KR101065153B1 - Ｍｒｉ 장치 - Google Patents

Abstract

혈관의 묘사 능력(rendering capability)을 향상하기 위해, 본 발명은 윈도우 함수 f(k)- 윈도우 함수는 k 공간의 중심(O) 및 그 인접 영역과 k 공간의 둘레(periphery) 및 그 인접 영역에서 "1보다 작은 값"을 가지고, 윈도우 함수가 "1보다 작은 값"을 갖는 영역 사이에서 "1보다 작은 값"보다 큰 값을 가짐 -를 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하고, 윈도우 처리한 MR 신호에 푸리에 변환 처리를 적용하여 MR 화상을 얻는 MR 화상 생성 방법을 제공한다.

Description

ＭＲＩ 장치{MRI APPARATUS}

도 1은 제 1 실시예에 따른 MRI 장치를 나타내는 블록도,

도 2는 제 1 실시예에 따른 MR 화상 생성 처리를 나타내는 흐름도,

도 3은 가상 모델의 슬라이스 중심축 상의 MR 신호강도를 나타내는 그래프,

도 4는 가상 모델의 k 공간 중심축 상의 MR 신호강도를 나타내는 그래프,

도 5는 제 1 실시예에 따라 k 공간 중심 축상의 윈도우 함수 값을 나타내는 그래프,

도 6은 제 1 실시예에 따라 윈도우 처리 후의 k 공간 중심축 상의 MR 신호강도를 나타내는 그래프,

도 7은 제 1 실시예에 따라 FFT 처리 후의 슬라이스 중심축 상의 MR 신호강도를 나타내는 그래프,

도 8은 제 2 실시예에 따라 윈도우 함수의 k 공간 중심축 상의 값을 나타내는 그래프,

도 9는 제 3 실시예에 따른 3차원 MR 화상 생성 처리를 나타내는 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 마그네트 어셈블리 1G : 구배코일

1T : 송신코일 1C : 정자장 코일

1R : 수신코일 2 : 정자장 전원

3 : 구배코일 구동 회로 4 : RF 전력 증폭기

5 : 전치증폭기 8 : 순차 메모리 회로

9 : 게이트 변조 회로 10 : RF 진동 회로

12 : 위상 검출기 13 : 조작자 콘솔

본 발명은, MR(Magnetic Resonance) 화상 생성 방법 및 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 장치에 관한 것으로, 특히 혈관을 묘사하는 능력을 향상시킬 수 있는 MR 화상 생성 방법 및 MRI 장치에 관한 것이다.

종래의 MRI 장치는, MR 신호를 획득하는 MR 신호 획득 디바이스과, k 공간의 중심으로부터 k 공간의 둘레 근방의 위치까지 값 "1"을 갖고, 둘레에 가까워짐에 따라 감소하는 값을 갖는 윈도우 함수를 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하는 윈도우 처리 디바이스과, 윈도우 처리한 MR 신호를 퓨리에 변환 처리하여 MR 화상을 얻는 퓨리에 변환 처리 디바이스를 포함한다.

윈도우 처리는 MR 신호의 고주파 부분을 동심원 형상으로 억제하여 MRI 장치에 의한 신호 획득이 k 공간의 한정된 직사각형 영역에 한정됨으로 인한 트렁케이션 아티팩트(truncation artifacts)이나 이방성 노이즈 텍스쳐를 억제한다.

관련하는 종래 기술은, 일본국 특허 출원 공보 제 H4-53531호 및 H6-121781 호에 개시되어 있다.

종래의 MRI 장치에서는, 생성되는 화상이 혈류 화상인지 여부에 관계 없이 동일한 윈도우 처리가 수행된다.

다시 말해, 종래의 윈도우 처리는, 생성되는 화상이 혈류 화상인 경우에 최적화되어 있지 않고, 혈관의 묘사 능력을 향상할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 생성되는 화상이 혈류 화상인 경우에 대하여 윈도우 처리를 최적화함으로써 혈관의 묘사 능력을 향상하는 MR 화상 생성 방법 및 MRI 장치를 제공하는 것이다.

제 1 관점에서, 본 발명은 윈도우 함수- 윈도우 함수는 k 공간의 중심 및 그 인접 영역과 k 공간의 둘레(periphery) 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 가지고, 윈도우 함수가 1보다 작은 값을 갖는 영역 사이에서는 윈도우 함수가 1보다 작은 값을 갖는 영역에서의 값보다 큰 값을 갖음 -를 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하고, 윈도우 처리한 MR 신호에 푸리에 변환 처리를 적용하여 MR 화상을 얻는 것을 특징으로 하는 MR 화상 생성 방법을 제공한다.

이 구성에 있어서, k 공간 중심의 인접 영역은 k 공간 중심으로부터 약 5 내지 20 데이터 포인트의 범위를 갖는다. k 공간 둘레의 인접 영역(근방)은 k 공간의 둘레으로부터 약 5 내지 20 데이터 포인트의 범위를 갖는다.

제 1 관점의 MR 화상 생성 방법에 따르면, k 공간의 중심 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖는 윈도우 함수가 이용되기 때문에, k 공간의 중심 근방의 MR 신호는 억제된다. 조직 부분(tissue portion)의 MR 신호는 k 공간의 중심 근방에 좁게 분포하고 있는 반면, 혈류 부분의 MR 신호는 중심 근방뿐만 아니라 고주파 영역에도 널리 분포하고 있다. 그러므로, 조직 부분의 MR 신호는 크게 억제되지만, 혈류 부분의 MR 신호는 비교적 약하게 억제된다. 그러므로, 상대적으로 혈관의 묘사 능력이 향상된다.

또한, 윈도우 함수는 k 공간의 둘레 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖기 때문에, MR 신호의 고주파 부분은 종래의 기술에서와 같이 동심원형상으로 억제될 수 있다.

제 2 관점에서, 본 발명은 k 공간의 중심에서는 1보다 작은 값을 가지고, 중심에서 멀어짐에 따라, 먼저 1 이상의 값 C까지 증가하고, 소정의 기간 동안 C로 유지되고, 이어서 1로 되며, k 공간의 둘레 근방에서 둘레로 이동함에 따라 1보다 작은 값까지 감소하는 윈도우 함수를 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하고, 윈도우 처리한 MR 신호에 푸리에 변환 처리를 적용하여 MR 화상을 얻는 것을 특징으로 하는 MR 화상 생성 방법을 제공한다.

이 구성에 있어서, 윈도우 함수가 k 공간의 중심으로부터 값 C까지 증가하는 값을 갖는 영역은 k 공간의 중심으로부터 약 3 내지 15 데이터 포인트의 범위를 갖는다. 윈도우 함수가 소정의 기간 동안 C로 유지되는 영역은 약 20 내지 50 데이터 포인트의 범위를 갖는다. 윈도우 함수가 C에서 1까지 되는 영역은 약 3 내지 10 데이터 포인트의 범위를 갖는다. 윈도우 함수가 1보다 작은 값을 갖는 영역은 k 공간의 둘레로부터 약 5 내지 20 데이터 포인트의 범위를 갖는다.

제 2 관점의 MR 화상 생성 방법에 따르면, 윈도우 함수가 k 공간의 중심 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖기 때문에, k 공간의 중심 근방의 MR 신호는 억제된다. 조직 부분의 MR 신호는 k 공간의 중심 근방에 좁게 분포하고 있는 반면, 혈류 부분의 MR 신호는 중심 근방뿐만 아니라 고주파 영역에도 널리 분포하고 있다. 따라서, 조직 부분의 MR 신호는 크게 억제되지만, 혈류 부분의 MR 신호는 비교적 약하게 억제된다. 다음에, "윈도우 함수가 소정의 기간 동안 C로 유지되는" 영역에서, 혈류 부분의 MR 신호의 0차 피크 부분(중심에서 최대값을 가지는 정점(crest))은 보존 또는 증폭된다. 다음에, "윈도우 함수가 1이 되는" 영역에서는, 혈류 부분의 MR 신호의 1차 이상의 피크 부분(중심이외의 위치에서 최대값을 갖는 정점)이 보존된다. 그러므로, 상대적으로 혈관의 묘사 능력이 향상된다.

또한, 윈도우 함수가 k 공간의 둘레 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖기 때문에, 종래의 기법에서와 같이 MR 신호의 고주파 부분은 동심원형상으로 억제될 수 있다.

제 3 관점에서는, 본 발명은 앞서 설명한 구성을 갖는 MR 화상 생성 방법을 제공하는데, 이 방법은 윈도우 함수가 C까지 증가하는 영역에서는 윈도우 함수가 가우시안 함수를 이용하는 함수인 것을 특징으로 한다.

제 3 관점의 MR 화상 생성 방법에 따르면, 가우시안 함수 exp{-｜k｜²/a²}이 사용되어, 1보다 작은 값으로부터 값 C까지 원활히 값을 증가시킬 수 있다.

제 4 관점에서, 본 발명은 앞서 설명한 구성을 갖는 MR 화상 생성 방법을 제공하는데, 이 방법은 윈도우 함수가 1보다 작은 값으로 감소하는 영역에서, 윈도우 함수는 페르미-디라크(Fermi-Dirac) 함수를 이용하는 함수인 것을 특징으로 한다.

상기 제 4 관점의 MR 화상 생성 방법에 따르면, 페르미-디라크 함수 1/(1+ exp{(｜k｜-R/b})가 이용되어 1에서 1보다 값으로 값을 원활히 감소시킬 수 있다.

제 5 관점에서는, 본 발명은 MR 화상 생성 방법을 제공하는데, 이 방법은, k 공간의 중심에서는 1보다 작은 값을 가지고, 중심에서 멀어짐에 따라 먼저 우선 1까지 증가하고, 소정의 기간 동안 1로 유지되며, k 공간의 둘레 근방에서 둘레로 이동함에 따라 1보다 작은 값으로 감소하는 윈도우 함수를 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하고, 윈도우 처리한 MR 신호에 푸리에 변환 처리를 적용하여 MR 화상을 얻는 것을 특징으로 한다.

앞서 설명한 제 5 관점의 MR 화상 생성 방법에 따르면, 윈도우 함수가 k 공간의 중심 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖기 때문에, k 공간의 중심 근방의 MR 신호는 억제된다. 조직 부분의 MR 신호는 k 공간의 중심 근방에 좁게 분포하고 있는 반면, 혈류 부분의 MR 신호는 중심 근방뿐만 아니라 고주파 영역에도 널리 분포하고 있다. 이 때문에, 조직 부분의 MR 신호는 크게 억제되지만, 혈류 부 분의 MR 신호는 비교적 약하게 억제된다. 다음에, "윈도우 함수가 소정의 기간 동안 1로 유지되는" 영역에서, 혈류 부분의 MR 신호는 보존된다. 따라서, 상대적으로 혈관의 묘사 능력이 향상된다.

또한, 윈도우 함수가 k 공간의 둘레 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖기 때문에, 종래의 기법에서와 같이 MR 신호의 고주파 부분은 동심원형상으로 억제될 수 있다.

제 6의 관점에서, 본 발명은 앞서 설명한 구성의 MR 화상 생성 방법을 제공하는데, 이 방법은 윈도우 함수가 1까지 증가하는 영역에서 윈도우 함수는 가우시안 함수를 이용하는 함수인 것을 특징으로 한다.

제 6의 관점의 MR 화상 생성 방법에 따르면, 가우시안 함수 exp{-｜k｜²/a²}이 이용되어, 1보다 작은 값에서 1로 값을 원활히 값을 증가시킬 수 있다.

제 7의 관점에서, 본 발명은 앞서 설명한 구성의 MR 화상 생성 방법을 제공하는데, 이 방법은 윈도우 함수가 1보다 작은 값으로 감소하는 영역에서, 윈도우 함수는 페르미-디라크 함수를 이용하는 함수인 것을 특징으로 한다.

제 7의 관점의 MR 화상 생성 방법에 따르면, 페르미-디라크 함수 1/(1+ exp{(｜k｜-R)/b})가 이용하여, 1로부터 1보다 작은 값으로 원활히 값을 작게 할 수 있다.

제 8의 관점에서, 본 발명은 복수의 연속적 슬라이스에 대하여 앞서 설명한 구성을 갖는 MR 화상 생성 방법에 의해 MR 화상을 생성하고, 그 MR 화상으로부터 3 차원 데이터를 생성하여, 이 3차원 데이터에 대하여 MIP 처리를 하여 투영 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 MR 화상 생성 방법을 제공한다.

제 8의 MR 화상 생성 방법에서, 혈관 조영 화상(angiographic image)에 대한 혈관의 묘사 능력이 향상될 수 있다.

제 9의 관점에서, 본 발명은 MR 신호를 얻는 MR 신호획득 디바이스과, k 공간의 중심 및 그 인접 영역과 k 공간의 둘레 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖고, 윈도우 함수가 1보다 작은 값을 갖는 영역 사이에서 윈도우 함수가 1보다 작은 값을 갖는 영역에서의 값보다 큰 값을 갖는 윈도우 함수을 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하는 윈도우 처리 디바이스과, 윈도우 처리한 MR 신호를 퓨리에 변환 처리를 적용하여 MR 화상을 얻는 퓨리에 변환 처리 디바이스를 구비한 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 9의 관점의 MRI 장치에 따라, 제 1 관점의 MR 화상 생성 방법은 적합하게 구현될 수 있다.

제 10의 관점에서, 본 발명은 MR 신호를 얻는 MR 신호획득 디바이스과, k 공간의 중심에서 1보다 작은 값을 가지고, 중심에서 멀어짐에 따라서, 우선 1 이상의 값 C까지 증가하고, 소정의 기간 동안 C로 유지되고, 이어서 1이 되며, k 공간의 둘레 근방에서부터 둘레으로 이동함에 따라 1보다 작은 값으로 감소하는 윈도우 함수를 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하는 윈도우 처리 디바이스과, 윈도우 처리한 MR 신호를 퓨리에 변환 처리를 적용하여 MR 화상을 얻는 퓨리에 변환 처리 디바이스를 구비한 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 10의 관점의 MRI 장치에 따라, 제 2 관점의 MR 화상 생성 방법이 적합하게 구현될 수 있다.

제 11의 관점에서, 본 발명은 앞서 설명한 구성을 갖는 MRI 장치를 제공하는데, 이 장치는 윈도우 함수가 C까지 증가하는 영역에서, 윈도우 함수가 가우시안 함수를 이용하는 함수인 것을 특징으로 한다.

제 11의 관점의 MRI 장치에 따라, 제 3 관점의 MR 화상 생성 방법이 적합하게 구현될 수 있다.

제 12의 관점에서, 본 발명은 앞서 설명한 구성을 갖는 MRI 장치를 제공하는데, 이 장치는 윈도우 함수가 1보다 작은 값으로 감소하는 영역에서는, 윈도우 함수가 페르미-디라크 함수를 이용하는 함수인 것을 특징으로 한다.

제 12의 관점의 MRI 장치에 따라, 제 4 관점의 MR 화상 생성 방법이 적합하게 구현될 수 있다.

제 13의 관점에서, 본 발명은 MR 신호를 얻는 MR 신호획득 디바이스과, k 공간의 중심에서 1보다 작은 값을 갖고, 중심에서 멀어짐에 따라, 우선 1까지 증가하고, 소정의 기간 동안 1로 유지되고, k 공간의 둘레 근방에서부터 둘레으로 이동함에 따라 1보다 작은 값으로 감소하는 윈도우 함수를 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하는 윈도우 처리 디바이스과, 윈도우 처리한 MR 신호를 퓨리에 변환 처리를 적용하여 MR 화상을 얻는 퓨리에 변환 처리 디바이스를 구비한 것을 특징으로 하는 MRI 장치를 제공한다.

제 13의 관점의 MRI 장치에 따라, 제 5 관점의 MR 화상 생성 방법이 적합하 게 구현될 수 있다.

제 14의 관점에서, 본 발명은 앞서 설명한 구성을 갖는 MRI 장치를 제공하는데, 이 장치는 윈도우 함수가 1까지 증가하는 영역에서는, 윈도우 함수가 가우시안 함수를 이용하는 함수인 것을 특징으로 한다.

제 14의 관점의 MRI 장치에 따라, 제 6의 관점의 MR 화상 생성 방법이 적합하게 구현될 수 있다.

제 15의 관점에서, 본 발명은 앞서 설명한 구성을 갖는 MRI 장치를 제공하는데, 이 장치는 윈도우 함수가 1보다 작은 값까지 감소하는 영역에서는, 윈도우 함수는 페르미-다라크 함수를 이용하는 함수인 것을 특징으로 한다.

제 15의 관점의 MRI 장치에 따라, 제 7의 관점의 MR 화상 생성 방법이 적합하게 구현될 수 있다.

제 16의 관점에서, 본 발명은 앞서 설명한 구성을 갖는 MRI 장치를 제공하는데, 이 장치는 복수의 연속적 슬라이스에 대하여 생성한 MR 화상으로부터 3차원 데이터를 생성하는 3차원 데이터 생성 디바이스과, 3차원 데이터에 대하여 MIP 처리를 하여 투영 화상을 생성하는 MIP 처리 디바이스를 구비한 것을 특징으로 한다.

제 16의 관점의 MRI 장치에 따라, 제 8의 관점의 MR 화상 생성 방법이 적합하게 구현될 수 있다.

본 발명의 MR 화상 생성 방법 및 MRI 장치에 따라, 혈관의 묘사 능력이 향상된다. 또한, 고주파 영역의 노이즈가 억제되어 CNR(캐리어 대 노이즈 비율)을 향상시킨다.

본 발명의 또 다른 목적 및 장점은 첨부한 도면에 예시된 본 발명의 바람직한 실시예의 후속하는 설명으로부터 분명해질 것이다.

본 발명은 첨부한 도면에 도시된 실시예를 참조하여 보다 자세히 설명될 것이다.

-제 1 실시예-

도 1은 제 1 실시예에 따른 MRI 장치를 나타내는 블록도이다.

이 MRI 장치(100)에 있어서, 마그네트 어셈블리(1)는 내부에 피검체를 삽입하기 위한 구멍(bore)(공동 부분)을 갖고, 이 구멍을 둘러싸는, 구배자장을 형성하는 구배코일(이 구배코일은 X축, Y축 및 Z축 코일을 포함하고, 이들의 조합은 슬라이스축, 뒤틀림(warp) 및 판독축을 결정함)(lG)과, 피검체 내의 원자핵의 스핀을 여기하기 위한 RF 펄스를 인가하는 송신코일(1T)과, 피검체부터의 NMR 신호를 검출하는 수신코일(1R)과, 정자장를 형성하는 정자장 전원(2) 및 정자장 코일(1C)이 제공된다.

또, 정자장 전원(2) 및 정자장 코일(1C)(초전도 코일) 대신에, 영구자석이 이용될 수도 있다는 것을 인지해야 한다.

구배코일(1G)은 구배코일 구동 회로(3)에 접속되어 있다. 또한, 송신코일(1T)은 RF 전력 증폭기(4)에 접속되어 있다. 또한, 수신코일(1R)은 전치증폭기(5)에 접속되어 있다.

순차 메모리 회로(8)는 컴퓨터(7)로부터의 인스트럭션에 응답하여, 저장된 펄스시퀀스에 근거하여, 구배코일 구동 회로(3)를 동작시켜, 구배코일(1G)로부터 구배자장을 형성한다. 순차 메모리 회로(8)는 또한 게이트 변조 회로(9)를 동작시켜, RF 발진 회로(10)로부터의 고주파 출력 신호를 사전정의된 타이밍 및 포락선의 펄스형 신호로 변조한다. 이 펄스형 신호는 여기 펄스로서 RF 전력 증폭기(4)에 인가되고, RF 전력 증폭기(4)에서 전력 증폭되며, 마그네트 어셈블리(1)의 송신코일(1T)에 인가되어, RF 펄스를 송신한다.

전치증폭기(5)는 마그네트 어셈블리(1)의 수신코일(1R)에서 검출된 피검체부터의 NMR 신호를 증폭하고, 이 신호를 위상검파기(12)에 입력한다. 위상검파기(12)는 RF 발진 회로(10)의 출력을 참조 신호로 이용하여, 전치증폭기(5)로부터의 NMR 신호를 위상검파하고, 이 위상검파된 신호를 A/D 변환기(11)에 공급한다. A/D 변환기(11)는 위상검파된 아날로그 신호를 디지탈 신호 형태의 MR 데이터로 변환하고, 이들을 컴퓨터(7)에 입력한다.

컴퓨터(7)는 A/D 변환기(11)로부터 MR 데이터를 판독하고, 화상 재구성 처리를 수행하여 MR 화상을 생성한다. 또한, 컴퓨터(7)는 조작자 콘솔(13)로부터 입력된 정보를 수신하는 것과 같은 전체적인 제어를 담당한다.

표시 장치(6)는 MR 화상을 표시한다.

도 2는 MRI 장치(100)에 의한 MR 화상 생성 처리를 나타내는 흐름도이다.

단계(P1)에서, 하나의 슬라이스로부터 수집한 MR 데이터에 대하여 윈도우 처리가 적용된다.

여기서, 슬라이스에 대한 모델은, 256×256의 FOV (field of view)의 중심에 원형의 혈관이 존재하고, 뇌실질(brain matters)이 혈관을 도우넛 형태로 둘러싸도록 가정된다. 또한, 슬라이스 중심 축상의 MR 신호강도에 대해, 이 모델은 도 3에 도시하는 바와 같이, 뇌실질(G)과 혈관 V의 최대 신호강도가 같도록 가정된다. 도 3의 수평축은 화소점의 인덱스를 나타낸다.

또, 전체 슬라이스 평면에 걸친 MR 신호강도는 도 3의 위치(O)에서 회전축으로 도 3의 곡선을 축회전시킴으로써 형성된 곡면이다.

이 모델의 경우, k 공간 중심축 상에 있어서의 MR 신호의 주파수 성분 분포는 도 4에 도시되어 있다. 도 4의 수평축은 k 공간의 데이터 포인트의 인덱스를 나타낸다. 주파수 관점에서 볼때, 수평축 상의 위치(0)는 직류 위치(k 공간의 중심)에 대응하고, 둘레로 갈수록 고주파가 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, MR 데이터에 포함된 뇌실질(G)의 주파수 성분(g)은 중심에서 매우 높은 피크를 가지고, 중심 근방에서 좁게 분포하고 있다. 한편, MR 데이터에 포함된 혈관 V의 주파수 성분(혈류의 주파수 성분)(v)은 중심에서 비교적 낮은 피크를 가지고, 중심 근방뿐만 아니라 고주파 영역에도 널리 분포하고 있다.

전체 k 공간에 대한 MR 신호의 주파수 성분 분포는 도 4의 중심에서 도 4의 곡선을 회전축으로 축회전시킴으로써 형성된 곡면이다.

도 5는 k 공간의 중심축 상의 MR 신호에 대하여 이용되는 윈도우 함수 f(k)를 도시하고 있다.

이 윈도우 함수 f(k)는, k 공간의 중심에서 값 0.5를 가지고, 중심에서 멀어짐에 따라, 우선 값 1.2까지 증가하고, 소정의 기간 동안 값 1.2로 유지되고, 이어서 값 1이 되며, k 공간의 둘레 근방에서부터 둘레으로 이동함에 따라 값 0.5까지 작아진다.

값이 0.5에서부터 1.2까지 증가하는 영역에서는, 윈도우 함수 f(k)는,

f(k)= C (1-A·exp{-｜k｜²/a²})

로 표시되며, 여기서, a, A 및 C는 상수이고, k는 중심으로부터의 거리이다. 도 5에 있어서, C=1.2, A=-0.6 및 a=5이다.

값이 1에서부터 0.5까지 감소하는 영역에서는, 윈도우 함수 f(k)는

f(k)= 1/(1+ exp{(｜k｜-R)/b})

로 표시되며, 여기서 b 및 R은 상수이며, k는 중심으로부터의 거리이다. 도 5에서, R=128, b=3이다.

전체 k 공간에 대한 윈도우 함수 f(k)는 도 5의 중심에서 도 5의 곡선을 회전축으로 축회전시킴으로써 형성된 곡면이다.

도 6은 k 공간의 중심 축상에서의 윈도우 처리된 MR 신호의 주파수 성분 분포를 나타낸다.

뇌실질(G)의 주파수 성분(g)은 본래의 강도의 약 절반 정도로 크게 억제된다.

한편, 혈관의 주파수 성분(v)의 O차 피크 부분은 중심에서 억제되는 반면, 중심 근방에서는 증폭된다. 1차 이상의 피크 부분은 본래의 강도로 보존된다.

전체 k 공간에 대한 MR 신호의 주파수 성분은 도 6의 중심에서 도 6의 곡선을 회전축으로 축회전시킴으로써 형성된 곡면이다.

도 2에 되돌아가, 단계(P2)에서, 윈도우 처리된 MR 데이터는 2차원 FFT(Fast Fourier Transform) 처리된다.

도 7은 FFT 처리 이후의 슬라이스 중심 축상의 MR 신호강도를 나타낸다.

뇌실질(G)의 신호는 크게 억제되는 반면, 혈관 V의 신호는 본래의 강도에 가깝게 유지된다.

전체 슬라이스에 대한 MR 신호강도는 도 7의 위치(0)에서 도 7의 곡선을 회전축으로 축회전시킴으로써 형성된 곡면이다.

그 결과, 상대적으로 혈관 V의 묘사 능력이 향상될 수 있다.

또한, 윈도우 함수 f(k)는, k 공간의 둘레 및 그 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖는다. 이 때문에, 종래의 기법에서와 같이 MR 신호의 고주파 부분을 동심원형상으로 억제할 수 있다.

-제 2 실시예-

제 2 실시예에서, 도 8에 도시된 윈도우 함수를 이용하여 윈도우 처리한다.

도 8의 윈도우 함수 f(k)는 k 공간의 중심에서 값 0.5를 가지고, 중심에서 멀어짐에 따라 값 1까지 증가하고, 소정의 기간 동안 값 1로 유지되며, k 공간의 둘레 근방에서부터 둘레로 이동함에 따라 값 0.5까지 작아진다.

값이 0.5에서부터 1까지 증가하는 영역에서는, 윈도우 함수 f(k)는,

f(k)= 1-A·exp{-｜k｜²/a²}

로 표시되며, 여기서, a 및 A는 상수이고 k는 중심으로부터의 거리이다.

값이 1에서부터 0.5까지 감소하는 영역에서는, 윈도우 함수 f(k)는,

f(k)= 1/(1+ exp{(｜k｜-R)/b})

로 표시되며, 여기서 b 및 R은 상수이고, k는 중심으로부터의 거리이다.

전체 k 공간에 대한 윈도우 함수 f(k)는, 도 8의 중심에서 도 8의 곡선을 회전축으로 축회전시킴으로써 형성된 곡면이다.

도 8에 파선으로 도시하는 바와 같이, 중심 및 그 인접 영역에서 1의 값을 갖는 경우, 윈도우 함수는 종래의 윈도우 함수와 동일할 수 있다는 것을 인지해야 한다.

-제 3 실시예-

제 3 실시예에서, 혈관 V의 묘사 능력이 향상된 3차원 MR 화상이 생성된다.

도 9는 제 3 실시예에 따른 3차원 MR 화상 생성 처리를 나타내는 흐름도이다.

단계(Q1)에서, 앞서 설명한 실시예들 중 하나에 따라 MR 화상이 생성되고, 이 생성은 두께 방향으로 연속적으로 나란히 서는 복수의 슬라이스에 대하여 되풀이된다.

단계(Q2)에서, 두께 방향으로 연속적으로 나란히 서는 복수의 슬라이스 MR 화상으로부터 3차원 데이터가 생성된다.

단계(Q3)에서, 3차원 데이터에 대하여 MIP(Maximum Intensity Projection) 처리를 하여 3차원 MR 화상을 생성한다.

슬라이스의 MR 화상은 혈관 V의 묘사 능력이 향상된 MR 화상이기 때문에, 3차원 MR 화상도 혈관 V의 묘사 능력이 향상된 MR 화상이여서, 본 발명은 혈관 조영 화상을 생성하는 데 적절하다.

-다른 실시예-

앞서 설명한 함수 이외의 함수의 조합으로부터 윈도우 함수를 생성하여, 윈도우 처리에 이용할 수 있다.

본 발명의 다수의 다양한 실시예가 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고서 구성될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에서 설명한 특정 실시예에 제한되지 않고, 첨부한 청구항에 의해서만 정의된다는 것을 이해해야 한다.

본 발명의 MR 화상 생성 방법 및 MRI 장치에 의하면, 혈관의 묘사 능력을 향상할 수 있고, 고주파 영역의 노이즈를 억제할 수 있어, CNR를 향상할 수 있다.

Claims (8)

1. MR 신호를 획득하는 MR 신호 획득 디바이스와,

   윈도우 함수- 상기 윈도우 함수는 k 공간의 중심 및 중심 인접 영역과 k 공간의 둘레(periphery) 및 둘레 인접 영역에서 1보다 작은 값을 갖고, 상기 윈도우 함수가 1보다 작은 값을 갖는 영역들 사이에서 상기 윈도우 함수가 1보다 작은 값을 갖는 영역에서의 값보다 큰 값을 가짐 -를 이용하여 상기 MR 신호를 윈도우 처리하는 윈도우 처리 디바이스와,

   상기 윈도우 처리한 MR 신호를 퓨리에 변환 처리하여 MR 화상을 얻는 퓨리에 변환 처리 디바이스

   를 포함하는 MRI 장치.
2. MR 신호를 획득하는 MR 신호 획득 디바이스와,

   k 공간의 중심에서 1보다 작은 값을 갖고, 상기 중심에서 멀어짐에 따라, 우선 1 이상의 값 C까지 증가하고, 소정의 기간 동안 C로 유지되며, 이어서 1로 되고, 상기 k 공간의 둘레 근방에서부터 둘레로 이동함에 따라 1보다 작은 값까지 감소하는 윈도우 함수를 이용하여 상기 MR 신호를 윈도우 처리하는 윈도우 처리 디바이스와,

   상기 윈도우 처리한 MR 신호를 퓨리에 변환 처리하여 MR 화상을 얻는 퓨리에 변환 처리 디바이스

   를 포함하는 MRI 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 윈도우 함수는, 상기 윈도우 함수가 C까지 증가하는 영역에서 가우시안 함수를 이용하는 함수인 MRI 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 윈도우 함수는, 상기 윈도우 함수가 1보다 작은 값까지 감소하는 영역에서 페르미-디라크 함수(a Fermi-Dirac function)를 이용하는 함수인 MRI 장치.
5. MR 신호를 획득하는 MR 신호 획득 디바이스와,

   k 공간의 중심에서는 1보다 작은 값을 가지고, 상기 중심에서 멀어짐에 따라, 우선 1까지 증가하고, 소정의 기간 동안 1로 유지되며, 상기 k 공간의 둘레 근방에서 둘레로 이동함에 따라 1보다 작은 값까지 감소하는 윈도우 함수를 이용하여 MR 신호를 윈도우 처리하는 윈도우 처리 디바이스와,

   상기 윈도우 처리한 MR 신호를 퓨리에 변환 처리하여 MR 화상을 얻는 퓨리에 변환 처리 디바이스

   를 포함하는 MRI 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 윈도우 함수는, 상기 윈도우 함수가 1까지 증가하는 영역에서 가우시안 함수를 이용하는 함수인 MRI 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 윈도우 함수는, 상기 윈도우 함수가 1보다 작은 값까지 감소하는 영역에서 페르미-디라크 함수를 이용하는 함수인 MRI 장치.
8. 제 1 항, 제 2 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   복수의 순차 슬라이스에 대하여 생성한 MR 화상으로부터 3차원 데이터를 생성하는 3차원 데이터 생성 디바이스와,

   상기 3차원 데이터에 대하여 MIP 처리를 수행하여 투영 화상(projection image)을 생성하는 MIP 처리 디바이스

   를 포함하는 MRI 장치.

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