KR101605778B1 - 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스의 결정 - Google Patents

Abstract

자기 공명 시스템 활성화 시퀀스의 결정
자기 공명 시스템(1)에 의해 송신될 적어도 하나의 고-주파수 펄스 시퀀스(MP)를 포함하는 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)의 결정을 위한 방법 및 제어 시퀀스 결정 설비(22)가 설명된다. 이러한 상황에서, 현행 B₀ 맵(ΔB₀) 그리고 선택적으로 타겟 자화(m)가 획득된다. 부가하여, k-공간 궤도 타입(kTT)이 결정된다.
그런 다음에, 상기 현행 B₀ 맵(ΔB₀)에 기초하여, 그리고 선택적으로 상기 타겟 자화(m)에 기초하여, 분석적 함수에 의하여, k-공간 내에서 에러 밀도(B_{0, err}(k))가 계산된다. 이러한 분석적 함수는 상기 현행 B₀ 맵(ΔB₀)의 함수로서 그리고 선택적으로 상기 타겟 자화(m)의 함수로서 k-공간 내 에러 밀도(B_{0, err}(k))를 정의한다. 상기 k-공간 내 에러 밀도(B_{0, err}(k))를 고려하여, 특정된 k-공간 궤도 타입(kTT)의 k-공간 궤도(k(t))가 결정된다. 최종적으로, HF 펄스 최적화 프로세스에서 상기 k-공간 궤도(k(t))에 대한 상기 고-주파수 펄스 시퀀스(MP)의 결정이 수행된다. 이에 부가하여, 자기 공명 시스템(1)의 동작을 위한 방법, 그리고 이러한 제어 시퀀스 결정 설비(22)를 갖는 자기 공명 시스템(1)이 설명된다.

Description

자기 공명 시스템 활성화 시퀀스의 결정{DETERMINATION OF A MAGNETIC RESONANCE SYSTEM ACTIVATION SEQUENCE}

본 발명은 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(magnetic resonance system activation sequence)의 결정을 위한 방법 및 제어 시퀀스 결정 디바이스(control sequence determination device)에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 이러한 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스를 사용하는 자기 공명 시스템의 동작을 위한 방법, 그리고 고-주파수 송신기 디바이스, 구배 시스템 및 제어 디바이스를 갖는 자기 공명 시스템에 관한 것이고, 상기 자기 공명 시스템은, 미리결정된 활성화 시퀀스에 기초하여 원하는 측정을 수행하기 위하여 고-주파수 펄스 시퀀스(high-frequency pulse sequence)를 방출하고, 그리고 이와 공동 동작되어 구배 펄스 시퀀스를 구배 시스템을 통해 방출하도록 설계된다.

자기 공명 단층촬영 시스템(요컨대, "자기 공명 시스템")에서, 메인 필드 자기 시스템(main field magnetic system)의 도움으로, 검사될 신체가 비교적 높은 메인 자기장(B₀ 필드로서 지칭됨), 예컨대 3 또는 7 테슬라(Tesla)에 종속되는 것은 통상적이다. 부가하여, 구배 시스템의 도움으로 자기장 구배가 적용된다. 고-주파수 송신기 시스템에 의하여, 고-주파수 여기 신호들(HF 신호들)이 그런 다음에 적절한 안테나 디바이스(antenna device)들에 의하여 방출되고, 이는, 이러한 고-주파수 필드에 의한 공명에 대해 여기되는 특정 원자들 또는 분자들의 핵 스핀(nuclear spin)들이 메인 자기장의 자기장선들에 관하여 정의된 플립 각도(flip angle)만큼 기울어지는 것이다. 이러한 고-주파수 여기, 그리고 각각, 결과 플립 각도 분포는 이후에 핵 자화 또는 간단히 "자화"로서 또한 표기된다. 핵 스핀의 이완(relaxation)에 의해, 자기 공명 신호들로서 지칭되는 고-주파수 신호들은 방사되고, 상기 고-주파수 신호들은 적절한 수신 안테나에 의하여 수신되고 그리고 그런 다음에 추가의 프로세싱을 겪는다. 이러한 방식으로 획득되는 원시 데이터(raw data)로부터, 원하는 이미지 데이터가 최종적으로 재구성될 수 있다. 대부분의 경우들에서, 핵 스핀 자화를 위한 고-주파수 신호들(B₁-필드로서 지칭됨)의 송신은 측정 구역(환자 터널) 주변에 있는 디바이스 내에 영구적으로 배열된 "전신 코일(whole body coil)"로서 지칭되는 것에 의하여 이루어진다. 대부분의 경우들에서, 자기 공명 신호들의 수신은 로컬 코일(local coil)들로서 지칭되는 것의 도움으로 이루어지고, 상기 로컬 코일들은 환자의 신체 상에 더욱 빽빽하게 위치된다. 그러나, 원리적으로, 자기 공명 신호들의 수신은 전신 코일에 의해 또한 수행될 수 있거나, 그리고/또는 HF 신호들의 송신은 로컬 코일들에 의해 또한 수행될 수 있다.
특정 측정을 위해, 송신될 고-주파수 펄스 시퀀스를 갖는 활성화 시퀀스, 그리고 이와 공동 동작되어, 스위칭(switch)될 구배 펄스 시퀀스(층 선택 방향, 위상 코딩 방향, 그리고 판독 방향으로, 종종 x-방향, y-방향, 그리고 z-방향으로, 적절한 구배 펄스들을 가짐), 그리고 추가의 제어 사양들이 측정 프로토콜(measurement protocol)로서 지칭되는 것으로 정의된다. 이러한 측정 프로토콜은 사전에 설정될 수 있고 그리고 특정 측정을 위해 예컨대 메모리로부터 호출될 수 있고 그리고 적절하다면 오퍼레이터(operator)에 의해 현장에서 변경될 수 있다. 그런 다음에, 측정 동안, 자기 공명 시스템의 제어는 이러한 활성화 시퀀스에 기초하여 완전히 자동으로 수행될 수 있고, 여기서 자기 공명 시스템의 제어 디바이스는 측정 프로토콜로부터 커맨드(command)들을 판독하고 그리고 상기 커맨드들을 프로세싱한다.
활성화 시퀀스의 생성을 위해, 대부분의 경우들에서, 최적화 프로세스에서, 개별 HF 펄스 시퀀스들, 즉 HF 궤도들이 고정된 "k-공간 궤도"의 함수로서 시간에 따라 개별 송신 채널들에 대해 결정되고, 상기 고정된 "k-공간 궤도"는 오퍼레이터에 의해 개별적으로 또는 측정 프로토콜에 의해 보통 특정된다. "송신 k-공간 궤도"(이후에는, 짧게, "궤도"로서만 지칭됨)는 특정 시간들에서 개별 구배들의 조절에 의해 이동되는 k-공간 내 위치들에 관한 것이다. k-공간은 공간 주파수 공간이고, 그리고 k-공간 내 궤도는, 구배 펄스들의 적절한 스위칭에 의해, HF 펄스가 송신될 때, 상기 루트에 의해, k-공간이 일시적으로 런쓰루(run through)될 것임을 설명한다. k-공간 궤도를 조절함으로써, 상기 공간 주파수들에서, 특정 HF 에너지량들이 놓일 것임이 이러한 방식으로 결정될 수 있다.
이러한 상황에서 활성화 시퀀스들의 생성을 위해, 최적화 프로세스에서, 각각의 경우에, 특정 안테나 엘리먼트에 대해 공간 B₁ 필드 분포를 표시하는 현재 측정된 B₁-맵들, 그리고 오프-공명(off-resonance)들을 공간적으로 해결(resolving)하거나, 또는 실제로 원해지는 균일 B₀ 필드(즉, 라머 주파수 ― 상기 라머 주파수를 위한 노력이 실제로 이루어지고 있음 ―)로부터 B₀ 필드의 편차(deviation)를 표현하는 B₀ 맵이 부가하여 고려될 수 있다. 부가하여, HF 펄스 시퀀스의 플래닝(planning)을 위해, 사용자는 원하는 플립 각도 분포와 같은 타겟 자화를 종종 특정한다. 적절한 HF 펄스 최적화-프로그램에 의해, 적절한 HF 펄스 시퀀스가 계산되어, 타겟 자화가 획득된다. 많은 경우들에서, 이는, FoV(Field of View)에서 ― 검사되어야 함이 원해짐 ―, 또는 각각, FoE(Field of Excitation)에서 ― 여기되어야 함이 원해짐 ― 가장 균일한 가능한 자화에 관련된다.
더욱 최신의 방법들에 의해, 예컨대 이-차원의 상당히 특정한 영역들이 층 내에서 여기되는 것이 이제 가능하게 되었다, 즉 비-균일 타겟 자화를 위한 노력이 정교하게 이루어진다.
지금까지 설명된 방식으로 이-차원 고-주파수 펄스 시퀀스("2DRF-Pulse"로서 지칭됨)를 결정하는 하나의 가능성이 K.Setsompop 등에 의한 논문 "Magnitude Least Square Optimization for Parallel Radio Frequency Excitation Design Demonstrated at 7 Tesla With Eight Channels"(Magn.Reson.Med. 59: 908 내지 915, 2008년)에서 설명된다. 이러한 상황에서, 공간 코일 프로파일(spatial coil profile)들, 그리고 멀티-채널 고-주파수 펄스 시퀀스들 ― 상기 시퀀스들 안에, 제공된 B₀ 맵 및 B₁ 맵과 그리고 사용된 k-공간 궤도에 관한 정보가 또한 넣어짐 ― 로부터 횡단 타겟 자화가 선형 행렬 방정식 시스템으로 표현된다. 그런 다음에, 적절한 고-주파수 펄스 시퀀스를 획득하기 위하여, 이러한 방정식 시스템은 특정한 미리결정된 타겟 자화를 위해 수학적으로 해결된다.
그러나 보통 사용되는 궤도들 ― 단순한 층-선택적 여기를 위해 사용되는 일정한 구배들을 가짐 ― 에 관하여, 선택적 여기를 위한 이러한 일-차원, 이-차원, 또는 다-차원 k-공간 궤도들은 사실상 더 큰 복잡성을 나타낸다. 이러한 더 큰 복잡성으로 인해, 이미지들 내에 인공물 형성의 증가된 위험이 또한 존재하는데, 그 이유는 예컨대 단순히, 이러한 펄스들이 사실상 더 길 수 있기 때문이다. 그러므로, 특정 자극들(HF 펄스 시퀀스와 공동으로)을 고려하여, 이러한 타입의 복잡한 k-공간 궤도들은 최적화 프로세스의 프레임워크 내에서 자동으로 우선적으로 결정되어야 한다.

본 발명의 하나의 목적은 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스의 결정을 위한 방법 및 대응하는 제어 시퀀스 결정 디바이스를 제공하는 것이고, 상기 대응하는 제어 시퀀스 결정 디바이스는 특히, 최적화된 k-공간 궤도들의 매우 신속한 계산들 ― 상기 계산들은 가능한 한 견고함 ― 을 수행할 수 있다.
이러한 목적은 한편으로 청구항 제1항에 따른 방법에 의해, 그리고 다른 한편으로 청구항 제10항에 따른 제어 시퀀스 결정 디바이스에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법에 의해, 제1 예시에서, 지금까지 설명된 바와 같은 현행 B₀ 맵이 결정된다. 선택적으로, 원하는 타겟 자화가 결정될 수 있다. 그런 다음에, 예컨대 측정 프로토콜 또는 사용자 인터페이스 ― 상기 사용자 인터페이스 안으로, 오퍼레이터가 k-공간 궤도 타입을 입력함 ― 로부터의 채택에 의해, k-공간 궤도 타입이 결정된다. 이러한 k-공간 궤도 타입에 의해, k-공간 궤도의 타입이 표시될 것이다, 예컨대 k-공간 궤도의 타입이 스파이럴 궤도에 관련되는지, 동심원으로 회전되는 스포크(spoke)들을 갖는 방사상 궤도들로서 지칭되는 것에 관련되는지, EPI 시퀀스(EPI = Echo Planar Imaging)에 대한 일직선(직선) 궤도 등이 표시될 것이다. 제1 예시에서, k-공간 궤도의 타입은 기본 타입만을 표시한다. 다음 차례로, 본 발명에 따라, k-공간 내 에러 밀도의 계산이 현행 B₀ 맵에 기초하여 그리고 선택적으로 타겟 자화에 기초하여 분석 함수 또는 에러 메트릭(error metric)에 의하여 이루어진다. 이러한 분석 함수는, 현행 B₀ 맵에 기초하여 그리고 선택적으로 타겟 자화에 기초하여 k-공간 내 에러 밀도를 정의한다. 이러한 상황에서, 용어 "에러 메트릭"은, k-공간 에러 밀도와, B₀ 맵 또는 각각 타겟 자화 사이의 수량적 함수적 관계를 의미하는 것으로 이해된다. 다시 말해, 이러한 에러 메트릭은 B₀ 맵 또는 각각 타겟 자화와 추구되고 있는 k-공간 에러 밀도 사이의 주어진 분석적 연결을 포함한다.
그런 다음에, 이러한 에러 밀도를 고려하여, 예컨대 분석적 계산에 의해, 특정된 k-공간 궤도 타입의 k-공간 궤도가 결정되는 것이 가능하다. 이러한 상황에서, 우선적으로, k-공간 궤도는 예컨대, k-공간 내 에러가 특히 표명되는 가능한 영역들("에러 핫-스폿들"로서 지칭되는 것) 내 궤도 밀도가 가능한 한 낮도록, 즉 예컨대 최강 B₀-비균일 효과들을 갖는 k-공간 내 위치들이 방지되도록 계산될 수 있다. 이러한 상황에서, 아래에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, k-공간 궤도의 결정은, 제1 예시에서, k-공간 궤도 밀도가 에러 밀도에 기초하여 계산되고 그리고 그런 다음에 이에 기초하여 궤도의 결정이 정의되도록 수행될 수 있다. 이러한 상황에서, 용어 "k-공간 궤도 밀도"는, k-공간 내에서 얼마나 빽빽이 상이한 궤도 횡단들이 나란히 놓이는지를 의미하는 것으로 이해될 것이다; 예컨대, EPI 궤도에 의해, 얼마나 빽빽이 함께 두 개의 인접한 평행선들이 서로에 대해 놓이는지, 또는 스파이럴 궤도에 의해, 얼마나 빽빽이 궤도가 하나의 스파이럴을 지나서 다음 차례의 스파이럴로 이어지는지, 또는 방사상 궤도에 의해, 얼마나 좁게 두 개의 스포크(spoke)들 사이에 각도가 있는지를 의미하는 것으로 이해될 것이다.
다음 차례로, 예컨대 다시, 특정된 타겟 자화, 특정된 B₁ 맵들 등에 기초하여, HF 펄스 최적화 프로세스에서 k-공간 궤도에 대해 고-주파수 펄스 시퀀스의 결정이 수행된다. 고-주파수 펄스 시퀀스의 이러한 결정은 종래의 방법들에 의해서와 같이 수행될 수 있고, 상기 종래의 방법들에 의해, 예를 들어 고른 궤도 밀도 분포를 갖는 k-공간 궤도는 시작시 바로 확실하게 특정된다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 결정적 지점은, 제1 예시에서 에러 밀도가 계산된다는 것과 그에 따라 결정적 메트릭이 제공된다는 것으로 구성되고, 상기 결정적 메트릭에 기초하여, k-공간 궤도가 그런 다음에 계산될 수 있거나 또는 결정될 수 있다. 이는, 그러므로, 이러한 에러 밀도의 지식 없이, 예컨대 단순히 반복적인 프로세스로, 최적화된 k-공간 궤도를 결정하려는 시도가 이루어져서는 안됨을 의미하고, 여기서 위험은 상기 반복적 프로세스 동안 로컬 최소치로 되는 것과 그리고 그에 따라 차선 궤도를 획득한다는 것에 관한 것이다. 대신에, 입력 데이터에 기초하여, 실제로 존재하는 에러 밀도가 먼저 결정되어, 그런 다음에, k-공간 내에서, 에러가 특히 큰 위치들 전부에서, 샘플링이 덜 종종 수행되고, 즉 샘플링 지점들의 밀도가 더 작게 선택되고, 반면에 대조적으로 에러가 낮은 다른 위치들에서, 더 높은 샘플링 밀도가 이루어지도록, k-공간 궤도가 도시될 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 방법은 계산시 특히 신속하고 그리고 특히 견고하다. 결과로, 이는, 또한 대체로, 속도 장점 그리고 전체로서 측정의 더 우수한 이미지 품질을 유도한다.
본 발명에 따른 제어 시퀀스 결정 디바이스는, 한편으로, 특정된 k-공간 궤도 타입의 획득을 위해, 그리고 적절히, 특정된 타겟 자화의 획득을 위해, 현행 B₀ 맵의 결정을 위한 입력 인터페이스 어레인지먼트(input interface arrangement)를 포함한다. 이러한 인터페이스 어레인지먼트는, 각각의 경우에 관련된 데이터를 획득하는 여러 상이한 인터페이스들로 구성될 수 있거나, 또는 여러 데이터 타입들에 대하여 취할 수 있는 하나의 결합된 인터페이스로 또한 구성될 수 있다. 또한, 이러한 상황에서, 용어 "데이터의 획득"은 자기 공명 시스템의 다른 컴포넌트들, 예컨대 사용자 인터페이스 또는 데이터뱅크를 갖는 메모리 저장 유닛 등으로부터의 데이터의 인수, 또는 자기 공명 시스템의 재구성 디바이스 또는 측정 디바이스로부터의 데이터의 인수를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 입력 인터페이스 어레인지먼트는 예컨대, k-공간 궤도 타입 및 타겟 자화의 수동 입력을 위한 사용자 인터페이스일 수 있고, 그리고 특히 또한 그래픽 사용자 인터페이스(graphic user interface)일 수 있다. 그러나, 이러한 상황에서, 입력 인터페이스 어레인지먼트는 또한, 제어 시퀀스 결정 디바이스 내부에 배열된 데이터 메모리 저장소로부터 데이터를 선택하고 그리고 인수하기 위한 인터페이스일 수 있거나, 또는 상기 입력 인터페이스 어레인지먼트에 연결된 네트워크를 통해, 적절하다면 또한 사용자 인터페이스를 사용하는 인터페이스일 수 있다.
또한, 제어 시퀀스 결정 디바이스는, 현행 B₀ 맵에 기초하여 그리고 선택적으로 타겟 자화에 기초하여, 이미 지칭된 분석적 함수에 의하여, k-공간 내 에러 밀도를 계산하기 위한 에러 밀도 계산 유닛, 그리고 이러한 k-공간 내 에러 밀도를 고려하여, 특정된 k-공간 구배 타입의 k-공간 궤도의 결정을 위한 궤도 결정 유닛을 요구한다. 최종적으로, k-공간 궤도에 대해 고-주파수 펄스 시퀀스의 결정을 위한 HF 펄스 최적화 유닛이 요구된다. 이에 부가하여, 자기 공명 단층촬영 시스템의 다른 제어 유닛들에 제어 시퀀스를 전달하기 위하여, 제어 시퀀스 결정 디바이스는 적절한 제어 시퀀스 출력 인터페이스를 나타내야 한다. 예컨대, 제어 시퀀스 출력 인터페이스는 자기 공명 제어 유닛에 제어 시퀀스를 전달하여, 이로써 측정을 직접 제어하는 인터페이스일 수 있지만, 상기 제어 시퀀스 출력 인터페이스는 또한, 네트워크를 통해 데이터를 송신하거나 그리고/또는 추후의 사용을 위해 상기 데이터를 메모리 내에 놓는 인터페이스일 수 있다.
자기 공명 시스템의 동작을 위한 본 발명에 따른 방법에 의해, 지금까지 설명된 방법에 따라, 활성화 시퀀스가 결정되고 그리고 그런 다음에 이러한 활성화 시퀀스를 사용하는 자기 공명 시스템이 동작된다. 따라서, 지금까지 설명된 타입의, 본 발명에 따른 자기 공명 시스템은 지금까지 설명된 타입의 제어 시퀀스 결정 디바이스를 나타낸다.
제어 시퀀스 결정 디바이스의 상당한 부분들이 소프트웨어 컴포넌트(software component)들의 형태로 제공될 수 있다. 이는, 특히 에러 밀도 계산 유닛, 궤도 결정 유닛, 그리고 HF-펄스 최적화 유닛에 관한 것이다. 마찬가지로, 지칭된 인터페이스들은 적어도 부분적으로, 소프트웨어의 형태로 제공될 수 있고, 그리고 필요하다면, 이용가능한 컴퓨터의 하드웨어 인터페이스(hardware interface)들에 의지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램은, 상기 프로그램이 제어 시퀀스 결정 디바이스 내에서 실행될 때, 본 발명에 따른 방법의 단계들 전부를 수행하기 위하여, 프로그램 코드 섹션(program code section)들과 함께, 제어 시퀀스 결정 디바이스의 메모리 안에 직접 로딩될 수 있다. 이러한 소프트웨어-타입 구현은, 본 발명에 따른 방식으로, 최적화된 제어 시퀀스들을 신속하고 견고하게 결정하기 위하여, 제어 시퀀스들의 결정을 위해 사용되는 이전 디바이스들(예컨대, 자기 공명 시스템 제조업자들의 컴퓨터 센터들 내의 적절한 컴퓨터들과 같은)이 적절한 방식으로 프로그램의 구현에 의해 수정될 수 있다는 장점을 갖는다.
종속항들과 아래의 설명은 본 발명의 특히 유리한 추가의 실시예들 및 어레인지먼트들을 포함하고, 여기서 특히, 하나의 카테고리(category)의 청구항들은 또한, 유추에 의해, 다른 청구항들 카테고리의 종속항들에 추가로 적용될 수 있다.
원리적으로, B₀ 맵에만 기초하여 에러 밀도가 계산되는 것이 가능하여, 주파수 편차들의 에러 밀도, 즉 B₀ 필드의 비균일성에 의해 유발된 오프-공명들이 고려될 수 있다. 그런 다음에, 발견된 k-공간 궤도에 의해, 일반적으로, 적절한 고-주파수 펄스 시퀀스의 결정의 목적을 위해서만 타겟 자화가 서빙되어, 타겟 자화가 이루어진다. 그러나, 상기 방법의 변형에서, 에러 밀도 그리고 B₀ 맵의 계산시, 추가의 컴포넌트로서 타겟 자화가 또한 고려될 수 있다.
우선적으로, 현행 B₀ 맵에 기초하여, 예컨대 k-공간 궤도의 대략 계산된 길이를 고려하여, 위상 에러 맵이 결정될 수 있다. 이러한 위상 에러 맵은, 오프-공명들에 기초하여 k-공간 내 가능한 에러 핫-스폿들을 표시하는 오프-공명 에러 메트릭의 가능성이다. 그런 다음에, 이러한 위상 에러 맵에 기초하여, 에러 밀도가 계산될 수 있다.
전통적으로, 고-주파수 펄스들은 단 한 개의 송신 채널을 경유해 송신되고, 그리고 그런 다음에 적절한 방식으로 전신 코일 안에 공급된다. 이러한 상황에서, 예컨대, 고-주파수 신호가 분리되는 것이 가능하고, 그리고 서로에 대해 90°만큼 대응하게 공간적으로 오프셋된 부분 신호들 ― 진폭 및 위상 변위를 가짐 ― 이 버드케이지 안테나의 형태로 셋업된 전신 코일 안에 공급되는 것이 가능하여, 원형(위상만) 또는 타원형(진폭 및 위상) 분극된 B₁ 필드가 그런 다음에 송신되고, 상기 B₁ 필드는 최적 경우에 균일하다.
더욱 최신의 자기 공명 시스템들에 의해, 개별 송신 채널들, 예컨대 케이지 안테나의 개별 로드(rod)들이 이미지 재생에 적응된 개별 HF 신호들에 의해 점유되는 것이 이제 가능하게 된다. 이를 수행하기 위하여, 상이한 독립적인 고-주파수 송신 채널들을 통해 동시에 송신될 수 있는 여러 개별 고-주파수 펄스 시퀀스들로 구성되는 멀티-채널 펄스 시퀀스가 송신된다. "pTX 펄스"로서 또한 표기되는 개별 펄스들의 동시 송신으로 인해, 이러한 멀티-채널 펄스 시퀀스는 여기, 리포커싱, 및/또는 인버전(inversion) 펄스로서 사용될 수 있다. 동시 여기 방법들에서 이러한 멀티-채널 펄스 시퀀스들의 개발을 위한 방법은 예컨대 W.Grissom 등: "Spatial Domain Method for the Design of RF Pulses in Multicoil Parallel Excitation"(Mag.Res.Med. 56, 620-629, 2006년)에서 설명된다.
본 발명에 따른 방법이 이러한 pTX 방법들의 프레임워크 내에서 특정한 장점들을 제공하여, 우선적으로, 본 발명에 따라 생성된 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스가 상이한 독립적인 고-주파수 송신 채널들을 경유해 자기 공명 단층촬영 시스템에 의해 동시에 송신될 여러 개별 HF 펄스 시퀀스들을 갖는 멀티-채널 펄스 시퀀스를 포함하도록 상기 방법이 또한 사용된다. 특히 우선하여, 멀티-채널 펄스 시퀀스의 결정은 그런 다음에 또한 B₁ 맵들에 기초하여 수행되고, 상기 B₁ 맵들은 개별 송신 채널들에 대해 B₁ 필드의 분포를 각각의 경우에 표시한다.
그러나, 원리적으로, 상기 방법은 또한 전통적인 방법들 및 하나의 송신 채널을 갖는 시스템들과 함께 매우 용이하게 사용될 수 있고, 여기서 적용가능하다면, 현행 B1 맵은 별도로 측정되지 않지만 추정 또는 모델링에 의해 각각 제공된다.
유리하게, k-공간 궤도를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법은 다른 방법들과 또한 결합될 수 있다.
특히 우선하여, k-공간 궤도는, 생성된 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스의 도움으로 자기 공명 시스템의 활성화시 k-공간이 서브-샘플링되도록 결정된다. 이는, pTX 시스템이 사용되고 있다면 특히 유리한데, 그 이유는 그러한 경우에, 능숙한 서브-샘플링 및 동시 송신 시스템의 동시 사용에 의해 여기의 가속 및 그에 따른 측정의 가속이 가능하기 때문이다.
이러한 방식으로, 예컨대 특히 바람직한 변형에 의해, k-공간이 영역마다 규칙적인 패턴으로, 예컨대 TX-SENSE 방법(SENSE = sensitivity encoding)으로서 지칭되는 것에 의해 서브-샘플링되는 것이 가능하다. 이러한 상황에서, 송신 k-공간은 특정 팩터에 의해 예컨대 2회, 3회, 4회 고르게 서브-샘플링되고, 그리고 이러한 상황에서 대응하는 개수의 고-주파수 채널들에 의해 동시에 송신된다. 특히 이러한 방법에 의해, B₁ 맵들로부터의 정보의 사용이 유리하고 그리고 우선적으로, 상이한 채널들의 B₁ 맵들이 적어도 부분적으로 직교의 조건을 필요로 한다.
추가의 특히 바람직한 방법에 의해, k-공간의 서브-샘플링은 적어도 영역마다 불규칙적인 패턴으로 그리고/또는 무작위로 ― 예컨대 "압축 센싱" 방법들로서 지칭되는 것과 함께 가능함 ― 이루어진다.
가장 폭넓게 상이한 방법들을 수행하기 위하여, k-공간 궤도의 결정은, 우선하여, 적어도 추가의 검사-특정 또는 각각 검사 타입-특정 파라미터들에 기초하여 그리고/또는 디바이스-특정 또는 디바이스 타입-특정 파라미터들에 기초하여 또한 이루어진다. 우선하여, 이들은 아래의 디바이스-특정 파라미터들 중 적어도 하나를 포함한다:
한편으로, 송신 채널들의 개수가 관심이 있다; 특히, 예컨대, 서브-샘플링이 TX-SENSE 방법의 프레임워크 내에서 이루어져야 하는 것이 의도된다면.
부가하여, k-공간 궤도의 결정은 자기 공명 단층촬영 시스템 내에서 이루어질 수 있는 최대 구배 진폭에 기초하여 수행될 수 있거나, 그리고/또는 예컨대 안전 제한치들에 기초하여 허가될 수 있다.
마찬가지로, 최대의 이루어질 수 있거나 그리고/또는 허가될 수 있는 구배 회전율(gradient slew rate)(즉, 환자에 대해 마찬가지로 부담일 수 있는 구배 펄스의 상승 레이트 또는 하강 레이트)을 고려함으로써, k-공간 궤도의 결정은 수행될 수 있다.
실제로, B₀ 필드 분포는 예컨대 디바이스의 불안정성 및/또는 환자/테스트 대상의 이동들 및 생리학(예컨대, 호흡, 심장 박동)으로 인해 시간에 따라 동적으로 변경할 수 있다. 이의 결과로, 특히 기능적 이미징(fMRI) 그리고 관류(perfusion) 및 확산(diffusion) 이미징에 의해, 이미징 및 인공물들에서 전통적인 불안정성 문제점들이 일어날 수 있다. 따라서, 특히 우선하여, 측정 동안, 즉 여러 이미지들이 보통 준비되는, 즉 여러 측정 시퀀스들이 런 오프 되는 측정 세션의 프레임워크 내에서, 업데이트(update)된 B₀ 맵이 새로 획득되고, 그리고 이에 기초하여, 측정시 후속하여 사용되는 적어도 하나의 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스에 대해 새로운 k-공간 궤도가 결정된다. 이는, 예컨대, 규칙적인 시간 간격들로 또는 불규칙적인 간격들로 반복적으로 수행될 수 있다. 마찬가지로, 새로운 이벤트-활성화된 측정이 예컨대 새로운 이벤트가 MR 신호들에 의해(내부적으로) 또는 외부 센서(sensor)들(예컨대, 이동 센서들, 자기장 센서들)에 의해 검출된다면 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 임의의 원하는 궤도 타입들, 특히 그리고 우선적으로, EPI 궤도들 또는 스파이럴 기하구조들(spiral geometries), 그러나 또한 스포크 포지션 기하구조들, 방사상 기하구조들, 또는 자유-형태 기하구조들과 함께 사용될 수 있다. 특히 우선하여, HF 펄스 최적화 프로세스의 프레임워크 내에서의 고-주파수 펄스 시퀀스의 계산은 제1 예시에서 더 낮은 타겟 자화를 위해 이루어진다. 그런 다음에, 이러한 상황에서 결정된 멀티-채널 펄스 시퀀스는 최종 타겟 자화까지 스케일링되고, 그리고 적절하다면, 그런 다음에 후속하여 한 번 더 정정된다. 이러한 절차를 위해, 작은 자화들, 즉 작은 플립 각도들("로우-플립(low-flip) 범위"로서 지칭되는 것의 내에 있음)을 위해, 즉 0° 내지 5° 사이에서, 자화 동작이 여전히 선형이라는 사실이 사용된다. 따라서, 이러한 범위 내에서, 최적화 프로세스를 이용한 계산이 사실상 더 용이하고 그리고 더 신속하다. 일단 최적 멀티-채널 펄스 시퀀스가 이러한 범위에 대해 발견되었다면, 그러면, 후속 단계에서, 추가의 야단법석 없이 스케일링-업(scaling-up)이 가능하다. 예컨대, 로우-플립 범위 내에서의 계산이 최대 α=5°의 플립 각도에 대해 수행되고, 그리고 최대 90°의 플립 각도 α에 의해 실제 자화가 수행되어야 하는 것이 의도되고, 그런 다음에, 플립 각도들의 비율에 따라, HF 펄스들의 진폭 값들이 18의 배수로 곱해질 수 있다. 그런 다음에, 이러한 상황에서 일어날 수 있는 에러들이 시뮬레이션의 프레임워크 내에서 결정될 수 있고 그리고 정정될 수 있다.
방법의 프레임워크(framework) 그리고 k-공간 궤도의 본 발명에 따른 최적화 내에서, 최적 고-주파수 펄스 시퀀스의 결정이 종래의 HF 펄스 최적화 방법들에 의하여 수행될 수 있다는 사실 때문에, 이러한 상황에서, 우선적으로, 특히 검사 중인 객체의 물리적 HF 부하 값에 관하여, 다른 파라미터들이 최적화되는 것이 가능하다. 예컨대, HF 펄스 최적화를 위해 사용되는 파라미터들이 티호노프 규칙화(Tikhonov regularization) 내에서 이후에 다시 가변될 수 있거나, 또는 예컨대 최적화의 프레임워크 내에서 최대 구배 세기 또는 플랭크(flank) 시간과 같은 다른 시스템 파라미터들이 또한 이후에 다시 가변될 수 있어, 이로써 또한 SAR 또는 SED 값들에 대한 최적화된 결과들이 각각 달성된다.
본 발명은, 첨부된 도면들을 참조하여 그리고 실시예들에 기초하여, 이후에 더욱 상세히 다시 한 번 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 자기 공명 시스템의 예시적 실시예의 도식적 표현이다.
도 2는 활성화 시퀀스의 결정을 위한, 본 발명에 따른 방법의 예시적 실시예에 따른 가능한 시퀀스에 대한 흐름도이다.
도 3은 도 2에 따른 방법의 프레임워크 내에서 k-공간 궤도의 결정을 위한, 본 발명에 따른 방법의 예시적 실시예에 따른 가능한 시퀀스에 대한 흐름도이다.
도 4는 일직선 EPI 궤도의 y-방향으로 고르게 밀집한 종래의 기하구조(상단 도면)와, 종래 기술에 따라 상기에 관련된 k-공간 궤도 밀도(하단 그래프)의 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법에 의해 결정되는 최적화된 일직선 EPI 궤도의 가능한 기하구조(상단 그림)와, 상기에 관련된 k-공간 궤도 밀도(하단 그래프)의 도면이다.
도 6은 고른 상승을 갖는 스파이럴-형 k-공간 궤도의 종래의 기하구조(상단 도면)와, 종래 기술에 따라 상기에 관련된 k-공간 궤도 밀도(하단 그래프)의 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 방법에 의해 결정되는 최적화된 스파이럴-형 k-공간 궤도의 가능한 기하구조(상단 도면)와, 상기에 관련된 k-공간 궤도 밀도(하단 그래프)의 도면이다.
도 8은 가상 구의 B₀ 맵이다.
도 9는 도 8에 따른 가상 구에 대한 타겟 자화(여기 프로파일)이다.
도 10은 종래의 EPI 시퀀스를 이용하여, 도 9에 따른 여기 프로파일로, 도 8에 따른 가상 구 내에서 획득되는 자화이다.
도 11은 송신 채널을 이용하여, 본 발명에 따라 최적화된 EPI 시퀀스를 이용하여, 도 9에 따른 여기 프로파일로, 도 8에 따른 가상 구 내에서 획득되는 자화이다.
도 12는 두 개의 송신 채널들을 이용하여, 본 발명에 따라 최적화된 EPI 시퀀스를 이용하여, 도 9에 따른 여기 프로파일로, 도 8에 따른 가상 구 내에서 획득되는 자화이다.

도 1에는 대략 도식적인 형태로 본 발명에 따른 자기 공명 시스템(1)이 표현된다. 한편으로, 자기 공명 시스템(1)은, 검사 공간(8) 또는 검사 공간(8) 내에 배치된 환자 터널과 함께, 실제 자기 공명 스캐너(magnetic resonance scanner)(2)를 포함한다. 침상(7)이 이러한 환자 터널(8) 안으로 이동될 수 있어, 침상(7) 상에 놓인 검사될 객체(O)(환자/테스트 대상)는 자석 시스템 및 상기 자석 시스템 내에 배열된 고-주파수 시스템에 대하여 자기 공명 스캐너(2) 내의 특정 위치에 검사 동안 위치될 수 있고, 그리고 각각, 상이한 위치들 사이의 측정 동안 또한 이동될 수 있다.
자기 공명 스캐너(2)의 주요 컴포넌트들은 기본 필드 자석(3), x-방향, y-방향 및 z-방향으로 원하는 대로 자기장 구배들을 적용시키기 위하여 자기장 구배 코일들을 갖는 구배 시스템(4), 그리고 전신 고-주파수 코일(5)이다. 검사 객체(O) 내에서 유도되는 자기 공명 신호들의 수신은 전신 코일(5)을 통해 수행될 수 있고, 상기 전신 코일(5)에 의해, 일반적으로, 자기 공명 신호들을 유도하기 위한 고-주파수 신호들이 또한 송신된다. 그러나, 이들 신호들은, 예컨대 검사 중인 객체(O) 상에 또는 상기 객체(O) 아래에 위치되는 로컬 코일들(6)에 의해 보통 수신된다. 이들 컴포넌트들 전부는 원리적으로 기술분야의 당업자에게 알려져 있고, 그리고 그러므로 도 1에서 대략 도식적인 형태로만 표현된다.
여기서, 전신 고-주파수 코일(5)은 버드케이지 안테나(birdcage antenna)로서 지칭되는 것의 형태로 배열되고, 그리고 다수(N) 개의 개별 안테나 로드들을 나타내고, 상기 다수(N) 개의 개별 안테나 로드들은 환자 터널(8)에 평행하게 이어지고 그리고 환자 터널(8) 둘레의 원주 상에 고르게 분포된 상태로 배열된다. 단부 측에, 개별 안테나 로드들이 각각의 경우에 링 방식(ring fashion)으로 용량성으로 연결된다. 여기서, 개별 안테나 로드들은 개별 송신 채널들(S₁, ..., S_N)로서 제어 디바이스(10)에 의해 별도로 제어될 수 있다, 즉 자기 공명 단층촬영 시스템은 pTX-가능 시스템이다. 그러나, 본 발명에 따른 방법이 단 한 개의 송신 채널을 갖는 전통적인 자기 공명 단층촬영 디바이스들 상에 이익을 주기 위해 또한 사용될 수 있다는 사실이 명백하게 주목된다. 그러나, 본 발명에 따른 방법이 pTX 시퀀스들과 함께 특정한 장점들을 제공한다는 사실로 인해, 그렇지 않다고 표시되지 않는 한, 일반적인 적용을 제약시키지 않고서, 이러한 예는 이후에 기본으로서 취해진다.
제어 디바이스(10)는, 적절하다면 또한 공간적으로 분리되고 그리고 적절한 케이블들 등에 의해 서로 연결되는 복수의 개별 컴퓨터들로 또한 구성될 수 있는 제어 컴퓨터일 수 있다. 단말 인터페이스(17)에 의하여, 이러한 제어 디바이스(10)는 단말(20)에 연결되고, 상기 단말(20)에 의하여 사용자가 전체 시스템(1)을 활성화시킬 수 있다. 현재 경우에, 이러한 단말(20)이, 컴퓨터로서, 키보드, 하나 또는 그 초과의 디스플레이 스크린(display screen)들, 그리고 예컨대 마우스(mouse) 등과 같은 추가의 입력 디바이스들을 갖추어, 사용자에게 그래픽 사용자 인터페이스가 제공된다.
다른 엘리먼트들 중에서, 제어 디바이스(10)는 구배 제어 유닛(11)을 나타내고, 차례로 상기 구배 제어 유닛(11)은 여러 부분 컴포넌트들로 구성될 수 있다. 이러한 구배 제어 유닛(11)에 의하여, 개별 구배 코일들에는 제어 신호들(SG_X, SG_Y, SG_Z)이 제공된다. 이들은 구배 펄스들이고, 상기 구배 펄스들은, 측정 동안, 정확하게 미리결정된 시간 위치들로 그리고 정확하게 미리결정된 시간 시퀀스에 의해 셋팅된다.
제어 디바이스(10)는 고-주파수 송신기/수신기 유닛(12)을 추가로 나타낸다. 이러한 HF 송신기/수신기 유닛(12)은, 각각의 경우에 별도로 그리고 병렬로 개별 송신 채널들(S₁, ..., S_N), 즉 신체 코일의 개별적으로 제어가능한 안테나 로드들 상으로 고-주파수 펄스들을 방출하기 위하여, 마찬가지로 여러 부분 컴포넌트들로 구성된다. 또한, 자기 공명 신호들은 송신기/수신기 유닛(12)에 의해 수신될 수 있다. 그러나, 보통, 상기 수신은 로컬 코일들(6)의 도움으로 이루어진다. 이들 로컬 코일들(6)에 의해 수신되는 원시 데이터(RD)는 HF 수신기 유닛(13)에 의해 판독되고 그리고 프로세싱된다. 이에 의해 또는 전신 코일에 의해 HF 송신기/수신기 유닛(12)에 의하여 수신되는 자기 공명 신호들은 원시 데이터(RD)로서 재구성 유닛(14)에 포워딩되고, 상기 재구성 유닛(14)은 상기 원시 데이터(RD)로부터 이미지 데이터(BD)를 재구성하고 그리고 상기 이미지 데이터(BD)를 메모리(16) 내에 놓거나 그리고/또는 인터페이스(17)를 통해 상기 이미지 데이터(BD)를 단말(20)에 전달하여, 사용자는 상기 이미지 데이터(BD)를 관찰할 수 있다. 또한, 상기 이미지 데이터(BD)는 저장될 수 있거나 그리고/또는 디스플레이될 수 있고 그리고 네트워크(NW)를 통해 다른 위치들에서 평가될 수 있다. 로컬 코일들이 적절한 스위칭 유닛을 나타내므로, 로컬 코일들이 또한 송신하기 위해 사용되도록 하기 위하여, 로컬 코일들은 또한 HF 송신기/수신기 유닛에 연결될 수 있다.
구배 제어 유닛(11), HF 송신기/수신기 유닛(12), 그리고 로컬 코일들(6)에 대한 수신기 유닛(13)은 각각의 경우에 측정 제어 유닛(15)에 의해 공동 동작 방식으로 활성화된다. 이는, 적절한 커맨드들에 의해, 원하는 구배 펄스 시퀀스(GP)가 적절한 구배 제어 신호들(SG_X, SG_Y, SG_Z)에 의해 송신되고, 그리고 멀티-채널 펄스 시퀀스(MP)가 송신되도록, 즉 개별 송신 채널들(S₁, ..., S_N)을 통해 동시에 적절한 고-주파수 펄스들이 전신 코일(5)의 개별 송신기 로드들 상으로 방출되도록 HF 송신기/수신기 유닛(12)을 동시에 활성화시키는 것을 보장한다. 이에 부가하여, 또한, 적절한 시간에, 로컬 코일들(6)에서의 자기 공명 신호들이 HF 수신기 유닛(13)에 의해 판독되고 그리고 추가로 프로세싱되거나, 또는 전신 코일(5)에서의 가능한 신호들이 HF 송신기/수신기 유닛(12)에 의해 판독되고 그리고 추가로 프로세싱되는 것이 보장되어야 한다. 미리결정된 제어 프로토콜(P)에 따라, 측정 제어 유닛(15)은, 대응하는 신호들, 특히 멀티-채널 펄스 시퀀스(MP)를 고-주파수 송신기/수신기 유닛(12)에 발행하고 그리고 구배 펄스 시퀀스(GP)를 구배 제어 유닛(11)에 발행한다. 이러한 제어 프로토콜(P)에는, 측정 동안 셋팅되고 그리고 조절되어야 하는 제어 데이터 전부가 놓인다.
보통, 상이한 측정들을 위한 복수의 제어 프로토콜들(P)이 메모리(16) 내에 놓인다. 이들은, 단말(20)을 통해 사용자에 의해 선택될 수 있고 그리고 필요하다면 가변될 수 있어, 그런 다음에, 현재 원하는 측정을 위한 적절한 제어 프로토콜(P)이 이용가능하도록 하고, 이에 의해 측정 제어 유닛(15)이 동작할 수 있다. 이 외에, 사용자는 예컨대 자기 공명 시스템의 제조업자로부터 네트워크(NW)를 통해 제어 프로토콜들을 또한 호출할 수 있고, 그리고 그런 다음에 필요가 발생한다면 제어 프로토콜들을 수정하고 사용할 수 있다.
그러나, 이러한 자기 공명 측정의 기본 시퀀스 및 자기 공명 측정의 활성화를 위한 지칭된 컴포넌트들은 기술분야의 당업자에게 알려져 있고, 그리고 그러므로 그들은 여기서 더 이상 추가로 상세히 논의되지 않는다. 부수적으로, 이러한 자기 공명 스캐너(2)와 상기 자기 공명 스캐너(2)와 관련된 제어 디바이스는 또한 복수의 추가의 컴포넌트들을 나타낼 수 있고, 상기 복수의 추가의 컴포넌트들은 마찬가지로 여기서 상세히 설명되지 않는다. 이 기회에, 자기 공명 스캐너(2)가 또한 예컨대 측면이 개방된 환자 공간에 의해 상이하게 구조화될 수 있고 그리고 원리적으로 고-주파수 전신 코일이 반드시 버드케이지 안테나로서 구조화될 필요는 없다는 사실이 주목된다.
부가하여, 도 1에는 본 발명에 따른 제어 시퀀스 결정 설비(22)가 도식적 형태로 표현되고, 상기 제어 시퀀스 결정 설비(22)는 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)의 결정을 서빙한다. 이러한 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)는, 다른 엘리먼트들 중에서, 특정 측정을 위해, k-공간 내 특정 궤도를 통과(run through)하기 위하여, 구배 펄스 시퀀스(GP)를 갖는 펄스 시퀀스, 그리고 이와 공동 동작되는 고-주파수 펄스 시퀀스, 이러한 경우에, 개별 송신 채널들(S₁, ..., S_N)의 활성화를 위해 멀티-채널 펄스 시퀀스(MP)를 포함한다. 본 경우에, 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)는 측정 프로토콜(P)의 부분으로서 생성된다.
여기서 제어 시퀀스 결정 설비(22)는 단말(20)의 부분으로서 표현되고 그리고 이러한 단말(20)의 컴퓨터 상에 소프트웨어 컴포넌트들의 형태로 구현될 수 있다. 그러나, 원리적으로, 제어 시퀀스 결정 설비(22)는 또한 제어 디바이스(10) 자체의 부분일 수 있거나, 또는 별도의 컴퓨터 시스템 상에 구현될 수 있고, 그리고 완료되고 그리고 준비된 활성화 시퀀스들(AS)은 적절하다면 또한, 네트워크(NW)를 통해 자기 공명 시스템(1)에 송신되는 완전한 제어 프로토콜(P)의 프레임워크 내에 있다. 제어 시퀀스 결정 설비(22) 자체가 제어 디바이스(10)의 부분이라면, 또는 제어 시퀀스 결정 설비(22) 자체가 고속 연결부를 통해 단말(20) 또는 적당한 컴퓨팅 용량을 갖는 적절한 고속 컴퓨터에 연결된다면, 바람직한 상황에서, 심지어 측정 세션 동안, 즉 환자의 검사 경과 중에, 예컨대 업데이트된 B₀ 맵과 같은 현행 시작 조건들에 기초하여, 새로운 업데이트된 그리고 현행의 제어 시퀀스가 결정되는 것이 가능하다.
이러한 경우에, 제어 시퀀스 결정 설비(22)는 입력 인터페이스(23)를 나타낸다. 이러한 입력 인터페이스(23)를 통해, 제어 시퀀스 결정 설비(22)는 한편으로 타겟 자화(m)를 수신하고, 상기 타겟 자화(m)는 플립 각도 분포가 원하는 측정에 의해 어떻게 이루어져야 하는지를 특정하고, k-공간 궤도 타입(kTT), B₀ 맵(ΔB₀), 그리고 적절히, 이후에 도 2에 관련하여 상세히 설명되는 또한 다른 입력 파라미터들을 특정한다.
그런 다음에, 이러한 방식으로 획득된 데이터는, 요구되는 것이므로, 에러 밀도 계산 유닛(24)에 먼저 포워딩되고, 상기 에러 밀도 계산 유닛(24)은, 이후에 설명되는 방식으로, k-공간 내 에러 밀도를 결정한다. 그런 다음에, 이어지는 궤도 결정 유닛(23)은 이러한 k-공간 내 에러 밀도에 기초하여 최적 k-공간 궤도를 결정한다. HF 펄스 최적화 유닛(26)에서, 이러한 궤도를 위한 최적 고-주파수 펄스 시퀀스(MP)가 그런 다음에 결정될 수 있다.
그런 다음에, 이러한 데이터는 제어 시퀀스 출력 인터페이스(27)를 통해 재생되고, 그런 다음에 예컨대 제어 프로토콜(P) ― 상기 제어 프로토콜(P) 내에는 자기 공명 시스템(1)의 활성화를 위한 추가의 사양들(예컨대, 원시 데이터로부터 이미지들의 재구성을 위한 파라미터들 등)이 제공됨 ― 의 프레임워크 내에서 제어 디바이스(10)에 전달될 수 있다. 활성화 시퀀스(AS)가 측정 세션의 경과 중에 업데이트될 것이라면, 활성화 시퀀스(AS)는 또한 제어 프로토콜(P) 내에 놓일 수 있어, 적절한 순간들에, 새로운 활성화 시퀀스(AS)가 본 발명에 따른 방식으로 제어 디바이스(10)에 의해 자동으로 결정될 것이거나, 또는 예컨대 단말(20)에 의해 또는 다른 컴퓨터에 의해 요청될 것이다.
자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)의 결정을 위한 본 발명에 따른 방법의 시퀀스가 매우 간단한 예로써 도 2에 따른 시퀀스 도면에 기초하여 이후에 설명된다.
단계(I)에서, 먼저, 추가의 프로세스 내에서 사용되는 상이한 파라미터들이 특정되거나 또는 채택된다. 예컨대, 단계(Ia)에서, 송신 채널들의 개수, 최대 회전율, 최대 구배 진폭 등과 같은 시스템-특정 파라미터들이 채택되고, 단계(Ib)에서, 검사될 층들의 위치결정 등과 같은 다양한 상이한 검사-특정 파라미터들이 채택되고, 그리고 단계(Ic)에서, 개별 송신 채널들에 대한 B₁-맵들이 채택된다. 이에 더하여, 단계(Id)에서, 현재 측정된 B₀-맵(ΔB₀)이 특정될 수 있고, 지금까지 설명된 바와 같이, 상기 현재 측정된 B₀-맵(ΔB₀)은 위치의 함수로서 기본 자기장의 비균일성들에 의해 유발되는 오프-공명들을 반영한다. 이들 비균일성들은 또한, 그 중에서도 환자의 신체에 의해 유발되고, 그리고 예컨대 환자 이동들에 의해 변경될 수 있다. 부가하여, 단계(Ie)에서, 원하는 타겟 자화(m)가 특정된다. 마지막으로, 단계(If)에서, 예컨대 k-공간 궤도 타입(kTT)이 일직선 궤도인지, 스파이럴 궤도인지, 방사상 궤도인지 등등인 k-공간 궤도 타입(kTT)이 특정된다. 이는, 선택된 제어 프로토콜에 의해 수행될 수 있는데, 그 이유는 궤도가 측정의 타입에 따라 종종 좌우되기 때문이다. 종래의 방법들에 의해 궤도 타입 뿐만이 아니라 그리고 정확한 k-공간 궤도가 특정될 수 있는 이러한 단계(If) 외에, 다른 입력들 또는 데이터 채택들은 각각 다른 방법들에 의해서와 같이 수행될 수 있다. 이들 방법 단계들의 시퀀스는 마음대로 선택될 수 있다.
단계(Ⅱ)에서, 본 발명에 따라, 최적화된 k-공간 궤도(k(t))가 결정된다. 이러한 방법 단계는 도 3과 관련되어 더욱 상세히 이후에 다시 설명된다. 그런 다음에, 단계(Ⅲ)에서, 멀티-채널 펄스 시퀀스의 이러한 경우에, 고-주파수 펄스 시퀀스의 설계는 자동으로 수행된다. 이러한 상황에서, 개별 HF 펄스 시퀀스들은 상이한 송신 채널들에 대해 개발된다; 다시 말해, 정확하게, 어느 HF 펄스 형태가 어느 채널을 통해 송신되어야 하는지가 계산된다. 이는, 먼저, 5° 미만의 플립 각도들을 갖는 "로우-플립 범위"로서 지칭되는 것에 대해 수행되는데, 그 이유는 이러한 범위 내에서 자화 동작이 여전히 선형으로 이어지기 때문이다. 이러한 경우, 반복적 최적화 방법이 사용되는데, 그 이유는 반복적 최적화 방법이 특히 잘 맞는 것으로 밝혀졌기 때문이다. 특정 용어들에서, 켤레-구배 방법(잉글리쉬 켤레 구배들로부터 CG 방법, 또는 또한 켤레 구배들의 방법)으로서 지칭되는 것이 여기서 사용된다. 그러나, 원리적으로, 비록 반복적이지 않더라도, 다른 최적화 방법들이 사용될 수 있다.
이는, 임의의 원하는 방법들에 의해 수행될 수 있다. 지금까지 알려진 방법들 중 많은 방법들에 의해, 이러한 상황에서, 예컨대 타겟 자화와 실제 자화 사이의 이차 평균 편차(quadratic mean deviation)(최소 제곱 평균(least mean square))가 최소화되도록 최적화 방법이 수행된다. 다시 말해, 아래의 솔루션이 추구된다:

(1)
여기서, m은 타겟 자화이고, 그리고

은 HF 펄스 시퀀스(b(t))에 의해 획득되는 (이론적) 실제 자화이고, 여기서

은 선형 복소수 방정식들의 시스템 ― 상기 방정식들 안에, 공간 코일 프로파일들 그리고 제공된 B₀ 맵들 및 B₁-맵들이 입력됨 ―, 그리고 사용되는 k-공간 궤도로 구성되는 설계 행렬로서 지칭되는 것이다. 이러한 설계 행렬은 예컨대, W.Grissom 등: "Spatial Domain Method for the Design of RF Pulses in Multicoil Parallel Excitation"(Mag.Res.Med. 56, 620-629, 2006년)에서 설명된다. b(t)는 예컨대 N개 함수들(b_c(t))(각각의 송신 채널(c=1 내지 N)에 대해 하나의 함수)을 포함하는 벡터(vector)이다. 이러한 방정식은 예컨대 단계(Ⅲa)에서 셋업된다. 방정식(1)에 대한 솔루션이 발견된다면, 그 결과, 시간에 따라, 이용가능한 송신 채널들 전부에 대해, 진폭의 함수가 존재한다. 이러한 방정식의 셋업과 다양한 상이한 솔루션 가능성들의 셋업 둘 다는 기술분야의 당업자에게 알려져 있고, 그리고 여기서 상세히 설명될 필요가 없다. 옵션으로서, 또한, 반복적 방법을 사용함으로써, 최적화된 솔루션이 획득될 수 있고, 예컨대 여기서, 단계(Ⅷ)에서, 환자에 대한 고-주파수 부하의 부가적인 최적화를 달성하기 위하여, 방정식의 풀이에 관계될 주변 조건들이 변경된다.
로우-플립 범위에 대해 도출되는 멀티-채널 펄스 시퀀스와 k-공간 궤도는 최적화 단계(Ⅲ)의 끝에서 이용가능하다. 그런 다음에, 실제로 원해지는 타겟 자화를 획득하기 위하여, 단계(Ⅳ)에서, 멀티-채널 펄스 시퀀스가 스케일링 업 될 수 있고, 상기 타겟 자화는 보통 5°의 플립 각도 범위 내에 놓이는 것이 아니고, 90°까지의 플립 각도로 올라간다. 이는, 단순히, 개별 펄스들의 진폭들과 원하는 스케일링 팩터의 곱셈에 의해 이루어진다.
단계(Ⅴ)에서, 스케일링-업 동안에 발생할 수 있는 에러는 부분적 블로흐(Bloch) 시뮬레이션에 의해 정정된다. 이러한 부분적 블로흐 시뮬레이션(Bloch simulation)은 펄스 시퀀스 내에서 개별 격리된 시점들에서만 수행된다. 이러한 상황에서, 블로흐 방정식들을 사용함으로써, 각각의 시점에 대한 데이터 ― 상기 각각의 시점에 대해, 체크가 이루어지는 것이 의도됨 ― 는, 블로흐 방정식들을 이용함으로써, 시뮬레이터 내에서 테스트되고, 그리고 이러한 방식으로, 달성된 자화가 계산된다. 또한, 그런 다음에, 타겟 자화의 사양들로부터의 편차들이 검출되는 것이 가능하고, 그리고 고-주파수 펄스 시퀀스들을 변경시킴으로써, 적절한 더 작은 정정들이 수행되는 것이 가능하다.
그런 다음에, 단계(Ⅵ)에서, 일시적으로-완성된 블로흐 시뮬레이션에 의하여, 모든 발견된 파라미터들의 테스트가 다시 이루어진다. 이렇게(in this), 파라미터들에 의해 달성되는 자화가 실제로 타겟 자화에 대응하는지의 여부에 관해 테스트가 수행된다.
그런 다음에, 결론적으로, 단계(Ⅶ)에서, 중간 저장 또는 즉시 구현을 위해 활성화 시퀀스(AS)가 전달된다.
도 3에서, 본 발명에 따라 k-공간 궤도(k(t))가 결정되는 단계(Ⅲ)는 여러 부분 단계들의 형태로 다소 더 상세하게 표현된다.
단계(Ⅱa)에서, 먼저, 도 2의 단계(Ⅲ)에서 획득된 k-공간 궤도 타입(kTT)의 채택이 다시 도시된다. 단계(Ⅱb)는 단계(Ⅰd)로부터의 현행 B₀ 맵(ΔB₀)의 채택을 표현하고, 그리고 단계(Ⅱc)는 도 2의 단계(Ie)로부터의 타겟 자화(m)의 채택을 표현한다.
도 3에 표현된 바람직한 방법에 의해, 단계(Ⅱd)에서, 초기에, B₀ 맵(ΔB₀)에 기초하여 그리고 선택된 k-공간 궤도 타입(kTT)의 궤도의 추정된 일시적 궤도 길이(TPuls)를 고려하여, 위상 에러 맵(

), 즉 각각의 위치(x)의 함수로서 일시적으로-결정된 위상 에러가 아래에 따라 계산된다:

(2)
이러한 단계(Ⅱd)는, 여전히 이미지 공간 또는 위치 공간 내에서, 단계들(Ⅱa, Ⅱb 및 Ⅱc)과 유사한 방식으로 이루어진다. 그런 다음에, 단계(Ⅱe)에서, 타겟 자화에 기초하여, k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))가 계산된다.

(3)
여기서,

(4)
은, 위치 공간 내에서 방정식(2)에 따라 결정된 위상 에러(

)의 푸리에 변환(FT)에 의해 생성되는 k-공간 내 위상 에러 밀도(

)이다. 두 번째 항은 평균 자화 값(m_mean)으로부터 위치(x)에서의 타겟 자화의 편차의 푸리에-변환 결과이다.
여기서, 방정식 (2) 및 방정식 (3)은 단지, k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))의 계산의 예를 제공한다. 원리적으로, 다른 적절한 분석적 함수

(5)
이 또한 사용될 수 있다.
예로서, 방정식 (2)은 가변될 수 있고, 그리고 시간-평균 위상 에러 대신에, 각각의 위치(x)의 함수로서 최대 위상 에러가 계산된다.
마찬가지로, 방정식 (3)에 기초하여, 특별 경우가 이미 검출될 수 있다. 예컨대, 방정식 (3)에서의 계산을 위한 타겟 자화는 위치들(x) 전부에 대해 1로 셋팅될 수 있다, 즉 타겟 자화는 고려되지 않는다. 이러한 경우, 방정식 (3)은 아래로 감소된다

(3a)
다시 말해, 위상 에러에만 기초하여, 최적 궤도의 이후 계산이 수행된다.
그런 다음에, 단계(Ⅱf)에서, 에러 밀도에 기초하여, 제1 예시에서 그리고

(6)
에 따라, k-공간 밀도(k_dens(k))가 결정되는 것이 가능하고, 상기 k-공간 밀도(k_dens(k))는, k-공간 내의 위치(k)에서 얼마나 빽빽이 k-공간 궤도들이 있는지의 기준(measure)이다. 방정식 7에서, r은 감소 팩터(reduction factor)이고, 상기 감소 팩터에 의하여, 최종 분석시, 얼마나 세게 에러 밀도가 궤도에 영향을 끼치는지에 관해 가중화가 적용된다.
큰 에러 밀도들만이 궤도에 영향을 준다는 것과 궤도가 여전히 비교적 매끄럽게 유지된다는 것을 보장하기 위하여, 에러 밀도는 초기에 임계 값에 의해 "필터링"될 수 있다.

(7)
이러한 경우, k-공간 밀도(k_dens(k))는 아래에 따라 계산된다

(8)
이 점에서, k-공간 밀도(k_dens(k))의 계산이 반드시 2-차원으로 이루어질 필요는 없다는 사실이 주목된다, 즉 예컨대 x-방향 및 y-방향으로의 이-차원 k-공간이, 본 발명에 따른 방법의 도움으로, 단지 궤도들의 밀도들을 위해, 하나의 방향으로, 예컨대 y-방향으로 결정되는 것이 또한 가능하다. 그러나, 원리적으로, 본 발명에 따른 방법은 일차원 및 이차원에서 뿐만 아니라 삼-차원 k-공간에서도 적용될 수 있다.
그런 다음에, 단계(Ⅱh)에서, k-공간 궤도 밀도(k_dens(k))에 기초하여, 단계(Ⅱa)에서 특정된 궤도 타입(kTT)의 최적화된 k-공간 궤도(k(t))의 계산이 이루어진다. 옵션으로서, 단계(Ⅱh) 전에, 단계(Ⅱg)에서, 예컨대 TX-SENSE 방법의 범위 내의 서브-샘플링된 k-공간 궤도가 생성되는 것이 보장될 수 있다. 그런 다음에, 도 2에 관련되어 지금까지 이미 설명된 바와 같이, 단계(Ⅱh)에서 결정된 k-공간 궤도(k(t))가 사용되어, 거기서 기술된 방법 단계(Ⅲ)에서, 최적 고-주파수 펄스 시퀀스가 결정된다.
아래에서는, 도 4 내지 도 7에 기초하여, 최적화된 k-공간 궤도들의 결정을 위한 두 개의 도식적인 예들이 제공된다.
도 4 및 도 5는 이러한 상황에서 일직선 EPI 궤도에 관한 것이다.
이러한 상황에서, 도 4는 종래 기술에 따른 그러한 EPI 궤도를 도시한다. 이러한 궤도는 x 평면/y 평면에서 이-차원 k-공간에 도시되고, 여기서 y-구배(k_y)에 대한 방향은 수평으로 이어지고, 그리고 x-구배(k_x)에 대한 방향은 수직으로 이어진다. 그러나, 이러한 어레인지먼트는 무작위적이다. 이러한 경우의 이러한 전통적인 EPI 궤도는, 상기 궤도가 시점(t=0)에서 시작하는 하단 좌측으로부터 초기에 x-방향 위쪽으로 이어지고, 그런 다음에 라인 간격 거리(line interval spacing)(Δk_y)를 갖는 계단만큼 앞쪽으로 y-방향으로 점프하고, 그리고 그런 다음에 제1 라인에 대해 평행하게 아래로 이어진다. 이러한 방식으로, 네거티브 방향의 최대 k_y 값(즉, y-방향으로의 k-공간 최대치)(-k_y ^max)로부터 포지티브 방향의 동일한 값(k_y ^max)까지, 미앤더(meander) 방식으로 k-공간이 런쓰루된다, 즉 k-공간의 원점은 중간(=교차된 좌표의 원점)에 있다. 보통, k-공간 궤도의 수직으로 이어지는 라인들 사이의 라인 간격 거리(Δk_y)는 각각의 경우에 k-공간 궤도의 전체 길이에 걸쳐 동일하고, 즉 Δk_y는 일정하고, 그리고 단순히, -k_y ^max로부터 지점 k_y ^max까지의 k-공간의 전체 길이를 라인들의 개수 -1로 나눔으로써 도출된다. 그러므로, 최종 분석에서, 간격 거리(Δk_y)는 라인들의 개수에 의해 또는 각각 여기 필드(FoE)에 의해 결정된다. 하단 그래프에는, 구체적으로 값 1 ― 고른 간격 거리(Δk_y)에 대응함 ― 에 관련된, y-방향으로의 상대적 k-공간 밀도(k_y,dens)가 표현된다.
수학 항들에서, 궤도는 아래와 같이 설명될 수 있다:

(9)
이러한 상황에서, x-방향으로의 궤도의 라인에 대한 컴포넌트들은 아래에 의해 도출된다:

(10a)
이러한 상황에서, G_X는 진폭이고, 그리고 S_R은 x-방향으로의 구배의 회전율이고, 상기 구배의 회전율은 실제로는 대부분의 경우들에서 시간(t)에 따라 사다리꼴 방식으로 이어지고, 그리고 구체적으로 이러한 예시적 방정식에서, 진폭이 상승하는 시작점(-t₂)으로부터 지점(-t₁)으로, 그런 다음에 (구배 펄스의 "평편한 상단" 상에서) 시점(t₁)에 있는 한 일정한 진폭(G_X)으로 그리고 그곳으로부터, 시점(t₂)에 있는 한 진폭이 하강하며 이어진다.
y-방향으로의 컴포넌트들이 아래에 의해 제공된다

(10b)
t_esp는 에코-거리 시간(echo-spacing time)으로서 지칭되는 것이고, 그리고

은 x-방향으로 일직선으로 이어지는 라인들의 라인 개수이다.
비교로서, 도 5는 본 발명에 따른 방법에 의해 최적화된 k-공간 궤도를 도시한다.
이런 점에서, 제1 예시에서, 아래의 그래픽에서 다시 표현되는, y-방향으로 본 발명에 따른 방법에 의해 결정된 상대적 k-공간 밀도(k_y,dens)가 참조된다. 여기서 도시된 바와 같이, 일찌감치 y-방향으로 궤도의 시작시 k-공간 밀도(k_y,dens)는 절반으로 떨어지고, 그런 다음에 두 배의 값으로 상승하고, 그리고 중간 범위에서 1의 "정상" 값에 있다. 이에 대칭적으로, k-공간의 포지티브 y-범위 내에 동일한 그림이 도시된다. 그런 다음에, 이러한 k-공간 밀도(k_y,dens)에 대응하여, 궤도(k(t))의 라인들은 더 높은 밀도를 갖는 범위들 내에서 정확하게 더 꽉 끼고, 즉 중간 범위 내에서보다 정확하게 두 배 더 빽빽하고, 그리고 그런 다음에 더 낮은 밀도를 갖는 범위들 내에서 더 넓게 이격된다, 즉 중간 범위에서처럼 또는 각각 도 4에 따른 전통적인 궤도에서처럼 서로로부터 정확하게 갑절 더 떨어져 있다.
수학 항들에서, 이러한 궤도는 방정식 (9) 및 방정식 (10a)에 의해 다시 설명될 수 있다. 유일한 고려사항은, 방정식 (10b)이 아래의 방정식에 의해 대체되어야 한다는 것이다

(10b')
예들에 기초하여 이후에 도시되는 바와 같이, k-공간 궤도의 이러한 최적화로서, 사실상 더욱 정확한 여기 패턴들이 생성될 수 있다.
도 6 및 도 7은 유사한 예를 도시하지만, 이러한 경우 스파이럴 궤도에 대한 것이다. 이러한 상황에서, 도 6은 고른 상승을 갖는, 즉 본 발명에 따른 최적화가 없는 스파이럴 궤도를 도시한다. 이러한 경우, k-공간 좌표 시스템의 원점에서, 즉 k-공간 중심에서 궤도가 시작되고, 그리고 궤도가 최종적으로 최대 값(k_y ^max)에 도달할 때까지 다섯 번 회전한다. y-축을 따라서, 두 개의 공전(revolution)들 사이의 간격 거리들은 각각의 경우에 Δk_y와 동일하다. 수학적으로, 이러한 스파이럴들은 아래와 같이 k-공간 내에서 극좌표들(λ, θ)로 설명될 수 있다:

(11)
즉,

및

이다. 역시, 이러한 궤도에 의해, 상대적 k-공간 밀도가 y-방향으로 도시되고(k_y,dens), 이러한 경우 상기 상대적 k-공간 밀도는 값 1로 일정하다.
비교로서, 도 7은 y-방향을 따라서 밀도가 변하는 스파이럴-형 궤도를 도시한다. 이와 관련하여, 상대적 밀도(k_y,dens)가 하단 도면에 다시 입력되고, 그리고 상기 하단 도면 위에, 스파이럴이 표현되며, 상기 스파이럴은 제1 예시에서 중간 범위 내에서 본래 스파이럴처럼 1의 밀도(k_y,dens)를 나타내고, 그런 다음에 갑절 밀도(k_y,dens)를 나타내고, 그리고 그런 다음에 초기에 바깥쪽으로 덜 조밀하게 되어, 그런 다음에 값 1로 복귀된다. 따라서, y-축과 교차할 때(k_y), 라인들의 밀도(k_y,dens)가 선택된 밀도(k_y,dens)와 일치하도록 상승이 선택된다. 이러한 스파이럴은 아래와 같이 수학적으로 설명될 수 있다:

(11')
여기서, 예컨대 회전마다 알려진 라인 간격 거리(Δk_y)를 갖는 제1 팩터(λ(t, k_dens))가 또한 숫자상으로 계산될 수 있다.
도 8 내지 도 12에 기초하여, 결론적으로 본 발명에 따른 방법의 장점이 다시 한 번 설명된다.
이런 점에서, 도 8은 제1 예시에서 가상 구에 대해 전통적인 B₀ 맵(ΔB₀)을 도시한다. 여기서, 오프-공명들, 즉 실제로 특정된 라머 주파수로부터 각각의 위치들에 존재하는 실제 자기 공명 주파수의 편차들이 표현되고, 상기 라머 주파수는 이상적으로 균일한 B₀ 필드에서 각각의 위치에 존재할 것이다. 여기서, 종래의 방식으로, 값들은 헤르쯔로 주어지고, 여기서 도면은 회색 레벨(gray level)들로 제공되며, 회색 레벨들의 값들은 스케일적으로 가장자리로 판독될 수 있다.
도 8로부터 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 가상(phantom)은 상당한 오프-공명들을 나타낸다.
도 9에는 이론적으로 계산된 타겟 자화가 표현된다. 의도는, 이러한 가상에서, 가능한 가장 정확한 한계들로, 가상을 통과해 수직으로 일직선으로 주로 이어지는 중간 스트립만이 여기되어야 한다는 것이다.
도 10은 비-최적화된 EPI 시퀀스에 의해 실제로 획득되는 자화를 도시한다. 부가하여, 도 10에서, 실제로 계획된 타겟 자화가 점선들로 그려진다.
도 10으로부터 쉽게 볼 수 있는 바와 같이, 상당한 오프-공명들은 실제로 획득된 자화의 상당한 왜곡을 유도했다.
이에 비교하여, 도 11은 본 발명에 따라 최적화된 k-공간 궤도에 기초되는 활성화 시퀀스에 의해 획득된 자화를 도시한다. 이러한 상황에서, 단 한 개의 송신 채널이 여기되도록 한 방법이 사용되었다. 이러한 경우, 안테나는 CP(circular-polarizing) 모드(원형-분극 모드)로 동작되었다.
도 12는 최적화된 k-공간 궤도와의 추가의 비교를 도시하고, 여기서 이러한 경우에, 여기는 두 개의 독립적인 채널들에 의해 수행되었다, 즉 두 개-채널 pTX 방법이 사용되었다.
도 11 및 도 12가 명백하게 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해, 매우 단순한 방식으로, 원하는 타겟 자화의 상당히 더 우수하고 더욱 정확한 여기가 달성되는 것이 가능하고, 그리고 구체적으로, 단 한 개의 채널을 갖는 단순한 여기 시스템들 그리고 pTX 방법들 둘 다가 가능하다.
실험들에 의해 전체적으로 도시하는 것이 가능했으므로, 본 발명에 따른 k-공간 궤도 결정 방법은, 결정론적으로-분석적으로 계산된 B₀ 맵-기반 에러 메트릭에 기초하여, 현재 타겟 자화와 조합하여, 비-최적화된 여기 방법들에 대하여 상당한 개선을 제공한다. 이러한 상황에서, 본 발명에 따른 방법은, 상기 방법이 어떠한 부가적인 탐색 최적화들도 요구하지 않고 그리고 그러므로 특히 신속하고 직접적으로 계산될 수 있다는 장점을 갖는다. 원리적으로, 부가적인 하드웨어도 요구되지 않는다; 그보다는, 상기 방법은 원리적으로, 종래의 자기 공명 단층촬영 시스템(특히 또한 단일-채널 자기 공명 단층촬영 시스템) 상의 제어 소프트웨어의 적절한 업데이트들에 의해 구현될 수 있다. 이미지 및 여기 품질은 상당히 개선되고, 그리고 B₀-비균일성들로 인한 에러들이 상당히 감소된다.
최종적으로, 지금까지 상세히 설명된 방법들 및 어레인지먼트들이 예시적 실시예들이고 그리고 기본 원리가 또한, 청구항들에 의해 구체적으로 특정되는 한, 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 넓은 범위들 내에서 기술분야의 당업자에 의해 가변될 수 있다는 사실이 다시 참조된다. 또한, 완전성을 위해, 단수의 사용이 관련된 특징들이 또한 복수로서 존재할 수 있을 가능성을 배제시키지 않는다는 사실이 참조된다. 마찬가지로, 용어 "유닛"은, 상기 유닛이 적절하다면 공간적으로 또한 분할될 수 있는 여러 컴포넌트들로 구성될 가능성을 배제시키지 않는다.

Claims (17)

1. 자기 공명 시스템(magnetic resonance system)(1)에 의해 송신되는 적어도 하나의 고-주파수 펄스 시퀀스(high-frequency pulse sequence)(MP)를 포함하는 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)의 결정을 위한 방법으로서,
   현행 B₀ 맵(current B₀ map)(ΔB₀)의 획득 단계,
   k-공간 궤도 타입(k-space trajectory type)(kTT)의 획득 단계,
   상기 현행 B₀ 맵(ΔB₀)에 기초하여, 상기 현행 B₀ 맵(ΔB₀)의 함수로서 k-공간 내 에러 밀도(error density)(B_0,err(k))를 정의하는 분석적 함수에 의하여, k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))의 계산 단계,
   상기 k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))를 고려하여, 특정된 k-공간 궤도 타입(kTT)의 k-공간 궤도(k(t))의 결정 단계,
   HF 펄스 최적화 프로세스(HF pulse optimization process)에서 상기 k-공간 궤도(k(t))에 대한 상기 고-주파수 펄스 시퀀스(MP)의 결정 단계
   를 포함하는,
   방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 현행 B₀ 맵에 기초하여, 위상 에러 맵(phase error map)(

   

   )이 결정되고, 그리고 상기 k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))는 상기 위상 에러 맵(

   

   )에 기초하여 계산되는,
   방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)는 여러 상이한 독립적인 고-주파수 송신 채널들(transmission channels)(S₁, ..., S_N)을 통해 상기 자기 공명 시스템(1)에 의해 동시에 송신될 여러 개별 HF 펄스 시퀀스들을 갖는 멀티-채널(multi-channel) 펄스 시퀀스(MP)를 포함하는,
   방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 k-공간 궤도(k(t))의 결정은, 상기 자기 공명 시스템의 활성화시, 상기 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)의 도움으로 상기 k-공간이 서브-샘플링(sub-sample)되도록 수행되는,
   방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 k-공간은 적어도 영역마다 규칙적인 패턴(regular pattern)으로 서브-샘플링되는,
   방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 k-공간은 적어도 영역마다 불규칙적인 패턴 또는 무작위 패턴 중 적어도 하나의 패턴으로 서브-샘플링되는,
   방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 k-공간 궤도(k(t))의 결정은, 적어도 하나의 검사-특정 파라미터(examination-specific parameter) 또는 디바이스-특정 파라미터(device-specific parameter) 중 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 수행되고, 상기 디바이스-특정 파라미터는, 우선적으로, 아래의 디바이스-특정 파라미터들:
   송신 채널들의 개수,
   최대 구배 진폭,
   최대 구배 회전율(gradient slew rate)
   중 하나인,
   방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   측정 동안, 현행 B₀ 맵(ΔB₀)이 새로 결정되고, 그리고 이에 기초하여, 상기 측정에서 후속하여 사용되는 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)에 대해 새로운 k-공간 궤도(k(t))가 결정되는,
   방법.
9. 자기 공명 시스템(1)의 동작을 위한 방법으로서,
   제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법에 의해 활성화 시퀀스(AS)가 결정되고, 그리고 그런 다음에 상기 자기 공명 시스템(1)은 이러한 활성화 시퀀스(AS)의 사용 하에 동작되는,
   방법.
10. 자기 공명 시스템(1)에 의해 송신될 적어도 하나의 고-주파수 펄스 시퀀스(MP)를 포함하는 자기 공명 시스템 활성화 시퀀스(AS)의 결정을 위한 제어 시퀀스 결정 설비(22)로서,
    현행 B₀ 맵(ΔB₀)의 획득, k-공간 궤도 타입(kTT)의 획득 및 타겟 자화(m)의 획득을 위한 입력 인터페이스 어레인지먼트(input interface arrangement)(23),
    상기 현행 B₀ 맵(ΔB₀)에 기초하여, 상기 현행 B₀ 맵(ΔB₀)의 함수로서 k-공간 내 B₀ 필드 에러 밀도(B_0,err(k))를 정의하는 분석적 함수에 의하여, k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))의 계산을 위한 에러 밀도 계산 유닛(error density calculation unit)(24),
    상기 k-공간 내 B₀ 필드 에러 밀도(B_0,err(k))를 고려하여, 특정된 k-공간 궤도 타입(kTT)의 k-공간 궤도(k(t))의 결정을 위한 궤도 결정 유닛(25),
    상기 k-공간 궤도(k(t))에 대한 상기 고-주파수 펄스 시퀀스(MP)의 결정을 위한 HF 펄스 최적화 유닛(25)
    을 갖는,
    제어 시퀀스 결정 설비(22).
11. 고-주파수 송신 설비(6), 구배 시스템(4) 및 제어 유닛(15)을 갖는 자기 공명 시스템(1)으로서,
    상기 자기 공명 시스템(1)은, 특정된 활성화 시퀀스(AS)에 기초하여 원하는 측정을 수행하기 위하여 고-주파수 펄스 시퀀스를 송신하도록 그리고 이와 공동 동작되어 구배 펄스 시퀀스(GP)를 상기 구배 시스템을 통해 송신하도록 설계되고,
    활성화 시퀀스를 결정하고 그리고 상기 활성화 시퀀스를 상기 제어 유닛(15)에 송신하기 위하여, 제 10 항에 따른 제어 시퀀스 결정 설비(22)를 특징으로 하는,
    자기 공명 시스템(1).
12. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(computer readable storage medium)로서,
    제어 시퀀스 결정 설비(22)의 메모리(memory) 안에 직접 로딩(load)될 수 있고, 프로그램 섹션(program section)들과 함께, 프로그램이 상기 제어 시퀀스 결정 설비(22) 내에 구현될 때, 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법의 단계들 전부를 수행하기 위한,
    컴퓨터 판독가능 저장 매체.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 현행 B₀ 맵(ΔB₀)의 획득 단계는 타겟 자화(m)의 획득 단계를 더 포함하는,
    방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))의 계산 단계는 상기 타겟 자화(m)에 기초하여, 상기 k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))의 계산 단계를 더 포함하는,
    방법.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 분석적 함수는 상기 타겟 자화(m)의 함수로서 상기 k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))를 추가로 정의하는,
    방법.
16. 제 10 항에 있어서,
    상기 에러 밀도 계산 유닛(24)은 상기 타겟 자화(m)에 기초하여, 상기 k-공간 내 에러 밀도(B_0,err(k))를 추가로 계산하는,
    제어 시퀀스 결정 설비(22).
17. 제 10 항에 있어서,
    상기 분석적 함수는 상기 타겟 자화(m)의 함수로서 상기 k-공간 내 B₀ 필드 에러 밀도(B_0,err(k))를 추가로 정의하는,
    제어 시퀀스 결정 설비(22).

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