KR20140099202A - Ｍｒ 데이터를 획득하고 ｂ1 자기장을 판단하는 방법 및 이에 대응하여 설계된 자기 공명 시스템 - Google Patents

Ｍｒ 데이터를 획득하고 ｂ1 자기장을 판단하는 방법 및 이에 대응하여 설계된 자기 공명 시스템 Download PDF

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Abstract

MR 데이터를 획득하고, B1 자기장을 판단하기 위한 방법 및 이에 대응하여 설계된 자기 공명 시스템. 본 발명은 자기 공명 시스템(5)을 이용하여 볼륨 세그먼트 내에서 MR 데이터를 획득하기 위한 방법에 관한 것이다. MR 데이터는 제1 공명 RF 펄스(31)를 방출하는 단계, 제2 공명 RF 펄스(32)를 방출하는 단계, 제1 공명 RF 펄스(31) 후에 그리고 제2 공명 RF 펄스(32) 전에 적용된 탈위상 제1 그레이디언트(41)를 적용하는 단계, 제2 공명 RF 펄스(32) 후에 제3 공명 RF 펄스(33)를 방출하는 단계, 제1 그레이디언트(41)에 의해 준비된 자화 성분의 자극 에코(SE)를 리포커싱하기 위해 제3 RF 펄스(33) 후에 제2 그레이디언트(42)를 적용하는 단계, MR 데이터를 판독하는 단계, 및 MR 데이터의 판독 후에 제4 공명 RF 펄스(34)를 방출하여 종방향 자화를 감소시키는 단계를 포함하는 시퀀스(61; 62)를 이용하여 반복적으로 획득된다.

Description

ＭＲ 데이터를 획득하고 Ｂ1 자기장을 판단하는 방법 및 이에 대응하여 설계된 자기 공명 시스템{METHOD TO ACQUIRE MR DATA AND TO DETERMINE A B1 MAGNETIC FIELD, AS WELL AS CORRESPONDINGLY DESIGNED MAGNETIC RESONANCE SYSTEM}
본 발명은 한편으로는 MR 데이터를 획득하기 위한 방법(예를 들어, MR 영상들을 생성하기 위한 방법) 및 다른 한편으로는 B1 자기장을 판단하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전술한 방법 중 하나 또는 양자 모두를 구현하기 위해 설계된 자기 공명 시스템에 관한 것이다.
검사 대상의 조사 영역에 존재하는 B1 자기장에 대한 정확한 지식은 자기 공명 단층촬영 분야의 여러 응용분야, 예를 들어, 멀티채널 전송 동작에서의 RF 펄스의 계산 또는 양적 T1 조사에 상당히 중요하다. 하이(high) 정적 B0 자기장(예를 들어, 3 테슬라(Tesla) 이상의 세기)에서, B1 자기장의 특징적 공간 종속적인 변화가 전도율(conductivity) 및 자화율(susceptibility)의 대상 특정적 변화로 인해 일어날 수 있다. 그러므로, 존재하는 실제 B1 자기장의 대상 특정적 판단은 소정의 설정된 전송 전력이 주어지는 여러 분야에 필수적이다.
실제 B1 자기장을 판단하는 하나의 가능성은 "DREAM - A Novel Approach for Robust, Ultra-Fast, Multi Slice B1 Mapping", K. Nehrke et al., Magn. Reson. Med. 20 (2012): Page 605에 설명된 바와 같이 DREAM(Dual Refocusing Echo Acquisition Mode) 방법으로 알려진 것에 의해 제공된다. 이하 더 상세히 설명되는 바와 같이, 공명 RF 펄스에 의해 발생된 B1 자기장의 B1 진폭은 자극 에코(stimulated echo) 및 그레이디언트 에코(gradient echo)의 강도에 따라 판단된다.
MR 영상들이 발생되는 다른 공지된 MR 방법에서, 예를 들어 MR 데이터의 판독 시에 검출되는 자극 에코가 발생된다. 이로써 이전 시퀀스에서 준비된 자화(magnetization)가 현재 시퀀스에 대해 획득된 MR 데이터에 부정적 영향을 미치거나 이를 저하(adulterate)시키는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, MR 데이터로부터 재구성된 MR 영상에 아티팩트들이 일어날 수 있다. 자극 에코에 기반한 이러한 MR 방법이 B1 자기장을 판단하는데 사용되면, 특히 이러한 문제로 인해 그레이디언트 에코의 세기가 불리하게 저하되거나 (더 정확히 말하면) 증가되며, 이로써 B1 자기장의 판단 또한 저하된다.
그러므로, 본 발명은, 자극 에코에 기반한 일반적인 MR 방법들 및 특히 B1 자기장을 판단하는 방법들이 주어지면 이들 문제점을 적어도 완화시키는 목적을 갖는다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 제1항에 따른 MR 데이터를 획득하는 방법, 제7항에 따른 B1 자기장을 판단하는 방법, 제12항에 따른 자기 공명 시스템, 제14항에 따른 컴퓨터 프로그램 제품, 및 제15항에 따른 전자 판독가능 데이터 매체를 통해 이루어진다. 종속항들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 정의한다.
본 발명의 범위 내에서, 자기 공명 시스템을 이용하여 볼륨 세그먼트 내에서 MR 데이터를 획득하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법은 시퀀스를 반복적으로 사용하여 MR 데이터를 획득하는데, 이러한 시퀀스는 다음의 단계들을 포함한다.
· 제1 공명 RF 펄스를 방출하는 단계;
· 제2 공명 RF 펄스를 방출하는 단계;
· 제1 공명 RF 펄스 후 제2 공명 RF 펄스 전에 적용된 탈위상(dephasing) 제1 자기장 그레이디언트를 적용하는 단계;
· 제2 공명 RF 펄스 후에 방출된 제3 공명 RF 펄스를 방출하는 단계;
· 제1 그레이디언트에 의해 준비된 자화 성분의 자극 에코를 리포커싱(refocusing)하기 위해 제3 RF 펄스 후에 적용되는 제2 자기장 그레이디언트를 적용하는 단계 - 이러한 제2 자기장 그레이디언트는 특히 예를 들어, 양 자기장 그레이디언트들의 극성이 동일하도록 제1 자기장 그레이디언트에 적응됨 -; 및
· MR 데이터를 판독하는 단계.
· 종방향 자화(longitudinal magnetization)를 감소시키기 위해 MR 데이터의 판독 후에 방출된 제4 공명 RF 펄스를 방출한다.
자기장 그레이디언트의 적용에 의해 이해되는 것은 대응하는 자기장 그레이디언트 모멘트의 적용이다. 그레이디언트 또는 그레이디언트 모멘트가 1개, 2개, 또는 심지어 3개 모두의 공간 방향의 성분들을 가질 수 있다. 상이한 방식으로 표현하면, 제1 그레이디언트와 제2 그레이디언트 양자 모두가 모든 공간 축에 입력될 수 있다. 또한, 제1 그레이디언트 모멘트(즉, 제1 그레이디언트에 의해 생성된 그레이디언트 모멘트)와 제2 그레이디언트 모멘트(즉, 제2 그레이디언트에 의해 생성된 그레이디언트 모멘트) 모두는 다른 이유들을 위한 시퀀스의 성분들인 그레이디언트 모멘트들에 추가될 수 있다.
종방향 자화는 특히 상대적으로 큰 편각(deflection angle) 또는 플립각(flip angle; 예를 들어, 80° 내지 90°)을 갖는 제4 공명 RF 펄스의 방출을 통해 횡단 자화로 변환된다. 전술한 획득으로부터 남겨진 준비된 종방향 자화는 감소되며, 이로써 이롭게도 후속 측정에서의 저하가 감소되거나 심지어 완전히 방지된다. 이로써 이롭게도 영상 아티펙트에 관한 전술된 문제들 또한 억제된다.
상이한 방식으로 표현하면, 제4 공명 RF 펄스가 연속 시퀀스 또는 획득에서의 각각의 시퀀스의 마지막에 방출된다는 점에서, MR 데이터의 판단 시에 (제1 그레이디언트 모멘트를 통해) 동일한 시퀀스 또는 획득에서 또한 준비되었던 (종방향) 자화 성분 에코만이 리포커싱된다. 상이한 방식으로 표현하면, 현재 시퀀스의 판독 시점에서, 시퀀스의 관련 준비 부분에 준비되었던 (종방향) 자화 성분으로부터 기원하는 자극 에코만이 검출된다. 그러므로, 측정된 MR 데이터의 저하는 방지 또는 적어도 감소되며, 이로써 이롭게도 MR 데이터로부터 생성된 MR 영상들에서의 영상 아티팩트들도 마찬가지로 적어도 감소된다.
현재 시퀀스 중에 준비되었던 자화 성분으로부터 기원하는 자극 에코만이 현재 시퀀스의 판독 시점에 검출되록, 제1 그레이디언트 또는 제1 그레이디언트 모멘트 및 제2 그레이디언트 또는 제2 그레이디언트 모멘트는 서로 적응되거나 소정의 관계(예를 들어, 제2 그레이디언트 모멘트가 제1 그레이디언트 모멘트보다 크기가 동일하거나 다소 커야 함)를 가져야 한다. 판단된 백분위만큼의 제1 그레이디언트 모멘트의 증가(감소)가 동일한 백분위만큼의 제2 그레이디언트 모멘트의 증가(감소)를 초래하는 것은 정상적인 경우이다. 2개의 그레이디언트 모멘트 사이의 관계는 MR 데이터의 판독의 시간적 길이에 특히 의존적이다.
본 발명에 따르면, B1 자기장이 판단되어야 하는 볼륨 세그먼트는 슬라이스를 포함할 수 있다. 이 경우, 각각의 슬라이스 선택 그레이디언트는 공명 RF 펄스들이 슬라이스의 핵 스핀에만 필수적으로 영향을 미치도록 제1 공명 RF 펄스, 제2 공명 RF 펄스, 제3 공명 RF 펄스, 및 제4 공명 RF 펄스 중에 인가된다.
그러나, 본 발명에 따르면, 제1 공명 RF 펄스, 제2 공명 RF 펄스, 제3 공명 RF 펄스, 및 제4 공명 RF 펄스가 3차원 볼륨 세그먼트를 개별적으로 여기시킬 수도 있다.
다시 말하면, 본 발명은 MR 데이터의 2차원 또는 슬라이스별(per-slice) 획득과 MR 데이터의 3차원 획득 모두에 이용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2 공명 RF 펄스 후 제3 공명 RF 펄스 전에, 자화의 횡단 부분들이 탈위상된 스포일러(spoiler) 그레이디언트가 적용된다.
자화의 횡단 부분들은 이롭게도 스포일러 그레이디언트 또는 스포일러 그레이디언트 모멘트에 의해 강하게 탈위상되어 이들 자화 부분이 MR 데이터의 판독 시에 신호 또는 결과에 사실상 더 이상 기여하지 않을 수 있다.
유사한 이유로 인해, 후속하는 획득에서 측정 신호에 더 이상 기여하지 않도록 횡단 자화로 변환된 종방향 자화를 탈위상하기 위해 제4 공명 RF 펄스 직후(후속 시퀀스의 시작 이전)에 추가적으로 강한 스포일러 그레이디언트를 적용한다.
특히, 제3 공명 RF 펄스의 방출 단계, 제2 자기장 그레이디언트의 적용 단계, 및 판독 단계들은 제4 RF 펄스가 방출되기 전에 여러 차례 구현된다.
제1 공명 RF 펄스 및 제2 공명 RF 펄스 각각은 MR 데이터의 획득을 위해 90°의 플립각을 가질 수 있다. 더 상세히 후술되는 바와 같이, B1 자기장을 판단하기 위해, 제1 및/또는 제2 공명 RF 펄스를 위한 다른 플립각들을 사용하는 것이 유리할 수 있다.
90°의 플립각을 갖는 제1 공명 RF 펄스의 사용을 통해, (종방향에 수직인) 횡단 평면으로 (다른 플립각들에 비해) 최적으로 강하게 자화가 편향된다. 이와 유사하게, 90°의 플립각을 갖는 제2 공명 RF 펄스는 자화가 수직 방향으로 다시 플립되도록 보장한다. 제1 공명 RF 펄스의 플립각이 90°이면, 원 자화(original magnetization)의 최대 부분이 횡단 평면에서 편향되고, 제1 그레이디언트로 탈위상될 수 있다. 제2 공명 RF 펄스가 90°의 플립각을 가지면, 제1 그레이디언트에 의해 탈위상 또는 준비된 전체 자화는 종방향 자화 성분으로 변환된다(그리고 제3 공명 RF 펄스에 의해 횡단 자화로 다시 변환될 때까지 여기에 필수적으로 저장된다).
그러나, 90°의 플립각은 예를 들어, 이질성으로 인해 항상 이루어질 수 없다. 따라서, 본 발명은 제1 공명 RF 펄스 및 제2 공명 RF 펄스가 90°의 플립각이어야 한다는 점을 배제하지 않는다는 점에 주의한다.
2개의 공명 RF 펄스들이 90°와 상이한 플립각을 가지면, 각각의 공명 RF 펄스의 방출 전에 존재하는 자화 성분의 소정 비율이 남는다. 제1 또는 제2 공명 RF 펄스의 실제 플립각의 편차가 90°보다 클수록, 이전 시퀀스에서 준비되는 자화가 현재 시퀀스의 자극 에코에 더 많은 영향을 미친다.
본 발명에 따르면, 소정의 시퀀스에서의 제1 그레이디언트 및/또는 제2 그레이디언트는 소정의 시퀀스를 시간 순으로 바로 따르는 추가 시퀀스의 제1 또는 제2 그레이디언트와 상이할 수 있다. 다시 말하면, 추가 시퀀스의 제1 그레이디언트는 소정의 시퀀스의 제1 그레이디언트와 상이하고/하거나, 추가 시퀀스의 제2 그레이디언트는 소정의 시퀀스의 제2 그레이디언트와 상이하다. 제1 그레이디언트와 제2 그레이디언트 양자 모두가 변경되면, 소정의 시퀀스의 제1 그레이디언트에 의해 생성된 그레이디언트 모멘트가 추가 시퀀스의 제1 그레이디언트에 의해 생성된 그레이디언트 모멘트와 상이한 차이 모멘트는 이롭게도 소정의 시퀀스의 제2 그레이디언트에 의해 생성된 그레이디언트 모멘트가 추가 시퀀스의 제2 그레이디언트에 의해 생성된 그레이디언트 모멘트와 상이한 차이 모멘트와 동일하다.
제1 그레이디언트 또는 제1 그레이디언트 모멘트 및/또는 제2 그레이디언트 또는 제2 그레이디언트 모멘트가 연속 시퀀스 또는 획득에서 상이하게 설정된다는 점에서, 이롭게도 (제1 그레이디언트 모멘트를 통해) 동일한 시퀀스 또는 획득에서도 준비되었던 (종방향) 자화 성분 에코만이 MR 데이터의 판독 시에 리포커싱된다. 앞선 시퀀스들의 (종방향) 자화 성분들은 상이한 탈위상을 가지며, 이롭게도 현재 시퀀스의 판독 시에 리포커싱되지 않는다. 상이한 방식으로 표현하면, 현재 시퀀스의 판독 시점에서, 시퀀스의 관련 준비 부분에서 준비되었던 (종방향) 자화 성분으로부터 기원하는 자극 에코만이 획득된다. 그러므로, 측정된 MR 데이터의 저하가 방지 또는 적어도 감소되며, 이로써 이롭게도 MR 데이터로부터 생성된 MR 영상들의 영상 아티팩트들도 마찬가지로 적어도 감소된다.
본 발명의 범위 내에서, 자기 공명 시스템을 이용하여 볼륨 세그먼트 내에서 B1 자기장을 판단하기 위한 방법 또한 제공된다. 이로써 B1 자기장의 판단을 위한 본 발명에 따른 방법은 자극 에코의 제1 신호 세기 및 그레이디언트 에코 또는 자유 유도 쇠퇴(free induction decay) 에코의 제2 신호 세기를 판단하기 위해 MR 데이터의 획득을 위한 본 발명에 따른 방법을 사용한다. 이를 위해, 제2 자기장 그레이디언트 후에, 자극 에코와 그레이디언트 에코(자유 유도 쇠퇴 에코) 모두를 리포커싱하기 위해 제2 자기장 그레이디언트와 반대인 극성을 갖는 제3 자기장 그레이디언트가 적용된다. 자극 에코의 제1 신호 세기 및 그레이디언트 에코의 제2 신호 세기는 MR 데이터의 판독 시에 판단된다. 제1 공명 RF 펄스 및 제2 공명 RF 펄스에 의해 생성된 B1 자기장의 진폭은 제1 신호 세기 및 제2 신호 세기에 따라 판단된다.
다음의 수학식 1을 이용하면, 제1 및 제2 RF 펄스에 의해 일어나는 편향각(α)은 자극 에코의 제1 신호 세기(I1)와 그레이디언트 에코의 제2 신호 세기(I2)의 비로부터 계산될 수 있다.
다음의 수학식 2를 이용하면, 관련 제1 또는 제2 공명 RF 펄스에 의해 생성된 자기장의 B1 진폭은 이러한 방법으로 계산된 편향각(α)으로부터 계산될 수 있다.
Figure pat00002
여기서 γ는 자기 회전비(gyromagnetic ratio)를 지정한다. B1(t)는 제1 및 제2 RF 펄스에 의해 일어나는 B1 자기장의 시간 곡선이다. 2개의 RF 펄스의 공지된 펄스 형상을 고려하면, 2개의 RF 펄스들에 의해 생성된 B1 자기장의 B1 진폭은 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 계산될 수 있다.
본 발명에 따라 시퀀스의 마지막에 (또는 2개의 시퀀스 사이에) B1 자기장의 진폭을 판단하기 위해 제4 공명 RF 펄스는 특히 스포일러 그레이디언트를 따라 방출된다는 점에서, 이러한 시퀀스로부터 남겨진 준비된 종방향 자화는 이롭게도 감소되며, 이로써 후속 측정 또는 시퀀스에서의 저하가 감소 또는 방지된다.
특히, 제1 및 제2 공명 RF 펄스는 둘 다 동일한 목표 플립각 또는 목표 편향각을 가지며, 이롭게도 45° 내지 65° (가장 바람직하게 55°) 범위에 있다. 이 범위에서, 자극 에코 및 자유 유도 쇠퇴의 에코의 신호 세기들은 본질적으로 동일한 크기를 갖는다.
수학식 1을 사용하면, 제1 및 제2 RF 펄스가 동일한 플립각을 발생시키면, B1 자기장은 특히 간단히 계산될 수 있다. 2개의 RF 펄스가 상이한 플립각을 발생시키면, B1 자기장은 수학식 1에 기반하여 본 발명에 따라 판단될 수도 있다. 수학식 1로부터, 제1 또는 제2 공명 RF 펄스의 편향각의 분명한 판단은 0° 내지 90°의 범위로 명확히 국한된다. 목표 편향각이 전술한 범위에 있으면, 실제 편향각의 측정에서의 통계적 오류들은 최소가 된다. 이로써 B1 자기장이 전체 볼륨 세그먼트에서 균일하면, 목표 편향각은 종방향 자화가 플립된 각도에 대응한다. 실제 편향각은 예를 들어, 주제 특정 또는 위치 특정 전도율 및/또는 자화율로 인해 종방향 자화가 실제 플립되는 각도에 대응한다. 다시 말하면, 목표 편향각 또는 목표 플립각은 실제로 이루어지거나 일어나는 편향각 또는 플립각과 상이하다.
90°의 편향각을 고려하면, 종방향 자화가 횡단 자화로 완전히 변환되어 스포일러 그레이디언트에 의해 탈위상("스포일링(spoiled)")되기 때문에 이롭게도 제4 공명 RF 펄스의 목표 편향각 또는 목표 플립각은 90°의 값으로 설정된다.
그러나, 실제 편향각은 로컬 B1 변화로 인해 목표 편향각으로부터 상당히 이탈할 수 있다(이로 인해 전술한 예시에서는 90°로부터 상당히 이탈됨). 그러므로, 제1 및 제2 공명 RF 펄스의 목표 편향각과 같거나 다소 크도록 제4 공명 RF 펄스의 목표 편향각을 선택하는 것이 제안된다.
제1 및 제2 공명 RF 펄스의 실제 편향각이 90°의 값에 더 접근함에 따라, 제2 공명 RF 펄스에 의해 다시 변환된 시퀀스에 의해 준비되는 자화의 비율이 더 크다. 다시 말하면, 본 발명에 의해 해결될 문제점은 제1 및 제2 공명 RF 펄스의 실제 편향각이 90°의 각에 더 근접함에 따라 더 많은 영향을 받는다. 그러나, 제4 공명 RF 펄스의 목표 편향각이 제1 및 제2 공명 RF 펄스의 목표 편향각 이상으로 선택된다는 점에서, 문제의 확대성은 제4 공명 RF 펄스의 유효성의 향상과 본질적으로 맞닥뜨린다.
제1 및 제2 RF 펄스는 90°의 편향각을 산출하면, 본 발명에 따른 방법의 정확성에 부정적 영향을 미칠 수 있다. 제1 및 제2 RF 펄스가 80°까지의 편향각을 일으키면, 본 발명에 따른 방법의 정확성에 대한 부정적 영향은 제한 범위 내에 유지되어야 한다. 이 경우, 90°의 여기각(excitation angle)을 갖는 최종 RF 펄스는 이전 획득으로부터 남겨진 준비된 종방향 자화의 제거에 관해 여전히 효과적인 개선을 제공한다.
제1, 제2, 및 제3 그레이디언트 모멘트들은 이롭게도 서로 적응된다. 이로써 소정의 백분위만큼의 제1 그레이디언트 모멘트 및 제2 그레이디언트 모멘트의 증가(감소)가 동일한 백분위만큼의 제3 그레이디언트 모멘트의 증가(감소)를 초래하는 것은 정상적인 경우이다. 예를 들어, 3개의 그레이디언트 모멘트 사이의 관계는 MR 데이터의 판독의 시간적 길이에 또한 의존적이다. 그러나, 제1 및/또는 제2 그레이디언트 모멘트가 변하면 제3 그레이디언트 모멘트가 변경되지 않은 채로 남을 수 있다. 또한, 제1, 제2, 및 제3 그레이디언트 모멘트들은 특히 동일한 공간적 방향으로 실행된다(즉, 동일한 공간 축에 관한 것임).
본 발명에 따르면, 준비된 성분 및 준비되지 않은 종방향 성분이 준비 후에 존재한다는 점에서, 2개의 시간 오프셋 에코(자극 에코 및 그레이디언트 에코)가 모두 제3 공명 RF 펄스(판독 RF 펄스) 후에 생기도록 2개의 자화 성분의 신호들은 시간적 연속으로 리포커싱될 수 있다. 자극 에코와 그레이디언트 에코 모두가 단일 획득에 리포커싱된다는 점에서, B1 진폭을 판단하기 위해 이롭게도 단일 획득만이 요구된다. B1 진폭의 이러한 고속 판단으로 인해, 본 발명에 따른 방법은 이롭게도 낮은 이동성 감도(movement sensitivity)를 갖는다.
다수의 전송 채널 또는 다수의 RF 전송 안테나를 갖는 자기 공명 시스템을 고려해 볼 때, 하나의 시퀀스의 RF 펄스는 이러한 그룹에 의해 생성된 B1 자기장을 측정 또는 판단하기 위해 전송 채널 또는 RF 전송 안테나들의 동일한 그룹에 의해 각각 방출된다. 대응하는 그룹은 하나의 전송 채널 또는 하나의 RF 전송 안테나에 의해서만 형성될 수 있다. 판독 부분에서의 RF 펄스들은 원칙적으로 최종 RF 펄스에도 적용되는 모든 전송 채널들에 의해 방출될 수도 있다.
이러한 절차를 통해, 이롭게도 (예를 들어, 각각의 전송 채널을 위해 또는 다수의 전송 채널들의 임의의 조합을 위해 개별적으로) 전송 채널들의 임의의 구성을 위한 B1 자기장을 판단할 수 있다.
예를 들어, B1 자기장의 판단을 위한 본 발명에 따른 방법은 전송 채널들의 N개의 구성을 위한 B1 자기장을 판단하기 위해 N 차례 구현될 수 있다. 이로써 적어도 하나의 시퀀스는 구성마다 실행된다. 이로써 적어도 하나의 시퀀스의 RF 펄스들은 구성에 대응하는 전송 채널 또는 구성에 대응하는 전송 채널 그룹에서만 각각 실행된다.
종래 기술에 따르면, 이 경우, 본 발명에 의해 해결된 문제가 특정 심각도(severity)로 일어날 것인데, 그 이유는 채널 그룹에 의해 준비된 자화가 이 채널 그룹 다음의 채널 그룹의 측정에 영향을 미칠 것이기 때문이며, 이는 불리하게도 B1 자기장의 판단에서의 추가적인 저하를 초래할 것이다.
본 발명의 범위 내에서, 자기 공명 시스템은 또한 볼륨 세그먼트 내에서 MR 데이터를 획득하기 위해 제공된다. 이로써, 자기 공명 시스템은 기본 필드 마그넷, 그레이디언트 필드 시스템, 적어도 하나의 RF 송수신 안테나, 적어도 하나의 수신 코일 소자, 및 제어 디바이스를 포함한다. 제어 디바이스는 그레이디언트 필드 시스템 및 적어도 하나의 RF 송수신 안테나를 제어하는 역할을 한다. 또한, 제어 디바이스는 적어도 하나의 RF 송수신 안테나 또는 적어도 하나의 수신 코일 소자에 의해 검출되었던 측정 신호들을 수신하도록 설계된다. 자기 공명 시스템은 MR 데이터를 획득하기 위해 다음의 시퀀스를 여러 차례 구현 또는 입력하도록 설계된다. 이를 위해, 자기 공명 시스템은 적어도 하나의 RF 안테나를 이용하여 제1 및 제2 공명 RF 펄스를 방출하고, 제1 공명 RF 펄스 후 제2 공명 RF 펄스 전에 그레이디언트 필드 시스템을 이용하여 탈위상 제1 그레이디언트를 적용하고, 제2 공명 RF 펄스 후 적어도 하나의 RF 안테나를 이용하여 제3 공명 RF 펄스를 방출하고, 제3 RF 펄스 후에 제2 자기장 그레이디언트를 적용하고 - 제2 자기장 그레이디언트를 이용하여 제1 그레이디언트에 의해 준비되는 자화 성분의 자극 에코는 그레이디언트 필드 시스템을 이용하여 리포커싱됨 -, MR 데이터를 판독하고, 적어도 하나의 RF 안테나를 이용한 MR 데이터의 판독 후에 제4 공명 RF 펄스를 방출하기 위해 설계된다.
또한, 자기 공명 시스템은 B1 자기장을 판단하기 위한 방법을 구현하도록 설계될 수 있다. 이를 위해, 자기 공명 시스템은 자극 에코의 제1 신호 세기 및 (그레이디언트 에코의) 자유 유도 쇠퇴 에코의 제2 신호 세기를 판단하기 위해 설계되는데, 자기 공명 시스템은 제2 그레이디언트 후에 그레이디언트 필드 시스템을 이용하여 제3 그레이디언트를 적용하는데 여기서 제3 그레이디언트는 자극 에코와 자유 유도 쇠퇴 에코 모두를 리포커싱하기 위해 제2 그레이디언트와 상이한 극성을 갖는다. 자기 공명 시스템은 MR 데이터의 판독 시에 자극 에코의 제1 신호 세기 및 자유 유도 쇠퇴 에코의 제2 신호 세기를 검출하고, 제1 신호 세기 및 제2 신호 세기에 따라 B1 자기장의 진폭을 판단하기 위해 설계된다.
본 발명에 따른 자기 공명 시스템의 이점은 전술한 본 발명에 따른 방법의 이점에 본질적으로 대응하며, 여기서 반복적인 설명은 생략한다.
또한, 본 발명은 프로그래머블 제어 디바이스의 메모리 또는 자기 공명 시스템의 컴퓨터로 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품 - 특히 프로그램 또는 소프트웨어 - 을 설명한다. 전술한 본 발명에 따른 방법의 모든 실시예 또는 다양한 실시예는 상기 컴퓨터 프로그램 제품이 제어 디바이스에서 실행될 때 이러한 컴퓨터 프로그램 제품을 이용하여 실행될 수 있다. 이로써 컴퓨터 프로그램 제품은 방법의 대응 실시예들을 실현하기 위해 가능한 프로그램 수단(예를 들어, 라이브러리 및 보조 기능들)을 요구한다. 다시 말하면, 특히, 전술한 본 발명에 따른 방법의 실시예들 중 하나가 실행될 수 있거나, 이 실시예를 실행하는 소프트웨어 또는 프로그램은 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 청구항에 의해 보호되어야 한다. 소프트웨어는 컴파일 및 링크될 필요가 여전히 있거나 단지 해석될 필요만 있는 소스 코드(예를 들어, C++)이거나, 대응 컴퓨터 또는 실행 제어 디바이스로 로딩되기만 하면 되는 실행 소프트웨어 코드일 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 전자적 판독 가능 제어 정보, 특히 소프트웨어(상기 참고)가 저장된 전자적 판독 가능 데이터 매체(예를 들어, DVD, 자기 테이프, 또는 USB 스틱)를 개시한다. 제어 정보(소프트웨어)가 데이터 매체로부터 판독되어 자기 공명 시스템의 제어 디바이스 또는 컴퓨터에 저장되면, 전술한 방법의 본 발명에 따른 모든 실시예들이 구현될 수 있다.
불완전한 T1 이완(relaxation)으로 인한 시스템 오류들은 MR 데이터 획득 시 및 따라서 B1 자기장의 판단 시에 본 발명에 의해 상당히 감소될 수 있다. 본 발명은 연속 시퀀스 또는 시퀀스 실행 사이의 완전한 T1 이완을 대기할 필요 없이 이러한 측정 오류의 감소를 가능하게 하며, 이로써 유리하게 측정 횟수가 감소될 수 있고, 그럼에도 불구하고 영상 아티팩트들이 감소될 수 있다.
본 발명은 특히, 확산 영상화(diffusion imaging) 및 B1 자기장 판단에 적합하다. 당연히, 본 발명은 STEAM 준비에 기반한 사실상 모든 방법에 사용될 수 있기 때문에 이러한 바람직한 응용 분야로 국한되지 않는다. STEAM은 "STimulated Echo Acquisition Mode"를 상징한다.
다음에는 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 사용함으로써 본 발명이 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 자기 공명 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 순서도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 시퀀스의 제1 입력 및 제2 입력에서 일어나는 다양한 자화 성분들을 도시한다.
도 4는 B1 자기장을 판단하기 위한 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1은 (자기 공명 촬영 장치 또는 핵자기 공명 단층촬영 장치의) 자기 공명 시스템(5)의 개략도를 도시한다. 이로써, 기본 필드 마그넷(1)은 테이블(23) 위에 놓여서 자기 공명 시스템(5)에서 검사되는 대상(O)의 볼륨 세그먼트(예를 들어, 검사 대상인 신체의 일부)에서의 핵스핀의 분극 또는 정렬을 위해 일시적으로 일정하고 강한 자기장을 생성한다. 핵자기 공명 측정에 요구되는 기본 자기장의 높은 균질성은 검사 대상인 신체의 부분들이 배열되는 통상의 구형(spherical) 측정 볼륨(M)에 정의된다. 균질성 요건을 지원하고, 특히 일시적으로 불변인 영향들을 제거하기 위해, 강자성 물질로 형성된 심 플레이트(shim plate)라고 알려진 것이 적절한 위치에 실장된다. 일시적 가변 영향들은 심 코일들(shim coils; 2)에 의해 제거된다.
기본 필드 마그넷(1)에는 3개의 서브 권선(sub-winding)을 포함하는 실린더형 그레이디언트 필드 시스템(3)이 사용된다. 각각의 서브 권선에는 증폭기에 의해 전류가 공급되어 직교 좌표계(Cartesian coordinate system)의 각각의 방향으로 선형의(또한 일시적으로 가변인) 그레이디언트 필드를 생성한다. 이로 인해, 그레이디언트 필드 시스템(3)의 제1 서브 권선은 x축 방향으로 그레이디언트(Gx)를 생성하고, 제2 서브 권선은 y축 방향으로 그레이디언트(Gy)를 생성하고, 제3 서브 권선은 z축 방향으로 그레이디언트(Gz)를 생성한다. 증폭기는 그레이디언트 펄스의 정시 생성(time-accurate generation)을 위한 시퀀스 컨트롤러(18)에 의해 제어되는 디지털/아날로그 컨버터를 포함한다.
무선 주파수 전력 증폭기에 의해 방사된 무선 주파수 펄스들을 검사 대상(O) 또는 검사 대상(O) 영역의 핵 스핀들의 정렬 및 핵들의 여기를 위한 교류 자기장으로 변환하거나 MR 신호를 검출하는 하나 이상의 무선 주파수 안테나(4)가 그레이디언트 자기장 시스템(3) 내에 위치한다. 각각의 무선 주파수 안테나(4)는 컴포넌트 코일의 고리형 - 이롭게도 선형 또는 그물망 형상의 - 배열의 형태로 하나 이상의 RF 송신 코일 및 하나 이상의 RF 수신 코일을 포함한다. 전술한 핵스핀들 - 즉, 하나 이상의 무선 주파수 펄스 및 하나 이상의 그레이디언트 펄스로 구성된 펄스 시퀀스에 의해 일어나는 핵스핀 에코 신호들 - 로부터 발산되는 교류 필드는 각각의 무선 주파수 안테나(4)의 RF 수신 코일에 의해, 증폭기(7)를 통해 무선 주파수 시스템(22)의 무선 주파수 수신 채널(8)로 공급되는 전압(측정 신호)으로 또한 변환된다. 나아가, 무선 주파수 시스템(22)은 무선 주파수 펄스들이 핵자기 공명의 여기를 위해 생성되는 전송 채널(9)을 더 포함한다. 따라서, 각각의 무선 주파수 펄스들은 시스템 컴퓨터(20)에 의해 사전에 정해진 펄스 시퀀스에 기반한 일련의 복소수들로서 시퀀스 컨트롤러(18)에서 디지털로 표현된다. 이러한 수 시퀀스(number sequence)는 실수부와 허수부로서 개별 입력(12)을 통해 무선 주파수 시스템(22)의 디지털/아날로그 컨버터로 공급되고, 디지털/아날로그 컨버터로부터 전송 채널(9)로 공급된다. 전송 채널(9)에서, 펄스 시퀀스들은 베이스 주파수(base frequency)가 중심 주파수에 대응하는 무선 주파수 캐리어 신호에 대해 변조된다.
송신 동작으로부터 수신 동작으로의 전환은 송수신 다이플렉서(6)를 통해 일어난다. 무선 주파수 안테나(들)(4)의 RF 송신 코일은 핵스핀의 여기 및 B1 자기장의 생성을 위한 무선 주파수 펄스(공진 및 비공진)를 측정 볼륨(M)으로 방출하고, 그로 인한 에코 신호들이 RF 수신 코일(들)을 통해 스캔된다. 대응적으로 획득된 핵자기 공명 신호들은 무선 주파수 시스템(22)의 수신 채널(8’)(제1 복조기)에서 중간 주파수(intermediate frequency)로 위상 민감 복조되고, 아날로그/디지털 컨버터(ADC)에서 디지털화된다. 이 신호는 0인 주파수로 더 복조된다. 0인 주파수로의 복조 및 실수부와 허수부로의 분리는 디지털 도메인의 제2 복조기(8)에서 발생한다. MR 영상 또는 3차원 영상 데이터 세트가 이러한 방식으로 획득된 측정 데이터로부터 영상 컴퓨터(17)에 의해 재구성된다. 측정 데이터, 영상 데이터, 및 제어 프로그램의 관리는 시스템 컴퓨터(20)를 통해 일어난다. 제어 프로그램에 대한 사양에 기반하여, 시퀀스 컨트롤러(18)는 각각의 원하는 펄스 시퀀스의 생성 및 이에 대응하는 k-스페이스의 스캐닝을 모니터링한다. 특히, 시퀀스 컨트롤러(18)는 그레이디언트의 정시 전환, 소정의 위상 진폭을 갖는 무선 주파수 펄스들의 방출, 및 핵자기 공명 신호들의 수신을 제어한다. 무선 주파수 시스템(22) 및 시퀀스 컨트롤러(18)를 위한 타임 베이스(time base)는 합성기(19)에 의해 제공된다. MR 혈관조영술(angiography) 영상을 생성하기 위한 대응하는 제어 프로그램의 선택(예를 들어, 제어 프로그램이 DVD(21)에 저장됨) 및 생성된 MR 영상의 제시는 키보드(15), 마우스(16), 및 모니터(14)를 포함하는 단말기(13)를 통해 일어난다.
B1 자기장의 판단을 위한 본 발명에 따른 시퀀스의 가장 중요한 성분들이 도 2에 도시되어 있다. 각각의 시퀀스는 준비 부분(51), 판독 부분(52), 및 탈위상 부분(53)으로 서브분할될 수 있다.
우선, 준비 부분(51)에서, 최선의 55°의 플립각을 갖는 제1 공명 RF 펄스(31)가 방출된 후, 제2 공명 RF 펄스(32)(마찬가지로 최선의 55°의 플립각을 가짐)가 방출된다. 자화는 제1 그레이디언트 모멘트를 갖는 제1 그레이디언트(41)의 적용을 통해 2개의 공명 RF 펄스(31 및 32) 사이에 탈위상된다.
제2 공명 RF 펄스(32) 후에 존재하는 자화는 다음의 자기장 성분으로 분할된다.
ㆍ 미준비된 초기 자화에 대응하는 미준비된 종방향 성분;
ㆍ 선택된 제1 그레이디언트 모멘트 또는 제1 그레이디언트(41)의 적용에 의해 탈위상됨으로써 준비된 준비된 종방향 성분; 및
ㆍ 횡단 성분들.
이들 성분 사이의 자화의 상대적 분포는 준비 부분(51)의 2개의 공명 RF 펄스(31 및 32)에 의해 생성되는 편향각들 또는 플립각들에 필수적으로 의존한다.
자화의 횡단 부분들은 강한 스포일러 그레이디언트(44)에 의해 강하게 탈위상되어 다음의 판독 부분(52)의 신호 또는 결과(MR 데이터의 판독)에 더 이상 필수적으로 기여하지 않을 수 있다.
소정의 플립각을 갖는 제3 공명 RF 펄스(33)가 MR 데이터를 판독하기 위해 개별적으로 방출된 후, 소정의 그레이디언트 모멘트가 생성되는 제2 재위상 또는 리포커싱 그레이디언트(42)가 뒤따른다. 그 다음, 추가 (판독) 그레이디언트(43)가 전환되면서 MR 데이터가 판독된다. 판독 중에, 준비된 종방향 성분의 에코(자극 에코) 및 미준비된 종방향 성분의 에코는 동일한 판독 부분(52)에서 연속적으로 리포커싱되고, 자극 에코의 제1 신호 세기(I1) 및 (자유 유도 쇠퇴의) 그레이디언트 에코의 제2 신호 세기(I2)의 형태로 검출된다.
예를 들어, 완전한 k-스페이스를 판독하기 위해 제3 공명 RF 펄스(33)의 방출 단계, 제2 그레이디언트(42)의 방출 단계, 및 전환 그레이디언트(43)가 주어진 MR 데이터의 판독 단계가 종종 반복될 수도 있다. 개별 시퀀스의 최종 판독 부분(52)이 실행된 후에만, 제4(최종) 공명 RF 펄스(34)가 (최종 판독 부분(52) 이후) 시퀀스 마지막에서 방출되는데, 여기서 제4(최종) 공명 RF 펄스(34)가 준비 부분(51)의 2개의 공명 RF 펄스(31 및 32)의 편향각보다 큰 편향각을 갖는다. 이러한 최종 RF 펄스(34)는 강한 스포일러 그레이디언트(45)가 뒤따른다. 최종 공명 RF 펄스(34)를 이용하면, 종방향 자화는 다음의 획득 또는 시퀀스에서의 측정 신호에 더 이상 기여하지 않도록 다음의 강한 스포일러 그레이디언트(45)에 의해 탈위상되는 횡단 자화로 변환된다.
도 2에 도시된 그레이디언트(41 내지 44)뿐 아니라 추가 그레이디언트들(예를 들어, 위상 코딩 그레이디언트, 슬라이스 선택 그레이디언트, 또는 추가 스포일러 그레이디언트)이 임의의 방향으로(예를 들어, 플럭스 보상(flux compensation)을 위해) 전환될 수 있다.
판독 방향의 그레이디언트(41 내지 45)가 도 2에 표시된다. 준비 부분(51)은 마치 탈위상 부분(53)과 같이 시퀀스당 한번만 실행되는 STEAM 부분로서 지정될 수도 있다. 판독 부분(52)의 반복 횟수는 특히 위상 코딩 단계들의 원하는 개수에 의해 판단된다.
소정의 자화 성분 및 이들의 탈위상이 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. Z0는 미준비된 초기 상태 또는 원래 존재하는 종방향 자기장 성분에 대응하고, Z1은 준비 부분(51)에 의해 준비된 종방향 자기장 성분에 대응한다. 그레이디언트에 의해 영향 받지 않는 종방향 자기장 성분들이 도 3에 수평으로 이동하면서 도시된다. 횡단 성분들은 도 3에서 대각으로 이동하며, 이로써 그레이디언트의 탈위상 영향이 도시된다.
제1 공명 RF 펄스(31)의 방출을 통해, 제1 그레이디언트 모멘트(41)에 의해 후속 탈위상되어 준비되는 횡단 성분이 생성된다. 횡단 성분의 소정 비율이 종방향 방향으로 플립되거나, 제2 공명 RF 펄스(32)를 갖는 종방향 성분(Z1)으로 변환된다. 종방향 성분들이 그레이디언트 모멘트에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 종방향 자화의 적어도 소정의 부분이 제3 공명 RF 펄스(33) 수단에 의해 횡단 자화로 다시 변환될 때까지 종방향 방향으로 플립된 횡단 성분의 비율은 제2 RF 펄스(32)의 방출에 의해 필수적으로 저장된다. 제1 자극 에코(SE’)가 소정의 시점에 제2 그레이디언트 모멘트(42)의 적용을 통해 생성된다. 유사하게, MR 데이터의 판독 중에 제3 그레이디언트 모멘트(43)의 적용을 통해, 한편으로 (다음으로 자극 에코(SE)로서 지정된) 제2 자극 에코는 검출되고, 다른 한편으로 신호 세기(I1 및 I2)의 형태의 자유 유도 쇠퇴(FE) 에코가 검출된다.
제1 시퀀스(61)의 탈위상 부분(53)에서, 제4 공명 RF 펄스(34)의 방출 및 (도 3에 도시되지 않은) 스포일러 그레이디언트의 후속 적용을 통해 시퀀스로부터 남은 준비된 종방향 자화(Z1)는 후속 시퀀스(62)에서 측정 값들의 저하를 방지(또는 적어도 감소)시키기 위해 탈위상되어 감소된다.
본 발명에 따르면, 제2 시퀀스(62)가 제1 시퀀스(61) 직후에 시간적으로 도입되면, 제1 시퀀스(61)에 의해 제공된 종방향 성분(여기서 종방향 성분은 제1 시퀀스(61)의 탈위상 부분(53)에 의해 파괴될 수 없음)은 아직 쇠퇴되지 않는데, 제2 시퀀스(62)의 시작부에 이미 존재하는 준비된 종방향 성분(Z1)의 형태로 도 3에 도시된다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 탈위상 부분(53)의 목적은 다음 시퀀스(62)의 시작부에서 준비된 종방향 성분(Z1)을 미준비된 종방향 성분(Z0)에 비해 가능하면 작게 유지하는 것이다.
B1 자기장을 판단하기 위한 본 발명에 따른 방법의 흐름도가 도 4에 제시된다.
소정 또는 임의의 시퀀스 중에, 제1 단계(S1)에서는 제1 공명 RF 펄스(31)가 방출되는데, 그 후 제1 탈위상 그레이디언트(41)가 제2 공명 RF 펄스(32)가 제3 단계(S3)에서 뒤따르는 제2 단계(S2)에서 적용된다. 횡단 자화를 파괴하기 위해, 제4 단계(S4)에서, 스포일러 그레이디언트(44)가 적용된다. 단계들(S1 내지 S4)은 시퀀스(61 및 62)의 준비 부분(51)에 속한다.
시퀀스(61 및 62)의 판독 부분(52)는 제3 공명 RF 펄스(33)의 방출 단계(S5)에서 시작된다. 단계(S6)에서, 제2 그레이디언트(42)가 제1 그레이디언트(41)와 동일한 극성으로 후속 적용된다. MR 데이터의 판독 중에, 단계(S7)에서, 제2 그레이디언트(42)의 극성과 반대인 극성을 갖는 제3 그레이디언트(43)가 적용된다. MR 데이터의 판독 시에, 제1 신호 세기(I1) 및 제2 신호 세기(I2)가 판단된다. 단계들(S5 내지 S7)은 예를 들어, k-스페이스가 전부 판독될 때까지 임의로 반복된다.
k-스페이스 전체가 등록되었으면, 획득된 MR 데이터를 사용하여 제1 세기(I1) 및 제2 세기(I2)는 볼륨 세그먼트 내의 임의의 지점들에 대해 판독될 수 있다. 전술된 수식 1 및 수식 2를 사용하여, 이러한 위치를 위한 B1 진폭은 미리정해진 볼륨 세그먼트의 임의의 위치에 대해 계산된 신호 세기들(I1 및 I2)로부터 계산될 수 있다.
다음 시퀀스(62)의 측정 값들 또는 신호 세기들(I1 및 I2)을 저하시키지 않기 위해, 본 발명에 따른 방법이 (단계(S1)에서) 새로운 시퀀스(62)로 계속되기 전에 현재 시퀀스(61)의 마지막에서 제4 공명 RF 펄스(34)는 단계(S8)에 적용되고 추가 스포일러 그레이디언트(45)가 단계(S9)에 적용된다.

Claims (15)

  1. 자기 공명 시스템(5)을 이용하여 볼륨 세그먼트 내에서 MR 데이터를 획득하기 위한 방법으로서 - 상기 방법은 시퀀스(61; 62)를 이용하여 상기 MR 데이터를 반복적으로 획득함 -, 상기 시퀀스는,
    제1 공명 RF 펄스(31)를 방출하는 단계;
    제2 공명 RF 펄스(32)를 방출하는 단계;
    상기 제1 공명 RF 펄스(31) 후에 그리고 상기 제2 공명 RF 펄스(32) 전에 적용된 탈위상 제1 그레이디언트(41)를 적용하는 단계;
    상기 제2 공명 RF 펄스(32) 후에 제3 공명 RF 펄스(33)를 방출하는 단계;
    상기 제1 그레이디언트(41)에 의해 준비된 자화 성분의 자극 에코(SE)를 리포커싱하기 위해 상기 제3 RF 펄스(33) 후에 제2 그레이디언트(42)를 적용하는 단계;
    MR 데이터를 판독하는 단계; 및
    상기 MR 데이터의 판독 후에 제4 공명 RF 펄스(34)를 방출하여 종방향 자화를 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 볼륨 세그먼트는 슬라이스를 포함하고, 슬라이스 선택 그레이디언트가 상기 제1 공명 RF 펄스(31) 동안, 상기 제2 공명 RF 펄스(32) 동안, 상기 제3 공명 RF 펄스(33) 동안, 및 상기 제4 공명 RF 펄스(34) 동안 개별적으로 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 전체 3차원 볼륨 세그먼트는 상기 제1 공명 RF 펄스(31), 상기 제2 공명 RF 펄스(32), 상기 제3 공명 RF 펄스(33), 및 상기 제4 공명 RF 펄스(34)를 이용하여 개별적으로 여기되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 공명 RF 펄스(32) 후에 그리고 상기 제3 공명 RF 펄스(33) 전에, 상기 자화의 횡단 부분들을 탈위상하기 위해 스포일러 그레이디언트(43)가 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 공명 RF 펄스 후에, 상기 자화의 횡단 부분들을 탈위상하기 위해 추가 스포일러 그레이디언트(45)가 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 공명 RF 펄스(33)를 방출하는 단계, 상기 제2 그레이디언트(42)를 적용하는 단계, 및 상기 판독하는 단계는 상기 제4 공명 RF 펄스(34)의 방출 전에 여러 차례 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 자기 공명 시스템(5)을 이용하여 볼륨 세그먼트 내에서 B1 자기장을 판단하기 위한 방법으로서,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법이 상기 자극 에코(SE)의 제1 신호 세기(I1) 및 자유 유도 쇠퇴 에코(FE)의 제2 신호 세기(I2)를 판단하기 위해 사용되고,
    상기 자극 에코(SE)와 상기 자유 유도 쇠퇴 에코(FE) 양자 모두를 리포커싱하기 위해 상기 제2 그레이디언트(42)의 극성과 상이한 극성을 갖는 제3 그레이디언트(43)가 상기 제2 그레이디언트 후에 적용되고,
    상기 자극 에코(SE)의 제1 신호 세기(I1) 및 상기 자유 유도 쇠퇴 에코(FE)의 제2 신호 세기(I2)는 상기 MR 데이터의 판독 시에 판단되고,
    상기 B1 자기장의 진폭은 상기 제1 신호 세기(I1) 및 상기 제2 신호 세기(I2)에 따라 판단되는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 공명 RF 펄스(31) 및 상기 제2 공명 RF 펄스(32)는 각각 동일한 플립각을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 플립각은 45° 내지 65°의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 공명 RF 펄스(34)의 플립각은 90°인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 공명 RF 펄스(34)의 플립각은 상기 제1 공명 RF 펄스(31)의 플립각 또는 상기 제2 공명 RF 펄스(32)의 플립각에 대응하거나, 상기 제4 공명 RF 펄스(34)의 플립각은 상기 제1 공명 RF 펄스(31)의 플립각보다 크거나 상기 제2 공명 RF 펄스(32)의 플립각으로서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 볼륨 세그먼트 내에서 MR 데이터를 획득하기 위한 자기 공명 시스템으로서,
    상기 자기 공명 시스템(5)은
    기본 필드 마그넷(1);
    그레이디언트 필드 시스템(3);
    적어도 하나의 RF 안테나(4);
    적어도 하나의 수신 코일 소자; 및
    상기 그레이디언트 필드 시스템(3) 및 상기 적어도 하나의 RF 안테나(4)를 제어하고 상기 적어도 하나의 RF 안테나에 의해 검출된 측정 신호들을 수신하고, 상기 측정 신호들을 평가하고 상기 MR 데이터를 생성하기 위한 제어 디바이스(10)를 포함하고,
    상기 자기 공명 시스템(5)은
    상기 적어도 하나의 RF 안테나(4)를 이용하여 제1 공명 RF 펄스(31)를 방출하는 단계;
    상기 적어도 하나의 RF 안테나(4)를 이용하여 제2 공명 RF 펄스(32)를 방출하는 단계;
    상기 제1 공명 RF 펄스(31) 후에 그리고 상기 제2 공명 RF 펄스(32) 전에 상기 그레이디언트 필드 시스템(3)을 이용하여 탈위상 제1 그레이디언트(41)를 적용하는 단계;
    상기 제2 공명 RF 펄스(32) 후에 상기 적어도 하나의 RF 안테나(4)를 이용하여 제3 공명 RF 펄스(33)를 방출하는 단계;
    상기 제1 그레이디언트(41)에 의해 준비된 자화 성분의 자극 에코를 리포커싱하기 위해 상기 그레이디언트 피드 시스템(3)을 이용하여 상기 제3 RF 펄스(33) 후에 제2 그레이디언트(42)를 적용하는 단계;
    MR 데이터를 판독하는 단계; 및
    상기 MR 데이터의 판독 후에 상기 적어도 하나의 RF 안테나(4)를 이용하여 제4 공명 RF 펄스(34)를 방출하는 단계
    를 각각의 시퀀스(61; 62)에 대해 수행하기 위해 상기 MR 데이터가 획득되는데 사용되는 시퀀스(61; 62)를 반복적으로 구현하기 위해 설계되는 자기 공명 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 자기 공명 시스템(5)은 상기 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 자기 공명 시스템.
  14. 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 프로그램이 자기 공명 시스템(5)의 프로그래머블 제어 디바이스(10)에서 실행되는 경우, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법의 모든 단계를 실행하기 위한 프로그램 수단을 이용하여 상기 자기 공명 시스템(5)의 상기 제어 디바이스(10)의 메모리로 직접 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품.
  15. 전자 판독가능 제어 정보가 저장된 전자 판독가능 데이터 매체로서,
    상기 제어 정보는 자기 공명 시스템(5)의 제어 디바이스(10)에서 상기 데이터 매체(21)가 사용될 시 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 설계되는 전자 판독가능 데이터 매체.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013201670B3 (de) * 2013-02-01 2014-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Erfassen von MR-Daten und zur Bestimmung eines B1-Magnetfelds sowie entsprechend ausgestaltete Magnetresonanzanlage
WO2016124397A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-11 Koninklijke Philips N.V. Mr imaging with b1 mapping
CN107592912B (zh) * 2015-05-13 2020-12-01 皇家飞利浦有限公司 利用rf线圈灵敏度映射的并行mr成像
EP3901647A1 (en) * 2020-04-23 2021-10-27 Koninklijke Philips N.V. Mr imaging with t1 compensated b1 mapping
DE102020212281B4 (de) 2020-09-29 2022-05-12 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur zeitsparenden Erzeugung einer B0-Karte basierend auf einer Doppelecho-Sequenz mit stimulierten Echos und Magnetresonanzvorrichtung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0507391B1 (en) * 1991-04-02 1998-06-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance imaging method and device for monitoring motion of a part of an object based on stimulated echoes.
JP3384944B2 (ja) 1996-07-11 2003-03-10 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 Ｍｒｉ装置
US6078176A (en) 1996-11-08 2000-06-20 General Electric Company Fast spin echo pulse sequence for diffusion weighted imaging
US7078897B2 (en) * 2002-01-16 2006-07-18 Washington University Magnetic resonance method and system for quantification of anisotropic diffusion
US6836114B2 (en) 2002-03-15 2004-12-28 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Pulse imaging sequences and methods for T1p-weighted MRI
AT412253B (de) 2002-07-26 2004-12-27 Ropele Stefan Dipl Ing Dr Verfahren und einrichtung zur messung der makromolekularen protonendichte
DE10354941B4 (de) 2002-12-02 2010-05-12 Siemens Ag Bestimmung der B1-Feldstärke bei MR-Messungen
CN100580476C (zh) * 2007-11-27 2010-01-13 华东师范大学 一种快速自旋回波脉冲序列的校正方法及其应用
US8198891B2 (en) 2009-06-15 2012-06-12 General Electric Company System, method, and apparatus for magnetic resonance RF-field measurement
EP2508910B1 (en) * 2011-03-22 2020-08-19 Toshiba Medical Systems Corporation Magnetic resonance imaging system and process
US20140070805A1 (en) 2011-04-11 2014-03-13 Koninklijke Philips N.V. Mr imaging with b1 mapping
US9709644B2 (en) 2011-04-21 2017-07-18 The University Of Washington Black blood MRI using a stimulated echo pulse sequence with flow sensitization gradients
EP2615470A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. MR imaging with B1 mapping
DE102012204434B3 (de) * 2012-03-20 2013-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Mehrschicht-MRI-Anregung mit simultaner Refokussierung aller angeregten Schichten
DE102013201670B3 (de) * 2013-02-01 2014-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Erfassen von MR-Daten und zur Bestimmung eines B1-Magnetfelds sowie entsprechend ausgestaltete Magnetresonanzanlage
JP2016533838A (ja) * 2013-09-10 2016-11-04 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 金属耐性ｍｒイメージング

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