KR100909498B1 - 자기장의 불균일성을 고려하여 위상 부호화된 개별영상으로부터 화학적 이동이 상이한 스핀 스펙트럼을추출하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

자기장의 불균일성을 고려하여 위상 부호화된 개별영상으로부터 화학적 이동이 상이한 스핀 스펙트럼을추출하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핵스핀 단층 촬영기 및 그의 작동 방법에 관한 것으로서, 상기 방법에서 새로운 방식의 알고리즘은 3-포인트-Dixon 기법을 기초로 하여 정보의 극대화를 통해, 높은 자계 불균일성에도 불구하고 상이한 화학적 이동을 하는 스핀 스펙트럼의 화상 정보가 분리될 수 있게 한다. 본 발명의 중심 개념은, 우선 신호 진폭이 높은 영역에서만 관련 화소 영역에 걸친 위상 연속화(Phase Unwrapping)가 이루어진 다음, 비로서 곧 계속해서 진폭이 더 작은 영역이 검출되는 방식으로 수행된다는 것이다. 상기 진폭은 각각 적절한 스핀종(spin-species), 예컨대 지방 또는 물에 해당된다.

Description

자기장의 불균일성을 고려하여 위상 부호화된 개별 영상으로부터 화학적 이동이 상이한 스핀 스펙트럼을 추출하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR EXTRACTING SPIN SPECTRA WITH DIFFERENT CHEMICAL SHIFT FROM INDIVIDUAL PHASE-CODED IMAGES IN CONSIDERATION OF FIELD INHOMOGENEITY}
도 1은 핵스핀 단층 촬영기를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 알고리즘의 흐름도이다.
도 3은 알고리즘이 진행되는 동안의 세기 카드를 개략적으로 도시한 것이다.
*도면의 주요 부호 설명*
1 : 기본 계자석 2 : 보정 코일
3 : 경사 자계 장치 4 : 고주파 안테나
5 : 재물대(載物臺) 6 : 수신 다이플렉서
7, 14 : 증폭기 8 : 고주파-수신 채널
9 : 송신 채널 11 : 출력부
12 : 입력부 15 : 보정 전원 장치
17 : 이미징 컴퓨터 18 : 시퀀스 제어기
19 : 합성기 20 : 제어 컴퓨터
21 : 단말장치 22 : 고주파 장치
본 발명은 전반적으로는 의학에서 환자 검사에 사용되는 핵스핀 단층 촬영(KST, 유의어: 자기공명 단층 촬영)에 관한 것이다. 본 발명은 특히 핵스핀 단층 촬영 장치 및 상기 장치를 작동시키는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법에서는 하나의 알고리즘에 의해 3-포인트-Dixon 기법을 기초로 하여 높은 자기장 불균일성에도 불구하고 상이한 화학적 이동을 하는 스핀 스펙트럼의 화상 정보가 분리될 수 있다.
핵스핀 단층 촬영은 높은 연부조직 대조도(contrast resolution)를 우선 특징으로 하는, 의학적 진단을 위한 단면 영상 방법이다. 핵스핀 단층 촬영은 탁월한 연부조직(soft tissue) 표시 성능으로 인해 X선-컴퓨터 단층 촬영보다 수 배 더 뛰어난 방법으로 발전하였다. 오늘날 핵스핀 단층 촬영은 측정 시간이 분단위일 때 최고의 영상 품질을 실현하는 스핀 에코(spin-echo)-시퀀스 및 경사 에코(gradient echo)-시퀀스의 사용을 기초로 한다.
물론 환자의 조직을 디스플레이할 때 지방과 물 사이의 경계층에 화학적 이동의 영향으로 형성되는 아티팩트(artifact)가 발생한다. 핵이 놓여있는 화학적 결합의 방식에 따라 공명 주파수가 전계 세기에 비례하여 약간 변동되는 특성을 화학적 이동(chemical shift)이라고 한다. 상기 아티팩트의 인체 내에서의 농도로 인해 특히 자유수(free water)와 지방의 수소핵이 영상 표시에 기여하게 된다. 상기 수소핵의 상대적 공명 주파수 차는 약 3 ppm(parts per million)이다. 상기 주파수 차는 상기 두 스핀종의 영상이 데이터 수신시 능동 경사("판독 경사" 또는 "주파수 코딩 경사")의 방향으로 상대적 이동이 되게 한다. 이동의 척도는 화소당 사용된 판독 밴드폭에 따라 좌우되고, 따라서 특히 시야각(Field of View) 및 매트릭스 크기에 따라 좌우된다.
진단 정보들은 종종 단일의 스핀 스펙트럼, 즉 순수한 물 영상 또는 순수한 지방 영상으로부터 더 정확하게 획득될 수 있다. 따라서 본 발명의 목적은 핵스핀 단층 촬영기 및 상기 장치를 작동시키기 위한 방법, 즉 각각 하나의 스핀 스펙트럼의 신호 할당량이 억제됨으로써 서로에 대해 화학적 이동된 두 스핀 스펙트럼의 독립적인 영상이 생성되는 방법을 제공하는 것이다.
1984년 방사선 의학 분야에서 발표된 W.T.Dixon의 "Simple Proton Spectroscopic Imaging"의 원본(153권, 189-194 p.)에는 두 개의 에코(경사 에코 및 스핀 에코)를 이용하여 지방 영상과 수분 영상을 분리하는 방법이 소개되어 있다. 본 명세서에서는 화학적 이동을 기초로 하여 지방과 물의 영상 정보들을 분리하기 위한 Dixon의 이론에 대해, 상기 문서에 소개된 알고리즘을 이해하는데 필요한 정도로만 설명하기로 한다.
Dixon 기법에 따른 지방 신호와 물 신호의 분리의 원리는 지방 양성자와 수분 양성자간의 화학적 이동이다. 화학적 이동은 전술한 것처럼 양성자 종의 상이한 세차 주파수(precessional frequency)를 야기한다. 대칭적 스핀 에코 실험에서는 화학적 이동에 의해(또는 자기장 불균일성에 의해) 형성되었던 위상이 재집속된다(refocusing). 지방 자화 및 물 자화는 이상적으로는 에코 시점에 서로 평행을 이룬다. 에코 시점에 지방 자화 및 물 자화가 수직을 이루도록 또는 서로 역평행을 이루도록 상기 조건을 의도적으로 위반할 수 있다. 이는 예컨대 재집속화 펄스를 시간 △T=π/2△ω(역평행) 또는 △T=π/4△ω(서로 수직)만큼 변위(여기서 △ω는 화학적 이동에 따른 지방 양성자와 물 양성자의 각 주파수의 차를 나타낸다.)시킴으로써 구현된다. 물론 전술한 상대적 자화 방향은 적절한 경사 에코 실험에 의해서도 설정될 수 있다. 이와 같은 3 가지 상황이 실현되면, 즉 상응하는 위상 선회(phase evolution) 시간을 가진 영상들만 촬영되면, 0°, 90°, 180°의 위상 관계를 갖는 스핀 종이 국부적으로 표본화될 수 있다. 적절한 푸리에 변환을 수행함으로써 위치에 따라 좌우되는 물(W(
Figure 112007033472853-pat00001
)) 및 지방(F(
Figure 112007033472853-pat00002
))의 양성자 밀도로 구성되는 세 개의 복소 영상이 획득된다:
Figure 112002014301847-pat00003
S0는 물과 지방이 동위상에 있는 경우, 즉 서로에 대해 0°의 각도를 갖는 경우의 자화를 나타낸다. S1은 상기 각도가 90°일 때의 자화를, 그리고 S2는 180°일 때의 자화를 나타낸다. φ0는 여기 코일의 B1-불균일성에 따라 또는 신호 처리 시간에 의해 분광기 내에서 이미 제 1 영상에 형성되었던, 위치에 따라 좌우되는 시스템 관련 위상을 나타낸다.
원래의 Dixon 기법에서는 자기장의 불균일성이 고려되지 않은 채 서로에 대해 평행 및 역평행을 이루도록 방향이 설정된 영상들만 사용되었다. 최초로 자기장의 불균일성이 고려될 수 있게 한, 간섭성 위상 영역의 위상 연속화(Phase Unwrapping)를 위한 알고리즘은 후속 출판물에서 발명되었다. 그러나 상기 알고리즘은 신호 대 잡음비가 낮은 영역에 걸친 국부적 확장에 의해 오류가 빈번하게 발생하였다. 마찬가지로 이미지 영역에 대한 위상 정보가 신호 정보없이 추정되었던 위상 연속화 알고리즘도 오류가 많은 것으로 밝혀졌다. 최초로 (위와 같이) 평행, 역평행 및 수직을 이루는 자화 벡터를 기초로 하여 지방과 물이 화소 방식으로 배열될 수 있도록 하고, 국부적 성장을 기초로 하는 추후 수정이 가능하도록 했던 방법들은 훌륭한 출발점이 되었다. 물론 이러한 방법들은 이용 가능한 정보들이 최대한 활용되지 않는다는 단점을 가진다.
본 발명의 목적은 두 개의 스핀 스펙트럼(예: 지방과 물)이 간단한 방식으로 배치될 수 있도록 이용 가능한 정보를 최대한 활용하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 종속항에는 본 발명의 중심 개념이 매우 바람직한 방식으로 전개되어있다.
본 발명의 출발점은 0°-영상, 90°-영상 및 180°-영상이 촬영되는 3-포인트-Dixon 기법이다. 표준 3-포인트-Dixon 기법은 0°, 180° 및 360°를 사용한다. - 결국 90°-영상의 중요성이 입증될 것이다. (스핀 에코와 반대로) 경사 에 코 시퀀스에서는 0°-영상의 촬영이 불가능하기 때문에, 그 대신 n*360°+0°/+90°/+180°의 자화 위상각을 갖는 영상이 이용된다.
정해진 (고정)선회 시간 이내에 위상 선회가 불균일성에 어느 정도로 의존하는지, 즉 위의 S0, S1, S2에 대한 세 개의 방정식이 어떻게 유도되는지에 대해 한번 더 설명한다.
특정 영상 화소에서는 위치
Figure 112008088430971-pat00004
에서 제 1 종(물)의 양성자 밀도가 W(
Figure 112008088430971-pat00005
), 제 2 종(지방)의 양성자 밀도가 F(
Figure 112008088430971-pat00006
)가 된다. 상기 두 성분의 세차 주파수의 차는
Figure 112008088430971-pat00007
이다. 시스템 관련 현상에 따라 (시간별로 일정한) 위상 오프셋(φ0(
Figure 112008088430971-pat00008
))이 존재한다. 또한 기본 자기장이 기준점에 대해 △B(
Figure 112008088430971-pat00009
)만큼 변위된다(자기장의 불균일성). 두 개의 신호 부분(스핀 스펙트럼 1 및 2)은 그들의 위상 선회에 있어서 다음과 같이 분리 관찰될 수 있다:
물의 경우 세차 시간(t) 동안의 위상 선회가 다음과 같이 기술된다.:
Figure 112002014301847-pat00010
Figure 112002014301847-pat00011
는 핵(이 경우 수소)의 자기회전 비율을 나타낸다.
지방의 경우 다음과 같은 위상 선회를 얻게 된다:
Figure 112002014301847-pat00012
측정된 중첩 신호는 다음과 같은 등식을 야기한다.
Figure 112002014301847-pat00013
Figure 112002014301847-pat00014
의 경우
Figure 112002014301847-pat00015
일 때, 다음의 식이 성립된다.
Figure 112002014301847-pat00016
Figure 112002014301847-pat00017
의 경우, 다음의 식이 성립된다.
Figure 112002014301847-pat00018
위상 선회 φ(
Figure 112007033472853-pat00019
)/2및 φ(
Figure 112007033472853-pat00020
)는 (고정) 유효 선회 시간이 주어질 때 기본 자계(B0)-불균일성의 영향을 나타낸다(예를 들어
Figure 112007033472853-pat00021
또는
Figure 112007033472853-pat00022
에서 t는 세차 시간을,
Figure 112007033472853-pat00023
는 두 개의 스핀 스펙트럼의 세차 주파수 차를 나타낸다).
이제 연립방정식에서 위상 에너지 준위가 제거되도록, 영상 데이터로부터 Φ0(
Figure 112002014301847-pat00024
) 및 Φ(
Figure 112002014301847-pat00025
)가 측정되어야 한다. 그런 다음 S0+S2 또는 S0-S2로부터 순수 물 영상 또는 순수 지방 영상이 산출된다.
상기 절차의 주요 문제는 간섭성 화소 영역에 걸친 위상 연속화(Phase Unwrapping)이다. 즉, 연속 변수(Φ(
Figure 112008088430971-pat00026
))는 영상 정보로부터 지수함수의 주기에 따라 180°에서만 정확하게 측정될 수 있다. 그러나 명확한 배치를 위해서는 360°의 정확도가 필요하다.
본 발명에 따르면 스핀 에코 펄스 시퀀스 또는 경사 에코 펄스 시퀀스를 발생시켜 검사될 대상으로 조사하는 장치를 이용하는 핵스핀 단층 촬영-측정시 지방 영상 또는 물 영상을 제공하기 위해 핵스핀 단층 촬영기가 필요하다. 이때 HF 펄스 및 경사 펄스(펄스 시퀀스)의 적절한 조합을 통해 각각의 에코 시점에 지방 스핀 종 또는 물 스핀 종의 자화가 서로 평행, 수직 및 역평행을 이루게 되고, 적절한 푸리에 변환에 따라 세 개의 복소 영상(S0, S1, S2)이 획득되며, 상기 영상들은 위치에 따라 좌우되는 물과 지방의 양성자 밀도로 구성되고, 위치에 따라 좌우되는 시스템 관련 선회 위상(φ0) 외에 각각 상이한 위상(φ/2 또는 φ)을 특징으로 하는 B0-자계 불균일성에 의한 상이한 선회 위상을 갖는다. 특히 φ0이 보정된 후 φ가 보정되고, 이어서 지방-물-배치가 이루어짐으로써 세 개의 복소 영상으로부터 순수한 물 영상 또는 지방 영상이 컴퓨팅 된다.
또한 본 발명에 따라 핵스핀 단층 촬영-측정시 지방 영상 또는 물 영상을 제공하기 위한 방법이 요구되는데, 상기 방법에서는 스핀에코 펄스 시퀀스 또는 경사 에코 펄스 시퀀스를 발생시켜 검사될 대상으로 조사되며, 이때 HF 펄스 및 경사 펄스(펄스 시퀀스)의 적절한 조합을 통해 각각의 에코 시점에 지방 스핀종 또는 물 스핀종의 자화가 서로 평행, 수직 및 역평행을 이루게 된다. 적절한 푸리에 변환에 따라 세 개의 복소 영상(S0, S1, S2)이 획득되며, 상기 영상들은 위치에 따라 좌우되는 물과 지방의 양성자 밀도로 구성되고, 위치에 따라 좌우되는 시스템 관련 선회 위상(φ0) 외에 각각 상이한 위상(φ/2 또는 φ)을 특징으로 하는 B0-자계 불균일성에 의한 상이한 선회 위상을 갖는다. 영상이 획득된 후 φ0이 보정되고, 이어서 φ가 보정되며, 마지막으로 지방-물-배치가 수행된다.
즉, 위상 보정을 다음과 같이 3단계로 실시하는 것이 제안된다:
1. φ0(
Figure 112002014301847-pat00027
)의 보정
2. φ(
Figure 112002014301847-pat00028
)의 보정
3. 지방/물의 배치
이때, 하기에서 φ0(
Figure 112007033472853-pat00029
)-보정 영상은 한줄 삭제 표기에 의해, φ0(
Figure 112007033472853-pat00030
)-φ(
Figure 112007033472853-pat00031
)-보정 영상은 2줄 삭제 표기에 의해 표현된다.
우선 모든 영상에 있어서 동일한 위상 계수(φ0)가 보정된다. 이때 φ0-보정은 간단하게 수행된다. 관련 위상 카드가 0°-영상을 직접 Arg(S0)로서 전달한다. 복소 평면 내에서의 회전에 의해 세 개의 데이터 세트가 각각 상응하게 보정된다:
Figure 112002014301847-pat00032
멀티채널 촬영시, 즉 다수의 코일(채널)을 이용한 촬영시 종종 코일의 위상 응답이 공간적으로 차이가 나게 분리됨으로써, 합해진 0°/90°/180°-영상에 따른 정확한 φ0-보정이 더 이상 불가능하다. 그렇기 때문에 각각의 개별 채널에 대해 별도의 φ0-보정을 해야만 -즉 푸리에 변환을 거치되 합해지기 전에- 의미가 있다.
위상(φ(
Figure 112002014301847-pat00033
))을 측정하기 위해서 영상 정보(S'2)가 액세스된다. 진폭 계수의 연산 부호는 구적법에 의해 제거된다.
Figure 112002014301847-pat00034
S'2 2의 위상은 먼저, 지수 함수의 주기에 따라 덧셈 상수(n*2π)까지 측정될 수 있는, 2가 곱해진 불균일성 위상(2φ)을 제공한다. 즉, 2가 곱해진 위상각이 [-π, π] 간격 내에 놓인다. 이제 문제는 위상을 연속화하는 것, 즉 상기 값 범위를 [-∞, ∞]로 확장시키는 것이다.
상기 문제를 해결하기 위한 개념은, 위상 연속 구역이 시드 포인트(seed point)에서 출발하여 잡음 레벨까지 확장되는 것이 아니라, 흩어져있는 다수의 구역들이 끊임없이 낮아지는 레벨까지 연속적으로 확장된다는 점에서 기존의 위상 연속화 알고리즘과 구별되는 새로운 방식의 위상 연속화 알고리즘에 기인한다. 그로 인해 높은 진폭의 영역에서 바람직하게 정의된 위상 정보가 최대로 활용된다. 이어지는 단계에서는 결과적으로 지방-물-배치의 일관성이 모든 영역에서 보증된다. 즉, 기존의 알고리즘과는 달리 관련 영상 정보의 모든 구역을 잡음 레벨까지 아래쪽으로 확장시킬 필요가 없다.
인접하는 다수의 화소들의 위상의 관점에서 그러한 새로운 알고리즘은 실제로 2를 곱한 불균일성 위상(2φ)을 측정하는 것을 시도한다. 이는 인접한 화소 간에 위상 편이가 π보다 더 크게 일어나지 않는다는, 즉 기본 자계가 심하게 불균일하지 않다는 가정을 기초로 한다. 이를 토대로 하여 인접 화소들과의 연속 비교를 통해 높은 신호 진폭을 갖는 화소로부터 위상 편이가 일어나지 않는 영역들이 확장될 수 있다. 두 개의 화소 사이에서 1 회의 위상 편이가 π보다 크게 발생할 때, 이를 위상의 "랩어라운드(Wraparound)"라고 한다. 2π의 배수를 더하거나 뺌으로써 상기와 같은 위상 편이가 제거되고, 모든 영역 이내에서 위상(2φ)이 연속화된다.
상기 절차의 결과물로서 연속화된 위상을 갖는 일련의 분리된 영역을 포함하는 카드가 제공된다. 영역들간의 위상 관계는 물론 이 시점에서는 정확하게 정의되지 않는다. 여기서는 지금까지와 같이 π의 배수만큼의 위상 편이가 가능하다. 다음 단계에 가서야 비로소 이 문제가 해결되고, 동시에 명확한 지방과 물의 배치가 수행된다.
본 발명의 그 밖의 장점, 특징 및 특성은 첨부된 도면과 관련된 실시예에 따라 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따라 대상의 핵스핀 영상을 작성하기 위한 핵스핀 단층 촬영기의 개략도이다. 핵스핀 단층 촬영기의 구조는 종래의 단층 촬영기의 구조와 동일하다. 물체의 검사 영역, 예컨대 인체의 검사될 부분의 영역 내에서 핵스핀의 분극 내지는 정렬을 위해 기본 계자석(1)이 시간에 따라 일정한 세기의 자계를 발생시킨다. 핵스핀 공명 측정에 필요한 기존 자계의 높은 균일도는 인체의 검사될 부분이 수용되는 구형 측정 체적(M) 내에서 정해진다. 균일도에 대한 요구를 지지하기 위해, 그리고 특히 시간에 따라 일정한 영향을 제거하기 위해 적절한 장소에 강자성체로 된 소위 보정 플레이트(shim plate)가 제공된다. 시간에 따라 일정한 영향들은 전원 장치(15)에 의해 제어되는 보정 코일(2, shimming coil)을 통해 제거된다.
기본 계자(1) 내에는 세 개의 부분 권선으로 이루어진 실린더형 경사 코일 장치(3)가 설치된다. 각각의 부분 권선은 증폭기(14)로부터 직각 좌표계의 각 방향으로 선형 경사 자계를 발생시키기 위한 전류를 공급받는다. 이때, 경사 자계 장치(3)의 제 1 부분 권선이 x축 방향의 경사(Gx)를, 제 2 부분 권선이 y축 방향의 경사(Gy)를, 그리고 제 3 권선이 z축 방향으로의 경사(Gz)를 발생시킨다. 각각의 증폭기(14)는 경사 펄스를 적절한 시기에 발생시키기 위한 시퀀스 제어 장치(18)에 의해 제어되는 디지털-아날로그-변환기를 갖는다.
경사 자계 장치(3)의 내부에는 검사될 대상 내지는 대상의 검사 영역의 핵의 여기 및 핵스핀의 정렬을 위해 고주파 라인 증폭기(30)로부터 송출되는 고주파 펄스를 교번 자장으로 변환하는 하나의 고주파 안테나(4) 또는 다채널 촬영의 경우 다수의 고주파 안테나(4)가 배치된다. 각각의 안테나는 통상 실수부 및 허수부를 위한 고유의 ADC-경로를 갖는다. 각각의 고주파 안테나(4)에 의해, 세차 운동을 하는 핵스핀으로부터 유래하는 교번 자장, 즉 통상 하나 이상의 고주파 펄스 및 하나 이상의 경사 펄스로부터 야기되는 핵스핀 에코 신호도 증폭기(7)에 의해 고주파 장치(22)의 고주파 수신 채널(8)로 공급되는 전압으로 변환된다. 또한 상기 고주파 장치(22)는 송신 채널(9)을 포함하며, 상기 송신 채널(9) 내에서 핵 자기 공명의 여기를 위한 고주파 펄스가 발생된다. 이때 각각의 고주파 펄스는 제어 컴퓨터(20)에 의해 사전설정된 펄스 시퀀스에 따라 시퀀스 제어기(18) 내에서 복소수의 열로서 숫자로 표시된다. 상기 숫자열은 실수부와 허수부로서 각각 하나의 입력부(12)를 통해 고주파 장치(22) 내 디지털-아날로그-변환기에 공급된 후, 그로부터 송신 채널(9)에 전달된다. 송신 채널(9)에서는 펄스 시퀀스가 고주파-반송 신호로 변조되고, 상기 고주파-반송 신호의 기본 주파수는 측정 체적 내 핵스핀의 공명 주파수와 일치한다.
송신 조작을 수신 조작으로 전환하는 것은 송/수신 다이플렉서(6)에 의해 이루어진다. 고주파 안테나(4)가 핵스핀의 여기를 위한 고주파 펄스를 측정 체적(M) 내로 조사하고, 그로 인해 야기된 에코 신호를 스캐닝한다. 그에 상응하게 획득된 핵 공명 신호들은 고주파 장치(22)의 수신 채널(8) 내에서 위상감응 복조되고, 각각의 아날로그-디지털-변환기를 통해 측정 신호의 실수부 및 허수부로 변환된다. 그러한 방식으로 획득된 측정 데이터로부터 이미징 컴퓨터(17)를 통해 하나의 영상이 재구성된다. 측정 데이터, 이미지 데이터 및 제어 프로그램의 관리는 이미징 컴퓨터(17) 또는 제어 컴퓨터(20)를 통해 이루어진다. 제어 프로그램의 프리세팅에 따라 시퀀스 제어기(18)가 각각의 바람직한 펄스 시퀀스의 생성 및 k-공간(k-space)의 적절한 스캐닝을 컨트롤한다. 특히 상기 시퀀스 제어기(18)는 경사의 시기적절한 스위칭, 정해진 위상과 진폭을 가진 고주파 펄스의 방출 및 핵 공명 신호의 수신을 제어한다. 고주파 장치(22) 및 상기 시퀀스 제어기(18)를 위한 시간축은 합성기(19)에 의해 이용될 수 있다. 핵스핀 영상의 생성 및 생성된 핵스핀 영상의 디스플레이를 위한 적절한 제어 프로그램의 선택은 한 개의 키보드 및 하나 이상의 모니터를 포함하는 단말장치(21)에 의해 이루어진다.
도 2의 흐름도에 따라 본 발명에 따른 알고리즘이 기술된다. 상기 알고리즘은 분리된(unwrapped) 구역에 위상 카드를 공급한다(즉, 연속화된 위상 정보 및 그에 상응하는, 어느 구역에 화소가 할당되는지에 대한 배치).
위상 연속화의 기본 토대는 우선 이미징 컴퓨터(17)를 통해 획득된, 복소수의 2차원 어레이 형태의 S2-영상이다. 역시 이미징 컴퓨터(17)에서 S0-영상을 기초로 하여 φ0-보정이 수행됨에 따라 위상 카드의 계산을 위해서 S2-영상만이 필요하게 된다. S0-영상 및 S1-영상은 알고리즘이 모두 종료된 후에야 비로소 지방 영상 및 물 영상의 컴퓨팅을 위해, 그리고 지방-물-배치를 위해 - 이는 이미징 컴퓨터 또는 제어 컴퓨터에서도 마찬가지이다 - 필요하게 된다.
또한 각각의 화소의 좌표쌍을 저장하기 위해 이미징 컴퓨터(17) 내에 존재하는, 소프트웨어의 측면에서 실행된 두 개의 FIFO-메모리-대기열(Q1 및 Q2)이 사용된다.
계산된 위상(φ)은 실수의 2차원 배열(two-dimensional array), 소위 위상 카드(φ-카드)로 기입된다. 또한 상기 카드의 각 지점을 위해 올바른 위상이 계산되었는지의 여부를 알려주는 플래그가 배치된다.
어떤 구역에 화소를 할당하는 것은 자연수의 2차원 배열, 소위 구역 카드에서 이루어지며, 상기 구역 카드는 각각의 화소를 위해 할당된 구역을 포함하거나, 임의 구역으로의 할당이 아직 실시되지 않는 경우에는 0을 나타낸다.
알고리즘의 처음에는 상기 구역 카드에 오직 0만 나타나고, 위상 카드에 있는 플래그는 모든 화소에 대해 "위상이 아직 계산되지 않았음"을 표시하며, Q1 및 Q2는 비어있고, 현재 대기열(작업-대기열)은 Q1이다.
즉, S1 단계에서는 알고리즘의 처음에 아직 어떠한 성분도 작업 대기열에 포함되지 않기 때문에, 단계 S2에서 처음으로 제 1 시드 포인트가 발견되어야 한다.
맨 먼저 촬영된 180°-영상의 가장자리에 있는 5x5-화소(ROI)에서 최소 평균 화소-세기가 탐색된다. 상기 최소 평균 화소-세기는 변수 2와 곱해진 후 잡음 한계로서 가정된다. 다음으로 더 큰 진폭을 갖는 전체 화소에 대해 히스토그램이 생성된다. 확장 과정에서 계속 감소되는 세기 임계값(Lj, j=1, 2, ...)은, 매 단계마다 예컨대 화소의 10%가 추가로 임계값을 초과한다는 원칙으로부터 나온 결과이다. 하나의 레벨이 잡음 한계 이하로 내려가면, 곧바로 확장 한계로서 0이 이용된다.
제 1 시드 포인트는 아직 어떠한 구역에도 할당되어서는 안되며, 전술한 방법에 따라 계산된 세기 임계값(Lj)을 넘어야 한다(시작: j=1). Lj보다 큰 진폭을 가진 화소 하에서는 그 자신의 진폭과 여덟 개의 인접 화소의 진폭의 합이 최대가 되는 시드 포인트가 선택된다. 하나의 포인트가 선택되면, 상기 포인트에는 단계 S3에서 하나의 구역 -즉 처음에는 1구역- 이 할당된다. 단계 S4에서는 지역 계수기(N)가 1만큼 증가한다. 상기 시드 포인트의 위상이 위상 카드에 기록되고, 플래그는 그에 상응하게 "계산 완료"를 표시한다. 단계 S6에서는 상기 시드 포인트가 작업 대기열로 옮겨진다.
이제 작업 대기열이 하나의 성분, 즉 제 1 시드 포인트를 포함하면, 단계 S7에서는 상기 작업 대기열의 시드 포인트(E)가 제거되고, 단계 S8에서는 단계 S8에 처음 도달하였을때 아직 다 처리되지 않은 E의 모든 인접 화소들이 작업 대기열로 기록되는데, 이때 상기 화소들의 진폭이 전술한 방법에 따라 정해진 최소 한계(Lj+1)를 넘는다는 것을 전제로 한다. 이 경우 각각의 화소는 여덟 개의 인접 화소, 즉 상, 하, 좌, 우, 좌측 상부, 우측 상부, 좌측 하부, 우측 하부의 인접 화소를 갖는다. 물론 알고리즘은 네 개의 인접 화소(상, 하, 좌, 우)만으로도 작동된다.
단계 S8에 처음 도달했을때 하나의 구역 및 상응하는 위상 정보가 존재하게 되면 단계 S9에 이어서, Lj+1보다 큰 진폭을 갖는 E의 인접 화소가 존재하는 지의 여부가 조회되는 단계 S12가 뒤따른다. E가 그러한 인접 화소를 갖지 않는 경우, 상기 E는 현재 레벨 구역의 한계(Lj+1)를 표시한다. 그러므로 단계 S13에서는 E가 비작업 대기열로 기록된다. 다음 단계는 다시 S1이다.
단계 S8의 다음번 프로세스에서는 현재 E가 아직 어떠한 구역에도 할당되지 않거나, 또는 E에 대해 아직 어떠한 위상 정보도 존재하지 않을 수 있다. 따라서 단계 S10에서 이미 처리된 E의 모든 인접 화소가 평가된다. 상기 인접 화소는 상이한 구역에 할당될 수 있다. 이제 E는 그에 속하는 인접 화소의 진폭의 합이 최대가 되는 구역에 할당되고, 구역 카드로의 기록이 수행된다. 단계 S11에서는 상기 구역의 인접 화소들에 의해 위상 연속화(phase unwrapping)가 수행된다. 즉, 이미 처리된 인접 화소의 위상이 현재 화소의 위상과 비교된다.
위상차가 π보다 크면, n*2π를 더하여 위상차가 π보다 작도록 하는데 필요한 각각의 n이 정해진다. n에 대해 한 개 이상의 값이 나오게 되면, 진폭에 의해 인접 화소가 평가되고 확률이 가장 높은 값이 취해진다.
그렇게 하여 단계 S1에서 S13까지의 단계를 통해 전체 화소가 정해진 진폭부터 위상 연속화된 하나 이상의 분리된 구역에 할당된다. 그러나 미리 정해진 진폭 영역 내에서 더 이상 시드 포인트가 발견될 수 없다면, 단계 S14에서 대기열이 바뀌고 단계 S15에서 확장 한계(Lj)가 낮아진다. 즉, j=j+1이다. 새로운 작업 대기열에는 이미 최종 확장 레벨에서 한계값으로서 확인되었던 화소들이 존재한다. 이제 새로운 구역(새로운 시드 포인트 위로)이 확장되기 전에, 먼저 기존의 구역들이 에지에서부터 계속 확장된다는 것이 보증된다. 그런 다음에 비로소 단계 S2에서 세기 한계가 감소되면 다시 새로운 시드 포인트가 탐색되고, 상기 시드 포인트는 추가 단계를 통해 다시 새로운 구역을 형성한다.
그러나 확장 진폭의 영 리미트(Nullgrenze, Lw = 0)에 도달하면, 즉 j>w이면 전체 화소가 검출되고 알고리즘이 종료된다(단계 S16).
이러한 알고리즘을 물 위에 떠 있는 섬의 이미지로 표현할 수 있다. 제 1 반복시에는 물의 레벨(수위)이 높고, 단지 몇 몇 꼭대기 부분(최대 화소 진폭)만 돌출된다. 높은 진폭을 가지며, 그에 상응하게 높은 위상 정밀성을 갖는 그러한 작은 섬들이 처리, 즉 위상 연속화된다. 다음 반복시(대기열의 교체)에는 수위가 낮아지고 섬들이 더 커지며, 선행 반복의 "섬 가장자리(strand)"에서 출발하여 계속 처리된다. 이러한 방식으로 작은 세기를 가진 화소를 넘어서 영역들이 확장되는 것이 방지된다. 수면이 낮아진 후에는 "예전의" 섬들만 섬 가장자리로부터 계속 확장되는 것이 아니라 수면 위로 떠오른 새로운 섬들도 검출된다.
상기 조치의 결과 - 도 3에 도시된 것처럼 - 연속화된 위상을 갖는 일련의 분리된 구역, 예컨대 A 및 B를 포함하는 카드가 제시된다. 상기 구역간의 위상 관계는 물론 아직 명확하게 정해지지 않은 상태이다. 여기서는 이전과 같이 π의 배수만큼의 위상 편이가 가능하다. 다음 단계에 가서야 이 문제가 해결되고, 동시에 지방 및 물의 명확한 배열이 수행된다.
n*π의 위상차를 이용한 측정을 기초로 하여 두 개의 자화 성분 중 어느 것이 물에 해당되고 어느 것이 지방에 해당되는지를 결정하는 것은 불가능하다는 사실은 충분히 맞는 얘기이다. 사실 지방 양성자의 자화가 더 천천히 세차운동을 한다는 것을 숙지하고 있다면, 물 양성자의 회전 좌표계에서 상기 지방 양성자의 회전 방향을 알 수 있다. 그러나 0°및 180°에서의 순간 촬영으로부터는 회전 방향이 도출될 수 없다. 이를 위해서는 0°와 180°사이에 놓이는 각, 예컨대 90°에서 촬영한 영상이 필요하다.
전술한 것처럼 어떤 구역의 제 1 화소(시드 포인트)의 경우 위상(φ)이 아직 π로 정확하게 확정되지 않은 상태이다. 그러나 전체 구역이 상기 포인트로부터 확대되기 때문에, 상기 전체 구역에 대해 이러한 불확실성이 제시된다. 즉, 180°-영상(S2')은 π의 배수까지만 정확하게 보정될 수 있다. 그러나 exp(iπ)=-1이기 때문에, π의 위상 오차는 지방과 물의 교환을 일으킬 수 있는 부호 변동에 상응한다. 즉, S2'-영상(φ0-보정된 180°-영상)을 기초로 하여 얻어진 위상 카드에 π의 배수가 가산되어야 한다. :
Figure 112008088430971-pat00035
. n은 각각의 구역에 대해 개별적으로 정해져야 한다.
S2''(φ0-보정 및 φ-보정된 180°-영상)의 부호를 확실하게 정하기 위해서는, n이 짝수인지 아니면 홀수인지의 여부를 알면 된다. 이러한 정보는 S1', 즉 φ0-보정된 90°-영상으로부터 얻을 수 있다. 물론 S1'의 위상은 π/2의 배수까지만 알 수 있다. 즉, 이 경우 위상 보정은
Figure 112002014301847-pat00036
만큼의 회전을 통해 이루어진다.
이는 S1'의 네 개의 가능한 관련 위상 오프셋을 제공한다. : 0, π/2, π, 3π/2 (n=0, 1, 2, 3).
측정된 0°-영상 및 180°-영상을 기초로 하여 계산된 90°-데이터 세트,
Figure 112002014301847-pat00037
(즉, φ-보정없이 φ0-보정에 의해 예상되는 90°-영상)를 가능한 상기 네 개의 위상 각각만큼 회전시킴으로써 측정된 S1 '와 화소 방식으로 비교하는 것이 목적이다. 인덱스(T)는 필요한 변수들(W(
Figure 112008088430971-pat00038
), F(
Figure 112008088430971-pat00039
) 및 φ(
Figure 112008088430971-pat00040
))이 직접 측정을 통해서가 아니라, 계산을 통해서 얻어진다는 것을 암시한다.
즉, 네 가지 해결책이 제시된다. 측정된 변수들과 가장 적은 차이를 나타내는 것이 올바른 것으로 해석된다:
1. n=0;
S2 '는 -φ만큼 보정됨;
S1 'T는 위상 φ/2+ 0*π/2를 획득함;
Figure 112002014301847-pat00041
2. n=1;
S2 '는 -(φ+π)만큼 보정됨;
S1 'T는 위상 φ/2+ 1*π/2를 획득함;
Figure 112002014301847-pat00042
3. n=2;
S2 '는 -(φ+2π)만큼 보정됨;
S1 'T는 위상 φ/2+ 2*π/2를 획득함;
Figure 112002014301847-pat00043
4. n=3;
S2 '는 -(φ+3π)만큼 보정됨;
S1 'T는 위상 φ/2+ 3*π/2를 획득함;
Figure 112002014301847-pat00044
어떤 구역에 대해 어느 위상 오프셋(n)이 선택될지는 측정된 90°-영상(S1')과의 비교를 통해 결정된다. 이를 위해 먼저 한 구역의 각 화소에 대해 편차 Wn=((Re(S1 'T)-Re(S1 '))2+((Im(S1 'T)-Im(S1 '))2)가 가장 적은 n∈[0, 1, 2, 3]이 정확하게 결정된다. 다음으로 전체 구역에 대한 n으로 무엇이 선택될지를 결정하기 위해, 지방뿐만 아니라 물을 포함하는(동등한 비율은 아님) 화소만이 고려된다. 이는
Figure 112008088430971-pat00045
및
Figure 112008088430971-pat00046
가 정해진 임계값 위에, 예컨대 화소 진폭의 10%/5%에 놓이고,
Figure 112008088430971-pat00047
도 역시 정해진 임계값 위에, 예컨대 진폭(
Figure 112008088430971-pat00048
)의 10%에 놓이는 경우이다. 이제 각각의 n∈[0, 1, 2, 3]에 대해 상기 구역 내에서 상기 n이 가장 적절했던 화소들의 진폭의 총합이 측정된다. 총합에서 가장 큰 비중을 차지하는 n은 상기 구역에 대해 가장 확률이 높은 것으로서 가정된다. 이제 복소 평면에서의 회전을 통해 각각의 구역은 검출된 위상 계수를 가진 영상(S2 ')에서 보정된다: S2 ''=S2 ' e-i(φ+nπ). S0 '과 S2 ''의 합은 순수한 물 영상을 제공하고, S0 '과 S2 ''의 차는 순수한 지방 영상을 제공한다.
물론 상기 방법의 경우에도, 몇 몇 구역 내에서는 물과 지방의 의미있는 식별을 가능하게 하는 화소가 소수만 발견될 위험이 있다. 이는 상기 구역 내에서 지방과 물의 잘못된 배치를 야기할 수 있다. 이 경우 다음과 같은 조치가 제공된다:
- 어떤 구역 내에 지방과 물을 명확하고 유용하게 배치하기 위한 기준은,
* 확정된 최소량의 화소가 적당히 상이한 비율을 가진 충분한 량의 지방과 물을 전술한 기준에 따라 포함하고,
* 확률이 가장 높은 n의 중량이 두 번째로 높은 n보다 정해진 임계값만큼 더 높다는 것이다.
- 이러한 기준이 충족되지 않는 경우, 가능한 한 높은 진폭을 가진 가능한 한 긴 경계선이 연장되는 인접 구역이 탐색됨으로써 인접한 구역들과의 통합이 추구된다(
Figure 112008088430971-pat00049
는 최대이며, 이때
Figure 112008088430971-pat00050
는 현재 구역과 인접 구역간의 경계를 형성하는 화소들의 진폭의 총합이다).
- 연속화된 공통 위상을 얻기 위해서는 경계선의 각 화소에 대해 어느 화소에 π의 배수(k)가 가산되어야 하는지 정해져야 한다. 그런 다음 다시 화소 진폭을 이용한 웨이팅을 통해 어느 k가 가장 확률이 높은지가 결정된다(왜냐하면, 두 개의 구역이 올바르게 연속화되면 당연히 단 하나의 k만이 옳을 수 있기 때문이다). "정보의 극대화" 원칙이 다시 사용된다는 점은 항상 강조되어야 한다.
- 두 개의 구역은 경우에 따라 한 번의 위상 편이를 거친 후 현재 구역에 kπ만큼 합쳐진다. 이제 상기 두 구역의 전체 지방-물-정보의 고려 하에 전술한 방식에 따라 지방-물-배치를 위해 충분한 정보가 존재하는지의 여부가 판단된다. 아직 이러한 상황이 여의치 않은 경우에는 추가의 구역들이 통합되어야 한다.
이렇게 하여 획득된 핵스핀 단층 촬영 영상의 처리가 종료된다. S0 ''과 S2 ''의 합은 순수한 물 영상을 제공하고, S0 ''과 S2 ''의 차는 순수한 지방 영상을 제공한다. 상기 영상들로부터 산출된 S/N(신호대 잡음비)은 두 개 영상의 평균값에 상응한다. 원칙적으로는 e-i(φ/2+n*π/2)만큼의 적절한 위상 보정에 따라 90°-영상도 지방 영상 내지는 물 영상의 산출에 고려될 수 있고, 그럼으로써 세 개 영상의 평균값에 상응하는 S/N이 획득된다.
전술한 확장 과정의 경우 지금까지는 인접 화소들에 대한 위상차의 크기가 고려되지 않았다. 그러나 이는 강한 불균일성을 나타내는 지점을 약간 넘어서 확장된다는 것을 의미한다. 이는 잘못된 배열을 초래할 수 있으며, 그러한 잘못된 배열은, 종종 국부적으로만 강한 위상 응답이 존재함에도 불구하고 확장시 전파된다. 이를 방지하기 위해, 하나의 화소는 현재 처리되는 인접 화소에 대한 위상차가 임계값 미만(예:90°)인 경우에만 작업 대기열에 수용된다. 따라서 상기 화소는, 다른 인접 화소로부터 확장되면 기준이 다시 검사되기 때문에, 확장 프로세스에서 완전히 제외되는 것이 아니다.
마지막으로 신호대 잡음비(SNR)가 낮을 경우의 문제점에 대해서도 언급해야 한다. 본 발명에 따른 알고리즘은 어느정도는 SNR에 의존적이다. SNR이 매우 낮은 경우, 그리고 상기 SNR이 일정한 위상의 보정시뿐만 아니라 불균일한 위상의 보정시에도 화소 방식으로 처리되는 경우 문제가 발생할 수 있다. 그러나 위상 카드의 정보는 코어스 그리드(coarse grid) 상에서도 충분하기 때문에, 알고리즘의 시작 전에 평균 산정(보간법)이 수행되는 것이 바람직하며, 상기 평균 산정에서는 개별 화소의 위상이 그의 여덟 개의 인접 화소의 도움으로 계산된다. 그로 인해 SNR 내에 알고리즘을 더 안정적으로 만드는 특정 계수가 생성된다. 즉, 알고리즘의 계산에 필요한 위상을 측정하기 위해서 화소의 최초 위상이 채택되는 것이 아니라 3x3-화소-격자를 통해 평균값이 생성된다. 적절한 코어스 그리드(coarse grid)를 이용하여 위상 카드가 계산되면, 그에 따라 S1 '-영상 및 S2 '-영상이 보정된다. 필터링은 위상 카드의 계산을 위해서만 사용되며, 작성된 지방 영상 및 물 영상의 해상도는 변경되지 않는다.
본 발명을 통해 두 개의 스핀 스펙트럼(예 :지방과 물)이 간단한 방식으로 배치될 수 있도록 이용 가능한 정보를 최대한 활용하는 방법을 제공하는 것이 보증된다.

Claims (32)

  1. 스핀에코 펄스 시퀀스 또는 경사 에코 펄스 시퀀스를 발생시켜 검사될 대상으로 조사하는 장치를 이용하는 핵스핀 단층 촬영-측정시 상이한 화학적 이동을 하는 두 개의 스핀 스펙트럼의 영상을 처리하기 위한 핵스핀 단층 촬영기로서, HF 펄스 및 경사 펄스(펄스 시퀀스)의 조합을 통해 각각의 에코 시점에 제 1 또는 제 2 스핀 스펙트럼의 자화가 서로 평행, 수직 및 역평행을 이루고, 상응하는 푸리에 변환에 따라 세 개의 복소 영상(S0, S1, S2)이 획득되며, 상기 영상들은 위치에 따라 좌우되는 제 1 및 제 2 스핀 스펙트럼의 양성자 밀도로 구성되고, 위치에 따라 좌우되는 시스템 관련 선회 위상(φ0) 외에 각각 B0-자계 불균일성에 의한 상이한 선회 위상(φ)을 갖는 핵스핀 단층 촬영기에 있어서,
    φ0이 보정된 후 φ가 보정되며, 이어서 제 1 또는 제 2 스핀 스펙트럼의 배열이 수행됨으로써 상기 세 개의 복소 영상들로부터 순수한 제 1 스핀 스펙트럼의 영상 또는 순수한 제 2 스핀 스펙트럼의 영상이 획득되고,
    멀티 채널 촬영인 다수의 코일(채널)을 이용한 촬영에서, -푸리에 변환을 거치되 합해지기 전에- 각각의 개별 채널에 대해 별도의 φ0-보정이 실시되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    φ0-보정 영상(S0 ', S1 ' 또는 S2 ')을 획득하기 위해, 복소 평면 내에 있는 세 개의 영상(S0, S1 및 S2)을 -φ0만큼 회전시킴으로써 φ0-보정이 실시되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    이미징 컴퓨터(17) 또는 제어 컴퓨터(20)에서 φ-보정을 위해, 인접한 화소들 간에 정해진 위상값보다 더 큰 위상 편이가 일어나지 않는다는 가정에 기초하여, 그리고 세기 임계값으로서의 최소값 이상의 신호 진폭을 가진 화소들을 기초로 하여 인접 화소들과의 계속적인 비교 및 상응하는 위상 연속화(Phase Unwrapping)를 통해 위상 편이가 일어나지 않는 화소 구역들이 발생되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    한 구역의 확장시, 현재 처리중인 인접 화소에 대한 위상차가 사전 설정된 임계값 이하에 놓이는 경우에만 화소가 고려되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    세기 한계가 계속 감소하는 경우 임계값은 자동 잡음 레벨 평가 및 히스토그램에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    제일 먼저 관련 화소 영역들이 검출되고, 상기 화소 영역들의 신호 진폭은 가장 높은 임계값 위에 있고, 상기 임계값의 불연속적인 감소에 의해 추가의 영역 검출이 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  8. 제 4 항에 있어서,
    우선 위상 연속화된 다수의 분리된 구역들이 발생하고, 그 이후에 상기 구역들을 위해 확률이 가장 높은 각각의 위상 오프셋의 명확한 측정이 제공되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각 구역의 확률이 가장 높은 위상 오프셋의 측정은, 측정되어 φ0-보정된 90°-영상(S1 ')과 계산되어 φ0-보정된 90°-영상(S1 'T)의 화소 방식의 비교를 기초로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이미징 컴퓨터(17) 및 제어 컴퓨터(20)에서는 화소 방식의 비교시, 지방 및 물을 서로 다른 비율로 포함하는 최소 개수의 화소가 고려되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    확률이 가장 높은 위상 오프셋으로서 화소가 포함하는 위상 오프셋이 측정되고, 두 번째로 확률이 높은 위상 오프셋을 갖는 화소의 개수는 확률이 가장 높은 위상 오프셋을 갖는 화소의 개수보다 정해진 임계값만큼 적어야 하는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    분리된 구역은,
    상기 이미징 컴퓨터(17) 및 제어 컴퓨터(20)에서 화소 방식의 비교시, 지방 및 물을 서로 다른 비율로 포함하는 최소 개수의 화소가 고려되는 기준,
    확률이 가장 높은 위상 오프셋으로서 화소가 포함하는 위상 오프셋이 측정되고, 두 번째로 확률이 높은 위상 오프셋을 갖는 화소의 개수는 확률이 가장 높은 위상 오프셋을 갖는 화소의 개수보다 정해진 임계값만큼 적어야 하는 기준이 충족되지 않는 경우,
    경우에 따라 인접 구역에 의해 확장 프로세스가 종료된 후 각각의 경계선에 관련된 정보들에 따라 전체 위상이 연속화된 구역으로 통합되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  13. 제 2 항에 있어서,
    φ-보정 및 φ0-보정된 180°-영상(S2 '')을 획득하기 위해, 상기 각 구역의 위상 오프셋을 기초로 하여 φ0-보정된 180°-영상(S2 ')이 복소 평면 내에서 회전됨으로써 φ-보정되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 S0 '와 S2 ''의 합에 의해 순수한 제 1 스핀 스펙트럼의 영상이 획득되고, 상기 S0 '와 S2 ''의 차에 의해 순수한 제 2 스핀 스펙트럼의 영상이 획득되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 위상 보정된 영상(S0 ' 및 S2 '')의 측정을 위해, 알고리즘을 계산하는데 사용되는 위상값이 코어스 화소 그리드(coarse pixel grid)를 통해 보간됨에 따라 필터링된 영상이 생성되는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스핀 스펙트럼은 물을 나타내고, 제 2 스핀 스펙트럼은 지방을 나타내는 것을 특징으로 하는,
    핵스핀 단층 촬영기.
  17. - 펄스 시퀀스 또는 경사 에코 펄스 시퀀스를 발생시켜 검사될 대상으로 조사하고, 이때 HF 펄스 및 경사 펄스(펄스 시퀀스)의 조합을 통해 각각의 에코 시점에 제 1 스핀 종 또는 제 2 스핀 종의 자화가 서로 평행, 수직 및 역평행을 이루는 단계,
    - 상응하는 푸리에 변환에 의해, 위치에 따라 좌우되는 제 1 및 제 2 스핀 스펙트럼의 양성자 밀도로 구성되고, 위치에 따라 좌우되는 시스템 관련 선회 위상(φ0) 외에 각각 - B0-자계 불균일성에 의해 - 상이한 선회 위상(φ)을 갖는 세 개의 복소 영상(S0, S1, S2)이 획득되는 단계를 포함하는, 핵스핀 단층 촬영-측정시 상이한 화학적 이동을 하는 두 개의 스핀 스펙트럼의 영상을 제공하기 위한 방법에 있어서,
    상이한 위상(φ/2 또는 φ)에 따라
    - 먼저 φ0의 보정이 수행되고,
    - 그런 다음 φ의 보정이 수행되며,
    - 마지막으로 상기 각 스핀 스펙트럼의 배열이 수행되고,
    멀티 채널 촬영인 다수의 코일(채널)을 이용한 촬영에서, -푸리에 변환을 거치되 합해지기 전에- 각각의 개별 채널에 대해 별도의 φ0-보정이 실시되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 φ0-보정은 복소 평면 내에 있는 세 개의 영상(S0, S1 및 S2)을 -φ0만큼 회전시킴으로써 이루어지고, 그렇게 하여 φ0-보정된 영상(S0 ', S1 ' 및 S2 ')이 획득되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  19. 삭제
  20. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    이미징 컴퓨터(17) 또는 제어 컴퓨터(20)에서 φ-보정을 위해, 인접한 화소들 간에 정해진 위상값보다 더 큰 위상 편이가 일어나지 않는다는 가정에 기초하여, 그리고 세기 임계값으로서의 최소값 이상의 신호 진폭을 가진 화소들을 기초로 하여 인접 화소들과의 계속적인 비교 및 상응하는 위상 연속화(Phase Unwrapping)를 통해 위상 편이가 일어나지 않는 화소 구역들이 발생되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    한 구역의 확장시, 현재 처리중인 인접 화소에 대한 위상차가 사전 설정된 임계값 이하에 놓이는 경우에만 화소가 고려되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    세기 한계가 계속 감소하는 경우 임계값은 자동 잡음 레벨 평가 및 히스토그램에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    제일 먼저 관련 화소 영역들이 검출되고, 상기 화소 영역들의 신호 진폭은 가장 높은 임계값 위에 있고, 상기 임계값의 불연속적인 감소에 의해 추가의 영역 검출이 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  24. 제 20 항에 있어서,
    우선 위상 연속화된 다수의 분리된 구역들이 발생하고, 그 이후에 상기 구역들을 위해 확률이 가장 높은 각각의 위상 오프셋의 명확한 측정이 제공되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    각 구역의 확률이 가장 높은 위상 오프셋의 측정은, 측정되어 φ0-보정된 90°-영상(S1 ')과 계산되어 φ0-보정된 90°-영상(S1 'T)의 화소 방식의 비교를 기초로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 이미징 컴퓨터(17) 및 제어 컴퓨터(20)에서는 화소 방식의 비교시, 지방 및 물을 서로 다른 비율로 포함하는 최소 개수의 화소가 고려되는 것이 보증되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    확률이 가장 높은 위상 오프셋으로서 화소가 포함하는 위상 오프셋이 측정되고, 두 번째로 확률이 높은 위상 오프셋을 갖는 화소의 개수는 확률이 가장 높은 위상 오프셋을 갖는 화소의 개수보다 정해진 임계값만큼 적어야 하는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 분리된 구역은,
    상기 이미징 컴퓨터(17) 및 제어 컴퓨터(20)에서 화소 방식의 비교시, 지방 및 물을 서로 다른 비율로 포함하는 최소 개수의 화소가 고려되는 것이 보증되는 기준,
    확률이 가장 높은 위상 오프셋으로서 화소가 포함하는 위상 오프셋이 측정되고, 두 번째로 확률이 높은 위상 오프셋을 갖는 화소의 개수는 확률이 가장 높은 위상 오프셋을 갖는 화소의 개수보다 정해진 임계값만큼 적어야 하는 기준이 충족되지 않는 경우,
    경우에 따라 인접 구역에 의해 확장 프로세스가 종료된 후 각각의 경계선에 관련된 정보들에 따라 전체 위상이 연속화된 구역으로 통합되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  29. 제 18 항에 있어서,
    φ-보정 및 φ0-보정된 180°-영상(S2 '')을 획득하기 위해, φ0-보정된 180°-영상(S2 ')이 상기 각 구역의 위상 오프셋을 기초로 하여 복소 평면 내에서 회전됨으로써 φ-보정되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 S0 '와 S2 ''의 합에 의해 순수한 제 1 스핀 스펙트럼의 영상이 획득되고, 상기 S0 '와 S2 ''의 차에 의해 순수한 제 2 스핀 스펙트럼의 영상이 획득되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 위상 보정된 영상(S0 ' 및 S2 '')의 측정을 위해, 알고리즘을 계산하는데 사용되는 위상값이 코어스 화소 그리드(coarse pixel grid)를 통해 보간됨에 따라 필터링된 영상이 생성되는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
  32. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 스핀 스펙트럼은 물을 나타내고, 제 2 스핀 스펙트럼은 지방을 나타내는 것을 특징으로 하는,
    영상 제공 방법.
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