KR20240002472A - Magnetic resonance imaging apparatus and controlling method thereof - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법은, 인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하는 단계; 상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)하는 단계; 상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하는 단계; 상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계; 및 상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 단계를 포함한다.A method of controlling a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention includes under sampling, which periodically moves along a predetermined direction in k-space for at least some bands among the multiple frequency bands of the applied RF pulse. Obtaining MR data in which a plurality of slice images are overlapped by performing; acquiring image data based on the acquired MR data; Obtaining correction data for the acquired image data; Up sampling the image data and the correction data; Obtaining prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands from the up-sampled correction data; Separating slice images for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and outputting the separated slice images.

Description

자기공명 영상장치 및 그 제어방법{MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}Magnetic resonance imaging device and its control method {MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 자기공명 영상장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic resonance imaging device and a control method thereof.

자기공명 영상(MRI, Magnetic Resonance Imaging)장치는, 피사체의 내부 구조에 대한 데이터를 획득하고 획득한 데이터를 기초로 사용자가 볼 수 있는 형태의 영상을 생성하여 제공하는 장치이다.A magnetic resonance imaging (MRI) device is a device that acquires data about the internal structure of a subject and generates and provides images in a format that users can view based on the acquired data.

자기공명 영상장치는 원자핵이 일정한 주파수의 전자기파와 공명하는 현상인 핵 자기공명(Nuclear Magnetic Resonance: NMR) 현상을 이용하여, 피사체의 내부 슬라이스를 영상화할 수 있다.A magnetic resonance imaging device can image an internal slice of a subject using nuclear magnetic resonance (NMR), a phenomenon in which atomic nuclei resonate with electromagnetic waves of a certain frequency.

피사체 내부의 수소(H), 인(P), 나트륨(Na)이나 각종 탄소 동위 원소 등의 원자핵은 스핀(Spin)을 가지고 있다. 따라서 원자핵이 외부 자기장에 노출되어 자화(Magnetization)된 경우, 원자핵의 스핀은 자기장 방향으로 정렬되면서 자기장에 의하여 받은 토크(Torque)에 따라서 중심축과 소정의 각도를 이루면서 라모어(Larmor) 주파수로 세차 운동(Precession)을 하게 된다. 라모어 주파수의 크기는, 인가된 자기장의 세기에 비례한다. 만약 라모어 주파수와 동일하거나 근사한 주파수의 전자기파가 상술한 원자핵에 인가되면, 원자핵의 자화 벡터는 전자기파에 공명하여 인가된 자기장과 직교하는 방향을 향하게 되고, 전자기파의 인가가 중단되면 원자핵의 자화 벡터는 원래의 상태로 회귀한다. 이때 자화 벡터는 인접해 있는 고주파 코일에 통상 프리 인덕션 디케이(FID, Free Induction Decay) 신호라 불리는 전압 신호를 유도하게 된다. 자기공명 영상장치는, 이와 같이 유도된 전압 신호를 이용하여 피사체 내부의 영상을 생성하여 사용자에게 제공한다.Nuclei of atoms such as hydrogen (H), phosphorus (P), sodium (Na), and various carbon isotopes inside the subject have spin. Therefore, when the atomic nucleus is exposed to an external magnetic field and magnetized, the spin of the atomic nucleus is aligned in the direction of the magnetic field and forms a predetermined angle with the central axis according to the torque received by the magnetic field, and is precessed at the Larmor frequency. Exercise (precession) is performed. The magnitude of the Larmor frequency is proportional to the strength of the applied magnetic field. If an electromagnetic wave with a frequency equal to or close to the Larmor frequency is applied to the above-mentioned atomic nucleus, the magnetization vector of the atomic nucleus resonates with the electromagnetic wave and points in a direction perpendicular to the applied magnetic field. When the application of the electromagnetic wave is stopped, the magnetization vector of the atomic nucleus becomes returns to its original state. At this time, the magnetization vector induces a voltage signal, usually called a free induction decay (FID) signal, in the adjacent high-frequency coil. A magnetic resonance imaging device uses the induced voltage signal to generate an image of the inside of a subject and provides it to the user.

자기공명 영상장치는 대상체 내부의 상세한 영상을 얻을 수 있고, 또한 방사선 촬영 장치와 같은 방사선 피폭의 문제도 없기 때문에 생명 공학 연구용이나 의료 검진용으로 널리 사용되고 있다.Magnetic resonance imaging devices are widely used for biotechnology research and medical examinations because they can obtain detailed images of the inside of an object and do not have the problem of radiation exposure like radiography devices.

한국공개특허공보, 제10-2018-0085976호Korea Patent Publication, No. 10-2018-0085976

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, MR 데이터 획득 시 적어도 일부 대역에서 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행한 경우, 업 샘플링(Up Sampling)된 보정 데이터로부터 획득된 선행정보를 이용하여 슬라이스 영상을 분리하는 자기공명 영상 처리 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to separate slice images using prior information obtained from up-sampled correction data when under-sampling is performed in at least some bands when acquiring MR data. To provide a magnetic resonance image processing method.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description below. will be.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법은, 인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하는 단계; 상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)하는 단계; 상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하는 단계; 상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계; 및 상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 단계를 포함한다.A method of controlling a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention includes under sampling, which periodically moves along a predetermined direction in k-space for at least some bands among the multiple frequency bands of the applied RF pulse. Obtaining MR data in which a plurality of slice images are overlapped by performing; acquiring image data based on the acquired MR data; Obtaining correction data for the acquired image data; Up sampling the image data and the correction data; Obtaining prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands from the up-sampled correction data; Separating slice images for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and outputting the separated slice images.

또한, 상기 선행 정보를 획득하는 단계는, 상기 업 샘플링된 영상 데이터에 대응되도록 상기 업 샘플링된 보정 데이터의 선형 시야(FOV, Field of View)를 이동(Shift)하는 단계; 상기 시야가 이동된 보정 데이터를 핸켈(Hankel) 구조의 행렬로 배열하는 단계; 및 상기 핸켈 구조의 행렬로 배열된 보정 데이터를 특이값 분해하여 상기 고유 영공간 벡터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of acquiring the prior information may include shifting a linear field of view (FOV) of the up-sampled correction data to correspond to the up-sampled image data; Arranging the correction data in which the field of view has been shifted into a matrix with a Hankel structure; And it may include obtaining the unique null space vector by performing singular value decomposition on the correction data arranged in a matrix of the Hankel structure.

또한, 상기 업 샘플링된 보정 데이터의 선형 시야를 이동하는 단계는, 상기 업 샘플링된 영상 데이터에 대응되도록 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 샘플링 패턴을 푸리에 변환(Fourier Transform)하여 위상 부호 맵을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 위상 부호 맵을 상기 업 샘플링된 보정 데이터에 적용하여 상기 선형 시야를 이동하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of moving the linear field of view of the up-sampled correction data includes performing Fourier Transform on a sampling pattern that periodically moves along a predetermined direction in k-space to correspond to the up-sampled image data. Obtaining a sign map; and applying the obtained phase code map to the up-sampled correction data to move the linear field of view.

또한, 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계는, 상기 업 샘플링된 영상 데이터를 핸켈 구조의 행렬로 배열하는 단계; 및 상기 핸켈 구조의 행렬로 배열된 영상 데이터에 대하여, 추출하고자 하는 슬라이스 영상을 제외한 나머지 슬라이스 영상의 영공간 벡터를 투영하여 슬라이스 영상을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, separating the slice images for each of the multiple frequency bands includes arranging the up-sampled image data into a matrix with a Hankel structure; and separating the slice images by projecting null space vectors of the remaining slice images, excluding the slice image to be extracted, onto the image data arranged in a matrix of the Henkel structure.

또한, 상기 MR 데이터를 획득하는 단계는, 상기 다중 주파수 대역 중 저주파 대역에서 풀 샘플링(Full Sampling)에 의한 MR 데이터를 획득하고, 상기 다중 주파수 대역 중 고주파 대역에서 상기 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 획득할 수 있다.In addition, the step of acquiring the MR data includes acquiring MR data by full sampling in a low frequency band among the multiple frequency bands, and periodically sampling the predetermined k-space in a high frequency band among the multiple frequency bands. MR data can be acquired by under-sampling moving along the direction.

또한, 상기 영상 데이터를 획득하는 단계는, 상기 다중 주파수 대역 전역에서 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 분리하여 상기 영상 데이터를 획득하고, 상기 보정 데이터를 획득하는 단계는, 상기 다중 주파수 대역 중 상기 저주파 대역의 MR 데이터를 분리하여 상기 보정 데이터를 획득할 수 있다.In addition, the step of acquiring the image data includes obtaining the image data by separating MR data by undersampling that periodically moves along a predetermined direction in k-space throughout the multiple frequency bands, and providing the correction data. In the acquiring step, the correction data may be obtained by separating MR data in the low-frequency band among the multiple frequency bands.

또한, 상기 MR 데이터를 획득하는 단계는, 상기 다중 주파수 대역 전역에서 상기 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 획득하고, 상기 영상 데이터를 획득하는 단계는, 상기 다중 주파수 대역의 MR 데이터를 상기 영상 데이터로서 획득할 수 있다.In addition, the step of acquiring the MR data includes acquiring MR data by undersampling that periodically moves along a predetermined direction in the k-space throughout the multiple frequency bands, and the step of acquiring the image data includes, MR data in the multiple frequency bands can be acquired as the image data.

또한, 상기 보정 데이터를 획득하는 단계는, 외부 장치로부터 상기 보정 데이터를 입력받을 수 있다.Additionally, the step of acquiring the correction data may include receiving the correction data from an external device.

또한, 상기 선행정보를 획득하는 단계는, 레퍼런스 신호의 개수가 임계값 이상이면, 코일 방향으로의 중복되는 서브 스페이스를 상기 선행정보로서 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Additionally, the step of acquiring the preceding information may include acquiring an overlapping subspace in the coil direction as the preceding information if the number of reference signals is greater than or equal to a threshold.

또한, 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계는, 상기 분리된 각각의 슬라이스 영상을 푸리에 변환하는 단계; 상기 푸리에 변환된 각각의 슬라이스 영상에 상기 MR 데이터를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, separating the slice images for each of the multiple frequency bands includes Fourier transforming each of the separated slice images; It may include applying the MR data to each slice image that has undergone Fourier transformation.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치는, 인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 MR 데이터 획득부; 상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하고, 상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하고, 상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를업 샘플링(Up Sampling)하고, 상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하고, 상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 영상처리부; 및 상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 디스플레이를 포함한다.The magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention performs under sampling by periodically moving along a predetermined direction in k-space for at least some bands among the multiple frequency bands of the applied RF pulse. , an MR data acquisition unit that acquires MR data in which a plurality of slice images are overlapped; Acquire image data based on the acquired MR data, obtain correction data for the acquired image data, up-sample the image data and the correction data, and obtain information from the up-sampled correction data. an image processing unit that acquires prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands, and separates a slice image for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and a display that outputs the separated slice images.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램이 저장되는, 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 있어서, 인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하는 단계; 상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)하는 단계; 상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하는 단계; 상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계; 및 상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 단계를 수행하도록 프로그램된 상기 컴퓨터 프로그램이 저장된다.In a computer-readable recording medium storing a computer program executed by a computer according to an embodiment of the present invention, a predetermined direction of k-space is periodically applied to at least some bands among the multiple frequency bands of the applied RF pulse. Obtaining MR data in which a plurality of slice images are overlapped by performing under sampling moving along; acquiring image data based on the acquired MR data; Obtaining correction data for the acquired image data; Up sampling the image data and the correction data; Obtaining prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands from the up-sampled correction data; Separating slice images for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and the computer program programmed to perform the step of outputting the separated slice image is stored.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장되어 컴퓨터에 의해 실행되는, 컴퓨터 프로그램에 있어서, 인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하는 단계; 상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)하는 단계; 상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하는 단계; 상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계; 및 상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 단계를 수행하도록 프로그램된다.In a computer program stored in a computer-readable recording medium and executed by a computer according to an embodiment of the present invention, the predetermined direction of k-space periodically for at least some bands among the multiple frequency bands of the applied RF pulse Obtaining MR data in which a plurality of slice images are overlapped by performing under sampling moving along; acquiring image data based on the acquired MR data; Obtaining correction data for the acquired image data; Up sampling the image data and the correction data; Obtaining prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands from the up-sampled correction data; Separating slice images for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and outputting the separated slice images.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 다중 주파수 대역 자기공명 영상에 위상 인코딩 방향 언더 샘플링이 결합된 경우 코일의 감도 혹은 데이터간의 상관관계를 선행 정보로 이용하여 중첩된 다중 밴드 신호를 각 단층 신호로 분리한 후 각 단층 평면 내 앨리어싱(Aliasing) 신호를 복원하는 기존의 2 단계 분리 복원 영상 기법에서 탈피하여, ky-kz 공간에서 업 샘플링 기법을 이용하여 각 단층 평면 내 앨리어스 영상을 단층 방향을 따라 적층 시키는 확장된 제어 앨리어싱 기법을 이용함으로써 양방향으로 중첩되어 있는 신호를 원 복셀 위치로 동시에 정확하게 분리 복원할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when phase encoding direction under-sampling is combined with a multi-frequency band magnetic resonance image, the overlapping multi-band signal is separated into each tomographic signal by using the sensitivity of the coil or the correlation between data as prior information. Breaking away from the existing two-stage separation reconstruction image technique that restores the aliasing signal within each tomography plane, the aliased image within each tomography plane is stacked along the tomographic direction using an upsampling technique in the ky-kz space. By using an extended control aliasing technique, signals that overlap in both directions can be accurately separated and restored to the original voxel location at the same time.

또한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 자기공명 영상을 획득함에 있어서 다중 단면의 영상을 동시에 획득함으로써 영상의 총 데이터 획득 시간을 획기적으로 감소할 수 있다.Additionally, according to another embodiment of the present invention, when acquiring a magnetic resonance image, the total image data acquisition time can be dramatically reduced by simultaneously acquiring multiple cross-sectional images.

특히, 레퍼런스 신호 샘플을 얻기 위한 부가적인 영상 획득 없이, 다중 대역 자기공명 영상에서 k_y-k_z 공간에서의 가변 밀도(Variable Density) 샘플링을 이용하여 저해상도 레퍼런스 신호 샘플을 영상 신호와 동시에 획득하고, 이를 조정 및 복원에도 이용함으로써 각 슬라이스 신호의 다른 슬라이스로의 신호 누수와 잘못된 복원으로 인한 에일리어싱 신호를 최소화할 수 있다.In particular, without additional image acquisition to obtain reference signal samples, low-resolution reference signal samples are acquired simultaneously with the image signal using variable density sampling in the k _y -k _z space in multi-band magnetic resonance imaging, By using this for adjustment and restoration, signal leakage of each slice signal to other slices and aliasing signals due to incorrect restoration can be minimized.

따라서, 기존의 다중 대역 자기공명 영상 기법은 분리 복원 과정에서 각 단면에 해당하는 대역간의 간격에 민감하여 대역간의 간격이 일정 간격 이상이어야 하나, 본 발명은 이런 제약으로부터 자유롭고 일정 이상의 영상 질을 보장할 수 있다.Therefore, the existing multi-band magnetic resonance imaging technique is sensitive to the spacing between bands corresponding to each cross section during the separation and restoration process, so the spacing between bands must be more than a certain interval, but the present invention is free from this limitation and can guarantee image quality above a certain level. You can.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치를 전체적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치를 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법을 예시한 복원 모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 공명 영상장치의 제어방법을 예시한 복원 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 및 보정 데이터의 업 샘플링 방법을 예시한 복원 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 주파수 대역에서의 고유 영공간 벡터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역별 슬라이스 영상 분리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 주파수 대역에서의 고유 영공간 벡터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역별 슬라이스 영상 분리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 12은 종래 방법과 본 발명의 일 실시예에 따라 분리된 슬라이스 영상을 비교하기 위한 도면이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart showing a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a restoration schematic diagram illustrating a control method of a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a restoration schematic diagram illustrating a control method of a magnetic resonance imaging device according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a restoration schematic diagram illustrating an up-sampling method of image data and correction data according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of obtaining a unique null space vector in each frequency band according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram for explaining a method of separating slice images for each frequency band according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a method of obtaining a unique null space vector in each frequency band according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram for explaining a method of separating slice images for each frequency band according to an embodiment of the present invention.
10 to 12 are diagrams for comparing slice images separated according to a conventional method and an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 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.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, if a detailed description of a known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. The terms described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치를 전체적으로 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention.

여기서, 자기공명 영상(MRI, Magnetic Resonance Imaging)장치(100)는 핵자기공명(NMR, Nuclear Magnetic Resonance)이라는 물리학적 원리를 영상화하기 위해 인체에 무해한 자기장과 비전리 방사선(라디오 고주파)을 이용하는 장치로서, 그 구조는 종래의 슬라이스 촬영기기의 구조와 실질적으로 동일하다.Here, the magnetic resonance imaging (MRI) device 100 is a device that uses a magnetic field and non-ionizing radiation (radio high frequency) that are harmless to the human body to image the physical principle of nuclear magnetic resonance (NMR). As such, its structure is substantially the same as that of a conventional slice imaging device.

주자석(Main Magnet, 1)은 예컨대 사람 신체의 검사될 부분과 같은 물체의 검사 영역 내에서 핵 스핀을 분극화 또는 정렬시키기 위한 일정한 크기의 강자계를 발생시킨다. 핵 스핀 공명 측정을 위해 필요한 주자석의 높은 균질성은 구형 측정 공간(M) 내에서 정해지며, 이러한 측정 공간(M) 내로 사람 신체의 검사될 부분이 들어가게 된다. 이때, 균질성 요구를 만족시키면서 특히 시간 불변적인 작용들을 제거하기 위해서 적합한 지점에 소위 강자성 재료로 이루어진 심-플레이트(Shim Plate)가 제공된다. 시간 가변적인 작용들은 심-전원(Shim Supply, 15)에 의해 구동되는 심-코일(2)에 의해 제거된다.The Main Magnet (1) generates a strong magnetic field of a certain magnitude to polarize or align nuclear spins within the inspection area of an object, such as a part of the human body to be inspected. The high homogeneity of the main magnet required for nuclear spin resonance measurements is determined within a spherical measurement space (M), into which the part of the human body to be examined is placed. At this time, a shim plate made of a so-called ferromagnetic material is provided at suitable points to satisfy the homogeneity requirement and especially to eliminate time-invariant effects. Time-varying actions are eliminated by a shim-coil (2) driven by a shim supply (15).

주자석(1) 내에 3개의 부분 권선으로 이루어진 원통형 경사 코일 시스템(3)이 삽입된다. 각각의 부분 권선은 증폭기(14)에 의해서 평행 좌표계의 개별 방향으로 선형 경사 필드를 발생시키기 위해 전류를 공급받는다. 여기서, 경사 필드 시스템(3)의 제 1 부분 권선은 x 방향으로 경사(G_x)를 발생시키고, 제 2 부분 권선은 y 방향으로 경사(G_y)를 발생시키며, 제 3 부분 권선은 z 방향으로 경사(G_z)를 발생시킨다. 각각의 증폭기(14)는 디지털-아날로그 컨버터를 가지는데, 상기 디지털-아날로그 컨버터는 정확한 시간에 맞게 경사 펄스를 발생시키기 위해서 시퀀스 제어 시스템(18)에 의해 제어된다.A cylindrical gradient coil system (3) consisting of three partial turns is inserted into the main magnet (1). Each partial winding is supplied with current by an amplifier 14 to generate a linearly inclined field in a respective direction of the parallel coordinate system. Here, the first partial winding of the gradient field system 3 produces a gradient G _x in the x direction, the second partial winding produces a gradient G y in the y direction and the third partial winding produces a gradient _G in the z direction. Generates a slope (G _z ). Each amplifier 14 has a digital-to-analog converter, which is controlled by a sequence control system 18 to generate accurately timed ramp pulses.

경사 필드 시스템(3) 내에는 고주파 안테나(4)가 제공되며, 이런 고주파 안테나(4)는 핵을 여기시키고 검사될 물체 또는 물체의 검사될 영역에 핵 스핀을 정렬시키기 위해 고주파 전력 증폭기(16)에 의해 방출되는 고주파 펄스를 교번자계(Alternating Field)로 변환시킨다. 고주파 안테나(4)에 의해서 선회하는 핵 스핀으로부터 방출된 교번자계, 즉 통상적으로 하나 이상의 고주파 펄스 및 하나 이상의 경사 펄스로 이루어진 펄스 시퀀스에 의해 야기되는 핵 스핀 에코 신호가 전압으로 변환되는데, 상기 전압은 증폭기(7)에 의해서 MR 데이터 획득부(22)의 수신 채널(8)로 공급된다.A high-frequency antenna (4) is provided within the gradient field system (3), which is provided with a high-frequency power amplifier (16) for exciting the nuclei and aligning the nuclear spins with the object to be inspected or the region to be inspected of the object. The high frequency pulse emitted by is converted into an alternating magnetic field. The alternating magnetic field emitted from the orbiting nuclear spins by the high-frequency antenna 4, i.e. the nuclear spin echo signal caused by a pulse sequence typically consisting of one or more high-frequency pulses and one or more gradient pulses, is converted into a voltage, which is It is supplied to the reception channel 8 of the MR data acquisition unit 22 by the amplifier 7.

또한, MR 데이터 획득부(22)은 송신 채널(9)을 포함하는데, 이러한 송신 채널(9) 내에서 자기 핵 공명을 여기시키기 위한 고주파 펄스가 발생된다. 이 경우 개별 고주파 펄스는 설치 컴퓨터(20)에 의해 사전 설정되는 펄스 시퀀스에 의해 시퀀스 제어 시스템(18) 내에서 디지털 방식으로 일련의 복소수로서 표시된다. 이러한 숫자 열은 실수부 및 허수부로서 각각의 입력단(12)을 지나 MR 데이터 획득부(22)에 결합된 디지털-아날로그 컨버터로 공급되어서, 상기 디지털-아날로그 컨버터로부터 송신 채널(9)로 공급된다. 이때, 송신 채널(9) 내에서 펄스 시퀀스가 고주파 캐리어 신호로 변조되는데, 고주파 캐리어 신호의 기본 주파수는 측정 공간 내에 있는 핵 스핀의 공명 주파수에 상응한다.Additionally, the MR data acquisition unit 22 includes a transmission channel 9, in which a high-frequency pulse for exciting magnetic nuclear resonance is generated. In this case, the individual high-frequency pulses are digitally represented as a series of complex numbers within the sequence control system 18 by means of a pulse sequence that is preset by the installation computer 20. This string of numbers passes through each input terminal 12 as a real part and an imaginary part and is supplied to a digital-analog converter coupled to the MR data acquisition unit 22, and is supplied from the digital-analog converter to the transmission channel 9. . At this time, the pulse sequence within the transmission channel 9 is modulated into a high-frequency carrier signal, the fundamental frequency of which corresponds to the resonance frequency of the nuclear spin in the measurement space.

이때, 경사 필드 시스템(3)과 MR 데이터 획득부(22) 간의 연결에 있어서, 송신 채널(9)에 의한 송신 동작으로부터 고주파 수신 채널(8)에 의한 수신 동작으로의 전환은 송수 전환기(Duplexer, 6)에 의해 이루어진다.At this time, in the connection between the gradient field system 3 and the MR data acquisition unit 22, the transition from the transmission operation by the transmission channel 9 to the reception operation by the high frequency reception channel 8 is performed using a transmit/receive switch (Duplexer, 6) It is done by.

고주파 안테나(4)는 핵 스핀을 여기시키기 위한 고주파 펄스를 측정 공간(M) 내로 방사하고 그 결과 나타나는 에코 신호를 샘플링(Sampling)한다. 이에 상응하여 획득되는 핵 공명 신호는 MR 데이터 획득부(22)의 수신 채널(8) 내에서 위상 감응 방식으로(Phase-Sensitively) 복호화 되어서, 개별 아날로그-디지털 컨버터에 의해서 측정 신호의 실수부 및 허수부로 변환된다. 영상처리부(17)는 각각의 출력단(11)을 지나 영상처리부(17)에 공급된 신호 데이터를 처리하여 하나의 영상으로 재구성시킨다.The high-frequency antenna 4 radiates high-frequency pulses to excite nuclear spins into the measurement space M and samples the resulting echo signal. The nuclear resonance signal obtained correspondingly is decoded in a phase-sensitive manner within the receiving channel 8 of the MR data acquisition unit 22, and the real and imaginary parts of the measurement signal are converted into real and imaginary numbers by an individual analog-to-digital converter. converted into wealth. The image processing unit 17 processes signal data supplied to the image processing unit 17 through each output terminal 11 and reconstructs it into one image.

측정 데이터, 영상 데이터 및 제어 프로그램의 관리는 설치 컴퓨터(20)에 의해서 이루어지고, 제어 프로그램에 의한 프리 세팅에 의해서 시퀀스 제어 시스템(18)이 소정의 개별 펄스 시퀀스의 생성 및 이에 상응하는 k 공간(k-space)의 샘플링을 제어한다.Management of the measurement data, image data, and control program is performed by the installation computer 20, and the sequence control system 18 generates a predetermined individual pulse sequence and the corresponding k space ( Controls sampling of k-space.

이때, 시퀀스 제어 시스템(18)이 정확한 시간에 따른 경사 전환, 정해진 위상 및 진폭을 가진 고주파 펄스의 방출 및 핵공명 신호의 수신을 제어하고, 신호 합성기(Synthesizer, 19)는 MR 데이터 획득부(22) 및 시퀀스 제어 시스템(18)을 위한 시간축(Time Base)을 제공한다. 핵 스핀 영상을 생성하기 위한 적합한 제어 프로그램의 선택 및 생성된 핵 스핀 영상의 선택을 위한 키패드(Keypad)를 구비한 디스플레이(21)에 의해서 이루어진다.At this time, the sequence control system 18 controls slope switching according to accurate time, the emission of high-frequency pulses with a set phase and amplitude, and the reception of nuclear resonance signals, and the signal synthesizer 19 controls the MR data acquisition unit 22. ) and provides a time base for the sequence control system (18). Selection of a suitable control program for generating a nuclear spin image and selection of the generated nuclear spin image are performed by a display 21 equipped with a keypad.

또한, 영상처리부(17), 시퀀스 제어 시스템(18) 및 신호 합성기(19)는 각각 별도의 장치로 도시되어 있으나, 컴퓨터(20)에 내장된 소프트웨어 또는 하드웨어의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들면, 영상처리부(17)는 영상처리를 수행하는 프로세서 및 영상처리를 수행하기 위한 프로그램 또는 소프트웨어가 저장된 메모리 또는 저장장치를 포함할 수 있다. 프로세서가 영상처리를 수행하기 위한 프로그램 또는 소프트웨어를 실행함에 따라 본 발명의 일 실시예에 해당하는 자기공명 영상 처리 방법을 실행할 수 있다.Additionally, the image processing unit 17, sequence control system 18, and signal synthesizer 19 are each shown as separate devices, but may be implemented in the form of software or hardware built into the computer 20. For example, the image processing unit 17 may include a processor that performs image processing and a memory or storage device that stores a program or software for performing image processing. As the processor executes a program or software for performing image processing, the magnetic resonance image processing method corresponding to an embodiment of the present invention may be executed.

한편, 기존의 자기공명 영상장치는 하드웨어 및 소프트웨어의 한계로 인하여 데이타 획득 속도가 느리며 높은 해상도를 얻기 위해서는 매우 긴 영상시간을 필요로 하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나로 병렬 자기공명 영상(pMRI: parallel Magnetic Resonance Imaging) 처리 방법이 있다. 병렬 자기공명 영상 처리 방법은 코일 민감도(coil sensitivity) 정보를 이용하여, 영상 데이터의 획득과정에서 미획득된 소스신호를 추정하는 것을 특징으로 한다. 미획득 소스신호는 이미지 공간에서의 코일 민감도의 공간 변화량이나 k 공간(k-space)상에서의 인접하는 영상 신호들 사이의 공간 상호작용 값과 같은 선행정보를 활용하여 추정될 수 있다. 따라서, 이미지 재구성시 결함과 노이즈를 피하기 위해서는 캘리브레이션을 위한 정확한 선행 정보를 수집하는 것이 중요하다.Meanwhile, existing magnetic resonance imaging devices have slow data acquisition speeds due to limitations in hardware and software, and require very long imaging times to obtain high resolution. One of the methods to solve this problem is parallel magnetic resonance imaging (pMRI) processing. The parallel magnetic resonance image processing method is characterized by using coil sensitivity information to estimate source signals not acquired during the image data acquisition process. Unacquired source signals can be estimated using prior information, such as spatial variation of coil sensitivity in image space or spatial interaction values between adjacent image signals in k-space. Therefore, it is important to collect accurate prior information for calibration to avoid defects and noise during image reconstruction.

그러나, 이러한 병렬 자기공명 영상 기술은 캘리브레이션의 샘플 수가 감소할수록 행렬 역변환의 악조건(Ill-conditioning)으로 인하여 영상에 잡음을 증폭시키며, 동적 움직임에 적응적인 캘리브레이션을 수행 시 적은 수의 샘플로 인하여 영상에 큰 엘리어싱 인공물을 생성시키고, 시간 방향으로 평균화를 통하여 한 번의 캘리브레이션을 수행하는 경우 시간방향으로 해상도가 감소하여 동적 움직임을 추정하기 어렵다는 문제점이 있다.However, as the number of calibration samples decreases, this parallel magnetic resonance imaging technology amplifies noise in the image due to ill-conditioning of the matrix inverse transformation, and when performing adaptive calibration for dynamic movement, the small number of samples increases the noise in the image. There is a problem in that large aliasing artifacts are generated, and when one calibration is performed through temporal averaging, resolution is reduced in the temporal direction, making it difficult to estimate dynamic motion.

또한, 최근에는 서로 다른 슬라이스 영상을 동시에 획득하는 방법(Simultaneous Multi-Slice Reconstruction)에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 방법은 복수의 슬라이스 영상이 서로 겹쳐져 있기 때문에 이를 각각 분리하는 기술이 중요한데, 현재까지 연구되고 있는 기술은 이러한 분리 복원 과정에서 각 슬라이스 영상에 해당하는 대역간의 민감도로 인해 각 대역간의 간격을 넓게 확보하여야 하는 것으로 알려져 있다. 특히, GRAPPA 기술 혹은 SENSE기술의 경우 기존의 병렬 자기공명 영상 기술의 문제인 레퍼런스 신호 샘플의 수와 코일의 숫자에 민감한 문제를 그대로 가지고 있다. Additionally, research has recently been conducted on a method for simultaneously acquiring different slice images (Simultaneous Multi-Slice Reconstruction). In this method, since multiple slice images overlap each other, it is important to have a technology to separate them. The technology being studied to date secures a wide gap between the bands due to the sensitivity between the bands corresponding to each slice image during the separation and restoration process. It is known that this must be done. In particular, GRAPPA technology or SENSE technology still has the problem of being sensitive to the number of reference signal samples and the number of coils, which is a problem with existing parallel magnetic resonance imaging technology.

아울러, 영상 도메인 또는 k-공간에서 이루어지는 분리 복원은 코일의 감도 또는 k-공간의 데이터간 상관관계를 선행 정보로 이용하기 위해, 추가적인 저해상도 레퍼런스 신호를 획득한다. 이 경우 레퍼런스 신호 획득을 위해 본 영상 획득 전에 추가적인 보정 데이터 획득이 필요하다. 이처럼, 레퍼런스 신호와 본 영상 신호가 개별적으로 획득되기 때문에 두 신호 사이에 펄스 시퀀스, 인코딩 대역폭 등을 포함한 스캔 프로토콜이 상이할 수 있고, 그 결과 잠재적으로 영상 대비 및 영상 왜곡에 불일치를 일으킬 수 있다.In addition, separation restoration performed in the image domain or k-space acquires an additional low-resolution reference signal in order to use the sensitivity of the coil or the correlation between data in k-space as prior information. In this case reference signal acquisition Seen for video Acquisition before additional correction data acquisition need. In this way, because the reference signal and the main image signal are acquired separately, the scan protocol, including pulse sequence and encoding bandwidth, may be different between the two signals, resulting in potential video prepare and video in distortion discrepancy cause number there is.

뿐만 아니라, 위상 인코딩 방향을 따라 평면 언더 샘플링(Under Sampling)을 사용하는 2D 동시 다중 대역 자기공명 영상을 2D 푸리에 인코딩 관점에서 재구성하려면, 일반적으로 슬라이스를 분리한 이후에 슬라이스 및 위상 인코딩 방향 모두에서 에일리어싱 아티팩트를 제거하기 위한 평면 내 보간이 순차적으로 필요하다. 이러한 2단계 접근 방식은 불완전한 슬라이스 분리로 인한 슬라이스 간 누출 아티팩트가 남아 있는 경우 슬라이스 내 위상 인코딩 방향으로 오류 전파에 잠재적으로 취약할 수밖에 없다.In addition, the phase encoding direction according to plane Under Sampling using 2D The same time multiple treason magnetic resonance To reconstruct an image in terms of 2D Fourier encoding, slices are usually After separation sliced and Phase encoding direction in all Aliasing artifact remove for plane my interpolation Sequentially need. This two-step approach allows slice separation if inter-slice leakage artifacts due to incomplete slice separation remain. my Phase encoding direction error on the radio waves potentially You have no choice but to be vulnerable.

이를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)는 저해상도 레퍼런스 신호 샘플을 영상 신호와 동시에 획득하고, 이를 이용하여 양방향으로 중첩되어 있는 신호를 원 복셀 위치로 동시에 정확하게 분리할 수 있다.To solve this problem, the magnetic resonance imaging device 100 according to an embodiment of the present invention acquires a low-resolution reference signal sample at the same time as the image signal, and uses this to accurately separate signals overlapped in both directions to the original voxel location at the same time. can do.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)는 적어도 일부 대역에서 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하고, MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하고, 영상 데이터와 이에 대한 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)하고, 업 샘플링된 보정 데이터를 기초로 각 주파수 대역에 대한 고유 영공간 벡터를 획득한 후, 이를 이용하여 영상 데이터로부터 각각의 슬라이스 영상을 분리한다. 이 중 영상 데이터로부터 각각의 슬라이스 영상을 분리하는 방법을 간략히 설명하면, 분리하고자 하는 특정 주파수 대역에 대한 고유 영공간 벡터를 제외한 나머지 주파수 대역에서의 고유 영공간 벡터를 전체 슬라이스 영상에 대한 영상 데이터에 투영하여, 분리하고자 하는 슬라이스 영상에 대한 데이터만을 남기는 방식을 사용한다. 아래에서는 이에 대한 구체적인 방법을 설명하기로 한다. 이때, 고유 영공간 벡터의 구성을 위해 핸켈(Hankel) 구조의 행렬을 사용하며, 이러한 특징을 이용한다는 점에서 본 발명의 기술을 SMS-HSL(Simultaneous multi slice - Hankel subspace learning)이라고 지칭하기도 한다.Specifically, the magnetic resonance imaging device 100 according to an embodiment of the present invention performs under sampling in at least some bands to obtain MR data in which a plurality of slice images overlap, and based on the MR data, Acquire image data, up-sample the image data and its correction data, obtain unique null space vectors for each frequency band based on the up-sampled correction data, and then use this to extract the image data from the image data. Separate each slice image. To briefly explain how to separate each slice image from the image data, excluding the unique null space vector for the specific frequency band to be separated, the unique null space vectors in the remaining frequency bands are added to the image data for the entire slice image. A projection method is used to leave only the data for the slice image to be separated. Below, we will explain specific methods for this. At this time, a Hankel structure matrix is used to construct the unique null space vector, and the technology of the present invention is also referred to as SMS-HSL (Simultaneous multi slice - Hankel subspace learning) in that it uses these features.

한편, 다중 주파수 대역에서의 전체 슬라이스 영상을 포함하는 MR 데이터는, 예를 들어, 다음 수학식 1에 기초하여 모델링 될 수 있다.Meanwhile, MR data including full slice images in multiple frequency bands can be modeled, for example, based on Equation 1 below.

수학식에서 k는 k-공간(k-space)에서의 인덱스를 나타내고, l 은 코일 인덱스, r은 복셀 위치 인덱스, m은 슬라이스 인덱스를 나타낸다.In the equation, k represents the index in k-space, l represents the coil index, r represents the voxel position index, and m represents the slice index.

y(k,l)은 l 번째 코일에서 측정된 MR 데이터를 나타내고,　ρ_m(r)은 m 번째 슬라이스에서 기대되는 복셀신호를 나타내고,　C(r,l)은 l번째 코일에서의 코일 민감도(Coil Sensitivity)를 나타내고,　x_m(k,l)은 m 번째 슬라이스에서 기대되는 k-공간 신호를 나타내고,　n(k,l)은 가우시안 분포 특성을 갖도록 모델링된 노이즈 성분을 나타낸다.y(k,l) represents the MR data measured at the lth coil, ρ _m (r) represents the expected voxel signal at the mth slice, and C(r,l) represents the coil sensitivity at the lth coil ( Coil Sensitivity), x _m (k,l) represents the k-space signal expected from the mth slice, and n(k,l) represents the noise component modeled to have Gaussian distribution characteristics.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법을 예시한 복원 모식도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 공명 영상장치의 제어방법을 예시한 복원 모식도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 및 보정 데이터의 업 샘플링 방법을 예시한 복원 모식도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a control method of a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a restoration schematic diagram illustrating a control method of a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention. 4 is a restoration schematic diagram illustrating a control method of a magnetic resonance imaging device according to another embodiment of the present invention, and Figure 5 is a restoration schematic diagram illustrating an up-sampling method of image data and correction data according to an embodiment of the present invention. .

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법은 인가된 RF 펄스의 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득한다(S110). 송신용 RF 코일과 다수의 경사자계 코일을 이용하여 자기장을 형성하고, 대상체로부터 출력되는 MR 데이터를 획득한다. 다중 주파수 대역에서의 RF 펄스를 인가하기 위하여, 단일 주파수 RF 펄스에 진동 함수를 모듈레이션한다. 또한, 다중 대역 인자에 따라서 각각의 주파수 RF 펄스에 서로 다른 위상을 가해줌으로써, 각 슬라이스의 영상을 위상부호화 방향으로 이동시켜 데이터를 획득하는 단계를 수행한다. 특히, 영상과 데이터 획득 푸리에 공간(Fourier Space) 간의 관계에 따르면 각각의 슬라이스에 다른 선형주파수를 모듈레이션 시킴으로써, 각 슬라이스의 FOV 이동 정도를 변화시키는 형태로 모듈레이션을 수행한다. 이와 같은 방법은 영상을 분리시킬 때 좋은 컨디션을 유지할 수 있도록 도와주기 때문에 동시 다중 슬라이스 영상의 데이터 획득 과정에서 일반적으로 사용되고 있는 방법으로 알려져 있다.First, the control method of a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention performs under-sampling by periodically moving along a predetermined direction in k-space for at least some bands of the applied RF pulse, thereby generating a plurality of slices. MR data with overlapping images is acquired (S110). A magnetic field is created using a transmission RF coil and multiple gradient coils, and MR data output from the object is acquired. To apply RF pulses in multiple frequency bands, a vibration function is modulated on a single frequency RF pulse. In addition, a step of acquiring data is performed by moving the image of each slice in the phase encoding direction by applying different phases to each frequency RF pulse according to the multi-band factor. In particular, according to the relationship between the image and data acquisition Fourier space, modulation is performed in a way that changes the degree of FOV movement of each slice by modulating a different linear frequency for each slice. This method is known to be a commonly used method in the data acquisition process of simultaneous multi-slice images because it helps maintain good conditions when separating images.

이 때, 획득되는 MR 데이터는 k_y-k_z 공간에서의 동시 다중 대역 데이터로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 MR 데이터는 k_y 방향으로 가변 밀도 샘플링에 의해 획득될 수 있다. 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)의 제어방법은 미리 정해진 저주파 대역은 풀 샘플링(Full Sampling)하고, 저주파 대역을 제외한 고주파 영역은 k_z 방향으로 주기적으로 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)하여 MR 데이터를 획득할 수 있다.At this time, the acquired MR data is simultaneous multi-band data in the k _y -k _z space, and the MR data according to an embodiment of the present invention can be acquired through variable density sampling in the k _y direction. Referring to FIG. 3, the control method of the magnetic resonance imaging device 100 according to an embodiment of the present invention performs full sampling in a predetermined low-frequency band, and periodically samples the high-frequency region excluding the low-frequency band in the k _z direction. MR data can be acquired by under sampling by moving to .

이와는 달리 도 4를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)의 제어방법은 다중 주파수 대역 전역에서 k_z 방향으로 주기적으로 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)하여 MR 데이터를 획득할 수도 있다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법은 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득(S110)하고, 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득할 수 있다(S120). In contrast, referring to FIG. 4, the control method of the magnetic resonance imaging device 100 according to another embodiment of the present invention performs MR data by under sampling by periodically moving in the k _z direction across multiple frequency bands. You can also obtain it. Next, the control method of the magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention may acquire image data based on the acquired MR data (S110) and obtain correction data for the acquired image data (S120) ).

도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)의 제어방법은 획득된 MR 데이터로부터 다중 주파수 대역 중 저주파 대역에 대응되는 보정 데이터와 다중 주파수 대역 전역에서 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터 획득 영역에 대응되는 영상 데이터를 분리할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)의 제어방법은 업 샘플링된 MR 데이터 중 풀 샘플링된 저주파 대역 데이터를 보정 데이터로서 획득하고, 언더 샘플링된 다중 주파수 대역 데이터를 영상 데이터로서 획득할 수 있다. 특히, 동시 다중 대역 영상 데이터는 k_z 방향으로 주기적으로 이동하는 패턴을 갖는 정규 언더 샘플링(Regular Under Sampling) 된 데이터로서, 위상 인코딩 방향으로 각 슬라이스 영상의 선형 시야(FOV, Field of View) 이동(Shift), 즉 CAIPI(Controlled Aliasing Parallel Imaging) condition을 포함하고, 보정 데이터는 선형 FOV 이동이 없는 데이터일 수 있다.Referring to FIG. 3, the control method of the magnetic resonance imaging device 100 according to an embodiment of the present invention includes correction data corresponding to a low frequency band among multiple frequency bands from the acquired MR data and k periodically throughout the multiple frequency bands. -Image data corresponding to the MR data acquisition area can be separated by undersampling moving along a predetermined direction in space. Specifically, the control method of the magnetic resonance imaging device 100 according to an embodiment of the present invention acquires fully sampled low-frequency band data among up-sampled MR data as correction data and uses under-sampled multi-frequency band data as image correction data. It can be obtained as data. In particular, simultaneous multi-band image data is regular under-sampled data with a pattern that moves periodically in the k _z direction, and the linear field of view (FOV) of each slice image moves in the phase encoding direction ( Shift), that is, CAIPI (Controlled Aliasing Parallel Imaging) condition, and the correction data may be data without linear FOV movement.

이와는 달리, 도 4에서처럼 다중 주파수 대역 전역에서 k_z 방향으로 주기적으로 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)하여 MR 데이터를 획득할 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)의 제어방법은 외부 장치로부터 보정 데이터를 입력받을 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)의 제어방법은 외부 장치로부터 유무선 통신에 의해 보정 데이터를 입력받거나, 자기공명 영상장치(100)가 자체적으로 구비한 입력 인터페이스를 통해 보정 데이터를 입력받을 수도 있다.In contrast, when MR data is acquired by under sampling that moves periodically in the k _z direction across multiple frequency bands as shown in FIG. 4, control of the magnetic resonance imaging device 100 according to another embodiment of the present invention The method may also receive correction data from an external device. For example, the control method of the magnetic resonance imaging device 100 according to another embodiment of the present invention involves receiving correction data from an external device through wired or wireless communication, or using an input interface provided by the magnetic resonance imaging device 100 itself. You can also receive correction data through .

다시 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법은 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)할 수 있다(S130). 도 5를 참고하면, 동시 다중 대역 자기공명 영상에 위상 인코딩 방향인 kz 방향의 언더 샘플링이 결합된 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)의 제어방법은 영상 데이터 및 보정 데이터를 업 샘플링하여 데이터를 확장할 수 있다.Referring again to FIG. 2, the method for controlling a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention can up-sample image data and the correction data (S130). Referring to FIG. 5, under-sampling in the kz direction, which is the phase encoding direction, is combined with simultaneous multi-band magnetic resonance imaging, and the control method of the magnetic resonance imaging device 100 according to an embodiment of the present invention includes image data and correction. Data can be expanded by upsampling the data.

그 다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치(100)의 제어방법은 업 샘플링된 보정 데이터로부터 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득한다(S140). 선행정보 획득에 앞서, 영상 데이터에 대응되도록 분리된 보정 데이터의 선형 시야를 이동한다. 구체적으로, 영상 데이터에 대응되도록 주기적으로 k_z방향을 따라 이동하는 샘플링 패턴을 푸리에 변환(Fourier Transform)하여 위상 부호 맵을 획득하고, 이를 보정 데이터에 적용하여 선형 시야를 이동한다.Next, the control method of the magnetic resonance imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention obtains prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands from the up-sampled correction data (S140). Prior to acquiring prior information, the linear field of view of the separated correction data is moved to correspond to the image data. Specifically, a phase code map is obtained by performing Fourier Transform on a sampling pattern that periodically moves along the k _z direction to correspond to the image data, and this is applied to the correction data to move the linear field of view.

보정 데이터의 선형 시야를 이동한 후, 고유 영공간 벡터를 획득하기 위해, 시야가 이동된 보정 데이터를 핸켈 구조의 행렬로 배열하고, 이에 대하여 특이값 분해를 수행하여, 특이값이 임계값보다 작은 값에 해당하는 벡터를 기초로 고유 영공간 벡터를 획득한다. 도면을 기초로 상세 내용을 살펴보기로 한다.After moving the linear field of view of the correction data, in order to obtain a unique null space vector, the correction data with the shifted field of view is arranged into a matrix of a Hankel structure, and singular value decomposition is performed on it to determine if the singular value is less than the threshold. Obtain a unique null space vector based on the vector corresponding to the value. Let's look at the details based on the drawing.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 주파수 대역에서의 고유 영공간 벡터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a method of obtaining a unique null space vector in each frequency band according to an embodiment of the present invention.

먼저, 시야가 이동된 보정 데이터에 대하여 핸켈 행렬을 구축한다. 보정 데이터에 대하여, 도 6에서와 같이 소정 윈도우 사이즈(P_x×P_y)의 로컬 k-공간 패치를 이용한다. 즉, 로컬 k-공간 패치에 해당하는 데이터를 벡터화하여, 각 코일별로 배치하고, k-공간 패치를 슬라이딩 시키는 형태로 보정 데이터에 대한 벡터를 확보한다. 이때, k-공간 패치는 보정 데이터가 서로 중첩될 수 있도록, 행방향 또는 열방향으로 1행 또는 1열씩 슬라이딩 이동하도록 한다.First, a Henkel matrix is constructed for the correction data in which the field of view has been shifted. For the correction data, a local k-space patch of a given window size (P _x x P _y ) is used, as shown in FIG. 6. That is, the data corresponding to the local k-space patch is vectorized, placed for each coil, and the vector for the correction data is secured by sliding the k-space patch. At this time, the k-space patch is slid one row or one column in the row or column direction so that the correction data can overlap each other.

이때, 로컬 k-공간 패치의 사이즈 조절을 통해, 각 고유 영공간의 벡터 수를 조정할 수 있고, 이에 따라 선행정보의 양을 조절할 수 있다.At this time, by adjusting the size of the local k-space patch, the number of vectors in each unique null space can be adjusted, and the amount of prior information can be adjusted accordingly.

도 6에서는 각 k-공간 패치에 포함된 데이터를 행방향을 따라 각 코일별로 배치하였다. 또한, 이러한 데이터를 열방향을 따라 누적적으로 배치하여 핸켈 행렬을 배치하였다. 이러한 핸켈 행렬을 통해 k-공간에서 서로 인접한 신호들간의 상관 관계를 확인할 수 있다.In Figure 6, the data included in each k-space patch is arranged for each coil along the row direction. Additionally, a Henkel matrix was arranged by accumulating these data along the column direction. Through this Hankel matrix, the correlation between adjacent signals in k-space can be confirmed.

이와 같이 구성된 핸켈 행렬은, 예를 들어, 아래 수학식과 같이 표현될 수 있다.The Henkel matrix constructed in this way can be expressed, for example, as in the equation below.

　는 주파수 인코딩(), 페이스 인코딩() 및 코일()에 의하여 특정되는 데이터를 나타내고,　는 k-공간 패치에 포함된 데이터에 의하여 특정된 벡터를 나타내고,　는 핸켈 연산자를 나타낸다. 예를 들어, 최상단의 최좌측 벡터가(k_x, k_y)라면, 최하단의 최우측 벡터는(k_x+p_x-1, k_y+p_y-1)로 특정된다. 이때의 핸켈 행렬의 사이즈는(N_x-p_x)(N_y-p_y+1)×p_xp_yN_l를 갖게 된다. is frequency encoding ( ), face encoding ( ) and coil ( ) represents data specified by, represents a vector specified by the data included in the k-space patch, represents the Hankel operator. For example, if the leftmost vector at the top is (k _x , k _y ), the rightmost vector at the bottom is specified as (k _x +p _x -1, k _y +p _y -1). At this time, the size of the Henkel matrix is (N _x -p _x )(N _y -p _y +1)×p _x p _y N _l .

한편, 핸켈 연산자를 사용하면, 수학식 1은 수학식 3과 같이 정리될 수 있다.Meanwhile, using the Henkel operator, Equation 1 can be organized as Equation 3.

이때, N은 핸켈 행렬로 표현한 노이즈 행렬을 나타낸다.At this time, N represents the noise matrix expressed as a Hankel matrix.

영공간 벡터는 핸켈 행렬에 대한 특이값 분해(Singular Value Decomposition)를 통해 산출할 수 있다. 핸켈 행렬에 대하여 특이값 분해를 수행하면, 좌측 특이값 벡터(Left Singular Vector)와 우측 특이값 벡터(Right Singular Vector)를 각각 구할 수 있다. 이때, 우측 특이값 벡터는 특이값의 크기에 따라 열 서브공간(Row Subspace) 벡터와 영 공간(Null Space) 벡터로 구분된다. 도 5의 특이값 스펙트럼 그래프에서 보듯이, 특이값이 0에 해당하는 값들이 영 공간 벡터로 구분된다.The null space vector can be calculated through singular value decomposition of the Henkel matrix. If singular value decomposition is performed on the Henkel matrix, the Left Singular Vector and the Right Singular Vector can be obtained, respectively. At this time, the right singular value vector is divided into a row subspace vector and a null space vector depending on the size of the singular value. As shown in the singular value spectrum graph of FIG. 5, values corresponding to a singular value of 0 are divided into zero space vectors.

이때, 열 서브공간은 영 공간의 직교 여공간(Orthogonal Complement)에 해당한다. 따라서, 영 공간 정보를 이용하면 열 서브공간에 해당하는 서브공간에 투영된 슬라이스 영상들을 제거(Suppress)할 수 있다.At this time, the column subspace corresponds to the orthogonal complement of the null space. Therefore, using null space information, it is possible to suppress (suppress) slice images projected into the subspace corresponding to the column subspace.

또한, 선행정보로서 서브스페이스 정보를 획득할 수도 있다. 구체적으로, 충분한 레퍼런스 신호가 주어진 경우, 예를 들어 레퍼런스 신호의 개수가 임계값 이상이면, 코일 방향으로의 중복되는 서브스페이스를 선행정보로서 획득할 수 있다.Additionally, subspace information can be obtained as preceding information. Specifically, when sufficient reference signals are given, for example, if the number of reference signals is greater than or equal to a threshold, overlapping subspaces in the coil direction can be obtained as prior information.

이 때, 각 대역별 RF 펄스에 대한 레퍼런스 신호를 획득하기 위한 구체적인 방법은 다음과 같다. 예를 들면, 주파수 대역을 변경해가면서 각 주파수 대역에 대한 레퍼런스 신호를 확보할 수 있다. 또한, 각 주파수 대역에 해당하는 펄스에 서로 다른 위상을 가하여, 각 대역에 해당하는 영상을 위상 부호화 혹은 주파수 부호화 방향으로 이동시켜 레퍼런스 신호를 획득할 수 있다. 예를 들면, 카르테시안(Cartesian) 격자에서 위상 부호화 방향으로 각 대역마다 다른 위상으로 레퍼런스 신호를 획득하거나, 방사형(Radial) 혹은 나선형(Spiral) 격자의 경우 레퍼런스 신호를 획득할 때마다 위상값을 변경하여 레퍼런스 신호를 획득할 수 있다.At this time, the specific method for acquiring the reference signal for the RF pulse for each band is as follows. For example, by changing the frequency band, a reference signal for each frequency band can be secured. Additionally, by applying different phases to the pulses corresponding to each frequency band, the image corresponding to each band can be moved in the phase encoding or frequency encoding direction to obtain a reference signal. For example, in a Cartesian lattice, a reference signal is acquired with a different phase for each band in the phase encoding direction, or in the case of a radial or spiral lattice, the phase value is changed every time a reference signal is acquired. Thus, a reference signal can be obtained.

다시 도 2를 참조하면, 선행정보 획득 단계(S140) 후에, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법은 선행정보를 이용하여 영상 데이터로부터 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리한다(S150). 구체적으로, 영상 데이터를 핸켈 구조의 행렬로 배열한 후, 핸켈 구조의 행렬로 배열된 영상 데이터에 대해 추출하고자 하는 슬라이스 영상을 제외한 나머지 슬라이스 영상의 영공간 벡터를 투영하여 슬라이스 영상을 분리한다. 본 발명의 일 실시예에 따를 때, 각 대역의 영공간 벡터를 이용하여 각 슬라이스의 행과 열의 서브스페이스를 추정하고, 각 슬라이스의 행과 열의 서브스페이스를 곱하여 각 슬라이스 영상을 분리한다.Referring again to FIG. 2, after the prior information acquisition step (S140), the control method of the magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention separates slice images for each of multiple frequency bands from image data using prior information. Do it (S150). Specifically, after arranging the image data into a matrix with a Hankel structure, the slice images are separated by projecting the null space vectors of the remaining slice images, excluding the slice image to be extracted, onto the image data arranged into a matrix with a Hankel structure. According to one embodiment of the present invention, the subspace of the row and column of each slice is estimated using the null space vector of each band, and each slice image is separated by multiplying the subspace of the row and column of each slice.

설명의 편의를 위해, 주파수 대역이 2개인 경우를 먼저 설명하고, 주파수 대역이 2개를 초과하는 경우에 대하여 설명하기로 한다.For convenience of explanation, the case where there are two frequency bands will be described first, and then the case where there are more than two frequency bands will be described.

주파수 대역이 2개인 영상 데이터는, 수학식 3을 활용하면, 아래 수학식과 같이 표현할 수 있다.Image data with two frequency bands can be expressed as in the equation below using Equation 3.

이와 같은 영상 데이터에 대하여, 다중 주파수 대역의 RF 펄스의 인가에 의하여 획득된 k-공간의 데이터를 핸켈(Hankel) 구조의 행렬로 배열한다. 그리고, 핸켈 구조의 전체 영상 데이터에 대하여, 제 1 주파수 대역에서의 영공간 벡터로 구성된 서브스페이스를 투영하면 제 2 주파수 대역에 해당하는 슬라이스 영상을 분리할 수 있다. 또한, 핸켈 구조의 전체 영상 데이터에 대하여, 제 2 주파수 대역에서의 영공간 벡터로 구성된 서브스페이스를 투영하여, 제 1 주파수 대역에 해당하는 슬라이스 영상을 분리할 수 있다.For such image data, k-space data obtained by applying RF pulses in multiple frequency bands is arranged in a matrix with a Hankel structure. And, by projecting a subspace composed of a null space vector in the first frequency band on the entire image data of the Hankel structure, the slice image corresponding to the second frequency band can be separated. In addition, the slice image corresponding to the first frequency band can be separated by projecting a subspace composed of a null space vector in the second frequency band on the entire image data of the Hankel structure.

이를 수학식으로 표현하면 아래와 같다.This can be expressed mathematically as follows:

수학식에서,　은 제 1 주파수 대역에서의 영공간 벡터를 나타내고,　는 제 2 주파수 대역에서의 영공간 벡터를 나타낸다.In the equation, represents the null space vector in the first frequency band, represents the null space vector in the second frequency band.

이러한 관계를 도면을 통해 좀더 직관적으로 설명하면 다음과 같다.This relationship can be explained more intuitively through drawings as follows.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역별 슬라이스 영상 분리 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 7 is a diagram for explaining a method of separating slice images for each frequency band according to an embodiment of the present invention.

도 7의(a)를 참조하면, 제 1 주파수 대역에 해당하는 제 1 슬라이스 영상의 k-공간에서의 영상, 핸켈 행렬 데이터를 확인할 수 있다. 이때, 제 1 주파수 대역에 해당하는 제 1 슬라이스 영상의 데이터가 제 1 주파수 대역에서의 영공간 벡터에 투사되면, 해당 데이터는 사라지는 것을 확인할 수 있다.Referring to (a) of FIG. 7, the image and Hankel matrix data in k-space of the first slice image corresponding to the first frequency band can be confirmed. At this time, when the data of the first slice image corresponding to the first frequency band is projected onto the null space vector in the first frequency band, it can be seen that the corresponding data disappears.

또한, 도 7의(b)를 참조하면, 제 2 주파수 대역에 해당하는 제 2 슬라이스 영상의 k-공간에서의 영상, 핸켈 행렬 데이터를 확인할 수 있다. 이때, 제 2 주파수 대역에 해당하는 제 2 슬라이스 영상의 데이터가 제 2 주파수 대역에서의 영공간 벡터에 투사되면, 해당 데이터는 사라지는 것을 확인할 수 있다.Additionally, referring to (b) of FIG. 7, the image and Hankel matrix data in k-space of the second slice image corresponding to the second frequency band can be confirmed. At this time, when the data of the second slice image corresponding to the second frequency band is projected onto the null space vector in the second frequency band, it can be seen that the corresponding data disappears.

따라서, 도 7의(c)와 같이, 제 1 슬라이스 영상과 제 2 슬라이스 영상이 모두 포함된 데이터에 대하여, 제 1 주파수 대역에서의 영공간 벡터를 투사하면, 제 1 슬라이스 영상 데이터는 사라지고, 제 2 슬라이스 영상을 분리해낼 수 있다. 또한, 제 1 슬라이스 영상과 제 2 슬라이스 영상이 모두 포함된 데이터에 대하여, 제 2 주파수 대역에서의 영공간 벡터를 투사하면, 제 2 슬라이스 영상 데이터는 사라지고, 제 1 슬라이스 영상을 분리해낼 수 있다.Therefore, as shown in Figure 7(c), when the null space vector in the first frequency band is projected onto data including both the first slice image and the second slice image, the first slice image data disappears, and the first slice image data disappears, and the 2 Slice images can be separated. Additionally, when a null space vector in the second frequency band is projected on data including both the first slice image and the second slice image, the second slice image data disappears, and the first slice image can be separated.

한편, 각각의 슬라이스 영상을 분리하기 위하여, 최소 자승법에 기초하여 최적의 슬라이스 영상 데이터를 획득할 수 있다. 하기 수학식 6은 자기공명 영상장치(100)가 최소 자승법을 기초로 슬라이스 영상 데이터를 획득하는 일례를 설명하기 위한 식이다.Meanwhile, in order to separate each slice image, optimal slice image data can be obtained based on the least squares method. Equation 6 below is an equation to explain an example in which the magnetic resonance imaging device 100 acquires slice image data based on the least squares method.

는 슬라이스 영상에 해당하는 데이터를 나타내고, F는 프로베니우스 노름(Frobenius Norm)을 나타내고,　mod(s,2)는 기저가 2인 모듈러스 함수를 나타나고, 첨자()는 의사 역행렬(Pseudo-Inverse) 연산자를 나타낸다. represents the data corresponding to the slice image, F represents the Frobenius Norm, mod(s,2) represents the modulus function with a basis of 2, and the subscript ( ) represents the pseudo-inverse operator.

다음으로, 주파수 대역이 2개를 초과하는 경우 슬라이스 영상 분리 방법을 설명하기로 한다.Next, a method for separating slice images when the frequency bands exceed two will be described.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 주파수 대역에서의 고유 영공간 벡터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역별 슬라이스 영상 분리 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a method of obtaining a unique null space vector in each frequency band according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram illustrating a method of separating slice images for each frequency band according to an embodiment of the present invention. This is a drawing for explanation.

도 8에 도시된 바와 같이, 슬라이스 영상이 2개를 초과하는 경우에는 분리하고자 하는 관심 슬라이스를 제외한 나머지 슬라이스 영상에 대한 k-공간 데이터로 이루어진 상보적 k-공간 데이터에 기반하여 고유 영공간 벡터를 획득한다. 즉, 자기공명 영상장치(100)는 관심 슬라이스 영상을 획득하기 위하여, 2개를 초과하는 다중 주파수 대역 중 특정 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역에 대응하는 k-공간 데이터로 이루어진 상보적 k-공간 데이터에 기반하여 나머지 주파수 대역에서의 고유 영공간 벡터를 획득할 수 있다.As shown in Figure 8, when there are more than two slice images, a unique null space vector is created based on complementary k-space data consisting of k-space data for the remaining slice images excluding the slice of interest to be separated. Acquire. That is, in order to acquire a slice image of interest, the magnetic resonance imaging device 100 uses complementary k-space data consisting of k-space data corresponding to the remaining frequency bands excluding a specific frequency band among more than two multiple frequency bands. Based on , unique null space vectors in the remaining frequency bands can be obtained.

도 3 및 4를 통해 설명한 바와 마찬가지로, 상보적 k- 공간 데이터로부터, 보정 데이터를 확보하고 이를 이용하여 핸켈 행렬을 구축한다. 그리고, 핸켈 행렬에 대한 특이값 분해를 통해 관심 슬라이스를 제외한 나머지 슬라이스 영상에 대하여 고유 영공간 벡터를 획득한다.As explained in FIGS. 3 and 4, correction data is secured from complementary k-space data and a Hankel matrix is constructed using this. Then, unique null space vectors are obtained for the remaining slice images excluding the slice of interest through singular value decomposition of the Henkel matrix.

이와 같은 과정은, 보다 구체적으로, 다음 수학식과 같이 모델링할 수 있다.More specifically, this process can be modeled as follows:

는 추출하고자 하는 슬라이스 영상을 나타내는 핸켈 구조의 행렬이고,　는 추출하고자 하는 슬라이스 영상을 제외한 나머지 데이터에 대한 핸켈 구조의 행렬을 나타낸다. is a matrix of the Henkel structure representing the slice image to be extracted, represents the Henkel structure matrix for the remaining data excluding the slice image to be extracted.

핸켈 구조의 행렬에 대하여, 추출하고자 하는 슬라이스 영상을 제외한 나머지 슬라이스 영상에 대한 영공간 벡터로 구성된 서브스페이스를 투영한다. 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.A subspace composed of null space vectors for the remaining slice images excluding the slice image to be extracted is projected onto the Henkel structure matrix. This can be expressed mathematically as follows:

는　에 대한 영공간 벡터를 나타낸다. Is Represents the null space vector for .

도 9를 참조하면, 도면에서와 같이 3개의 슬라이스 영상이 조합된 데이터에 대하여, 영공간 벡터를 적용하여 제 1 슬라이스 영상을 추출할 수 있다.Referring to FIG. 9, the first slice image can be extracted by applying a null space vector to data that is a combination of three slice images as shown in the figure.

한편, 각각의 슬라이스 영상을 분리하기 위하여, 다음과 같이 최소 자승법에 기초하여 최적의 슬라이스 영상 데이터를 획득할 수 있다.Meanwhile, in order to separate each slice image, optimal slice image data can be obtained based on the least squares method as follows.

는 슬라이스 영상에 해당하는 데이터를 나타내고, F는 프로베니우스 노름(Frobenius Norm)을 나타내고, 첨자()는 의사 역행렬(Pseudo-Inverse) 연산자를 나타낸다. represents the data corresponding to the slice image, F represents the Frobenius Norm, and the subscript ( ) represents the pseudo-inverse operator.

한편, 분리된 각각의 슬라이스 영상을 푸리에 변환한 후, 여기에 앞서 획득한 MR 데이터를 적용할 수도 있다. 이를 통해 데이터의 신뢰도를 유지할 수 있다.Meanwhile, after Fourier transforming each separated slice image, previously acquired MR data may be applied thereto. Through this, the reliability of the data can be maintained.

마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법은 분리된 슬라이스 영상을 외부에 출력한다(S160). 예를들어, 직접 디스플레이(21)를 통해 영상 신호를 출력하거나, 외부의 서버 또는 장치로 분리된 슬라이스 영상을 전송할 수도 있다.Finally, the control method of the magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the present invention outputs the separated slice image to the outside (S160). For example, an image signal may be output directly through the display 21, or a separated slice image may be transmitted to an external server or device.

도 10 내지 12는 종래 방법과 본 발명의 일 실시예에 따라 분리된 슬라이스 영상을 비교하기 위한 도면이다.10 to 12 are diagrams for comparing slice images separated according to a conventional method and an embodiment of the present invention.

도 10은 레퍼런스 영상, 추가적인 보정 데이터 획득 기반 종래 방법에 따른 슬라이스 영상(HASTE, GRE) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 자기보정 기반 슬라이스 영상(SELF)을 순서대로 개시한 도면이다. 도 9를 참고하면, 본 발명에 따라 분리된 슬라이스 영상이 종래 방법 대비 레퍼런스 영상과의 에러가 현저히 적다.Figure 10 is a diagram sequentially showing a reference image, a slice image (HASTE, GRE) according to a conventional method based on additional correction data acquisition, and a self-correction-based slice image (SELF) according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 9, the slice image separated according to the present invention has significantly less error with the reference image compared to the conventional method.

도 11은 레퍼런스 영상, 종래 방법에 따른 슬라이스 영상 및 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이스 영상(One-step mHSL)을 순서대로 개시한 도면이다. 도 9를 참고하면, 본 발명에 따라 분리된 슬라이스 영상이 상세 부분을 잘 표현하고 있으며, 종래 방법에서는 매우 심각한 인공물이 생성되었음을 확인할 수 있다.Figure 11 is a diagram sequentially showing a reference image, a slice image according to a conventional method, and a slice image (one-step mHSL) according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, it can be seen that the slice image separated according to the present invention expresses detailed parts well, and that very serious artifacts were generated in the conventional method.

도 12는 종래 방법에 따른 슬라이스 영상(a) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이스 영상(b)을 상하로 개시한 도면이다. 도 10을 참고하면, 본 발명에 따라 분리된 슬라이스 영상이 상세 부분을 잘 표현하고 있으며, 종래 방법에서는 매우 심각한 인공물이 생성되었음을 확인할 수 있다.Figure 12 is a diagram showing a slice image (a) according to a conventional method and a slice image (b) according to an embodiment of the present invention from top to bottom. Referring to FIG. 10, it can be seen that the slice image separated according to the present invention expresses detailed parts well, and that very serious artifacts were generated in the conventional method.

이처럼 상술한 실시예에 따른 자기공명 영상장치 및 그 제어방법은, 자기공명 영상을 획득함에 있어서 다중 단면의 영상을 동시에 획득함으로써 영상의 총 데이터 획득 시간을 획기적으로 감소할 수 있다. 특히, 레퍼런스 신호 샘플을 얻기 위한 부가적인 영상 획득 없이, 다중 대역 자기공명 영상에서 k_y-k_z 공간에서의 가변 밀도 샘플링을 이용하여 저해상도 레퍼런스 신호 샘플을 영상 신호와 동시에 획득하고, 이를 조정 및 복원에도 이용함으로써 각 슬라이스 신호의 다른 슬라이스로의 신호 누수와 잘못된 복원으로 인한 에일리어싱 신호를 최소화할 수 있다. 따라서, 기존의 다중 대역 자기공명 영상 기법은 분리 복원 과정에서 각 단면에 해당하는 대역간의 간격에 민감하여 대역간의 간격이 일정 간격 이상이어야 하나, 본 발명은 이런 제약으로부터 자유롭고 일정 이상의 영상 질을 보장할 수 있다.As such, the magnetic resonance imaging device and its control method according to the above-described embodiment can dramatically reduce the total image data acquisition time by simultaneously acquiring multiple cross-sectional images when acquiring a magnetic resonance image. In particular, without additional image acquisition to obtain reference signal samples, low-resolution reference signal samples are acquired simultaneously with the image signal using variable density sampling in the k _y -k _z space in multi-band magnetic resonance imaging, and adjusted and restored. By using this, it is possible to minimize signal leakage of each slice signal to other slices and aliasing signals due to incorrect reconstruction. Therefore, the existing multi-band magnetic resonance imaging technique is sensitive to the spacing between bands corresponding to each cross section during the separation and restoration process, so the spacing between bands must be more than a certain interval, but the present invention is free from this limitation and can guarantee image quality above a certain level. You can.

한편, 상술한 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법에 포함된 각각의 단계는, 이러한 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체에서 구현될 수 있다.Meanwhile, each step included in the method for controlling a magnetic resonance imaging device according to the above-described embodiment may be implemented in a computer-readable recording medium that records a computer program programmed to perform these steps.

또한, 상술한 일 실시예에 따른 자기공명 영상장치의 제어방법에 포함된 각각의 단계는, 이러한 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수도 있다.Additionally, each step included in the method for controlling a magnetic resonance imaging device according to the above-described embodiment may be implemented as a computer program programmed to perform these steps.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential quality of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention shall be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto shall be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

일 실시예에 따르면, 상술한 자기공명 영상장치 및 그 제어방법은 댁내 또는 산업 현장 등 다양한 분야에서 이용될 수 있으므로 산업상 이용 가능성이 있다.According to one embodiment, the above-described magnetic resonance imaging device and its control method can be used in various fields, such as at home or in industrial sites, and thus have industrial applicability.

8: MR 데이터 획득부 9: 전송 채널
11: 출력단 12: 입력단
17: 영상처리부 18: 시퀀스 제어 시스템
19: 신호 합성기 20: 설치 컴퓨터
21: 디스플레이 22: 고주파 시스템
100: 펄스 생성부 200: 샘플링 수행부
300: 영상 획득부 400: 맵핑 수행부8: MR data acquisition unit 9: Transmission channel
11: output terminal 12: input terminal
17: Image processing unit 18: Sequence control system
19: signal synthesizer 20: installation computer
21: display 22: high frequency system
100: pulse generating unit 200: sampling performing unit
300: Image acquisition unit 400: Mapping performance unit

Claims (19)

인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하는 단계;
상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)하는 단계;
상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하는 단계;
상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계; 및
상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 단계를 포함하는
자기공명 영상장치의 제어방법.Obtaining MR data in which a plurality of slice images are overlapped by performing under sampling by periodically moving along a predetermined direction in k-space for at least some of the multiple frequency bands of the applied RF pulse. ;
acquiring image data based on the acquired MR data;
Obtaining correction data for the acquired image data;
Up sampling the image data and the correction data;
Obtaining prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands from the up-sampled correction data;
Separating slice images for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and
Comprising the step of outputting the separated slice image.
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 1 항에 있어서,
상기 선행 정보를 획득하는 단계는,
상기 업 샘플링된 영상 데이터에 대응되도록 상기 업 샘플링된 보정 데이터의 선형 시야(FOV, Field of View)를 이동(Shift)하는 단계;
상기 시야가 이동된 보정 데이터를 핸켈(Hankel) 구조의 행렬로 배열하는 단계; 및
상기 핸켈 구조의 행렬로 배열된 보정 데이터를 특이값 분해하여 상기 고유 영공간 벡터를 획득하는 단계를 포함하는
자기공명 영상장치의 제어방법.According to claim 1,
The step of obtaining the preceding information is,
Shifting a linear field of view (FOV) of the up-sampled correction data to correspond to the up-sampled image data;
Arranging the correction data in which the field of view has been shifted into a matrix with a Hankel structure; and
Comprising the step of obtaining the unique null space vector by performing singular value decomposition on the correction data arranged in a matrix of the Hankel structure.
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 1 항에 있어서,
상기 업 샘플링된 보정 데이터의 선형 시야를 이동하는 단계는,
상기 업 샘플링된 영상 데이터에 대응되도록 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 샘플링 패턴을 푸리에 변환(Fourier Transform)하여 위상 부호 맵을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 위상 부호 맵을 상기 업 샘플링된 보정 데이터에 적용하여 상기 선형 시야를 이동하는 단계를 포함하는
자기공명 영상장치의 제어방법.According to claim 1,
The step of moving the linear field of view of the up-sampled correction data includes:
Obtaining a phase code map by performing Fourier Transform on a sampling pattern that periodically moves along a predetermined direction in k-space to correspond to the up-sampled image data; and
Comprising the step of moving the linear field of view by applying the obtained phase sign map to the up-sampled correction data.
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 1 항에 있어서,
상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계는,
상기 업 샘플링된 영상 데이터를 핸켈 구조의 행렬로 배열하는 단계; 및
상기 핸켈 구조의 행렬로 배열된 영상 데이터에 대하여, 추출하고자 하는 슬라이스 영상을 제외한 나머지 슬라이스 영상의 영공간 벡터를 투영하여 슬라이스 영상을 분리하는 단계를 포함하는
자기공명 영상장치의 제어방법.According to claim 1,
The step of separating slice images for each of the multiple frequency bands includes:
Arranging the up-sampled image data into a Hankel structure matrix; and
Including the step of separating the slice images by projecting the null space vectors of the remaining slice images, excluding the slice image to be extracted, on the image data arranged in a matrix of the Henkel structure.
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 1 항에 있어서,
상기 MR 데이터를 획득하는 단계는,
상기 다중 주파수 대역 중 저주파 대역에서 풀 샘플링(Full Sampling)에 의한 MR 데이터를 획득하고,
상기 다중 주파수 대역 중 고주파 대역에서 상기 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 획득하는
자기공명 영상장치의 제어방법.According to claim 1,
The step of acquiring the MR data is,
Obtaining MR data by full sampling in a low frequency band among the multiple frequency bands,
Obtaining MR data by undersampling that periodically moves along a predetermined direction in k-space in a high frequency band among the multiple frequency bands.
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 5 항에 있어서,
상기 영상 데이터를 획득하는 단계는,
상기 다중 주파수 대역 전역에서 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 분리하여 상기 영상 데이터를 획득하고,
상기 보정 데이터를 획득하는 단계는,
상기 다중 주파수 대역 중 상기 저주파 대역의 MR 데이터를 분리하여 상기 보정 데이터를 획득하는
자기공명 영상장치의 제어방법.According to claim 5,
The step of acquiring the image data is,
Obtaining the image data by separating MR data by undersampling that periodically moves along a predetermined direction in k-space throughout the multiple frequency bands,
The step of acquiring the correction data is,
Obtaining the correction data by separating MR data in the low-frequency band among the multiple frequency bands
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 1 항에 있어서,
상기 MR 데이터를 획득하는 단계는,
상기 다중 주파수 대역 전역에서 상기 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 획득하고,
상기 영상 데이터를 획득하는 단계는,
상기 다중 주파수 대역의 MR 데이터를 상기 영상 데이터로서 획득하는
자기공명 영상장치의 제어방법.According to claim 1,
The step of acquiring the MR data is,
Obtaining MR data by under-sampling that periodically moves along a predetermined direction in k-space throughout the multiple frequency bands,
The step of acquiring the image data is,
Obtaining MR data in the multiple frequency bands as the image data
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 데이터를 획득하는 단계는,
외부 장치로부터 상기 보정 데이터를 입력받는
자기공명 영상장치의 제어방법.The method of claim 1, wherein acquiring the correction data comprises:
Receives the correction data from an external device
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 1 항에 있어서,
상기 선행정보를 획득하는 단계는,
레퍼런스 신호의 개수가 임계값 이상이면, 코일 방향으로의 중복되는 서브 스페이스를 상기 선행정보로서 획득하는 단계를 포함하는
자기공명 영상장치의 제어방법.According to claim 1,
The step of obtaining the prior information is,
If the number of reference signals is greater than or equal to the threshold, acquiring an overlapping subspace in the coil direction as the preceding information.
Control method of magnetic resonance imaging device. 제 1 항에 있어서,
상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계는,
상기 분리된 각각의 슬라이스 영상을 푸리에 변환하는 단계;
상기 푸리에 변환된 각각의 슬라이스 영상에 상기 MR 데이터를 적용하는 단계를 포함하는
자기공명 영상장치의 제어방법.According to claim 1,
The step of separating slice images for each of the multiple frequency bands includes:
Fourier transforming each of the separated slice images;
Comprising the step of applying the MR data to each slice image that has been Fourier transformed.
Control method of magnetic resonance imaging device. 인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 MR 데이터 획득부;
상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하고, 상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하고, 상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를업 샘플링(Up Sampling)하고, 상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하고, 상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 영상처리부; 및
상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 디스플레이를 포함하는
자기공명 영상장치.MR that acquires MR data in which multiple slice images are overlapped by performing under sampling that periodically moves along a predetermined direction in k-space for at least some of the multiple frequency bands of the applied RF pulse. Data acquisition department;
Acquire image data based on the acquired MR data, obtain correction data for the acquired image data, up-sample the image data and the correction data, and obtain information from the up-sampled correction data. an image processing unit that acquires prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands, and separates a slice image for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and
Comprising a display that outputs the separated slice image
Magnetic resonance imaging device. 제 11 항에 있어서,
상기 영상처리부는,
상기 업 샘플링된 영상 데이터에 대응되도록 상기 업 샘플링된 보정 데이터의 선형 시야(FOV, Field of View)를 이동(Shift)하고,
상기 시야가 이동된 보정 데이터를 핸켈(Hankel) 구조의 행렬로 배열하고,
상기 핸켈 구조의 행렬로 배열된 보정 데이터를 특이값 분해하여 상기 고유 영공간 벡터를 획득하는
자기공명 영상장치.According to claim 11,
The image processing unit,
Shifting the linear field of view (FOV) of the up-sampled correction data to correspond to the up-sampled image data,
Arranging the correction data with the shifted field of view into a matrix with a Hankel structure,
Obtaining the unique null space vector by singular value decomposition of the correction data arranged in a matrix of the Hankel structure.
Magnetic resonance imaging device. 제 12 항에 있어서,
상기 영상처리부는,
상기 업 샘플링된 영상 데이터에 대응되도록 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 샘플링 패턴을 푸리에 변환(Fourier Transform)하여 위상 부호 맵을 획득하고,
상기 획득된 위상 부호 맵을 상기 업 샘플링된 보정 데이터에 적용하여 상기 선형 시야를 이동하는
자기공명 영상장치.According to claim 12,
The image processing unit,
Obtaining a phase code map by performing Fourier Transform on a sampling pattern that periodically moves along a predetermined direction in k-space to correspond to the up-sampled image data,
Applying the obtained phase sign map to the up-sampled correction data to move the linear field of view
Magnetic resonance imaging device. 제 11 항에 있어서,
상기 영상처리부는,
상기 업 샘플링된 영상 데이터를 핸켈 구조의 행렬로 배열하고,
상기 핸켈 구조의 행렬로 배열된 영상 데이터에 대하여, 추출하고자 하는 슬라이스 영상을 제외한 나머지 슬라이스 영상의 영공간 벡터를 투영하여 슬라이스 영상을 분리하는
자기공명 영상장치.According to claim 11,
The image processing unit,
Arranging the up-sampled image data into a matrix with a Hankel structure,
Separating slice images by projecting the null space vectors of the remaining slice images excluding the slice image to be extracted on the image data arranged in a matrix of the Henkel structure.
Magnetic resonance imaging device. 제 11 항에 있어서,
상기 MR 데이터 획득부는,
상기 다중 주파수 대역 중 저주파 대역에서 풀 샘플링(Full Sampling)에 의한 MR 데이터를 획득하고,
상기 다중 주파수 대역 중 고주파 대역에서 상기 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 획득하는
자기공명 영상장치.According to claim 11,
The MR data acquisition unit,
Obtaining MR data by full sampling in a low frequency band among the multiple frequency bands,
Obtaining MR data by undersampling that periodically moves along a predetermined direction in k-space in a high frequency band among the multiple frequency bands.
Magnetic resonance imaging device. 제 15 항에 있어서,
상기 영상처리부는,
상기 다중 주파수 대역 전역에서 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 분리하여 상기 영상 데이터를 획득하고,
상기 다중 주파수 대역 중 상기 저주파 대역의 MR 데이터를 분리하여 상기 보정 데이터를 획득하는
자기공명 영상장치.According to claim 15,
The image processing unit,
Obtaining the image data by separating MR data by undersampling that periodically moves along a predetermined direction in k-space throughout the multiple frequency bands,
Obtaining the correction data by separating MR data in the low-frequency band among the multiple frequency bands
Magnetic resonance imaging device. 제 11 항에 있어서,
상기 MR 데이터 획득부는,
상기 다중 주파수 대역 전역에서 상기 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링에 의한 MR 데이터를 획득하고,
상기 영상처리부는,
상기 다중 주파수 대역의 MR 데이터를 상기 영상 데이터로서 획득하는
자기공명 영상장치.According to claim 11,
The MR data acquisition unit,
Obtaining MR data by under-sampling that periodically moves along a predetermined direction in k-space throughout the multiple frequency bands,
The image processing unit,
Obtaining MR data in the multiple frequency bands as the image data
Magnetic resonance imaging device. 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램이 저장되는, 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 있어서,
인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하는 단계;
상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)하는 단계;
상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하는 단계;
상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계; 및
상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 단계를 수행하도록 프로그램된 상기 컴퓨터 프로그램이 저장되는
컴퓨터 판독 가능 기록매체. A computer-readable recording medium storing a computer program executed by a computer,
Obtaining MR data in which a plurality of slice images are overlapped by performing under sampling by periodically moving along a predetermined direction in k-space for at least some of the multiple frequency bands of the applied RF pulse. ;
acquiring image data based on the acquired MR data;
Obtaining correction data for the acquired image data;
Up sampling the image data and the correction data;
Obtaining prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands from the up-sampled correction data;
Separating slice images for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and
The computer program programmed to perform the step of outputting the separated slice image is stored.
Computer-readable recording medium. 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장되어 컴퓨터에 의해 실행되는, 컴퓨터 프로그램에 있어서,
인가된 RF 펄스의 다중 주파수 대역 중 적어도 일부 대역에 대해 주기적으로 k-공간의 미리 정해진 방향을 따라 이동하는 언더 샘플링(Under Sampling)을 수행하여, 복수의 슬라이스 영상이 중첩된 MR 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 MR 데이터를 기초로 영상 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 영상 데이터에 대한 보정 데이터를 획득하는 단계;
상기 영상 데이터 및 상기 보정 데이터를 업 샘플링(Up Sampling)하는 단계;
상기 업 샘플링된 보정 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각의 고유 영공간 벡터를 포함하는 선행정보를 획득하는 단계;
상기 선행정보를 이용하여 상기 업 샘플링된 영상 데이터로부터 상기 다중 주파수 대역 각각에 대한 슬라이스 영상을 분리하는 단계; 및
상기 분리된 슬라이스 영상을 출력하는 단계를 수행하도록 프로그램된
컴퓨터 프로그램.In a computer program stored on a computer-readable recording medium and executed by a computer,
Obtaining MR data in which a plurality of slice images are overlapped by performing under sampling by periodically moving along a predetermined direction in k-space for at least some of the multiple frequency bands of the applied RF pulse. ;
acquiring image data based on the acquired MR data;
Obtaining correction data for the acquired image data;
Up sampling the image data and the correction data;
Obtaining prior information including a unique null space vector for each of the multiple frequency bands from the up-sampled correction data;
Separating slice images for each of the multiple frequency bands from the up-sampled image data using the prior information; and
Programmed to perform the step of outputting the separated slice image
computer program.

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