KR101733801B1 - 자기 공명 영상 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 처리를 위한 방법이 개시된다. 자기 공명 영상 장치는 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 획득하는 MR 신호 수신부; 및 MR 신호로부터, PROPELLER(Periodically Rotated Overlapping Parallel Lines with Enhanced Reconstruction) 법에 의해 k공간 블레이드들을 획득하고, k 공간 블레이드들의 중심 데이터들에 기초하여, 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

자기 공명 영상 장치 및 그 방법 {MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS AND METHOD THEREOF}
자기 공명 영상 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, PROPELLER(Periodically Rotated Overlapping Parallel Lines with Enhanced Reconstruction) 법에 의해 자기 공명 영상(MRI: magnetic resonance imaging)을 촬영하는 자기 공명 영상 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
자기 공명 영상 장치는 자기장을 이용해 피사체를 촬영하는 장치로, 뼈는 물론 디스크, 관절, 신경 인대, 심장 등을 원하는 각도에서 입체적으로 보여주기 때문에 정확한 질병 진단을 위해서 널리 이용되고 있다.
자기 공명 영상을 촬영할 때에 MRI 장치는 대상체에 RF 신호를 조사하고 이에 따라 대상체에서 방출되는 MR 신호를 획득하게 된다. 고화질의 자기 공명 영상을 촬영하기 위해, MRI 장치는 획득한 MR 신호를 이용하여 자기 공명 영상을 촬영하는 동안 발생된 대상체의 움직임이 보정된 자기 공명 영상을 재구성(reconstruction)할 수 있다. 이러한 대상체의 움직임을 보정하여 자기 공명 영상을 재구성하는 방법은 일본 공개특허공보 제2013-240713호(2013.12.05)에 개시되어 있다.
만약, 자기 공명 영상을 촬영하는 동안 발생된 대상체의 움직임이 보정할 수 있는 범위를 초과하는 경우 MR 신호를 다시 획득하는 것이 필요하다. 대상체의 움직임이 보정할 수 있는 범위를 초과하였는지 여부를 판단하기 위하여 MRI 장치는, 자기 공명 영상을 재구성한 후에 획득한 MR 신호가 움직임 보정 가능 범위 내에 있는지 여부를 판단할 수 있다. 재구성된 자기 공명 영상을 통하여 움직임 보정 가능 범위를 초과하였다고 판단된 경우에는, MRI 장치는, 다시 MR 신호를 획득하기 위해 자기 공명 영상을 재촬영하여야 한다. 이 때문에, 대상체의 움직임이 보정할 수 있는 범위를 초과한 경우에는 자기 공명 영상의 총 촬영시간이 증가하게 된다.
따라서, 영상을 재구성하기 전에, 자기 공명 영상을 촬영하는 동안 발생된 대상체의 움직임이 움직임 보정이 가능한 범위 내인지 미리 판단하는 방법이 요구된다.
본 발명은 PROPELLER(Periodically Rotated Overlapping Parallel Lines with Enhanced Reconstruction) 법에 의해 자기 공명 영상을 촬영한 후, 영상을 재구성하기 전에 획득된 MR 신호에 나타나는 대상체의 움직임이 자기 공명 영상의 보정이 가능한 범위인지 여부를 판단할 수 있도록 한다.
또한 본 발명은 PROPELLER 법을 사용하여 자기 공명 영상을 촬영한 후, 획득된 MR 신호 중에서 움직임 보정이 가능한 범위에서 벗어난 데이터가 있는 경우, 그 데이터만을 다시 획득하도록 하여, 재촬영에 소모되는 시간을 감소시키도록 한다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 획득하는 MR 신호 수신부; 및 MR 신호로부터, PROPELLER법에 의해 k공간 블레이드들을 획득하고, 획득된 k 공간 블레이드들의 중심 데이터들에 기초하여, 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는지 여부에 기초하여 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는 경우, 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 다시 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 없는 경우, k 공간 블레이드들로부터 자기 공명 영상을 재구성하도록 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 중심 데이터들과 그 중심 데이터들 각각이 오차 범위를 벗어나는지 여부를 나타내는 그래프를 디스플레이하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 k 공간 블레이드들에 대응되는 자기 공명 영상을 포함하는 사용자 인터페이스를 디스플레이하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 k 공간 블레이드들을 재획득할 지 여부에 대한 입력을 수신하는 입력부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 k 공간 블레이드들 각각은 1 회의 스캔에 의해 획득될 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서는 획득된 k공간 블레이드들을 이용하여 움직임이 보정된 자기 공명 영상을 재구성할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 재구성된 자기 공명 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 획득하는 단계;
MR 신호로부터, PROPELLER법에 의해 k공간 블레이드들을 획득하는 단계;
획득된 k 공간 블레이드들의 중심 데이터들에 기초하여, 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는지 여부에 기초하여 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 값이 있는 경우, 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 다시 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 값이 없는 경우, k 공간 블레이드들로부터 자기 공명 영상을 재구성하도록 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 중심 데이터들과 그 중심 데이터들 각각이 오차 범위를 벗어나는지 여부를 나타내는 그래프를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 k 공간 블레이드들에 대응되는 자기 공명 영상을 포함하는 사용자 인터페이스를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 k 공간 블레이드들을 재획득할 지 여부에 대한 입력을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 k 공간 블레이드들 각각은 1 회의 스캔에 의해 획득될 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 획득된 k공간 블레이드들을 이용하여 움직임이 보정된 자기 공명 영상을 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법은 재구성된 자기 공명 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체는 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 위한 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 수록될 수 있다.
본 발명에 의하면, PROPELLER 법에 의해 자기 공명 영상을 촬영한 후, 영상을 재구성하기 전에 자기 공명 영상에 나타나는 대상체의 움직임이 보정이 가능한 범위인지 여부를 판단하는 것이 가능하다.
또한 본 발명에 의하면, PROPELLER 법을 사용하여 자기 공명 영상을 촬영한 후, 획득된 MR 신호 중에서 움직임 보정이 가능한 범위에서 벗어난 데이터가 있는 경우, 그 데이터만을 다시 획득하도록 하여, 재촬영에 소모되는 시간을 감소시키는 것이 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치가 PROPELLER 법에 의해 대상체에 대한 자기 공명 영상을 획득하는 것을 설명하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치가 PROPELLER 법에 의해 대상체에 대한 자기 공명 영상을 획득하는 것을 설명하는 다른 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(300)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 디스플레이하는 그래프를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법을 설명하기 위한 다른 순서도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 디스플레이하는 그래프를 도시한다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 디스플레이하는 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 디스플레이하는 다른 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 8은 일반적인 MRI 시스템의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 통신부(70)의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
본 명세서에서 "이미지"는 이산적인 이미지 요소들(예를 들어, 2차원 이미지에 있어서의 픽셀들 및 3차원 이미지에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 이미지는 X-ray 장치, CT 장치, MRI 장치, 초음파 진단 장치, 및 다른 의료 영상 장치에 의해 획득된 대상체의 의료 이미지 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, "대상체"는 팬텀(phantom)을 포함할 수도 있다. 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미하는 것으로, 신체와 유사한 성질을 갖는 구형(sphere)의 팬텀을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 "자기 공명 영상 (MR image: Magnetic Resonance image)"이란 핵자기 공명 원리를 이용하여 획득된 대상체에 대한 영상을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 "펄스 시퀀스"란, MRI 시스템에서 반복적으로 인가되는 신호의 연속을 의미한다. 펄스 시퀀스는 RF 펄스의 시간 파라미터, 예를 들어, 반복 시간(Repetition Time, TR) 및 에코 시간(Time to Echo, TE) 등을 통하여 특정될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "펄스 시퀀스 모식도"란, MRI 시스템 내에서 일어나는 인가되는 신호들의 순서를 설명하기 위한 모식도일 수 있다. 예컨대, 펄스 시퀀스 모식도는 RF 펄스, 경사 자장, MR 신호 등의 인가를 시간에 따라 보여주는 모식도일 수 있다.
MRI 시스템은 특정 세기의 자기장에서 발생하는 RF(Radio Frequency) 신호에 대한 MR(Magnetic Resonance) 신호의 세기를 명암 대비로 표현하여 대상체의 단층 부위에 대한 이미지를 획득하는 기기이다. 예를 들어, 대상체를 강력한 자기장 속에 눕힌 후 특정의 원자핵(예컨대, 수소 원자핵 등)만을 공명시키는 RF 신호를 대상체에 순간적으로 조사했다가 중단하면 상기 특정의 원자핵에서 MR 신호가 방출되는데, MRI 시스템은 이 MR 신호를 수신하여 MR 이미지를 획득할 수 있다. MR 신호는 대상체로부터 방사되는 RF 신호를 의미한다. MR 신호의 크기는 대상체에 포함된 소정의 원자(예컨대, 수소 등)의 농도, 이완시간 T1, 이완시간 T2 및 혈류 등의 흐름에 의해 결정될 수 있다.
MRI 시스템은 다른 이미징 장치들과는 다른 특징들을 포함한다. 이미지의 획득이 감지 하드웨어(detecting hardware)의 방향에 의존하는 CT와 같은 이미징 장치들과 달리, MRI 시스템은 임의의 지점으로 지향된 2D 이미지 또는 3D 볼륨 이미지를 획득할 수 있다. 또한, MRI 시스템은, CT, X-ray, PET 및 SPECT와 달리, 대상체 및 검사자에게 방사선을 노출시키지 않으며, 높은 연부 조직(soft tissue) 대조도를 갖는 이미지의 획득이 가능하여, 비정상적인 조직의 명확한 묘사가 중요한 신경(neurological) 이미지, 혈관 내부(intravascular) 이미지, 근 골격(musculoskeletal) 이미지 및 종양(oncologic) 이미지 등을 획득할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치가 PROPELLER 법에 의해 대상체에 대한 자기 공명 영상을 획득하는 것을 설명하는 도면이다.
자기 공명 영상은 대상체로부터 방사되는 MR 신호로부터 획득될 수 있다. 획득된 MR 신호는 이에 대응되는 k 공간 데이터로 나타낼 수 있고, k 공간 데이터는 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT)에 의해 자기 공명 영상으로 재구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 자기 공명 영상 장치가 PROPELLER 법에 따라 k 공간 내의 N개의 k 공간 블레이드들을 획득하는 것에 의해 대상체의 단면을 나타내는 자기 공명 영상이 획득될 수 있다.
구체적으로, PROPELLER 법에 따라 N개의 k 공간 블레이드들을 획득하는 것에 의해 k 공간 데이터가 획득될 수 있다. 또한 N개의 블레이드들로부터 획득된 k 공간 데이터는 자기 공명 영상으로 재구성될 수 있다. 재구성된 자기 공명 영상은 대상체의 단면을 나타내는 영상일 수 있다.
여기서, k 공간 블레이드는 PROPELLER 법에 따라 획득된 k 공간의 중심을 포함하는 k 공간 데이터의 세트를 의미할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, N개의 블레이드들은 각각 사각형으로 둘러싸인 부분의 k 공간 데이터를 포함할 수 있다.
각각의 k 공간 블레이드들은 k 공간의 중심 즉, k 공간의 x축 및 y축 좌표가 (0.0) 인 점을 기준으로 미리 정해진 각도를 간격으로 회전되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 블레이드는 제1 블레이드가 k 공간의 중심을 기준으로 미리 정해진 각도만큼 회전된 것이다.
각각의 k 공간 블레이드들은 한번의 스캔(또는 샷이라 함)에 의해 획득될 수 있다. 즉, 하나의 k 공간 블레이드는 하나의 펄스 시퀀스에 의해 획득될 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 장치가 N개의 k 공간 블레이드를 획득하는 경우 N번의 스캔이 필요하게 된다. 이와 같이 자기 공명 영상 장치가 여러 번의 스캔에 의해 k 공간 데이터를 획득하는 것은 종래의 멀티 샷(multiple-shot) FSE(fast spin-echo) 기법에 따를 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 자기 공명 영상 장치가 제1 블레이드 내지 제N 블레이드를 포함하는 N개의 블레이드들을 모두 획득한 경우, N개의 k 공간 블레이드들에 포함된 k 공간 데이터에 기초하여 하나의 자기 공명 영상을 재구성하는 것이 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 블레이드 내지 제N 블레이드는 모두 k 공간의 x축 및 y축 좌표가 (0.0) 인 k 공간 데이터를 포함할 수 있다. 이하에서는, k 공간의 x축 및 y축 좌표가 (0.0) 인 k 공간 데이터를 중심 데이터 또는 S(kc) 라 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 자기 공명 영상 장치가 N개의 k 공간 블레이드를 획득할 때에, 제1 블레이드는 S(kc)0 를 포함하고, 제2 블레이드는 S(kc)1 를 포함하고, 제N 블레이드는 S(kc)N- 1 를 포함할 수 있다.
PROPELLOR 법에 의해 N번의 스캔을 통해 N개의 k 공간 블레이드가 획득되는 경우, 대상체의 움직임이 없는 경우에는 N번의 스캔을 하는 동안의 중심 데이터의 값이 동일할 수 있다.
따라서, 자기 공명 영상 촬영 시에, 대상체의 움직임이 없는 경우에는 이하와 같이 S(kc)의 값의 크기가 동일하게 된다.
[수학식 1]
|S(kc)0|= |S(kc)1|= … =|S(kc)N-1|
여기에서, S(kc)의 값은 획득되는 MR 신호의 세기와 관련이 있을 수 있다. 만약, 자기 공명 영상을 촬영 시에 대상체의 움직임이 있는 경우에는, 획득되는 MR 신호의 세기가 변화하게 되므로 S(kc)는 N번의 스캔을 하는 동안 각각 상이한 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 시간 도메인에서의 자기 공명 영상 데이터를 s(r)라 하고, 이를 k공간에 나타낸 데이터를 S(k)라고 할 수 있다. 이 때, 시간 도메인에서의 자기 공명 영상 데이터가 r0만큼 이동한 자기 공명 영상 데이터를 s(r-r0) 라고 할 수 있고, 푸리에 변환의 특성에 의해 s(r-r0) 에 대응되는 k 공간 데이터는 이하와 같이 exp(-j2πkr0)S(k)로 변경될 수 있다.
[수학식 2]
F{s(r-r0)} = exp(-j2πkr0)S(k)
즉, 대상체가 r0만큼 이동하는 경우, S(kc)의 값은 S(kc)에 exp(-j2πkr0)를 곱한 만큼 변화할 수 있다.
한편, 대상체의 움직임은 획득되는 단면과 수평한 방향의 움직임(in-plane motion) 과 획득되는 단면과 수직한 방향의 움직임(through-plane motion)으로 구분할 수 있다. 특히, 대상체의 수직한 방향의 움직임(through-plane motion)이 발생하는 경우 이를 보정하기 위해 상관 가중치 (correlation weighting)를 적용할 수 있다.
이와 같은 방식에 의해 대상체의 수직한 방향의 움직임을 보정하기 위해서는 시간이 많이 소요될 수 있다. 또한, 대상체의 움직임이 비교적 큰 경우에는 움직임 보정이 수행되었다고 하더라도 재구성된 영상에 블러링(blurring)이 발생할 수 있다.
따라서, 종래에는 고화질의 자기 공명 영상을 재구성하기 위해, 재구성된 영상에 블러링이 발생된 경우에는 대상체의 움직임이 보정 가능한 범위 내에 포함되도록 영상 촬영을 다시 진행해야 하는 경우가 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, N개의 블레이드를 획득하는 동안 획득되는 S(kc)의 값을 비교하는 것에 의해 대상체의 자기 공명 영상을 재구성 해야 할지 여부를 미리 판단할 수 있게 된다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, N개의 블레이드를 획득하는 동안 실시간으로 획득되는 S(kc)의 값을 통하여, 자기 공명 영상을 재구성할 때 나타나게 되는 대상체의 움직임이 어느 정도인지를 실시간으로 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 실시간으로 획득되는 S(kc)의 값을 통해, 대상체의 움직임이 자기 공명 영상을 재구성 할 수 있는 범위 내인지 여부를 실시간으로 확인할 수 있게 된다.
도 2는 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치가 PROPELLER 법에 의해 대상체에 대한 자기 공명 영상을 획득하는 것을 설명하는 다른 도면이다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치는 대상체로부터 방사되는 MR 신호로부터, PROPELLER법에 의해 k공간 블레이드들(210)을 획득할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치는 획득된 k 공간 블레이드들(210)로부터의 중심 데이터들을 획득하고, 중심 데이터들의 크기 값 즉, |S(kc)0| 내지 |S(kc)N-1|를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치는 중심 데이터들의 크기 값들에 기초하여, 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는지 여부에 기초하여 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다. 여기서 오차 범위는 k 공간 블레이드에 포함된 k 공간 데이터가 대상체의 움직임 보정이 가능함을 나타내는 중심 데이터의 범위를 의미한다.
한편, 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치가 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성하도록 결정한 경우, k 공간 블레이드들(210)에 기초하여 재구성된 영상(220)이 획득될 수 있다. 재구성된 영상(220)은 k 공간 블레이드들(210)에 기초하여 움직임이 보정된 영상일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(300)를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 자기 공명 영상 장치(300)는 대상체를 자기 공명 영상 촬영하여 획득한 MR 신호를 처리하기 위한 장치일 수 있다.
자기 공명 영상장치(300)는 MR 신호 수신부(310) 및 프로세서(320)를 포함할 수 있다.
MR 신호 수신부(310)는 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 획득할 수 있다. MR 신호 수신부(310)는 RF 코일을 포함할 수 있고, RF 코일을 이용하여 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 수신할 수 있다. MR 신호는 멀티 샷(multiple-shot) FSE(fast spin-echo) 기법에 의해 획득된 MR 신호일 수 있다.
프로세서(320)는 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 이용하여 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 MR 신호로부터 PROPELLER법에 의해 k공간 블레이드들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 멀티 샷(multiple-shot) FSE(fast spin-echo) 기법에 의해 획득된 MR 신호에 기초하여 N개의 블레이드를 획득할 수 있다.
프로세서(320)는 k 공간 블레이드들로부터의 중심 데이터들에 기초하여, 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다. k 공간 블레이드들 각각은 1 회의 스캔에 의해 획득될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(320)는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는지 여부에 기초하여 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다.
프로세서(320)는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는 경우, 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 다시 획득할 수 있다.
프로세서(320)는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 없는 경우, k 공간 블레이드들로부터 자기 공명 영상을 재구성하도록 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 획득된 k공간 블레이드들을 이용하여 움직임이 보정된 자기 공명 영상을 재구성할 수 있다.
또한, 프로세서(320)는 중심 데이터들과 그 중심 데이터들 각각이 오차 범위를 벗어나는지 여부를 나타내는 그래프를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(320)는 k 공간 블레이드들에 대응되는 자기 공명 영상을 포함하는 사용자 인터페이스를 생성할 수도 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상장치(300)에 따르면, N개의 블레이드를 획득하는 동안 획득되는 S(kc)의 값을 비교하는 것에 의해 대상체의 자기 공명 영상을 재구성 해야 할지 여부를 미리 판단할 수 있게 된다.
또한, 자기 공명 영상장치(300)에 따르면, N개의 블레이드를 획득하는 동안 실시간으로 획득되는 S(kc)의 값을 통하여, 자기 공명 영상을 재구성할 때 나타나게 되는 대상체의 움직임이 어느 정도인지 및 대상체의 자기 공명 영상을 재구성 해야 할지 여부를 실시간으로 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 디스플레이하는 그래프를 도시한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 중심 데이터들 및 중심 데이터들 각각이 오차 범위를 벗어나는지 여부를 나타내는 그래프(410 및 420)를 디스플레이할 수 있다.
자기 공명 영상 처리 장치(300)는 가로축이 k 공간 블레이드 번호이고, 세로축이 S(kc)의 값의 크기인 그래프(410 및 420)를 디스플레이할 수 있다.
도 4를 참고하면, 예를 들어 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 12개의 블레이드에 대한 S(kc)의 값의 크기를 나타내는 그래프(410 및 420)를 디스플레이할 수 있다.
자기 공명 영상 처리 장치(300)는 그래프 내에 움직임 보정 불가능 영역을 표시할 수 있다. 움직임 보정 불가능 영역은 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터들을 표시하기 위한 영역일 수 있다.
도 4의 그래프 410을 참고하면 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 제5 블레이드의 S(kc)의 크기(401) 및 제11 블레이드의 S(kc)의 크기(405)를 움직임 보정 불가능 영역(411)내에 표시할 수 있다. 또한, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 제7 블레이드의 S(kc)의 크기(403)를 움직임 보정 불가능 영역(413)에 표시할 수 있다.
자기 공명 영상 처리 장치(300)는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는지 여부에 기초하여 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 제5 블레이드의 S(kc)의 크기(401), 제7 블레이드의 S(kc)의 크기(403) 및 제11 블레이드의 S(kc)의 크기(405)에 기초하여, 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있다고 판단할 수 있다.
자기 공명 영상 처리 장치(300)는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는 경우 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 다시 획득할 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 제5 블레이드, 제7 블레이드 및 제11 블레이드를 다시 획득할 수 있다.
도 4의 그래프 420는 제5 블레이드, 제7 블레이드 및 제11 블레이드를 다시 획득한 후에 업데이트 된 그래프일 수 있다. 도 4의 그래프 420을 참고하면, 업데이트된 제5 블레이드의 S(kc)의 크기(421), 업데이트된 제7 블레이드의 S(kc)의 크기(423) 및 업데이트된 제11 블레이드의 S(kc)의 크기(425)가 도시된다.
도 4의 그래프 420를 참고하면, 업데이트된 제5 블레이드의 S(kc)의 크기(421), 업데이트된 제7 블레이드의 S(kc)의 크기(423) 및 업데이트된 제11 블레이드의 S(kc)의 크기(425)는 움직임 보정 불가능 영역(431 및 433)에 포함되지 않을 수 있다.
자기 공명 영상 처리 장치(300)는 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 없는 경우, k 공간 블레이드들로부터 자기 공명 영상을 재구성하도록 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
단계 S101에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 획득할 수 있다(S101).
단계 S103에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 k 공간 블레이드들의 중심 데이터들을 획득할 수 있다(S103).
구체적으로, 자기 공명 영상 장치(300)는 MR 신호로부터, PROPELLER 법에 의해 k공간 블레이드들을 획득할 수 있다.
여기서 k 공간 블레이드는 PROPELLER 법에 따라 획득된 k 공간의 중심을 포함하는 k 공간 데이터의 세트를 의미할 수 있다. 또한 중심 데이터는 k 공간의 x축 및 y축 좌표가 (0.0) 인 k 공간 데이터를 의미할 수 있다.
단계 S105에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 획득된 k 공간 블레이드들의 중심 데이터들에 기초하여, 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다(S105).
예를 들어, PROPELLOR 법에 의해 자기 공명 영상 장치(300)가 N번의 스캔을 하여 N개의 k 공간 블레이드들을 획득하는 경우, 대상체의 움직임이 크지 않은 경우에는 N번의 스캔을 하는 동안의 중심 데이터의 값의 변화가 크지 않을 수 있다.
즉, 자기 공명 영상 장치(300)는 k공간 블레이드들의 중심 데이터들의 값의 변화에 기초하여 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법을 설명하기 위한 다른 순서도이다.
단계 S201에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 획득할 수 있다(S201).
단계 S203에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 k 공간 블레이드들의 중심 데이터들을 획득할 수 있다(S203).
구체적으로, 자기 공명 영상 장치(300)는 MR 신호로부터, PROPELLER 법에 의해 k공간 블레이드들을 획득하고, k 공간 블레이드들의 중심 데이터들을 획득할 수 있다.
단계 S205에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 오차 범위를 설정할 수 있다(S205). 오차 범위는 k 공간 블레이드에 포함된 k 공간 데이터가 대상체의 움직임 보정이 가능함을 나타내는 중심 데이터의 범위를 의미한다. 오차 범위는 영상의 특성 및 촬영 환경마다 달라질 수 있다. 오차 범위는 자기 공명 영상 장치(300)의 촬영 환경 마다 자동으로 설정될 수도 있고 자기 공명 영상 장치(300)가 오차 범위에 대한 입력을 수신할 수도 있다.
단계 S207에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는지 여부를 판단할 수 있다(S207). 예를 들어, 자기 공명 영상 장치(300)는 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는지 여부를 움직임 보정 불가능 영역에 중심 데이터들이 포함되어 있는지 여부를 통하여 판단할 수 있다.
만약, 자기 공명 영상 장치(300)가 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있다고 판단한 경우, 단계 S209에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 다시 획득할 수 있다(S209).
그 후, 자기 공명 영상 장치(300)는 단계 S207로 돌아가서, 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는지 여부를 다시 판단할 수 있다.
만약, 자기 공명 영상 장치(300)가 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 없다고 판단한 경우, 단계 S211에서, 자기 공명 영상 장치(300)는 영상을 재구성하도록 결정할 수 있다(S211). 자기 공명 영상 장치(300)는 k 공간 블레이드들을 이용하여 움직임이 보정된 자기 공명 영상을 재구성할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(300)에 따르면, PROPELLER 법을 사용하여 자기 공명 영상을 촬영한 후, 획득된 k 공간 블레이드들 중에서 움직임 보정이 가능한 범위에서 벗어난 k 공간 블레이드가 있는 경우, 그 k 공간 블레이드만을 다시 획득하도록 하여, 재촬영에 소모되는 시간을 감소시키도록 한다.
한편, 일 실시예에 따르면, 자기 공명 영상 장치(300)가 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 계속하여 다시 획득하더라도, 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 계속 남아 있을 수 있다.
미리 정해진 횟수 이상 k 공간 블레이드를 다시 획득하여도 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 존재하는 경우, 자기 공명 영상 장치(300)는 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드들을 다시 획득할 지 여부에 대한 입력을 수신할 수 있다. 만약, 자기 공명 영상 장치(300)가 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 다시 획득하지 않겠다는 입력을 수신한 경우, 재촬영이 포기된 것으로 판단할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 디스플레이하는 그래프를 도시한다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 중심 데이터들과 그 중심 데이터들 각각이 오차 범위를 벗어나는지 여부를 나타내는 그래프를 디스플레이할 수 있다.
도 7a를 참고하면, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 자기 공명 영상 촬영시에 숨을 참고 있을 때에 대한 그래프(701) 자기 공명 영상 촬영시에 숨을 참지 않고 있을 때에 대한 그래프(703)를 동시에 디스플레이할 수 있다.
도 7a의 숨을 참고 있을 때에 대한 그래프(701)의 데이터 중에는 움직임 보정 불가능 영역에 포함된 것이 없을 수 있다. 즉, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 중심 데이터의 크기 값이 오차 범위를 벗어나지 않는다고 판단할 수 있다.
도 7a의 숨을 참지 않고 있을 때에 대한 그래프(703)의 데이터의 일부는 움직임 보정 불가능 영역에 포함될 수 있다. 구체적으로, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 중심 데이터의 크기 값(711, 713)은 움직임 보정 불가능 영역에 포함될 수 있다. 즉, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 중심 데이터의 크기 값(711, 713)이 오차 범위를 벗어난다고 판단할 수 있다. 중심 데이터의 크기 값(711, 713)은 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 획득한 제10 블레이드 및 제15 블레이드에 대응될 수 있다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 디스플레이하는 사용자 인터페이스를 도시한다.
자기 공명 영상 처리 장치(300)는 k 공간 블레이드들 각각에 대응되는 자기 공명 영상을 포함하는 사용자 인터페이스를 디스플레이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 획득된 k 공간 블레이드들의 중심 데이터가 모두 오차 범위를 벗어나지 않는다고 판단할 수 있다. 이 경우, 자기 공명 영상 장치(300)는 영상을 재구성함을 나타낼 수 있다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 디스플레이하는 다른 사용자 인터페이스를 도시한다.
자기 공명 영상 처리 장치(300)는 획득한 k 공간 블레이드들 각각에 대응되는 자기 공명 영상을 포함하는 사용자 인터페이스를 디스플레이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기 공명 영상 처리 장치(300)가 획득한 제10 블레이드 및 제15 블레이드의 중심 데이터의 크기 값이 오차 범위를 벗어난다고 판단할 수 있다. 이 경우, 자기 공명 영상 처리 장치(300)는 제10 블레이드 및 제15 블레이드를 다시 획득함을 나타낼 수 있다.
도 8은 일반적인 MRI 시스템의 개략도이다.
도 8을 참조하면, MRI 시스템은 갠트리(gantry)(20), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60)를 포함할 수 있다.
갠트리(20)는 주 자석(22), 경사 코일(24), RF 코일(26) 등에 의하여 생성된 전자파가 외부로 방사되는 것을 차단한다. 갠트리(20) 내 보어(bore)에는 정자기장 및 경사자장이 형성되며, 대상체(10)를 향하여 RF 신호가 조사된다.
주 자석(22), 경사 코일(24) 및 RF 코일(26)은 갠트리(20)의 소정의 방향을 따라 배치될 수 있다. 소정의 방향은 동축 원통 방향 등을 포함할 수 있다. 원통의 수평축을 따라 원통 내부로 삽입 가능한 테이블(table)(28)상에 대상체(10)가 위치될 수 있다.
주 자석(22)은 대상체(10)에 포함된 원자핵들의 자기 쌍극자 모멘트(magnetic dipole moment)의 방향을 일정한 방향으로 정렬하기 위한 정자기장 또는 정자장(static magnetic field)을 생성한다. 주 자석에 의하여 생성된 자장이 강하고 균일할수록 대상체(10)에 대한 비교적 정밀하고 정확한 MR 영상을 획득할 수 있다.
경사 코일(Gradient coil)(24)은 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축 방향의 경사자장을 발생시키는 X, Y, Z 코일을 포함한다. 경사 코일(24)은 대상체(10)의 부위 별로 공명 주파수를 서로 다르게 유도하여 대상체(10)의 각 부위의 위치 정보를 제공할 수 있다.
RF 코일(26)은 환자에게 RF 신호를 조사하고, 환자로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, RF 코일(26)은, 세차 운동을 하는 환자 내에 존재하는 원자핵을 향하여, 세차운동의 주파수와 동일한 주파수의 RF 신호를 전송한 후 RF 신호의 전송을 중단하고, 환자 내에 존재하는 원자핵으로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, RF 코일(26)은 어떤 원자핵을 낮은 에너지 상태로부터 높은 에너지 상태로 천이시키기 위하여 이 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수(Radio Frequency)를 갖는 전자파 신호, 예컨대 RF 신호를 생성하여 대상체(10)에 인가할 수 있다. RF 코일(26)에 의해 생성된 전자파 신호가 어떤 원자핵에 가해지면, 이 원자핵은 낮은 에너지 상태로부터 높은 에너지 상태로 천이될 수 있다. 이후에, RF 코일(26)에 의해 생성된 전자파가 사라지면, 전자파가 가해졌던 원자핵은 높은 에너지 상태로부터 낮은 에너지 상태로 천이하면서 라모어 주파수를 갖는 전자파를 방사할 수 있다. 다시 말해서, 원자핵에 대하여 전자파 신호의 인가가 중단되면, 전자파가 가해졌던 원자핵에서는 높은 에너지에서 낮은 에너지로의 에너지 준위의 변화가 발생하면서 라모어 주파수를 갖는 전자파가 방사될 수 있다. RF 코일(26)은 대상체(10) 내부의 원자핵들로부터 방사된 전자파 신호를 수신할 수 있다.
RF 코일(26)은 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수를 갖는 전자파를 생성하는 기능과 원자핵으로부터 방사된 전자파를 수신하는 기능을 함께 갖는 하나의 RF 송수신 코일로서 구현될 수도 있다. 또한, 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수를 갖는 전자파를 생성하는 기능을 갖는 송신 RF 코일과 원자핵으로부터 방사된 전자파를 수신하는 기능을 갖는 수신 RF 코일로서 각각 구현될 수도 있다.
또한, 이러한 RF 코일(26)은 갠트리(20)에 고정된 형태일 수 있고, 착탈이 가능한 형태일 수 있다. 착탈이 가능한 RF 코일(26)은 머리 RF 코일, 흉부 RF 코일, 다리 RF 코일, 목 RF 코일, 어깨 RF 코일, 손목 RF 코일 및 발목 RF 코일 등을 포함한 대상체의 일부분에 대한 RF 코일을 포함할 수 있다.
또한, RF 코일(26)은 유선 및/또는 무선으로 외부 장치와 통신할 수 있으며, 통신 주파수 대역에 따른 듀얼 튠(dual tune) 통신도 수행할 수 있다.
또한, RF 코일(26)은 코일의 구조에 따라 새장형 코일(birdcage coil), 표면 부착형 코일(surface coil) 및 횡전자기파 코일(TEM 코일)을 포함할 수 있다.
또한, RF 코일(26)은 RF 신호 송수신 방법에 따라, 송신 전용 코일, 수신 전용 코일 및 송/수신 겸용 코일을 포함할 수 있다.
또한, RF 코일(26)은 16 채널, 32 채널, 72채널 및 144 채널 등 다양한 채널의 RF 코일을 포함할 수 있다.
갠트리(20)는 갠트리(20)의 외측에 위치하는 디스플레이(29)와 갠트리(20)의 내측에 위치하는 디스플레이(미도시)를 더 포함할 수 있다. 갠트리(20)의 내측 및 외측에 위치하는 디스플레이를 통해 사용자 또는 대상체에게 소정의 정보를 제공할 수 있다.
신호 송수신부(30)는 소정의 MR 시퀀스에 따라 갠트리(20) 내부, 즉 보어에 형성되는 경사자장을 제어하고, RF 신호와 MR 신호의 송수신을 제어할 수 있다.
신호 송수신부(30)는 경사자장 증폭기(32), 송수신 스위치(34), RF 송신부(36) 및 RF 수신부(38)를 포함할 수 있다.
경사자장 증폭기(Gradient Amplifier)(32)는 갠트리(20)에 포함된 경사 코일(24)을 구동시키며, 경사자장 제어부(54)의 제어 하에 경사자장을 발생시키기 위한 펄스 신호를 경사 코일(24)에 공급할 수 있다. 경사자장 증폭기(32)로부터 경사 코일(24)에 공급되는 펄스 신호를 제어함으로써, X축, Y축, Z축 방향의 경사 자장이 합성될 수 있다.
RF 송신부(36) 및 RF 수신부(38)는 RF 코일(26)을 구동시킬 수 있다. RF 송신부(36)는 라모어 주파수의 RF 펄스를 RF 코일(26)에 공급하고, RF 수신부(38)는 RF 코일(26)이 수신한 MR 신호를 수신할 수 있다.
송수신 스위치(34)는 RF 신호와 MR 신호의 송수신 방향을 조절할 수 있다. 예를 들어, 송신 모드 동안에 RF 코일(26)을 통하여 대상체(10)로 RF 신호가 조사되게 하고, 수신 모드 동안에는 RF 코일(26)을 통하여 대상체(10)로부터의 MR 신호가 수신되게 할 수 있다. 이러한 송수신 스위치(34)는 RF 제어부(56)로부터의 제어 신호에 의하여 제어될 수 있다.
또한, 송수신부(30)는 MR 신호 수신부(도 3의 310)를 포함할 수 있다.
모니터링부(40)는 갠트리(20) 또는 갠트리(20)에 장착된 기기들을 모니터링 또는 제어할 수 있다. 모니터링부(40)는 시스템 모니터링부(42), 대상체 모니터링부(44), 테이블 제어부(46) 및 디스플레이 제어부(48)를 포함할 수 있다.
시스템 모니터링부(42)는 정자기장의 상태, 경사자장의 상태, RF 신호의 상태, RF 코일의 상태, 테이블의 상태, 대상체의 신체 정보를 측정하는 기기의 상태, 전원 공급 상태, 열 교환기의 상태, 컴프레셔의 상태 등을 모니터링하고 제어할 수 있다.
대상체 모니터링부(44)는 대상체(10)의 상태를 모니터링한다. 구체적으로, 대상체 모니터링부(44)는 대상체(10)의 움직임 또는 위치를 관찰하기 위한 카메라, 대상체(10)의 호흡을 측정하기 위한 호흡 측정기, 대상체(10)의 심전도를 측정하기 위한 ECG 측정기, 또는 대상체(10)의 체온을 측정하기 위한 체온 측정기를 포함할 수 있다.
테이블 제어부(46)는 대상체(10)가 위치하는 테이블(28)의 이동을 제어한다. 테이블 제어부(46)는 시퀀스 제어부(50)의 시퀀스 제어에 따라 테이블(28)의 이동을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 대상체의 이동 영상 촬영(moving imaging)에 있어서, 테이블 제어부(46)는 시퀀스 제어부(50)에 의한 시퀀스 제어에 따라 지속적으로 또는 단속적으로 테이블(28)을 이동시킬 수 있으며, 이에 의해, 갠트리의 FOV(field of view)보다 큰 FOV로 대상체를 촬영할 수 있다.
디스플레이 제어부(48)는 갠트리(20)의 외측 및 내측에 위치하는 디스플레이를 제어한다. 구체적으로, 디스플레이 제어부(48)는 갠트리(20)의 외측 및 내측에 위치하는 디스플레이의 온/오프 또는 디스플레이에 출력될 화면 등을 제어할 수 있다. 또한, 갠트리(20) 내측 또는 외측에 스피커가 위치하는 경우, 디스플레이 제어부(48)는 스피커의 온/오프 또는 스피커를 통해 출력될 사운드 등을 제어할 수도 있다.
시스템 제어부(50)는 갠트리(20) 내부에서 형성되는 신호들의 시퀀스를 제어하는 시퀀스 제어부(52), 및 갠트리(20)와 갠트리(20)에 장착된 기기들을 제어하는 갠트리 제어부(58)를 포함할 수 있다.
시퀀스 제어부(52)는 경사자장 증폭기(32)를 제어하는 경사자장 제어부(54), 및 RF 송신부(36), RF 수신부(38) 및 송수신 스위치(34)를 제어하는 RF 제어부(56)를 포함할 수 있다. 시퀀스 제어부(52)는 오퍼레이팅부(60)로부터 수신된 펄스 시퀀스에 따라 경사자장 증폭기(32), RF 송신부(36), RF 수신부(38) 및 송수신 스위치(34)를 제어할 수 있다. 여기에서, 펄스 시퀀스(pulse sequence)란, 경사자장 증폭기(32), RF 송신부(36), RF 수신부(38) 및 송수신 스위치(34)를 제어하기 위해 필요한 모든 정보를 포함하며, 예를 들면 경사 코일(24)에 인가하는 펄스(pulse) 신호의 강도, 인가 시간, 인가 타이밍(timing) 등에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
오퍼레이팅부(60)는 시스템 제어부(50)에 펄스 시퀀스 정보를 지령하는 것과 동시에, MRI 시스템 전체의 동작을 제어할 수 있다.
오퍼레이팅부(60)는 RF 수신부(38)가 수신한 MR 신호를 전송 받아서 처리하는 영상 처리부(62), 출력부(64) 및 입력부(66)를 포함할 수 있다.
영상 처리부(62)는 RF 수신부(38)로부터 수신되는 MR 신호를 처리하여, 대상체(10)에 대한 MR 화상 데이터를 생성할 수 있다.
영상 처리부(62)는 RF 수신부(38)가 수신한 MR 신호를 전송받고, 전송받은 MR 신호에 증폭, 주파수 변환, 위상 검파, 저주파 증폭, 필터링(filtering) 등과 같은 각종의 신호 처리를 가한다.
영상 처리부(62)는, 예를 들어, 메모리의 k 공간 (예컨대, 푸리에(Fourier) 공간 또는 주파수 공간이라고도 지칭됨)에 디지털 데이터를 배치하고, 이러한 데이터를 2차원 또는 3차원 푸리에 변환을 하여 영상 데이터로 재구성할 수 있다.
또한, 영상 처리부(62)는 필요에 따라, 재구성된 영상 데이터(data)에 합성 처리나 차분 연산 처리 등을 수행할 수 있다. 합성 처리는, 픽셀에 대한 가산 처리, 최대치 투영(MIP)처리 등 일 수 있다. 또한, 영상 처리부(62)는 재구성되는 화상 데이터뿐만 아니라 합성 처리나 차분 연산 처리가 행해진 화상 데이터를 메모리 또는 외부의 서버에 저장할 수 있다.
또한, 영상 처리부(62)가 MR 신호에 대해 적용하는 각종 신호 처리는 병렬적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 다채널 RF 코일에 의해 수신되는 복수의 MR 신호에 신호 처리를 병렬적으로 가하여 복수의 MR 신호를 화상 데이터로 재구성할 수도 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부(62)는 MR 신호로부터, PROPELLER법에 의해 k공간 블레이드들을 획득할 수 있다.
또한, 영상 처리부(62)는 k 공간 블레이드들로부터의 중심 데이터들을 획득할 수 있고, 중심 데이터들에 기초하여, 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정할 수 있다.
출력부(64)는 영상 처리부(62)에 의해 생성된 화상 데이터 또는 재구성 화상 데이터를 사용자에게 출력할 수 있다. 또한, 출력부(64)는 UI(user interface), 사용자 정보 또는 대상체 정보 등 사용자가 MRI 시스템을 조작하기 위해 필요한 정보를 출력할 수 있다. 출력부(64)는 스피커, 프린터, CRT 디스플레이, LCD 디스플레이, PDP 디스플레이, OLED 디스플레이, FED 디스플레이, LED 디스플레이, VFD 디스플레이, DLP(Digital Light Processing) 디스플레이, 평판 디스플레이(PFD: Flat Panel Display), 3D 디스플레이, 투명 디스플레이 등 일을 포함할 수 있고, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 출력 장치들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 출력부(64)는 또한, 중심 데이터들과 그 중심 데이터들 각각이 오차 범위를 벗어나는지 여부를 나타내는 그래프를 디스플레이할 수 있다.
일 실시예에 따른 출력부(64)는 k 공간 블레이드들에 대응되는 자기 공명 영상을 포함하는 사용자 인터페이스를 디스플레이할 수 있다.
사용자는 입력부(66)를 이용하여 대상체 정보, 파라미터 정보, 스캔 조건, 펄스 시퀀스, 화상 합성이나 차분의 연산에 관한 정보 등을 입력할 수 있다. 입력부(66)의 예들로는 키보드, 마우스, 트랙볼, 음성 인식부, 제스처 인식부, 터치 스크린 등을 포함할 수 있고, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 입력 장치들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 입력부(66)는 k 공간 블레이드들을 재획득할 지 여부에 대한 입력을 수신할 수 있다. 또한 입력부(66)는 중심 데이터들에 대한 오차 범위를 결정하기 위한 입력을 수신할 수 있다.
도 8은 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60)를 서로 분리된 객체로 도시하였지만, 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60) 각각에 의해 수행되는 기능들이 다른 객체에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 영상 처리부(62)는, RF 수신부(38)가 수신한 MR 신호를 디지털 신호로 변환한다고 전술하였지만, 이 디지털 신호로의 변환은 RF 수신부(38) 또는 RF 코일(26)이 직접 수행할 수도 있다.
갠트리(20), RF 코일(26), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60)는 서로 무선 또는 유선으로 연결될 수 있고, 무선으로 연결된 경우에는 서로 간의 클럭(clock)을 동기화하기 위한 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 갠트리(20), RF 코일(26), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60) 사이의 통신은, LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 등의 고속 디지털 인터페이스, UART(universal asynchronous receiver transmitter) 등의 비동기 시리얼 통신, 과오 동기 시리얼 통신 또는 CAN(Controller Area Network) 등의 저지연형의 네트워크 프로토콜, 광통신 등이 이용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 통신부(70)의 구성을 도시하는 도면이다. 통신부(70)는 도 8에 도시된 갠트리(20), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.
통신부(70)는 의료 영상 정보 시스템(PACS, Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있으며, 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 통신부(70)는 유선 또는 무선으로 네트워크(80)와 연결되어 서버(92), 의료 장치(94), 또는 휴대용 장치(96)와 통신을 수행할 수 있다.
구체적으로, 통신부(70)는 네트워크(80)를 통해 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT, MRI, X-ray 등 의료 장치(94)에서 촬영한 의료 이미지 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부(70)는 서버(92)로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등을 수신하여 대상체의 진단에 활용할 수도 있다. 또한, 통신부(70)는 병원 내의 서버(92)나 의료 장치(94)뿐만 아니라, 의사나 고객의 휴대폰, PDA, 노트북 등의 휴대용 장치(96)와 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
또한, 통신부(70)는 MRI 시스템의 이상 유무 또는 의료 영상 품질 정보를 네트워크(80)를 통해 사용자에게 송신하고 그에 대한 피드백을 사용자로부터 수신할 수도 있다.
통신부(70)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈(72), 유선 통신 모듈(74) 및 무선 통신 모듈(76)을 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈(72)은 소정 거리 이내의 위치하는 기기와 근거리 통신을 수행하기 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 실시예에 따른 근거리 통신 기술에는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유선 통신 모듈(74)은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 수행하기 위한 모듈을 의미하며, 본 발명의 실시예에 따른 유선 통신 기술에는 페어 케이블(pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블 등을 이용한 유선 통신 기술이 포함될 수 있고, 그 밖에 당업자에게 자명한 유선 통신 기술이 포함될 수 있다.
무선 통신 모듈(76)은, 이동 통신망 상에서의 기지국, 외부의 장치, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 자기 공명 영상 장치(300)는 MRI 시스템과 연결된 외부의 서버(92), 외부의 의료 장치(94) 또는 외부의 휴대용 장치(96)일 수 있다. 즉, 자기 공명 영상 장치(300)는 도 9에 도시된 통신부(70)에 접속되어 동작할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (21)

  1. 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 획득하는 MR 신호 수신부; 및
    상기 MR 신호로부터, PROPELLER(Periodically Rotated Overlapping Parallel Lines with Enhanced Reconstruction) 법에 의해 k공간 블레이드들을 획득하고,
    상기 획득된 k 공간 블레이드들의 중심 데이터들 중, 상기 대상체의 움직임 보정이 가능한 중심 데이터의 범위인 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는 지 여부를 판단하여, 상기 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정하는 프로세서를 포함하는 자기 공명 영상 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는 경우, 상기 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 다시 획득하는 자기 공명 영상 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터가 없는 경우, 상기 k 공간 블레이드들로부터 자기 공명 영상을 재구성하도록 결정하는 자기 공명 영상 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 중심 데이터들의 크기들과 그 중심 데이터들의 크기들이 오차 범위를 벗어나는지 여부를 나타내는 그래프를 디스플레이하는 디스플레이를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 k 공간 블레이드들에 대응되는 자기 공명 영상을 포함하는 사용자 인터페이스를 디스플레이하는 디스플레이를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 k 공간 블레이드들을 재획득할 지 여부에 대한 입력을 수신하는 입력부를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 k 공간 블레이드들 각각은 1 회의 스캔에 의해 획득되는 자기 공명 영상 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 획득된 k공간 블레이드들을 이용하여 움직임이 보정된 자기 공명 영상을 재구성하는 자기 공명 영상 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    재구성된 상기 자기 공명 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치.
  11. 대상체로부터 방사되는 MR 신호를 획득하는 단계;
    상기 MR 신호로부터, PROPELLER(Periodically Rotated Overlapping Parallel Lines with Enhanced Reconstruction) 법에 의해 k공간 블레이드들을 획득하는 단계;
    상기 획득된 k 공간 블레이드들의 중심 데이터들 중, 상기 대상체의 움직임 보정이 가능한 중심 데이터의 범위인 오차범위를 벗어나는 중심 데이터가 있는 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 기초하여, 상기 대상체에 대한 자기 공명 영상을 재구성할 지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 값이 있는 경우, 상기 오차 범위를 벗어나는 중심 데이터를 갖는 k 공간 블레이드를 다시 획득하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 중심 데이터들 중 오차 범위를 벗어나는 값이 없는 경우, 상기 k 공간 블레이드들로부터 자기 공명 영상을 재구성하도록 결정하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 중심 데이터들과 그 중심 데이터들 각각이 오차 범위를 벗어나는지 여부를 나타내는 그래프를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 k 공간 블레이드들에 대응되는 자기 공명 영상을 포함하는 사용자 인터페이스를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 k 공간 블레이드들을 재획득할 지 여부에 대한 입력을 수신하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 k 공간 블레이드들 각각은 1 회의 스캔에 의해 획득되는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 획득된 k공간 블레이드들을 이용하여 움직임이 보정된 자기 공명 영상을 재구성하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  20. 제11 항에 있어서,
    재구성된 상기 자기 공명 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치를 위한 방법.
  21. 제11 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 수록된 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체.
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