KR102449249B1 - 자기 공명 영상 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
자기 공명 영상을 획득하기 위한 자기 공명 영상 장치 및 그 방법이 개시된다. 자기 공명 영상 장치는 대상체에 포함되는 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라(bipolar) 경사자장이 인가되도록 제어하는 제어부; 및 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 획득되는 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득하고, 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 자기 공명 영상 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 대상체의 움직임 정보를 이용하여 자기 공명 영상을 획득하기 위한 자기 공명 영상 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
자기 공명 영상(MRI: magnetic resonance imaging) 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 영상 장치를 이용하여 의료 영상을 획득할 때, 대상체의 움직임은 고화질의 영상을 획득하는 것을 저해할 수 있다.
고화질의 자기 공명 영상을 획득하기 위해서는 자기 공명 영상을 획득하는 시점에서의 대상체의 움직임에 대한 정보가 요구된다. 대상체의 움직임은 예를 들어, 대상체의 심장 박동에 의한 움직임과 대상체의 호흡에 의한 움직임이 있을 수 있다. 호흡에 의한 움직임에 관한 선행문헌으로는 미국 등록 특허 US 8,649,846(문헌 명칭: Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method, 공개일: 2009.01.15)이 있다.
대상체의 움직임에 관한 정보를 얻기 위해서는, 대상체의 심장 박동 및 호흡을 측정하기 위한 별도의 장치를 대상체에 부착할 수 있다. 대상체의 심장 박동에 따른 대상체의 움직임 정보를 획득하기 위하여 ECG 게이팅 장비를 이용할 수 있고, 대상체의 호흡에 따른 대상체의 움직임 정보를 획득하기 위하여 대상체의 복부에 착용된 공기 주머니를 이용할 수 있다.
한편, 별도의 장치에 의해 대상체의 움직임에 관한 정보를 얻기 위해서는, 자기 공명 영상을 획득하는 데에 소요되는 시간 외에, 별도의 장치를 부착하는 데에 추가적인 시간이 소요될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 영상(MRI: magnetic resonance imaging) 장치는, 대상체의 자기 공명 영상을 획득함과 동시에, 대상체를 자기 공명 영상 촬영할 때에 획득되는 MR 신호에 기초하여, 대상체의 심장 박동에 의한 움직임 정보와 대상체의 호흡에 관한 움직임 정보를 획득할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는, 대상체를 자기 공명 영상 촬영할 때에 획득되는 MR 신호에 기초하여, 대상체의 심장 박동에 의한 움직임 정보와 대상체의 호흡에 관한 움직임 정보를 동시에 획득할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 대상체에 포함되는 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라(bipolar) 경사자장이 인가되도록 제어하는 제어부; 및 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 획득되는 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득하고, 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨에 의하여 대상체의 대동맥 및 복부의 경계를 나타내는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득하고, 프로젝션 데이터에 기초하여 위상 신호 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 제1 단면과 상이한 제2 단면에 대한 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득하고, 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터 및 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 제1 리드아웃 그라디언트를 이용하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하고, 제1 리드아웃 그라디언트와 상이한 제2 리드아웃 그라디언트를 이용하여 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 제1 움직임 데이터에 고주파 필터를 적용할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 대상체에 포함되는 대동맥 및 복부의 경계가 서로 중복되어 표시되지 않는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득하고, 프로젝션 데이터에 기초하여 획득한 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득하고, 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득하고, 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 제1 움직임 데이터 및 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서, 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 처리부는 제1 단면과 상이한 제2 단면에 대한 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 대상체의 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라(bipolar) 경사자장이 인가되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법은 대상체에 포함되는 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라(bipolar) 경사자장이 인가되도록 제어하는 단계;바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 획득되는 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득하는 단계; 및 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 데이터를 획득하는 단계는, 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨에 의하여 대상체의 대동맥 및 복부의 경계를 나타내는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득하는 단계; 및 프로젝션 데이터에 기초하여 위상 신호 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는 움직임 데이터에 근거하여 제1 단면과 상이한 제2 단면에 대한 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 데이터를 획득하는 단계는 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득하고, 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는 제1 움직임 데이터 및 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 데이터를 획득하는 단계는 제1 리드아웃 그라디언트를 이용하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함하고,
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는, 제1 리드아웃 그라디언트와 상이한 제2 리드아웃 그라디언트를 이용하여 움직임 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법은 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 데이터를 획득하는 단계는 제1 움직임 데이터에 고주파 필터를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법은 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 대상체에 포함되는 대동맥 및 복부의 경계가 서로 중복되어 표시되지 않는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득하는 단계; 프로젝션 데이터에 기초하여 획득한 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득하는 단계; 및 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 데이터를 획득하는 단계는 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득하는 단계; 및 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는 제1 움직임 데이터 및 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서, 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는 제1 단면과 상이한 제2 단면에 대한 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법은 대상체의 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라(bipolar) 경사자장이 인가되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법은 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 영상(MRI: magnetic resonance imaging) 장치에 의하면, 대상체의 자기 공명 영상을 획득함과 동시에, 대상체를 자기 공명 영상 촬영할 때에 획득되는 MR 신호에 기초하여, 대상체의 심장 박동에 의한 움직임 정보와 대상체의 호흡에 관한 움직임 정보를 획득할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치에 의하면, 대상체를 자기 공명 영상 촬영할 때에 획득되는 MR 신호에 기초하여, 대상체의 심장 박동에 의한 움직임 정보와 대상체의 호흡에 관한 움직임 정보를 동시에 획득할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 MRI 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(200)를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 영상장치(300)를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상을 획득하기 위한 펄스 시퀀스 모식도(500)를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(610) 및 제2 단면(620)을 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700a)을 나타내는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700b)을 나타내는 도면이다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700c)을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 신호 데이터(911)를 나타내는 도면이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상(920)을 나타내는 도면이다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 움직임 영상(930)을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 통신부(70)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(200)를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 영상장치(300)를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상을 획득하기 위한 펄스 시퀀스 모식도(500)를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(610) 및 제2 단면(620)을 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700a)을 나타내는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700b)을 나타내는 도면이다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700c)을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 신호 데이터(911)를 나타내는 도면이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상(920)을 나타내는 도면이다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 움직임 영상(930)을 나타낸 도면이다.
도 10은 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 일반적인 MRI 시스템의 개략도이다. 도 1를 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 인가하기 위한 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.
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.
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.
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.
도 1은 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(200)를 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 자기 공명 영상 장치(200)는 핵자기 공명 원리를 이용하여 대상체의 의료 영상을 촬영하고, 촬영하여 획득한 의료 영상을 처리하기 위한 장비일 수 있다. 의사 등의 사용자는 자기 공명 영상 장치(200)에서 출력되는 의료 영상을 이용하여 환자의 건강 상태 및 질병을 진단할 수 있다.
도 2에 도시된 자기 공명 영상 장치(200)는 제어부(210) 및 영상 처리부(220)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제어부(210)는 대상체에 바이폴라(bipolar) 경사자장이 인가되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(210)는 대상체에 포함되는 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라 경사자장이 인가되도록 제어할 수 있다. 바이폴라 경사자장이 대동맥에 인가되면, 대동맥의 혈류에 포함된 스핀들의 위상이 변화될 수 있다.
아래의 [수학식 1] 은 대상체에 포함된 움직이는 스핀의 위상(φ)과 경사자장(G)의 관계를 나타내는 식이다.
여기서, 스핀의 위상(φ)은 MR 신호를 방출하는 원자핵의 스핀의 위상을 나타낸다. G는 시간에 따른 경사자장의 크기를 나타내고, X는 시간에 따른 스핀의 위치를 나타낸다. γ 는 자기 회전 비율을 나타낸다.
심장의 박동과 호흡에 의해 대상체가 움직이는 경우, 대상체에 포함되는 스핀들의 위치가 변화된다. [수학식 1]에 따르면 스핀들의 위치가 변화되는 것은 스핀들의 위상의 변화를 통해 측정될 수 있다. 즉, 심장의 박동과 호흡에 의한 대상체의 움직임은 대상체에 포함된 스핀들의 위상의 변화를 통해 측정될 수 있다.
구체적으로, 심장의 박동은 대동맥의 혈류에 크게 영향을 미칠 수 있다. 사용자가 대동맥에 대응되는 스핀의 위상의 변화를 측정하는 것에 의해 심장의 박동에 의한 움직임을 측정할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자는 대동맥의 혈류 중 심장에 근접한 부위의 대동맥의 혈류에 대응되는 스핀의 위상의 변화를 측정할 수 있다.
또한, 호흡은 복부 또는 흉부의 움직임에 크게 영향을 미칠 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 복부 또는 흉부에 대응되는 스핀의 위상의 변화를 측정하는 것에 의해 호흡에 의한 움직임을 측정할 수 있다.
한편, 대상체에 인가되는 바이폴라 경사자장의 크기는 VENC 에 의해 결정될 수 있다. VENC(cm/sec)는 측정이 가능한 움직임의 최고 속도를 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, VENC는 대동맥의 혈류 속도에 의해 결정될 수 있다. 아래 [수학식 2]는, VENC와 경사자장의 세기와의 관계를 나타내는 식이다.
여기서 G는 시간에 대한 경사자장의 세기를 나타내고, γ는 자기 회전 비율을 나타낸다.
제어부(210)는 대상체에 포함되는 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 [수학식 2]에 의하여 결정되는 바이폴라 경사자장이 인가되도록 제어할 수 있다. 도 2의 제어부(210)는 도 1의 경사자장 제어부(54)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 처리부(220)는 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 획득되는 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임 데이터를 획득하고, 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다.
구체적으로, 도 2의 영상 처리부(220)는 움직임 데이터 획득부(222) 및 자기 공명 영상 데이터 획득부(228)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 데이터 획득부(222)는 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 획득되는 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 위상 신호 데이터는 대상체에 포함된 스핀의 위상의 시간에 따른 변화를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 위상 신호 데이터는 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터 및 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 위상 신호 데이터는 대동맥에 대응되는 스핀의 위상의 변화를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 제2 위상 신호 데이터는 복부의 경계에 대응되는 스핀의 위상의 변화를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 다른 예로, 위상 신호 데이터는 흉부의 경계에 대응되는 스핀의 위상의 변화를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 움직임 데이터는 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 데이터 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 움직임 데이터 획득부(222)는 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 움직임 데이터 획득부(222)는 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 움직임 데이터는 대동맥의 혈류의 변화를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 제2 움직임 데이터는 복부의 경계의 움직임을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
다른 예로, 움직임 데이터는 흉부의 경계의 움직임을 나타내는 데이터를 포함할 수도 있다. 즉, 움직임 데이터 획득부(222)는 흉부의 경계에 대응되는 스핀의 위상의 변화를 나타내는 데이터에 근거하여 대상체의 흉부의 경계의 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
한편, 움직임 데이터 획득부(222)는 위상 신호 데이터에 근거하여 제1 움직임 데이터 및 제2 움직임 데이터를 동시에 획득할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 움직임 데이터 획득부(222)는 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득할 수 있다. 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터에는 대상체에 포함되는 대동맥 및 몸통의 경계가 서로 중복되어 나타나지 않을 수 있다. 여기서, 제1 단면은 대상체에 포함되는 대동맥의 단면 및 몸통의 경계를 포함하는 면일 수 있다. 또한, 제1 단면에 포함되는 몸통의 경계는 복부의 경계 및 흉부의 경계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 단면은 도 7에 도시된 제1 단면(도 7의 700c 참조)일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 제1 단면(도 7의 700c 참조)에 대한 프로젝션 데이터를 제 2 리드아웃 방향(705)으로 획득하는 경우, 제1 단면(도 7의 700c 참조)에 대한 프로젝션 데이터에는 대상체에 포함되는 대동맥과 복부의 경계가 서로 중복되어 표시되지 않을 수 있다.
움직임 데이터 획득부(222)는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터에 기초하여 획득한 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
구체적으로, 움직임 데이터 획득부(222)는 제1 단면(도 7의 700c 참조)에 대한 k 공간(k-space) 데이터를 획득할 수 있다. 획득된 k 공간 데이터에 기초하여, DC라인이 획득될 수 있다. DC 라인은 k 공간에서 x 값이 0일 때, y 값의 변화에 따른 k 공간 데이터 값을 포함한다. DC라인에 기초하여 제1 단면(도 7의 700c 참조)의 Y축에 대한 프로젝션 데이터가 획득될 수 있다. 획득된 DC 라인을 퓨리에 역변환하는 것에 의해 Y축에 대한 프로젝션 데이터가 획득될 수 있다. 프로젝션 데이터는 특정 시간 구간에서 획득된 제1 단면(700c)에 위치된 스핀들의 위상 신호 데이터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 데이터 획득부(228)는 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다.
여기서, 자기 공명 영상 데이터는 대상체의 자기 공명 영상을 생성하기 위한 MR 신호를 포함할 수 있다. 또한, 자기 공명 영상 데이터는 MR 신호에 기초하여 획득되는 다른 형태의 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 데이터는 MR 신호에 기초하여 특정 단면 영상을 생성하기 위한 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 자기 공명 영상 데이터 획득부(228)는 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터 및 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다. 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터 및 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간(도 9b의 945 참조)은 이하 도 9b 및 도 9b를 참조하여 자세하게 설명한다.
사용자는 시간 구간(도 9b의 945 참조)에서 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 것에 의해, 대상체의 움직임이 최소화되어 화질 열화가 최소화 된 자기 공명 영상을 획득할 수 있다.
도 2의 영상 처리부(220)는 도 1의 영상 처리부(62)를 포함할 수 있다.
본 발명의 자기 공명 영상 장치(200)에 의하면, 대상체를 자기 공명 영상 촬영할 때에 획득되는 MR 신호에 기초하여, 대상체의 심장 박동에 의한 움직임 및 대상체의 호흡에 관한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 본 발명의 자기 공명 영상 장치(200)에 의하면, 심장 박동 및 호흡을 측정하기 위한 게이팅 장치를 부착하지 않고도, 대상체의 심장 박동 및 호흡을 측정할 수 있고, 이와 동시에 대상체의 움직임이 최소화된 시점에서 자기 공명 영상을 획득하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 공명 영상장치(300)를 나타내는 블록도이다.
자기 공명 영상 장치(300)는 제어부(310), 영상 처리부(320), 출력부(330) 및 신호 송수신부(340)를 포함할 수 있다. 도 3의 제어부(310)는 경사자장 제어부(312)를 포함할 수 있다. 경사자장 제어부(312)는 도 1의 경사자장 제어부(54)를 포함할 수 있다. 도 3의 영상 처리부(320)는 움직임 데이터 획득부(322) 및 자기 공명 영상 데이터 획득부(328)를 포함할 수 있다.
자기 공명 영상장치(300)의 제어부(310) 및 영상 처리부(320)는 도 2의 제어부(210) 및 영상 처리부(220)에 동일 대응될 수 있다. 따라서, 도 2에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
자기 공명 영상 장치(300)는 자기 공명 영상 장치(200)와 비교하여 출력부(330) 및 신호 송수신부(340)를 더 포함할 수 있다.
도 3의 출력부(330)는 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이할 수 있다. 도 3의 출력부(330)는 도 1의 출력부(64)를 포함할 수 있다.
도 3의 신호 송수신부(340)는 제어부(310)에 의한 신호에 기초하여 경사자장이 인가되도록 하는 신호를 송신할 수 있다. 즉, 대상체가 위치된 갠트리(미도시) 내부에 X축, Y축 또는 Z축 방향의 경사자장이 인가되도록 하는 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 신호 송수신부(340)는 경사자장이 인가되도록 하는 펄스 신호를 생성하도록 제어할 수 있다. 또한, 신호 송수신부(340)는 펄스 신호를 코일(미도시)에 공급하도록 제어하고, 대상체에 포함된 원자핵으로부터 방출되는 RF 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. RF 신호는 대상체로부터 방출되는 MR 신호일 수 있다.
도 3의 신호 송수신부(340)는 도 1의 신호 송수신부(30)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
단계 S110에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 대상체에 바이폴라 경사자장이 인가되도록 제어할 수 있다 (S110).
일 실시예에 따르면, 단계 S110에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 대상체에 포함되는 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가되도록 제어할 수 있다.
심장의 박동과 호흡에 의해 대상체가 움직일 수 있다. 구체적으로 심장 박동에 의해 대동맥의 혈류가 변화할 수 있고, 호흡에 의해 대상체의 몸통이 움직일 수 있다.
한편 대상체가 움직이는 경우, 대상체에 포함되는 스핀들의 위치가 변화된다. 스핀들의 위치가 변화되는 것은 스핀들의 위상의 변화를 통해 측정될 수 있다. 즉, 심장의 박동과 호흡에 의한 대상체의 움직임은 대상체에 포함된 스핀들의 위상의 변화를 통해 측정될 수 있다.
단계 S120에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 획득되는 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 움직임 데이터를 획득할 수 있다 (S120).
본 발명의 실시예에 따르면, 위상 신호 데이터는 대상체에 포함된 스핀의 위상의 시간에 따른 변화를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위상 신호 데이터는 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터 및 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터를 포함할 수 있다.
움직임 데이터는 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 데이터 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 단계 S120에서 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 단계 S120에서 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터에 근거하여 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 움직임 데이터는 대동맥의 혈류의 변화를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 제2 움직임 데이터는 복부의 경계의 움직임을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
한편, 단계 S120에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 대상체에 포함되는 대동맥 및 복부의 경계가 서로 중복되어 표시되지 않는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득할 수도 있다.
단계 S130에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다 (S130).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 시퀀스 다이어그램(500)을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 5는 자기 공명 영상 장치(200)가 움직임 데이터 및 자기 공명 영상 데이터를 획득하기 위한 펄스 시퀀스 다이어그램(500)의 일 실시예를 도시한다. 도시된 펄스 시퀀스 다이어그램(500)에서, 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 RF 신호 또는 자기장의 세기를 나타낸다.
자기 공명 영상 장치(200)는 RF 코일(도 1의 26)로 RF 펄스 신호(510)를 인가할 수 있다. RF 펄스(512)는 ω0의 주파수를 갖는 α°의 펄스이고, RF 펄스(514)는 ω0+Δω의 주파수를 갖는 α°의 펄스일 수 있다.
자기 공명 영상 장치(200)는 X축의 경사자장을 형성하기 위해 그라디언트 Gx(520)를 인가할 수 있다. 도 5를 참조하면, 자기 공명 영상 장치(200)는 X축으로 제1 리드아웃 그라디언트(522)를 인가할 수 있다. 예를 들어, 제1 리드아웃 그라디언트(522) 는 제1 리드아웃 방향(도 7의 701 참조)으로 인가 될 수 있다. 자기 공명 영상 장치(200)는 제1 리드아웃 방향(도 7의 701 참조)으로 인가되는 제1 리드아웃 그라디언트(522)를 이용하여 대상체의 자기 공명 영상 데이터를 획득할 수 있다.
자기 공명 영상 장치(200)는 Y축의 경사자장을 형성하기 위해 그라디언트 Gy(530)를 인가할 수 있다. 도 5를 참조하면, 자기 공명 영상 장치(200)는 Y축의 위상 인코딩을 위한 위상 인코딩 그라디언트(532)를 인가할 수 있다. 또한, 자기 공명 영상 장치(200)는 Y축으로 제2 리드아웃 그라디언트(534)를 인가할 수 있다. 예를 들어, 제2 리드아웃 그라디언트(534)는 제2 리드아웃 방향(도 7의 705 참조)으로 인가될 수 있다. 자기 공명 영상 장치(200)는 제2 리드아웃 방향(도 7의 705 참조)으로 인가되는 제2 리드아웃 그라디언트(534)를 이용하여 대상체의 움직임 데이터를 획득할 수 있다.
자기 공명 영상 장치(200)는 Z축의 경사자장을 형성하기 위해 그라디언트 Gz(540)를 인가할 수 있다. 자기 공명 영상 장치(200)는 이미징 슬라이스 (Imaging slice)를 선택하기 위해 그라디언트를 인가할 수 있다. 이미징 슬라이스는 Z축과 제1 각도를 형성하는 단면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 각도는 Z축과 심장의 장축이 이루는 각도를 포함할 수 있다. Z축과 제1 각도를 형성하는 단면은 도 6에 도시된 제2 단면(620)일 수 있다.
또한, 자기 공명 영상 장치(200)는 게이팅 슬라이스(Gating slice)를 선택하기 위해 그라디언트를 인가할 수 있다. 게이팅 슬라이스는 대상체에 포함되는 대동맥과 복부의 경계가 서로 중복되어 표시되지 않는 제1 단면을 포함할 수 있다. 대상체에 포함되는 대동맥과 복부의 경계가 서로 중복되어 표시되지 않는 제1 단면은 도 6에 도시된 제1 단면(610)일 수 있다.
한편, 자기 공명 영상 장치(200)는 Z축 방향으로 바이폴라 경사자장(544)를 인가할 수 있다. Z축 방향은 대동맥이 흐르는 방향과 대응될 수 있다. 대동맥이 흐르는 방향으로 바이폴라 경사자장(544)이 인가되면, 대동맥에 대응되는 스핀의 위상이 변화할 수 있다.
Z축 방향으로 가해지는 바이폴라 경사자장의 크기는 VENC 에 의해 결정될 수 있다. VENC(cm/sec)는 측정이 가능한 움직임의 최고 속도를 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, VENC는 대동맥의 혈류 속도에 의해 결정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체(600)의 제1 단면(610) 및 제2 단면(620)을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 단면(610)은 Z축에 수직한 단면일 수 있다. 제1 단면(610)에는 대상체(600)에 포함된 대동맥(612) 및 대상체(600)의 몸통의 경계(614)가 포함될 수 있다. 여기서 대상체(600)의 몸통의 경계(614)는 대상체(600)의 복부의 경계 및 흉부의 경계를 포함할 수 있다.
복부는 배 근육으로 둘러싸여 있으며 소화기계 장기 및 비뇨기계 장기 일부를 포함한다. 흉부는 호흡기계 장기, 식도, 가슴샘 및 가슴 근육을 포함한다. 복부와 흉부의 사이에는 대상체의 가로막(횡경막)이 있을 수 있다. 대상체(600)의 몸통의 경계(614)는 대상체의 폐가 팽창 및 수축을 하는 것에 따라 움직일 수 있다. 제1 단면(610)에 대한 위상 신호 데이터가 획득될 수 있고, 위상 신호 데이터에 근거하여 움직임 데이터가 획득될 수 있다.
한편, 제2 단면(620)은 Z축과 제1 각도를 형성할 수 있다. 제2 단면(620)은 대상체(600)의 심장(622)을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 제1 각도는 Z축과 심장(620)의 장축과 이루는 각도일 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700a)을 나타내는 도면이다.
제1 단면(700a)은 도 6와 관련하여 전술한 바와 같이 Z축상에 수직한 단면일 수 있다.
제1 단면(700a)에는 대상체의 팔(711, 712), 수축한 상태의 몸통(720) 및 팽창한 상태의 몸통(730)이 나타날 수 있다. 몸통은 대상체의 복부 및 흉부를 포함할 수 있다. 즉, 제1 단면(700a)과 몸통의 경계가 만나는 선은 복부의 경계 및 흉부의 경계를 포함할 수 있다. 또한 제1 단면(700a)에는 대동맥(715)이 나타날 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 7a의 제1 단면(700a)에는 심장(716)이 나타날 수도 있다.
도 7a에는 제1 리드아웃 방향(701)이 도시된다. 제1 리드아웃 방향(701)은 도 5에 도시된 제1 리드아웃 그라디언트(532)에 의해 인가되는 경사자장의 방향에 대응될 수 있다. 즉, 제1 리드아웃 방향(701)은 X축 방향에 대응될 수 있다. 또한, 제1 리드아웃 방향(701)은 대상체의 자기 공명 영상 데이터를 획득하기 위한 리드아웃 방향일 수 있다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700b)을 나타내는 도면이다.
도 7a와 마찬가지로, 제1 단면(700b)에는 대상체의 팔(711, 712), 수축한 상태의 몸통(720) 및 팽창한 상태의 몸통(730)이 나타날 수 있다. 몸통은 대상체의 흉부 및 복부를 포함할 수 있다. 또한 제1 단면(700b)에는 대동맥(715)이 나타날 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 7b의 제1 단면(700b)에는 심장(716)이 나타날 수도 있다.
도 7b에는 제2 리드아웃 방향(705)이 도시된다. 제1 리드아웃 방향(705)은 도 5에 도시된 제2 리드아웃 그라디언트(534)에 의해 인가되는 경사자장의 방향에 대응될 수 있다. 또한, 제2 리드아웃 방향(705)은 Y축 방향에 대응될 수 있다. 제2 리드아웃 방향(705)은 대상체의 움직임 데이터를 획득하기 위한 리드아웃 방향일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사용자는 도 7a에 도시된 제1 리드아웃 방향(701)을 이용하여 대상체의 자기 공명 영상을 획득하고, 도 7b에 도시된 제2 리드아웃 방향(705)을 이용하여 대상체의 움직임 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 대상체의 자기 공명 영상을 획득하기 위한 리드아웃 방향(701)과 대상체의 움직임 데이터를 획득하기 위한 리드아웃 방향(705)은 상이할 수 있다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 단면(700c)을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 7c는 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 자기 공명 영상 장치는, 제 2 리드아웃 방향(705)을 이용하여 제1 단면(700c)에 대한 k 공간(k-space) 데이터를 획득할 수 있다. 획득된 k 공간 데이터에 기초하여, DC라인이 획득될 수 있다. DC 라인은 k 공간에서 x 값이 0일 때, y 값의 변화에 따른 k 공간 데이터 값을 포함한다. DC라인에 기초하여 제1 단면(700c)의 Y축에 대한 프로젝션 데이터가 획득될 수 있다. 획득된 DC 라인을 퓨리에 역변환하는 것에 의해 Y축에 대한 프로젝션 데이터가 획득될 수 있다.
프로젝션 데이터는 특정 시간 구간에서 획득된 제1 단면(700c)에 위치된 스핀들의 위상 신호 데이터일 수 있다. 특정 시간 구간은 반복 시간(Repetition Time, TR)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반복 시간은 도 5의 TR2일 수 있다. 사용자는 반복 시간을 4.7msec 등으로 설정할 수 있다. 또한, 특정 시간 구간은 에코 시간(Time to Echo, TE)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에코 시간은 TE2일 수 있다. 사용자는 에코시간을 2.4msec 등으로 설정할 수 있다.
사용자는 획득된 프로젝션 데이터들에 기초하여 위상 신호 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 위상 신호 데이터는 제1 단면(700c)의 Y축에 대한 프로젝션 데이터에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 위상 신호 데이터(도 9의 911 참조)는 Y축에 대한 프로젝션 데이터의 집합을 포함할 수 있다.
위상 신호 데이터는 대동맥(715)에 대응되는 제1 위상 신호 데이터를 포함할 수 있다. 제1 위상 신호 데이터는 바이폴라 경사자장이 인가된 대동맥(715)의 혈류의 스핀들의 위상의 변화를 나타낼 수 있다. 또한 제1 위상 신호 데이터는 대동맥(715)의 혈류의 움직임을 나타낼 수 있다.
위상 신호 데이터는 대상체의 몸통(720, 730)의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 위상 신호 데이터는 복부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 제2 위상 신호 데이터는 흉부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터를 포함할 수 있다. 제2 위상 신호 데이터는 획득된 Y축 방향의 프로젝션 데이터의 복부/흉부 경계에 대응되는 구간에서 위상 상관의 변화를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 대상체의 호흡에 의해 수축한 상태의 몸통(720)에서 팽창한 상태의 몸통(730)으로 변화하였다가 다시 수축한 상태의 몸통(720)으로 돌아오는 데에 걸리는 시간을 호흡의 한 주기라고 할 수 있다. 대상체가 호흡을 하는 경우, 몸통(720, 730)의 앞면은 제1 방향(724)으로 움직일 수 있고, 제2 방향(725)으로 움직일 수 있다. 몸통(720, 730)의 뒷면은 제3 방향(722)으로 움직일 수 있고, 제4 방향(723)으로 움직일 수 있다. 제1 방향(724) 및 제3 방향(722)은 Y축 방향에 대응될 수 있고, 제2 방향 및 제4 방향은 Z축 방향에 대응될 수 있다. 제3 단면(700c)에는, 몸통(720, 730)의 앞면에 대응되는 복부의 경계의 움직임 및 몸통(720, 730)의 뒷면에 대응되는 복부의 경계의 움직임이 나타날 수 있다. 또한, 제3 단면(700c)에는, 몸통(720, 730)의 앞면에 대응되는 흉부의 경계의 움직임 및 몸통(720, 730)의 뒷면에 대응되는 흉부의 경계의 움직임이 나타날 수도 있다.
한편, 제3 단면(700c)이 Z축에 수직한 경우, 제3 단면(700c)에는 몸통(720, 730)의 앞면에 대응되는 복부의 경계의 움직임이 제1 방향(724)으로 나타날 수 있다. 또한, 제3 단면(700c)이 Z축에 수직한 경우, 제3 단면(700c)에는 몸통(720, 730)의 뒷면에 대응되는 복부의 경계의 움직임이 제3 방향(722)으로 나타날 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 제1 단면(700c)의 Y축에 대한 위상 신호 데이터를 획득하는 경우, 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터 및 변화 복부/흉부의 경계의 움직임에 대응되는 제2 위상 신호 데이터는 중첩되지 않은 상태로 획득될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 구체적으로, 도 8은 도 4의 대상체의 심장 박동 및 호흡에 의한 움직임 데이터를 획득하는 단계(S120)의 세부 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
단계 S210에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 제1 단면에 대한 k 공간의 DC 라인을 획득할 수 있다 (S210).
구체적으로, 자기 공명 영상 장치는(200, 300)는, 제 2 리드아웃 방향(도 7의 705 참조)을 이용하여 제1 단면(도 7의 700c 참조)에 대한 k 공간(k-space) 데이터를 획득할 수 있다. 제2 리드아웃 방향(도 7의 705 참조)은 자기 공명 영상을 획득하기 위한 이미징 슬라이스의 제1 리드아웃 방향(도 7의 701 참조)과 상이한 방향이 될 수 있다. DC 라인은 k 공간에서 x 값이 0일 때, y 값의 변화에 따른 k 공간 데이터 값을 이용하여 획득될 수 있다.
단계 S220에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 DC 라인을 1차원 퓨리에 역변환할 수 있다 (S220).
1차원 역변환에 의하면, k 공간의 데이터를 1차원 공간의 데이터로 변환할 수 있다.
단계 S230에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 1차원 퓨리에 역변환에 의해 프로젝션 데이터를 획득할 수 있다 (S230).
프로젝션 데이터는 특정 시간 구간에서 획득된 제1 단면에 위치된 스핀들의 위상 신호 데이터일 수 있다.
단계 S240에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 프로젝션 데이터에 기초하여 획득되는 위상 신호 데이터에 근거하여, 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득할 수 있다(S240).
단계 S250에서, 자기 공명 영상 장치(200, 300)는 프로젝션 데이터에 기초하여 획득되는 위상 신호 데이터에 근거하여, 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득할 수 있다(S250).
단계 S240 및 S250는 동시에 수행될 수 있고, 단계 S240 및 S250 중 어느 것이 먼저 수행되어도 무관하다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 신호 데이터(911)를 나타내는 도면이다.
도 9a는 위상 신호 데이터(911)를 시간 축(912) 및 제1 축(914)에 따라 나타낸다. 도9a에 도시된 바와 같이 위상 신호 데이터(911)의 위상 값은 컬러값 좌표(916)에 따라 컬러로 표시할 수 있다.
구체적으로, 제1 축(914)은 제1 단면의 리드아웃 방향에 대응되는 축일 수 있다. 위상 신호 데이터(911)는 복수개의 프로젝션 데이터들의 집합일 수 있다. 복수개의 프로젝션 데이터들은 예를 들어, 프로젝션 데이터들(901, 903, 905 및 913)을 포함할 수 있다. 프로젝션 데이터들(901, 903, 905 및 913)은 1차원 데이터이고, 선으로 나타날 수 있다. 편의상 도 9a에서는 프로젝션 데이터들(901, 903, 905 및 913)의 위상 값을 사각형 테두리 내부에 포함된 컬러로 표시하였다.
예를 들어, 프로젝션 데이터(913)의 제1 부분 데이터(917)에 근거하여 대동맥에 대응되는 제1 위상 신호 데이터가 획득될 수 있다. 또한, 제1 부분 데이터(917)에 근거하여 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터가 획득될 수 있다. 제1 부분 데이터(917)는 1차원 데이터이고, 선으로 나타날 수 있다. 도 9a에서는 편의상 제1 부분 데이터(917)의 위상 값을 사각형 테두리 내부에 포함된 컬러로 표시하였다. 구체적으로, 제1 부분 데이터(917)에 대응되는 프로젝션 데이터들의 위상의 변화가 획득될 수 있다. 이에 따라, 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터가 획득될 수 있다.
또한, 프로젝션 데이터(913)의 제2 부분 데이터(915)에 근거하여 복부 또는 흉부의 경계에 대응되는 제2 위상 신호 데이터가 획득될 수 있다. 또한, 제2 부분 데이터(915)에 근거하여 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터가 획득될 수 있다. 제2 부분 데이터(915)는 1차원 데이터이고, 선으로 나타날 수 있다. 도 9a에서는 편의상 제2 부분 데이터(915)의 위상 값을 사각형테두리 내부에 포함된 컬러로 표시하였다. 구체적으로, 제2 부분 데이터(915)에 대응되는 프로젝션 데이터들의 위상 상관이 획득될 수 있다. 이에 따라, 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터가 획득될 수 있다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상(920)을 나타내는 도면이다.
제1 영상(920)은 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 영상(923) 및 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 영상(921)을 포함할 수 있다.
제1 영상(920)의 제1 움직임 영상(923) 및 제2 움직임 영상(921)의 각각의 시간축(922)은 서로 동일할 수 있다. 한편, 제1 움직임 영상(923)은 제1 움직임 데이터에 고주파 필터를 적용하여 나타낸 영상일 수 있다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 움직임 영상(930)을 나타낸 도면이다.
도 9c의 제3 움직임 영상(930)은 도 9b의 제1 구간(도 9b의 927 참조)에서 획득된 제1 움직임 데이터를 포함할 수 있다. 구체적으로 제3 움직임 영상(930)은 대상체의 심장 박동의 한 주기를 나타낼 수 있다. R 피크(935)는 대상체의 심장 박동에 의한 움직임이 가장 크게 나타나도록 할 수 있다. R 피크(935) 다음에 나타나는 T 피크 (937)의 전 또는 후에, 대상체의 심장 박동에 의한 움직임이 작게 나타날 수 있다. 일 실시예에 따르면, 대상체의 움직임에 의한 화질의 저하를 최소화 하기 위해 T 피크 (937)의 이후의 제2 구간(933)에서 자기 공명 영상을 획득할 수 있다.
한편, 도 9b에 도시된 시간 구간(도 9b의 945)은 제1 움직임 영상(도 9b의 923) 의 제1 움직임 데이터 및 제2 움직임 영상(도 9b의 921)의 제2 움직임 데이터에 기초하여 결정된 구간일 수 있다. 사용자는 시간 구간(도 9b의 945)에서 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 것에 의해, 대상체의 움직임이 최소화되어 화질 열화가 최소화 된 자기 공명 영상을 획득할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 통신부(70)의 구성을 도시하는 도면이다.
통신부(70)는 도 1에 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 10에 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 2 및 도 3에 도시된 자기 공명 영상 장치(200, 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(200, 300)는 도 1에 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 (32)
- 대상체에 포함되는 혈류 방향과 동일한 방향으로 경사자장이 인가되도록 제어하는 제어부; 및
상기 경사자장이 상기 대상체에 인가됨에 의하여 상기 대상체의 대동맥 및 복부의 경계를 나타내는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득하고,
상기 프로젝션 데이터 중 상기 제1 단면에 대응되는 부분 데이터를 이용하여 위상 신호 데이터를 획득하고,
상기 위상 신호 데이터 중 상기 대동맥에 대응되는 제1 스핀들의 위상 변화를 나타내는 제1 위상 신호 데이터를 이용하여 상기 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득하고,
상기 위상 신호 데이터 중 상기 복부의 경계에 대응되는 제2 스핀들의 위상 변화를 나타내는 제2 위상 신호 데이터를 이용하여 상기 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득하며,
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 영상 처리부;
를 포함하고,
상기 영상 처리부는, 제1 리드아웃 그라디언트를 이용하여 제1 리드아웃(readout) 방향에 따라 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하고, 제2 리드아웃 그라디언트를 이용하여 제2 리드아웃 방향에 따라 상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터를 포함하는 움직임 데이터를 획득하고,
상기 제1 리드아웃 방향은 상기 제2 리드아웃 방향과는 수직한 방향인, 자기 공명 영상 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 경사자장은 바이폴라 경사자장인, 자기 공명 영상 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서, 상기 영상 처리부는
상기 제1 단면과 상이한 제2 단면에 대한 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는, 자기 공명 영상 장치.
- 삭제
- 제1 항에 있어서, 상기 영상 처리부는
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는, 자기 공명 영상 장치.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 상기 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 디스플레이를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치. - ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1 항에 있어서, 상기 영상 처리부는
상기 제1 움직임 데이터에 고주파 필터를 적용하는, 자기 공명 영상 장치. - 바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 상기 대상체에 포함되는 대동맥 및 복부의 경계가 서로 중복되어 표시되지 않는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득하고,
상기 프로젝션 데이터 중 상기 제1 단면에 대응되는 부분 데이터를 이용하여 위상 신호 데이터를 획득하고,
상기 위상 신호 데이터 중 상기 대동맥에 대응되는 제1 스핀들의 위상 변화를 나타내는 제1 위상 신호 데이터를 이용하여 상기 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득하고, 상기 위상 신호 데이터 중 상기 복부의 경계에 대응되는 제2 스핀들의 위상 변화를 나타내는 제2 위상 신호 데이터를 이용하여 상기 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득하고,
상기 제1 움직임 데이터 및 제2 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 영상 처리부;
를 포함하고,
상기 영상 처리부는, 제1 리드아웃 그라디언트를 이용하여 제1 리드아웃(readout) 방향에 따라 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하고, 제2 리드아웃 그라디언트를 이용하여 제2 리드아웃 방향에 따라 상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터를 포함하는 움직임 데이터를 획득하고,
상기 제1 리드아웃 방향은 상기 제2 리드아웃 방향과는 수직한 방향인, 자기 공명 영상 장치.
- 삭제
- 제11 항에 있어서, 상기 영상 처리부는
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서, 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는, 자기 공명 영상 장치. - 제11 항에 있어서, 상기 영상 처리부는
상기 제1 단면과 상이한 제2 단면에 대한 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는, 자기 공명 영상 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 대상체의 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라(bipolar) 경사자장이 인가되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 상기 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 디스플레이;
를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
- 자기 공명 영상 장치가 자기 공명 영상을 처리하는 방법에 있어서,
대상체에 포함되는 혈류 방향과 동일한 방향으로 경사자장이 인가되도록 제어하는 단계;
상기 경사자장이 상기 대상체에 인가됨에 의하여 상기 대상체의 대동맥 및 복부의 경계를 나타내는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득하는 단계;
상기 프로젝션 데이터 중 상기 제1 단면에 대응되는 부분 데이터를 이용하여 위상 신호 데이터를 획득하는 단계;
상기 위상 신호 데이터 중 상기 대동맥에 대응되는 제1 스핀들의 위상 변화를 나타내는 제1 위상 신호 데이터를 이용하여 상기 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득하는 단계;
상기 위상 신호 데이터 중 상기 복부의 경계에 대응되는 제2 스핀들의 위상 변화를 나타내는 제2 위상 신호 데이터를 이용하여 상기 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 제1 움직임 데이터 및 제2 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계;
를 포함하고,
상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는, 제1 리드아웃 그라디언트를 이용하여 제1 리드아웃(readout) 방향에 따라 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하고,
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터를 획득하는 단계는, 제2 리드아웃 그라디언트를 이용하여 제2 리드아웃 방향에 따라 상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터를 획득하고,
상기 제1 리드아웃 방향은 상기 제2 리드아웃 방향과는 수직한 방향인, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법.
- 제17 항에 있어서,
상기 경사자장은 바이폴라 경사자장인, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법. - 삭제
- 삭제
- 제17 항에 있어서, 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는
상기 움직임 데이터에 근거하여 상기 제1 단면과 상이한 제2 단면에 대한 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법.
- 삭제
- 제17 항에 있어서, 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법.
- 삭제
- 제17 항에 있어서,
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 상기 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법.
- ◈청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제17 항에 있어서, 상기 움직임 데이터를 획득하는 단계는
상기 제1 움직임 데이터에 고주파 필터를 적용하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법. - 자기 공명 영상 장치가 자기 공명 영상을 처리하는 방법에 있어서,
바이폴라 경사자장이 대상체에 인가됨으로써 상기 대상체에 포함되는 대동맥 및 복부의 경계가 서로 중복되어 표시되지 않는 제1 단면에 대한 프로젝션 데이터를 획득하는 단계;
상기 프로젝션 데이터 중 상기 제1 단면에 대응되는 부분 데이터를 이용하여 위상 신호 데이터를 획득하는 단계;
상기 위상 신호 데이터 중 상기 대동맥에 대응되는 제1 스핀들의 위상 변화를 나타내는 제1 위상 신호 데이터를 이용하여 상기 대상체의 심장 박동에 의한 움직임을 나타내는 제1 움직임 데이터를 획득하는 단계;
상기 위상 신호 데이터 중 상기 복부의 경계에 대응되는 제2 스핀들의 위상 변화를 나타내는 제2 위상 신호 데이터를 이용하여 상기 대상체의 호흡에 의한 움직임을 나타내는 제2 움직임 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 근거하여 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계;
를 포함하고,
상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는, 제1 리드아웃 그라디언트를 이용하여 제1 리드아웃(readout) 방향에 따라 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하고,
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터를 획득하는 단계는, 제2 리드아웃 그라디언트를 이용하여 제2 리드아웃 방향에 따라 상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터를 획득하고,
상기 제1 리드아웃 방향은 상기 제2 리드아웃 방향과는 수직한 방향인, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법.
- 삭제
- 제27 항에 있어서, 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 근거하여 결정된 시간 구간에서, 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법. - 제27 항에 있어서, 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계는
상기 제1 단면과 상이한 제2 단면에 대한 상기 자기 공명 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법. - 제27 항에 있어서,
상기 대상체의 대동맥이 흐르는 방향과 동일한 방향으로 바이폴라(bipolar) 경사자장이 인가되도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법. - 제27 항에 있어서,
상기 제1 움직임 데이터 및 상기 제2 움직임 데이터에 기초하여 생성된 제1 영상 및 상기 자기 공명 영상 데이터에 기초하여 생성된 제2 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치에 의해 수행되는 자기 공명 영상 처리 방법.
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