KR20170007788A

KR20170007788A - Rf 바디 코일 및 rf 표면 코일의 소프트웨어 디커플링

Info

Publication number: KR20170007788A
Application number: KR1020167034696A
Authority: KR
Inventors: 미츠히로 베쿠
Original assignee: 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-01-20
Also published as: WO2016003991A1; JP2016010555A; US20170139021A1; US10156617B2; DE112015003074T5; JP6212442B2; KR101832659B1; CN106574951A; CN106574951B

Abstract

바디 코일과 표면 코일 사이의 디커플링을 효과적으로 달성하기 위해, 다수의 뷰에서 바디 코일 및 표면 코일에 의해 동시 수신으로 자기 공명(MR) 신호를 획득하는 제1 획득 스텝과, 다수의 뷰 중 몇몇 뷰으로 상기 바디 코일에 의해 독립적 수신으로 MR 신호를 획득하는 제2 획득 스텝과, 몇몇 뷰으로 동시 수신된 MR 신호와 바디 코일에 대해 독립적으로 수신된 MR 신호에 기초하여 바디 코일에 대해 동시 수신된 MR 신호, 표면 코일에 대해 동시 수신된 MR 신호, 및 바디 코일에 대해 독립적으로 수신된 MR 신호 간의 대응 관계를 식별하는 식별 스텝과, 대응 관계에 기초하여 다수의 뷰 중 나머지 뷰에서의 바디 코일에 대해 독립적으로 수신된 MR 신호를 결정하고 나머지 뷰에서의 바디 코일 및 표면 코일에 대해 동시 수신된 MR 신호를 이용하는 계산 스텝이 수행된다.

Description

RF 바디 코일 및 RF 표면 코일의 소프트웨어 디커플링{SOFTWARE DECOUPLING OF AN RF BODY COIL AND AN RF SURFACE COIL}

본 발명은 자기 공명 신호를 프로세싱하는 기법에 관한 것이다.

자기 공명 장치를 이용하는 하나의 알려진 이미징 기법은 바디 코일(body coil)에 의한 자기 공명 신호의 수신 및 표면 코일(surface coil)에 의한 자기 공명 신호의 수신을 수행하고, 양쪽 코일들로부터의 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 재구성하는 것을 포함한다(특허 문헌 1의 요약서 등 참조).

이미징 기법에 따르면, S/N(신호 대 잡음) 비의 장점을 갖는 표면 코일에 의한 자기 공명 신호는, 예를 들어, 공간 감도의 균질성(homogeneity of spatial sensitivity)의 장점을 갖는 바디 코일에 의한 자기 공명 신호에 기초하여 감도 보정되어, 이미지가 높은 S/N 비로 획득될 수 있고 이와 동시에 감도의 뷸균일성을 갖지 않는다.

(선행 기술 참조 문헌)

(특허 문헌)

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 공보 제08-056928호

최근, 상술한 이미징 기법의 변형, 즉, 바디 코일 및 표면 코일에 의해 자기 공명 신호를 동시 수신하는 것을 포함하는 소위 동시 수신 기법이 제안되어 있다. 동시 수신 기법은 바디 코일에 의한 수신과 표면 코일에 의한 수신 간에 시간적인 분리를 형성하지 않으므로, 이미징 시간이 감소될 수 있고 코일에 의한 자기 공명 신호가 동일한 환경 하에서 수신될 수 있다는 장점이 제공된다. 그러나, 이때, 바디 코일과 표면 코일 간에 상당한 커플링이 통상적으로 발생하며, 이로 인해 특히 바디 코일 내의 감도의 균일성(homogeneity of sensitivity)이 저하하게 된다.

따라서, 동시 수신 기법을 수행함에 있어, 코일에 접속된 전치 증폭기의 임피던스가 이러한 효과를 축소하기 위해, 예를 들어, 0에 근접하게 되는 하드웨어 디커플링이 일반적으로 적용된다.

그러나, 하드웨어 디커플링에 한계가 있어, 불완전한 디커플링이 종종 발생하게 된다.

따라서, 자기 공명 장치를 이용하여 바디 코일과 표면 코일에 의해 자기 공명 신호의 동시 수신을 수행함에 있어, 코일들 간의 디커플링이 효과적으로 달성될 수 있는 기법에 대한 필요성이 존재한다.

제1 양태의 본 발명은

다수의 뷰(a plurality of views)에서 바디 코일(body coil) 및 표면 코일(surface coil)에 의해 동시 수신된 자기 공명 신호를 획득하는 제1 획득 스텝과,

상기 다수의 뷰 중 몇몇 뷰에서에서 상기 바디 코일에 의해 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 획득하는 제2 획득 스텝과,

상기 제1 획득 스텝에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서 상기 동시 수신된 자기 공명 신호 및 상기 제2 획득 스텝에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 및 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 간의 대응 관계를 식별하는 식별 스텝과,

상기 다수의 뷰 중 상기 몇몇 뷰를 제외한 몇몇 뷰 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 결정하되, 상기 대응 관계에 기초하여 또한 상기 몇몇 뷰 상기 바디 코일 및 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 이용하는 계산 스텝을 포함하는

자기 공명 신호 프로세싱 방법을 제공한다.

제2 양태의 본 발명은 제1 양태에 있어서,

상기 몇몇 뷰 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 보정하는 보정 스텝과,

상기 표면 코일에 대한 상기 보정된 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 재구성하는 재구성 스텝을 더 포함하는 자기 공명 신호 프로세싱 방법을 제공한다.

제3 양태의 본 발명은 제1 또는 제2 양태에 있어서, 상기 대응 관계는, 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호가 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 및 상기 표면 코일의 제각기의 채널에 대해 상기 동시 수신된 자기 공명 신호의 선형 합산에 의해 표현되도록 하는 관계인 자기 공명 신호 프로세싱 방법을 제공한다.

제4 양태의 본 발명은 제3 양태에 있어서, 상기 식별 스텝은, 상기 선형 합산에서 제각기의 채널에 대해 상기 자기 공명 신호와 승산되는 계수를 식별하는 스텝인 자기 공명 신호 프로세싱 방법을 제공한다.

제5 양태의 본 발명은 제1 내지 제4 중 어느 한 양태에 있어서, 상기 몇몇 뷰는 위상 인코딩 방향으로 k 스페이스(k-space)의 중앙 부분에 포함된 뷰인 자기 공명 신호 프로세싱 방법을 제공한다.

제6 양태의 본 발명은 제5 양태에 있어서, 상기 몇몇 뷰는 2 이상의 뷰인 자기 공명 신호 프로세싱 방법을 제공한다.

제7 양태의 본 발명은 제1 내지 제6 중 어느 한 양태에 있어서, 하드웨어 디커플링이 상기 바디 코일 및 상기 표면 코일에 적용되는 자기 공명 신호 프로세싱 방법을 제공한다.

제8 양태의 본 발명은

다수의 뷰에서 바디 코일 및 표면 코일에 의해 동시 수신된 자기 공명 신호를 획득하도록 구성된 제1 획득 부분과,

상기 다수의 뷰 중 몇몇 뷰에서 상기 바디 코일에 의해 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 획득하도록 구성된 제2 획득 부분과,

상기 제1 획득 부분에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서 상기 동시 수신된 자기 공명 신호 및 상기 제2 획득 부분에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서 상기 바디 코일에 대해 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 및 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 간의 대응 관계를 식별하도록 구성된 식별 부분과,

상기 다수의 뷰 중 상기 몇몇 뷰를 제외한 뷰에서 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 결정하되, 상기 대응 관계에 기초하여 또한 상기 나머지 뷰에서 상기 바디 코일 및 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 이용하도록 구성된 계산 부분을 포함하는

자기 공명 신호 프로세싱 장치를 제공한다.

제9 양태의 본 발명은 제8 양태에 있어서,

상기 나머지 뷰에서 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 보정하도록 구성된 보정 부분과,

상기 표면 코일에 대한 상기 보정된 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 재구성하도록 구성된 재구성 부분을 더 포함하는 자기 공명 신호 프로세싱 장치를 제공한다.

제10 양태의 본 발명은 제8 또는 제9 양태에 있어서, 상기 대응 관계는, 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호가 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 및 상기 표면 코일의 제각기의 채널에 대해 상기 동시 수신된 자기 공명 신호의 선형 합산에 의해 표현되도록 하는 관계인 자기 공명 신호 프로세싱 장치를 제공한다.

제11 양태의 본 발명은 제10 양태에 있어서, 상기 식별 부분은, 상기 선형 합산에서 제각기의 채널에 대해 상기 자기 공명 신호와 승산되는 계수를 식별하는 부분인 자기 공명 신호 프로세싱 장치를 제공한다.

제12 양태의 본 발명은 제8 내지 제11 중 어느 한 양태에 있어서, 상기 몇몇 뷰는 위상 인코딩 방향으로 k 스페이스의 중앙 부분에 포함된 뷰인 자기 공명 신호 프로세싱 장치를 제공한다.

제13 양태의 본 발명은 제12 양태에 있어서, 상기 몇몇 뷰는 2 이상의 뷰인 자기 공명 신호 프로세싱 장치를 제공한다.

제14 양태의 본 발명은 제8 내지 제13 중 어느 한 양태에 있어서, 하드웨어 디커플링이 상기 바디 코일 및 상기 표면 코일에 적용되는 자기 공명 신호 프로세싱 장치를 제공한다.

제15 양태의 본 발명은

다수의 뷰에서 바디 코일 및 표면 코일에 의해 자기 공명 신호를 동시 수신하도록 구성된 제1 수신 부분과,

상기 다수의 뷰 중 몇몇 뷰에서 상기 바디 코일에 의해 자기 공명 신호를 독립적으로 수신하도록 구성된 제2 수신 부분과,

상기 제1 수신 부분에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서 상기 동시 수신된 자기 공명 신호 및 상기 제2 수신 부분에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 및 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 간의 대응 관계를 식별하도록 구성된 식별 부분과,

상기 다수의 뷰 중 상기 몇몇 뷰를 제외한 나머지 뷰에서 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 결정하되, 상기 대응 관계에 기초하여 또한 상기 나머지 뷰에서 상기 바디 코일 및 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 이용하도록 구성된 계산 부분을 포함하는

자기 공명 장치를 제공한다.

제16 양태의 본 발명은 제15 양태에 있어서,

상기 표면 코일에 대한 상기 보정된 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 재구성하도록 구성된 재구성 부분을 더 포함하는 자기 공명 장치를 제공한다.

제17 양태의 본 발명은 제15 또는 제16 양태에 있어서, 상기 대응 관계는, 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호가 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 및 상기 표면 코일의 제각기의 채널에 대해 상기 동시 수신된 자기 공명 신호의 선형 합산에 의해 표현되도록 하는 관계인 자기 공명 장치를 제공한다.

제18 양태의 본 발명은 제17 양태에 있어서, 상기 식별 부분은, 상기 선형 합산에서 제각기의 채널에 대해 상기 자기 공명 신호와 승산되는 계수를 식별하는 자기 공명 장치를 제공한다.

제19 양태의 본 발명은 제15 내지 제18 중 어느 한 양태에 있어서, 상기 몇몇 뷰는 위상 인코딩 방향으로 k 스페이스의 중앙 부분에 포함된 뷰인 자기 공명 장치를 제공한다.

제20 양태의 본 발명은 제15 내지 제19 중 어느 한 양태에 있어서, 상기 몇몇 뷰는 2 이상의 뷰인 자기 공명 장치를 제공한다.

제21 양태의 본 발명은 제15 내지 제20 중 어느 한 양태에 있어서, 하드웨어 디커플링이 상기 바디 코일 및 상기 표면 코일에 적용되는 자기 공명 장치를 제공한다.

제22 양태의 본 발명은 컴퓨터가 제8 내지 제14 중 어느 한 양태의 자기 공명 신호 프로세싱 장치로서 기능하게 하는 프로그램을 제공한다.

상술한 양태의 본 발명에 따르면, 바디 코일부 및 표면 코일부가 소프트웨어에 의해 디커플링됨에 따라, 하드웨어 디커플링의 한계 너머로 보다 효율적으로 디커플링이 달성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에서 디커플링의 개념을 설명하는 도면이고,
도 3은 자기 공명 영상 장치를 기능적으로 나타내는 기능 블록도이고,
도 4는 자기 공명 영상 장치에서의 이미징 프로세싱의 플로우차트이고,
도 5는 자기 공명 영상 장치에서의 이미징 프로세싱을 개념적으로 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 실시예의 기법에 의한 디커플링의 결과를 예시하는 이미지를 도시한다.

본 발명의 일 실시예는 소프트웨어에 의해 바디 코일과 표면 코일 사이의 디커플링을 수행하는 자기 공명 이미징 장치(자기 공명 이미징 시스템)이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 이미징 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자기 공명 이미징 장치(1)는 정적 자계 코일부(11), 그래디언트 코일부(12), 바디 코일부(13), 표면 코일부(14), 정적 자계 구동부(21), 그래디언트 구동부(22), RF 구동부(23), 데이터 수집부(24), 피검체 운반부(25), 제어부(30), 저장부(31), 조작부(32), 이미지 재구성부(33), 및 디스플레이부(34)를 포함한다.

정적 자계 코일부(11)는, 예를 들어, 전류의 공급을 수신하고, 정적 자계 공간을 생성하도록 정적 자계를 생성하는 초전도 코일이다.

그래디언트 코일부(12)는 전류의 공급을 수신하고, 3개의 축 방향, 즉, 슬라이스축 방향, 위상 인코딩 방향, 및 주파수 인코딩 방향으로 그래디언트 자계를 독립적으로 생성한다. 주파수 인코딩 방향, 위상 인코딩 방향, 및 슬라이스축 방향은 도 1에 도시된 x 방향, y 방향, 및 z 방향에 각각 대응한다는 것에 주목한다.

바디 코일부(13)는 전류의 공급을 수신하고, 정적 자계 공간에서 피검체(40)에 원자핵 스핀을 여기시키는 고주파 자계, 즉, RF(무선 주파수) 펄스를 생성한다. 바디 코일부(13)는 피검체(40)로부터 자기 공명 신호(이하 MR 신호라 지칭됨)를 또한 수신한다.

표면 코일부(14)는 피검체(40)에 이미징될 영역의 표면 상에 위치하고, 이미징될 영역으로부터 MR 신호를 수신한다. 표면 코일부(14)는 복수의 채널 코일로 구성된다. 채널 코일의 수, 즉, 채널의 수는, 예를 들어, 2 -- 10의 오더(order)이다. 채널 코일은 때때로 코일 엘리먼트라 지칭된다.

정적 자계 구동부(21)는 정적 자계를 생성하도록 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초하여 정적 자계 코일부(11)를 구동한다.

그래디언트 구동부(22)는 정적 자계 공간에서 그래디언트 자계를 생성하도록 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초하여 그래디언트 코일부(12)를 구동한다.

RF 구동부(23)는 정적 자계 공간에서 고주파 자계를 생성하도록 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초하여 바디 코일부(13)를 구동한다.

데이터 수집부(24)는 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 의해 수신된 MR 신호에 위상 검출을 적용하고, A-D(아날로그 대 디지털)는 MR 신호 데이터를 생성하도록 결과 신호를 변환한다. 생성된 MR 신호 데이터는 저장부(31)로 출력된다.

피검체 운반부(25)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초하여 정적 자계 공간으로/정적 자계 공간으로부터 피검체(40)를 운반한다.

제어부(30)는 그래디언트 구동부(23)로 제어 신호를 전송하여 이미징될 각각의 피검체(40) 또는 각각의 영역에 대해 그래디언트 시밍(shimming)을 수행하도록 한다. 제어부(30)는 정적 자계 구동부(21), 그래디언트 구동부(22), RF 구동부(23), 데이터 수집부(24), 및 피검체 운반부(25)로 제어 신호를 또한 전송하여 조작부(32)로부터의 조작 신호에 기초하여 특정된 펄스 시퀀스를 수행하도록 한다.

저장부(31)는 데이터 수집부(24)에 의해 수집된 MR 신호 데이터, 이미지 재구성부(33)에 의해 이미지 재구성 프로세싱을 적용함으로써 획득된 이미지 데이터 등을 내부에 저장한다.

이미지 재구성부(33)는 제어부(30)로부터의 제어에 의해 저장부(31)로부터 MR 신호 데이터를 판독하고, 이미지 데이터를 생성하도록 MR 신호 데이터에 이미지 재구성 프로세싱을 적용한다. 이미지 데이터는 저장부(31)로 출력된다.

디스플레이부(34)는 조작부(32)의 조작 시에 요구된 정보, 이미지 데이터에 의해 표현된 이미지 등을 디스플레이한다.

데이터 수집부(24), 제어부(30), 저장부(31), 조작부(32), 이미지 재구성부(33), 및 디스플레이부(34)는, 예를 들어, 컴퓨터 CP에 의해 구성된다는 것에 주목해야 한다.

또한, 하드웨어 디커플링은 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 적용된다. 예를 들어, 데이터 수집부(24) 내의 각각의 코일에 접속된 전치 증폭기(도시되지 않음)의 임피던스는 가능한 한 낮게 되도록 설계된다. 그러나, 하드웨어 디커플링은 완전하지 않고 상당한 커플링이 여전히 존재한다.

이제 본 발명의 실시예에서 소프트웨어 디커플링의 방법이 기술될 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에서의 디커플링의 개념을 설명하는 도면이다.

먼저 간단한 모델을 고려한다. 바디 코일부(13)에서의 MR 신호 상에서 바디 코일부(13)와 표면 코일부(14) 사이의 커플링의 효과는, 도 2의 상측 부분에 도시된 바와 같이, 표면 코일부(14) 내의 제각기의 채널 코일에 대한 MR 신호 데이터에 기초하여 이미지들의 선형 합산에 의해 표현된다고 가정한다. 이미지 스페이스 내의 선형 합산 관계는 k 스페이스에서 역시 유지되므로, 도 2의 하측 부분에 도시된 바와 같이, 유사한 관계가 k 스페이스에서 또한 유지된다고 생각할 수 있다. 이러한 선형성이 유지될 때, 선형 합산의 수학식이 k 스페이스의 각각의 지점에서 유지된다. 선형 합산에서 수 n의 미지의 조합 계수 c₁, c₂, ..., c_n가 존재하는(여기서 수 n은 표면 코일부(14) 내의 채널 코일의 수임) 한편, k 스페이스의 포인트의 수와 동일할 수 있는 수학식(equations)의 수가 존재할 수 있다. 따라서, 존재할 수 있는 이러한 다수의 수학식들 중 몇몇 수학식에서의 실제의 스캔(an actual scan in some of such a large number of equations)에 의해 조합 계수 이외의 항들(terms), 즉, MR 신호 데이터를 결정하고, 예를 들어, 최소 자승법에 의해 이들 몇몇 수학식을 해결함으로써, 미지의 조합 계수 c₁, c₂, ..., c_n가 제각기의 채널 코일에 대해 결정될 수 있다. 조합 계수를 결정함으로써, 바디 코일부(13)에 대한 독립적인 수신에 의한 MR 신호 데이터는 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 대한 동시 수신에 의해 획득된 MR 신호 데이터로부터 결정될 수 있다. 즉, 소프트웨어 디커플링은 이와 같이 달성된다.

이 실시예에서, 상술한 바와 같은 개념을 고려하면, MR 신호 데이터가 먼저 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 의한 동시 수신에 의해 다수의 뷰(a plurality of views)에서 획득되어 k 스페이스의 주요 부분을 채운다. 추가적으로, MR 신호 데이터가 k 스페이스의 다수의 뷰 중 몇몇 뷰에서 바디 코일부(13)에 의한 독립적인 수신에 의해 획득된다. 데이터는 주 스캔 동안 수신에 사용하는 코일들 간을 스위칭함으로써, 또는 주 스캔 이전에 사전 획득될 수 있다. 그 다음에, 상술한 바와 같은 수학식이 k 스페이스의 몇몇 뷰에서 각각의 포인트에 대해 형성되고, 이들 수학식을 풀어 계수를 결정한다. 일단 계수가 결정되면, 바디 코일부(13)에 의한 독립적인 수신에 의한 MR 신호 데이터(즉 표면 코일부(14)와 커플링함에 의한 영향을 받지 않은 데이터)가 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 의한 동시 수신에 의해 획득된 MR 신호 데이터로부터, 다수의 뷰 중 상기 몇몇 뷰를 제외한 나머지 뷰에서 결정된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 이미징 장치(1)를 기능적으로 나타내는 기능 블록도이다. 자기 공명 이미징 장치(1)는 제1 신호 획득부(51), 제2 신호 획득부(52), 대응 관계 식별부(53), 바디 코일 신호 생성부(54), 표면 코일 신호 보정부(55), 및 이미지 재구성부(56)를 포함한다. 이들 부(51 -- 56)는, 예를 들어, 컴퓨터가 특정된 프로그램을 실행하게 함으로써 구현된다는 것에 주목한다. 또한, 이들 부(51 -- 56)는 본 발명에서 제1 획득부, 제2 획득부, 식별부, 계산부, 보정부, 및 재구성부의 예시적인 실시예를 각각 나타낸다.

제1 신호 획득부(51)는, k 스페이스의 위상 인코딩 방향으로 확산하는 다수의 뷰에서 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)로부터의 동시 수신에 의해 MR 신호를 획득한다.

제2 신호 획득부(52)는 다수의 뷰 중 중 몇몇 뷰에서 바디 코일부(13)로부터의 독립적인 수신에 의해 MR 신호를 획득한다.

대응 관계 식별부(53)는 동시 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호, 동시 수신에 의한 표면 코일부(14)에 대한 MR 신호, 및 독립적인 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호 간의 대응 관계를, 획득된 MR 신호에 기초하여 식별한다.

바디 코일 신호 생성부(54)는 획득된 MR 신호를 이용하여 k 스페이스의 다수의 뷰 중 몇몇 뷰를 제외한 나머지 뷰에서 독립적인 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호를, 식별된 대응 관계에 기초하여 생성한다.

표면 코일 신호 보정부(55)는 다수의 뷰에서 독립적인 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 결과적인 MR 신호에 기초하여 동시 수신에 의한 표면 코일부(14)에 대한 MR 신호에 감도 보정을 적용한다.

이미지 재구성부(56)는 표면 코일부(14)에 대해 감도 보정된 MR 신호에 기초하여 이미지를 재구성한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 자기 공명 이미징 장치(1)의 이미징 프로세싱의 흐름이 기술될 것이다.

도 4는 자기 공명 이미징 장치(1)에서의 이미징 프로세싱의 플로우차트이다. 도 5는 이미징 프로세싱을 개념적으로 나타내는 도면이다. 여기서는 편의상 피검체(40) 내의 하나의 사전정의된 슬라이스의 영역이 이미징되고 슬라이스의 이미지가 재구성되는 것으로 가정한다.

스텝 S1에서, 오퍼레이터는 피검체(40) 상에 표면 코일부(14)를 배치한다. 그 다음에, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 신호 획득부(51)는 오퍼레이터에 의한 커맨드에 응답하여, k 스페이스의 주 부분(a main portion)이 거의 완전하게 채워지도록, 다수의 뷰에서 사전 정의된 슬라이스 영역 SR에 스캔을 행하고, 동시에 각각의 뷰에서 슬라이스 영역으로부터 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 의해 MR 신호를 수신한다. 펄스 시퀀스의 뷰에서, 스캔은 위상 인코딩 펄스의 세기를 복수의 레벨의 각각으로 변경하면서 수행되고, MR 신호는 각각의 스캔에서 2개의 코일에 의해 동시 수신된다.

이것은 다수의 뷰 V-m -- V+m에서 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 의한 동시 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호 B_B+ _S,V _- _m, ..., B_B ₊ _S,V _+m를 제공하고, 다수의 뷰 V-m -- V+m에서 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 의한 동시 수신에 의한 표면 코일부(14)의 채널 코일 El -- En에 대한 MR 신호 S_B ₊ _S,V _- _m,E1 -- S_B+S,V-m,En, ..., S_B ₊ _S,V ₊ _m,E1 -- S_B ₊ _S,V ₊ _m,En를 제공한다.

스텝 S2에서, 오퍼레이터는 표면 코일부(14)를 전기적으로 분리하거나 혹은 피검체(40)로부터 표면 코일부(14)를 떨어지게 하여 바디 코일부(13)와 표면 코일부(14) 사이의 커플링을 제거한다. 그 다음에, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 신호 획득부(52)는 오퍼레이터에 의한 커맨드에 응답하여 다수의 뷰 중 몇몇 뷰 Vk -- Vk+a에서 슬라이스 영역 SR 상에 스캔을 수행하고, 몇몇 뷰의 슬라이스 영역 SR로부터 바디 코일부(13)에 의해서만의 MR 신호를 독립적으로 수신한다. 펄스 시퀀스의 뷰에서, 위상 인코딩 펄스의 세기를 복수의 레벨들 중 하나의 레벨 또는 레벨들 중 2 이상과 같은 몇몇 레벨로 제한하면서 스캔이 수행되고, MR 신호는 각각의 스캔 시에 바디 코일부(13)에 의해서만 수신된다. 표면 코일부(14)에 의해 어떠한 수신도 수행되지 않는다.

이것은 몇몇 뷰 Vk, Vk+1, ..., Vk+a에서 바디 코일부(13)에 의한 독립 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호 B_B,vk, B_B,vk ₊ ₁, ..., B_B,vk _+a를 제공한다.

몇몇 뷰는 바람직하게 위상 인코딩 방향으로 k 스페이스의 중앙 부분에 포함된 뷰이다. 몇몇 뷰의 수가 1일 수 있으나, 바람직하게 2 이상일 수 있다. 이러한 경우에, 몇몇 뷰의 바디 코일(24)에 의한 독립적인 수신에 의한 바디 코일(24)에 대한 MR 신호가 피검체(40) 상에서 다량의 정보를 포함하므로, 이후에 기술될 "MR 신호들 간의 대응 관계"의 식별의 정확도가 향상된다. 그러나, 너무 많은 수의 몇몇 뷰는 스텝 S2에서 스캔 시간을 증가시키고, 이에 따라, 적절한 수는 예를 들어 4 이하이다.

또한, 스텝 S2는 스텝 S1의 실행 이전에 미리 수행될 수 있다.

스텝 S3에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 대응 관계 식별부(53)는 동시 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호, 동시 수신에 의한 표면 코일부(14)에 대한 MR 신호, 및 독립적인 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호 간의 대응 관계를, 몇몇 뷰 Vk, Vk+1, ..., Vk+a에서 동시 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호 B_B+ _S,Vk, B_B+ _S,Vk ₊ ₁, ..., B_B ₊ _S,Vk _+a, 몇몇 뷰 Vk, Vk+1, ..., Vk+a에서 동시 수신에 의한 표면 코일부(14)의 채널 코일 E1 -- En에 대한 MR 신호 S_B ₊ _S,Vk,E1 -- S_B+S,Vk,En, S_B ₊ _S,Vk ₊ _1,E1 -- S_B ₊ _S,Vk ₊ _1,En, ..., S_B ₊ _S,Vk ₊ _a,E1 -- S_B ₊ _S,Vk ₊ _a,En, 및 몇몇 뷰 Vk, Vk+1, ..., Vk+a에서 독립적인 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호 B_B,Vk, B_B,Vk+1, ..., B_B,Vk _+a에 기초하여 식별한다.

구체적으로, 동시 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호 B_B+ _S,Vi는 이하의 수학식에 의해 제공되는 바와 같이, 독립적인 수신에 의한 바디 코일부(13)에 대한 MR 신호 B_B,vi, 및 k 스페이스 내의 동일한 뷰 Vi에서의 동일한 지점에서 동시 수신에 의한 표면 코일부(14)의 채널 코일에 대한 MR 신호 S_B ₊ _S,Vi,E1, S_B ₊ _S,Vi,E2, ..., S_B+S,Vi,En의 선형 합산에 의해 표현될 수 있다고 가정한다. 계수 c₁, c₂, ..., c_n는 각각 뷰에 관계없이 일정하다. 계수 c₁, c₂, ..., c_n를 식별함으로써, 대응 관계가 식별된다.

즉, 계수 c₁, c₂, ..., c_n는, 수학식(1)의 뷰 Vi가 몇몇 뷰 Vk, Vk+1, ..., Vk+a의 각각인 수학식을 상기 획득된 MR 신호로 치환(substitute)하고, 그 수학식을 풀므로써 식별된다.

스텝 S4에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 바디 코일 신호 생성부(54)는, 계수 c₁, c₂, ..., c_n가 식별된 수학식(1)을 상기 획득된 MR 신호로 치환하고 그 수학식을 풀므로써, 다수의 뷰 V-m -- V+m 중 몇몇 뷰 Vk -- Vk+a를 제외하고 나머지 뷰에서의 독립적인 수신에 의한 바디 코일(24)에 대한 MR 신호와 동등(equivalent)한 신호를 결정한다. 따라서, 독립적인 수신에 의한 바디 코일(24)에 대한 MR 신호는 모든 다수의 뷰에서 획득될 수 있다.

스텝 S5에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 표면 코일 신호 보정부(55)는 다수의 뷰에서의 독립적인 수신에 의한 바디 코일에 대한 MR 신호에 기초하여, 다수의 뷰에서의 동시 수신에 의한 표면 코일부(14)에 대한 MR 신호에 감도 보정을 적용한다.

스텝 S6에서, 이미지 재구성부(56)는 다수의 뷰에서의 동시 수신에 의한 표면 코일에 대해 감도 보정된 MR 신호에 기초하여 이미지를 재구성한다. 즉, 슬라이스 영역 SR 내의 MR 이미지를 재구성하도록 MR 신호에 푸리에 변환이 적용된다.

이제 본 발명의 실시예의 기법에 의해 바디 코일과 표면 코일 사이의 디커플링의 예시적인 결과가 설명될 것이다.

도 6은 본 발명의 실시예의 기법에 의한 디커플링의 결과를 예시하는 이미지를 도시한다. 도 6a 내지 도 6c는 공기를 피검체로서 이미징함로써 획득된 이미지를 도시한다. 도 6a는 바디 코일과 표면 코일에 의한 동시 수신에 의한 바디 코일에 대한 MR 신호에 기초하여 재구성된 이미지이다. 도 6b는 바디 코일에 의한 독립적인 수신에 의한 실제로 측정된 MR 신호에 기초하여 재구성된 이미지이다. 독립적인 수신에 의한 이미지는 전반적으로 균일한 밝기를 갖는다. 한편, 동시 수신에 의한 이미지는 밝기가 약간 더 밝은 하부 좌측 부분의 영역을 가지며, 표면 코일과의 커플링이 발생한다는 것을 암시한다. 도 6c는 본 명세서에서 제안된 기법에 따른 디커플링을 적용함으로써 획득된 바디 코일에 대한 MR 신호에 기초하여 재구성된 이미지이다. 이미지는 대체로 균일한 밝기를 가져 디커플링의 효과를 보여준다. 도 6d는 (실제로 측정된) 바디 코일에 의한 독립적인 수신에 의한 이미지와 디커플링이 적용된 이미지 사이의 차분 이미지(differential image)이다. 이 이미지는 적은 양의 에러 컴포넌트를 가지며, 이는 디커플링이 고 정밀도로 달성된다는 것을 증명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)는 소프트웨어에 의해 디커플링될 수 있어, 디커플링은 하드웨어 디커플링의 한계 너머로 보다 효율적으로 달성될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않고, 몇몇 변경은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 행해질 수 있다.

예를 들어, 상기 실시예는 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 의한 MR 신호의 동시 수신이 주 스캔에서 수행되는 것으로 가정하지만, 동시 수신은 주 스캔 이전에 교정(calibration) 스캔 시에 수행되는 것으로 가정할 수 있다. 이 경우에, 유사한 기법에 의해 소프트웨어 디커플링이 재차 달성될 수 있다.

또한, 예를 들어, MR 신호들 간의 대응 관계는 상기 실시예에서 표면 코일부(14)를 구성하는 다수의 채널 코일로부터의 MR 신호들의 선형 합산을 이용함으로써 표현되지만, 대응 관계는 비선형 합산에 의해 표현될 수 있다.

또한, 예를 들어, 채널 코일 내의 MR 신호와 승산되는 계수 c₁, c₂, ..., c_n를 식별할 때, 계수의 식별 시에 정확도를 향상시키는 근사화를 위해, 인접하는 뷰에서의 MR 신호를 역시 이용하여 수학식(1)을 수학식(2)으로 대체함으로써 수학식의 수가 증가될 수 있다.

또한, 예를 들어, 이 실시예에서는 바디 코일부(13) 및 표면 코일부(14)에 디커플링을 위한 하드웨어 측정 수단이 적용되지만, 본 발명은 이러한 디커플링을 위한 하드웨어 측정 수단이 적용되지 않는 경우에 적용될 수 있다.

상기 실시예는 자기 공명 이미징 장치를 언급하지만, 상술한 바와 같은 MR 신호에 대해 프로세싱을 수행하는 MR 신호 프로세싱 장치, 컴퓨터를 이러한 MR 신호 프로세싱 장치로서 기능하게 하는 프로그램, 및 그 프로그램이 또한 기록되는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체가 본 발명의 일 실시예를 각각 구성한다. 기록 매체는 CD-ROM, USB 메모리, 및 네트워크 내의 서버와 같은 비일시적인 매체를 포함한다.

Claims

자기 공명 신호 프로세싱 방법으로서,
다수의 뷰(a plurality of views)에서 바디 코일(body coil) 및 표면 코일(surface coil)에 의해 동시 수신된 자기 공명 신호를 획득하는 제1 획득 스텝과,
상기 다수의 뷰 중 몇몇 뷰에서 상기 바디 코일에 의한 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 획득하는 제2 획득 스텝과,
상기 제1 획득 스텝에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서의 상기 동시 수신된 자기 공명 신호 및 상기 제2 획득 스텝에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서의 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 및 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 간의 대응 관계를 식별하는 식별 스텝과,
상기 다수의 뷰 중 상기 몇몇 뷰를 제외한 나머지 뷰에서의 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 결정하되, 상기 대응 관계에 기초하여 또한 상기 나머지 뷰에서 상기 바디 코일 및 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 이용하는 계산 스텝을 포함하는
자기 공명 신호 프로세싱 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 나머지 뷰에서의 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 보정하는 보정 스텝과,
상기 표면 코일에 대한 상기 보정된 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 재구성하는 재구성 스텝을 더 포함하는
자기 공명 신호 프로세싱 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 대응 관계는, 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호가 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 및 상기 표면 코일의 각각의 채널에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호의 선형 합산에 의해 표현되도록 하는 관계인
자기 공명 신호 프로세싱 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 식별 스텝은, 상기 선형 합산에서 제각기의 채널(repective channels)에 대해 상기 자기 공명 신호와 승산되는 계수를 식별하는 스텝인
자기 공명 신호 프로세싱 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 몇몇 뷰는 위상 인코딩 방향으로 k 스페이스(k-space)의 중앙 부분에 포함된 뷰인
자기 공명 신호 프로세싱 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 몇몇 뷰는 2 이상의 뷰인
자기 공명 신호 프로세싱 방법.
제 1 항에 있어서,
하드웨어 디커플링이 상기 바디 코일 및 상기 표면 코일에 적용되는
자기 공명 신호 프로세싱 방법.
자기 공명 신호 프로세싱 장치로서,
다수의 뷰에서 바디 코일 및 표면 코일에 의해 동시 수신된 자기 공명 신호를 획득하도록 구성된 제1 획득 부분과,
상기 다수의 뷰 중 몇몇 뷰에서 상기 바디 코일에 의한 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 획득하도록 구성된 제2 획득 부분과,
상기 제1 획득 부분에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서의 상기 동시 수신된 자기 공명 신호 및 상기 제2 획득 부분에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서의 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 및 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 간의 대응 관계를 식별하도록 구성된 식별 부분과,
상기 다수의 뷰 중 상기 몇몇 뷰을 제외한 나머지 뷰에서의 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 결정하되, 상기 대응 관계에 기초하여 또한 상기 나머지 뷰에서의 상기 바디 코일 및 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 이용하도록 구성된 계산 부분을 포함하는
자기 공명 신호 프로세싱 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 나머지 뷰에서의 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 보정하도록 구성된 보정 부분과,
상기 표면 코일에 대한 상기 보정된 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 재구성하도록 구성된 재구성 부분을 더 포함하는
자기 공명 신호 프로세싱 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 대응 관계는, 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호가 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 및 상기 표면 코일의 각각의 채널에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호의 선형 합산에 의해 표현되도록 하는 관계인
자기 공명 신호 프로세싱 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 식별 부분은, 상기 선형 합산에서 제각기의 채널에 대해 상기 자기 공명 신호와 승산되는 계수를 식별하도록 구성된 부분인
자기 공명 신호 프로세싱 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 몇몇 뷰는 위상 인코딩 방향으로 k 스페이스의 중앙 부분에 포함된 뷰인
자기 공명 신호 프로세싱 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 몇몇 뷰는 2 이상의 뷰인
자기 공명 신호 프로세싱 장치.
제 8 항에 있어서,
하드웨어 디커플링이 상기 바디 코일 및 상기 표면 코일에 적용되는
자기 공명 신호 프로세싱 장치.
자기 공명 장치로서,
다수의 뷰에서 바디 코일 및 표면 코일에 의해 자기 공명 신호를 동시 수신하도록 구성된 제1 수신 부분과,
상기 다수의 뷰 중 몇몇 뷰에서 상기 바디 코일에 의한 자기 공명 신호를 독립적으로 수신하도록 구성된 제2 수신 부분과,
상기 제1 수신 부분에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서의 상기 동시 수신된 자기 공명 신호 및 상기 제2 수신 부분에 의해 획득된 상기 몇몇 뷰에서의 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호, 및 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 간의 대응 관계를 식별하도록 구성된 식별 부분과,
상기 다수의 뷰 중 상기 몇몇 뷰를 제외한 나머지 뷰에서 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호를 결정하되, 상기 대응 관계에 기초하여 또한 상기 나머지 뷰에서 상기 바디 코일 및 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 이용하도록 구성된 계산 부분을 포함하는
자기 공명 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 나머지 뷰에서의 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호에 기초하여 상기 표면 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호를 보정하도록 구성된 보정 부분과,
상기 표면 코일에 대한 상기 보정된 자기 공명 신호에 기초하여 이미지를 재구성하도록 구성된 재구성 부분을 더 포함하는
자기 공명 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 대응 관계는, 상기 바디 코일에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호가 상기 바디 코일에 대한 상기 독립적으로 수신된 자기 공명 신호 및 상기 표면 코일의 각각의 채널에 대한 상기 동시 수신된 자기 공명 신호의 선형 합산에 의해 표현되도록 하는 관계인
자기 공명 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 식별 부분은, 상기 선형 합산에서 제각기의 채널에 대해 상기 자기 공명 신호와 승산되는 계수를 식별하는
자기 공명 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 몇몇 뷰는 위상 인코딩 방향으로 k 스페이스의 중앙 부분에 포함된 뷰인
자기 공명 장치.
제 15 항에 있어서,
하드웨어 디커플링이 상기 바디 코일 및 상기 표면 코일에 적용되는
자기 공명 장치.