는(멀티-슬래브 이미징(multi-slab imaging)으로 알려짐) 위상 코딩 자체를 위해서도 사용될 수 있다. 이 경우, 선형 위상 응답의 인가는 원하지 않는 신호 위상을 정정하기 위해서뿐만 아니라, 3D 이미징에서의 위상 코딩을 위해서도 행해진다. 다수의 개별 3D 볼륨에서는, 슬라이스 코딩 방향에서 상이한 위상 코딩 기울기들을 갖는 다수의 여기가 이들 서브볼륨 각각에 대해 구현되어야 한다. 이것은 본 발명의 관점에서 선형 정정 위상이 정정 위상이 아니라 위상 코딩 위상이라는 것을 의미하며, 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트는 정정 기울기 모멘트가 아니라, 각각의 서브볼륨에 인가되는 위상 코딩 기울기 모멘트라는 것을 의미한다. 그러한 방법에서는, 2개의 서브볼륨이 전술한 바와 같이 RF 펄스들의 시간 시프트를 통해 동시에 여기되며, 각각의 서브볼륨에 상이한 위상 코딩 기울기가 인가된다. 이어서, 상이한 정정 기울기 모멘트들에 대해 도 4와 관련하여 설명된 바와 같이, 필요한 위상 코딩 단계가 각각의 서브볼륨에 대해 적절한 치환과 더불어 구현된다. 그러한 방법에서, 슬라이스 선택 방향에서의 선형 위상 코딩 위상은 각각의 슬라이스에 대해 또는 각각의 서브볼륨에 대해 하나의 단계에서 결정될 것이며, RF 펄스들은 슬라이스-고유 위상 코딩 기울기 모멘트가 서브볼륨들에서 슬라이스 선택 방향에서 각각 작용하도록 선택되며, 슬라이스-고유 위상 코딩 기울기 모멘트는 각각의 슬라이스의 특정 선형 위상 코딩 위상에 대응한다. 이 방법에서 필요한 슬라이스 법선을 따르는 위상 코딩 기울기들은 슬라이스 법선의 방향에서의 서브볼륨의 크기 및 이 방향에서의 해상도와 같은 획득 파라미터들로부터 또는 이 방향에서의 상기 해상도로부터 직접 도출되는 획득될 k 공간의 영역으로부터 자동으로 생성된다.

요컨대, 본 발명은 SAR 및 피크 RF 전력의 동시 감소가 주어질 때 슬라이스 다중화 방법들에서 이미지 아티팩트들의 슬라이스-고유 정정을 가능하게 한다.

Claims

슬라이스 다중화 방법에서 검사 대상의 MR 신호들의 획득시에 신호 위상을 정정하기 위한 방법으로서,
상기 검사 대상(13)의 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15)로부터의 MR 신호들이 상기 MR 신호들의 획득시에 동시에 검출되며,
상기 신호 위상 정정 방법은
상기 적어도 2개의 슬라이스들(14, 15) 각각에 대해 슬라이스 선택 방향에서의 선형 정정 위상을 결정하는 단계;
상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들 각각에서 슬라이스-고유 주파수를 갖는 RF 여기 펄스(29, 30, 60a, 60b)를 방출하는 단계,
슬라이스 선택 기간(27) 동안에 슬라이스 선택 기울기(26, 61)를 스위칭하는 단계 - 상기 슬라이스 선택 기간 동안에 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15)에서 상이한 상기 RF 여기 펄스들(29, 30, 60a, 60b)이 방출되며, 상기 슬라이스 선택 기간(27)은 상기 슬라이스 선택 기간의 중앙에 시간 중점(28)을 갖고, 상이한 상기 RF 여기 펄스들(29, 30, 60a, 60b)은 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들에 대해 일시적으로 오버랩됨 -; 및
상기 RF 여기 펄스들(29, 30, 60a, 60b) 각각에 대해 시간 중점(27)에 대한 상기 RF 여기 펄스의 시간 오프셋을 결정하여, 각각의 슬라이스의 상기 선형 정정 위상에 대응하는 상기 슬라이스 선택 방향에서의 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 상기 각각의 슬라이스(14, 15)의 자화에 작용하게 하는 단계
를 포함하는 신호 위상 정정 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라이스에 속하는 상기 정정 기울기 모멘트는 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15) 각각에 대해 결정되고, 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들 모두에 인가되는 평균 정정 기울기 모멘트는 각각의 슬라이스에 속하는 상기 정정 기울기 모멘트를 이용하여 결정되고, 상기 평균 정정 기울기 모멘트에 대한 대응하는 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트의 편차는 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15) 각각에 대해 결정되고, 상기 편차는 슬라이스-개별 보조 기울기 모멘트에 각각 대응하고, 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15) 각각에 대해, 상기 시간 오프셋은 상기 슬라이스-개별 보조 기울기 모멘트가 상기 각각의 슬라이스에 작용하도록 계산되는 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
동시에 획득될 슬라이스들의 수는 적어도 하나의 선택 기준에 따라 더 선택되는 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
선형 정정 위상을 갖는 상기 정정 기울기 모멘트는 맥스웰 필드들(Maxwell fields)에 기인하는 슬라이스 방향을 따르는 위상 이탈을 정정하는 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제2항 및 제4항에 있어서,
상기 평균 정정 기울기 모멘트는 상기 슬라이스 방향에서의 추가적인 정정 기울기의 스위칭을 통해 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15)에 인가되는(impressed) 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 MR 신호들의 획득 전에 하나의 슬라이스에서 복수의 RF 여기 펄스(29, 30, 60a, 60b)가 방출되고, 상기 복수의 RF 여기 펄스(29, 30, 60a, 60b)는 각각의 슬라이스 선택 기간들 동안에 방출되고, 상기 복수의 RF 여기 펄스(29, 30, 60a, 60b) 및 관련 슬라이스 선택 기간들은 상기 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 상기 복수의 RF 여기 펄스의 스위칭 후에 상기 각각의 슬라이스에서의 자화에 전체로서 인가되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
단일 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트는 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15) 각각에 인가되는 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상이한 정정 기울기 모멘트가 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15) 각각에 인가되고, 상기 적어도 2개의 슬라이스들에서 사용되는 모든 상이한 정정 기울기 모멘트들은 상기 적어도 2개의 슬라이스들(14, 15) 각각에 인가되는 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제8항에 있어서,
J개의 정정 기울기 모멘트들이 각각의 슬라이스에 인가되고(여기서, J ≥ 2), N은 동시에 획득되는 슬라이스들의 수이고, N은 J의 정수배이고, 제1 단계에서 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 각각의 슬라이스에 인가되고, 상기 제1 단계는 상기 J개의 정정 기울기 모멘트들이 각각의 슬라이스에 인가될 때까지 슬라이스 순서의 치환(permutation)과 더불어 반복되는 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 RF 여기 펄스들(29, 30, 60a, 60b)은 상기 검사 대상으로부터의 슬라이스의 선택을 위한 여기 펄스들인 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 RF 여기 펄스들은 스핀 에코 신호 생성시의 리포커싱 펄스들인 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 RF 펄스들은 자극된 에코들에 의한 신호 생성시의 저장 펄스들인 것을 특징으로 하는 신호 위상 정정 방법.
슬라이스 다중화 방법에서 검사 대상의 MR 신호들의 획득시에 신호 위상을 정정하도록 설계된 MR 시스템(10)으로서,
상기 검사 대상의 적어도 2개의 상이한 슬라이스들(14, 15)로부터의 MR 신호들이 상기 MR 신호들의 획득시에 동시에 검출되며,
상기 MR 시스템(10)은
상기 적어도 2개의 슬라이스들(14, 15) 각각에 대해 슬라이스 선택 방향에서의 제1 선형 정정 위상을 결정하기 위한 모듈(24); 및
상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들 각각에서 슬라이스-고유 주파수를 갖는 RF 여기 펄스(29, 30, 60a, 60b)를 방출하도록 설계되고, 슬라이스 선택 기간 동안에 슬라이스 선택 기울기(26, 61)를 스위칭하도록 설계되고 - 상기 슬라이스 선택 기간 동안에 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들에서 상이한 상기 RF 여기 펄스들(29, 30, 60a, 60b)이 방출되며, 상기 슬라이스 선택 기간(27)은 상기 슬라이스 선택 기간(27)의 중앙에 시간 중점(28)을 갖고, 상이한 상기 RF 여기 펄스들(29, 30, 60a, 60b)은 상기 적어도 2개의 상이한 슬라이스들에 대해 일시적으로 오버랩됨 -, 상기 RF 여기 펄스들 각각에 대해 상기 시간 중점에 대한 상기 RF 여기 펄스의 시간 오프셋을 결정하여 각각의 슬라이스의 상기 선형 정정 위상에 대응하는 상기 슬라이스 선택 방향에서의 슬라이스-고유 정정 기울기 모멘트가 상기 각각의 슬라이스의 자화에 작용하게 하도록 설계된 MR 획득 시퀀스 제어기(20)
를 포함하는 MR 시스템.
제13항에 있어서,
상기 MR 획득 시퀀스 제어기는 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 신호 위상 정정 방법을 구현하도록 설계된 것을 특징으로 하는 MR 시스템.