KR101438758B1 - Apparatus and method for magnetic resonance image processing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Image, MRI)을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for processing a magnetic resonance image (MRI).
일반적으로, 자기 공명 영상(MRI)을 처리하는 기기는 전자파에너지의 공급에 따른 공명현상을 이용하여 환자의 특정부위에 대한 단층 이미지를 획득하는 장치로서, X선이나 CT와 같은 촬영 기기에 비해 방사선 피폭이 없고 단층 이미지를 비교적 용이하게 얻을 수 있어 널리 사용되고 있다.BACKGROUND ART In general, a device for processing magnetic resonance imaging (MRI) is a device for acquiring a tomographic image of a specific region of a patient by using a resonance phenomenon caused by supply of electromagnetic energy. The X- It is widely used because it has no exposure and can acquire a tomographic image relatively easily.
자기 공명 영상을 생성하기 위해서는 자기 공명 영상을 촬영하는 피검체에 대해 고주파의 RF 신호를 복수회 인가하여 피검체 내의 원자핵의 스핀을 여기 시키게 된다. 이와 같은 자기 공명 기기로의 펄스열 인가를 통해 자기 공명 영상 처리 기기에서는 자유 유도 감쇄 신호(FID)와 스핀 에코 등 다양한 신호가 발생되며, 이러한 신호들을 선택적으로 획득하여 자기 공명 영상을 생성한다.In order to generate a magnetic resonance image, a high-frequency RF signal is applied to a subject to be photographed to excite a spin of a nucleus in the subject. Through the application of a pulse train to such a magnetic resonance apparatus, various signals such as a free induction attenuation signal (FID) and a spin echo are generated in a magnetic resonance imaging apparatus, and these signals are selectively acquired to generate a magnetic resonance image.
이러한 자기 공명 영상을 생성하는 방법과 관련하여 종래의 병렬 자기 공명 영상 방법에서는 다중 채널에서 k 공간(k-space)의 중앙부, 즉 저주파수 영역에서는 나이퀴스트 비율로 데이터를 획득하고, k 공간의 주변부, 즉 고주파수 영역에서는 그 보다 낮은 비율로 데이터를 획득한다. 그리고, 저주파수 영역과 고주파수 영역에 대하여 순차적으로 미획득된 데이터를 복원하는 단계를 거친다. 즉, 저주파수 영역의 데이터에 대한 캘리브레이션 과정에서 획득한 캘리브레이션 데이터를 이용하여, 저주파수 영역의 데이터에 대하여 보간법을 수행한다. 그리고, 앞서 저주파수 영역의 데이터에 대하여 수행한 보간법을 이용하여 고주파수 영역에 대하여 미획득된 데이터를 복원하는 단계를 수행한다.In the conventional parallel magnetic resonance imaging method, data is acquired at a central portion of a k-space (k-space), that is, at a low frequency region, at a Nyquist rate, , That is, the data is acquired at a lower rate in the high frequency region. Then, a step of reconstructing data that has not been acquired sequentially in the low-frequency region and the high-frequency region is performed. That is, interpolation is performed on the data in the low-frequency region using the calibration data obtained in the calibration process for the data in the low-frequency region. Then, a step of recovering unacquired data in the high frequency region is performed using the interpolation method performed on the data in the low frequency region.
한편, 주파수 공간에서의 처리 방법과 달리, 이미지 공간에서는 채널의 민감도를 사용한다. 종래의 병렬 자기 공명 영상 방법에서는 데이터를 획득하기 전에 저주파수 영역의 샘플 데이터를 획득하여 각 채널의 민감도를 계산한다. 그리고, 본 데이터 획득 시간에 일정한 간격으로 언더 샘플링된 데이터를 획득한다. 다중 채널의 민감도를 활용하여 언더 샘플링에 의하여 발생하는 영상의 잔존 엘리어싱 인공물(aliasing artifact)를 처리하여 영상을 복원한다.On the other hand, unlike the processing method in the frequency space, the sensitivity of the channel is used in the image space. In the conventional parallel magnetic resonance imaging method, sample data of a low frequency region is obtained before acquiring data to calculate the sensitivity of each channel. Then, undersampled data is acquired at regular intervals in this data acquisition time. We utilize the sensitivity of multi-channel to recover the image by processing the remaining aliasing artifacts generated by undersampling.
다만, 이러한 종래 기술에 따르면, 주파수 공간 영상 복원 방법에서는 영상 신호의 데이터가 잡음에 의하여 훼소되는 경우, 고주파수 신호의 복원 과정에서 잡음이 증폭되어 영상에 나타나는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 이미지 공간 영상 복원 방법에서는 캘리브레이션 과정과 복원 과정이 분리되어 있기 때문에, 데이터 획득 시간이 길어질 뿐만 아니라, 저주파수의 신호만 이용하여 채널의 민감도를 추정하기 때문에 영상에 잔존 엘리어싱 인공물이 나타날 수 있다.However, according to the conventional technique, when the data of a video signal is overwhelmed by the noise in the frequency-domain image restoration method, noise may be amplified in a process of restoring a high-frequency signal, resulting in a problem of appearing in an image. In addition, since the calibration process and the restoration process are separated in the image space image restoration method, not only the data acquisition time is long, but also the sensitivity of the channel is estimated using only the low frequency signal, so that residual artifacts may appear in the image .
이와 관련하여, 미국 등록 특허(US 제6841998호, Magnetic resonance imaging method and apparatus employing partial parallel acquisition, wherein each coil produce a complete K-space datasheet)는 부분 병렬 데이터 획득 방법에 관한 것으로, 저주파수 대역의 데이터를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 구성을 개시하고 있다.In this regard, US Patent No. 6841998 (US Pat. No. 6,841,998) discloses a partial parallel data acquisition method, which employs a partial parallel data acquisition method, And the calibration is performed using the calibration data.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일부 실시예는 저주파수 대역과 고주파수 대역에 걸쳐 영상 복원을 수행할 수 있는 자기 공명 영상 처리 장치 및 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to provide a magnetic resonance image processing apparatus and method capable of performing image reconstruction over a low frequency band and a high frequency band.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 자기 공명 영상 처리 장치는, 언더 샘플링을 통해 표본화된 자기 공명 영상 신호에 대하여, 각 채널별로 보간법을 수행하여 미획득 데이터를 추정함으로써 자기 공명 영상 신호 데이터를 초기화하는 데이터 초기화부, 초기화된 데이터에 대하여 다중 대역 분해를 수행하여 멀티스케일 데이터를 생성하는 멀티스케일 데이터 생성부, 멀티스케일 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터에 기초하여 광대역 캘리브레이션 과정을 수행하는 캘리브레이션 수행부, 상기 캘리브레이션 수행부를 통해 생성된 캘리브레이션 데이터에 기초하여 자기 공명 영상 신호 데이터의 미획득된 데이터를 복원하는 이미지 재구성부 및 상기 이미지 재구성부를 통해 생성된 이미지를 출력하는 이미지 출력부를 포함한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic resonance imaging apparatus including an interpolation method for each channel of a magnetic resonance image signal sampled through undersampling, A multi-scale data generation unit for generating multi-scale data by performing multi-band decomposition on the initialized data, a multi-scale data generation unit for generating multi-scale data based on the data initialized for each channel, An image reconstructing unit for reconstructing non-acquired data of magnetic resonance image signal data based on the calibration data generated by the calibration performing unit, and an image reconstructing unit for reconstructing an image generated through the image reconstructing unit, Ha Includes an image output unit.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 자기 공명 영상 처리 방법은, 언더 샘플링을 통해 표본화된 자기 공명 영상 신호를 수신하는 단계, 상기 자기 공명 영상 신호에 대하여 각 채널별로 보간법을 수행하여 미획득 데이터를 추정함으로써 자기 공명 영상 신호 데이터를 초기화하는 단계, 초기화된 데이터에 대하여 다중 대역 분해를 수행하여 멀티스케일 데이터를 생성하는 단계, 상기 멀티스케일 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터에 기초하여 광대역 캘리브레이션을 수행하는 단계, 상기 광대역 캘리브레이션을를 통해 생성된 캘리브레이션 데이터에 기초하여 자기 공명 영상 신호 데이터의 미획득된 데이터를 복원하는 단계 및 상기 미획득된 데이터를 복원하여 재구성된 이미지를 출력하는 단계를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for processing a magnetic resonance image, comprising: receiving a sampled MRI image signal through undersampling; interpolating the MRI image signal for each channel; Estimating the multirespecific data by performing multiband decomposition on the initialized data to generate multiscale data, and performing broadband calibration based on the multiscale data and data initialized for each channel Reconstructing the non-acquired data of the magnetic resonance image signal data based on the calibration data generated through the wideband calibration, and restoring the non-acquired data to output the reconstructed image.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 병렬영상의 데이터 획득 과정에서 샘플링 형태의 제약 없이 임의의 샘플링을 수행할 수 있으며, 멀티스케일 대역별 데이터를 이용함으로써 영상에 나타나는 잡음을 효과적으로 억제할 수 있다.According to the present invention, it is possible to perform arbitrary sampling without restriction of a sampling form in the process of acquiring data of a parallel image, and effectively suppress noise appearing in an image by using multi-scale band data .
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 저주파수 대역과 고주파수 대역에 걸쳐 수행되는 광대역 캘리브레이션 과정을 통해 정확도를 증가시켜 잔존 인공물을 제거할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to remove residual artifacts by increasing the accuracy through a broadband calibration process performed over a low frequency band and a high frequency band.
또한, 캘리브레이션 과정과 영상복원 과정을 교대로 반복 수행함으로써 높은 가속인자에도 안정정적으로 영상을 복원할 수 있다.In addition, by performing the calibration process and the image restoration process alternately, it is possible to restore the image stably and stably even at a high acceleration factor.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본원 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 신호 처리부 구성을 도시한 도면이다.
도 3 은 본원 발명의 일 실시예에 따른 주파수 공간에서의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 이미지 공간에서의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a signal processing unit of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a diagram for explaining a signal processing method in a frequency space according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a signal processing method in an image space according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
자기 공명 영상 장치(10)는 자기 공명 기기(100), 신호 송수신부(200), 신호 처리부(300), 영상 출력부(400), 제어부(500) 및 사용자 인터페이스(600)를 포함한다.The magnetic
자기 공명 기기(100)는 촬영 대상자를 에워싸는 원통형 구조의 실드, 실드 내부에 구비된 메인 자석, 그라디언트 코일, RF 코일 등을 포함한다. 메인 자석, 그라디언트 코일, RF 코일 등은 인체 내의 원자핵들로부터 자기 공명 신호를 유도하기 위한 자기장을 생성한다. 그라디언트 코일은 메인 자석에 의해 생성된 정자장 내의 기준 위치로부터 떨어진 거리에 비례하여 복수 개의 방향들, 예를 들어 x 방향, y 방향, 및 z 방향 각각에 대하여 일정한 기울기(gradient)로 변하는 경사 자계를 생성한다. 여기에서, 기준 위치는 메인 자석에 의해 생성된 정자장이 존재하는 공간을 3차원 좌표계로 표현할 때에 이 3차원 좌표계의 원점이 될 수 있다. 그라디언트 코일에 의해 생성된 경사 자계에 의해, RF 코일을 통해 수신된 자기 공명 신호들 각각은 3차원 공간에서의 위치 정보를 갖게 된다. 한편, 그라디언트 코일은 x 방향으로 변하는 경사 자계를 생성하는 X 그라디언트 코일, y 방향으로 변하는 경사 자계를 생성하는 Y 그라디언트 코일, 및 z 방향으로 변하는 경사 자계를 생성하는 Z 그라디언트 코일로 구성될 수 있다.The
RF 코일은 원자핵을 낮은 에너지 상태로부터 높은 에너지 상태로 천이시키기 위하여 이 원자핵의 종류에 대응하는 라디오 주파수를 갖는 전자파 신호를 출력한다. 또한, RF 코일은 대상체 내부의 원자핵들로부터 방사된 전자파 신호를 수신하는데, 이와 같이 수신된 전자파 신호를 자유 유도 감쇠(FID, Free Induction Decay) 신호 또는 에코 신호(echo signal)라고 한다. 또한, 대상체로의 전자파 신호의 인가 시점, 즉 전자파 신호의 생성 시점부터 대상체로부터의 전자파 신호의 수신 시점까지의 구간의 길이를 에코 시간(echo time, TE)이라고 하며, 인체로의 전자파 신호의 인가가 반복되는 구간의 길이를 반복 시간(repetition time, TR)이라고 한다.The RF coil outputs an electromagnetic wave signal having a radio frequency corresponding to the kind of the atomic nucleus in order to transition the atomic nucleus from a low energy state to a high energy state. Also, the RF coil receives an electromagnetic wave signal radiated from the nuclei inside the object, and the electromagnetic wave signal thus received is called a free induction decay (FID) signal or an echo signal. The length of the section from the application time point of the electromagnetic wave signal to the object, that is, the generation time point of the electromagnetic wave signal to the reception time point of the electromagnetic wave signal from the object is called an echo time (TE) The length of the repeated section is called the repetition time (TR).
신호 송수신부(200)는 제어부(500)로부터 입력된 제어 신호에 따라 x 방향, y 방향, 및 z 방향 각각에 대하여 일정한 기울기로 주파수가 변하는 교류 신호를 생성하여 그라디언트 코일로 출력한다. 또한, 제어부(500)로부터 입력된 제어 신호에 따라 펄스 열을 갖는 교류 신호를 생성하여 RF 코일로 출력한다. 또한, 신호 송수신부(200)는 RF 코일을 통해 수신된 자기 공명 신호를 수신한다. The signal transmitting and receiving
이와 같이 수신된 자기 공명 신호는 신호 처리부(300)로 전송되며, 신호 처리부(300)는 이를 이용하여 자기 공명 영상을 생성한다. 신호 처리부(300)의 구체적인 동작 및 구성에 대해서는 추후 설명하기로 한다.The received magnetic resonance signal is transmitted to the
영상 출력부(400)는 신호 처리부(300)를 통해 생성된 자기 공명 영상을 디스플레이 등을 통해 출력한다.The
제어부(500)는 사용자 인터페이스(600)를 통해 사용자로부터 입력된 명령에 따라, 자기 공명 기기(100), 신호 송수신부(200), 신호 처리부(300), 영상 출력부(400)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 신호 송수신부(200)가 그라디언 코일과 RF 코일에 대하여 교류 신호를 출력하도록 제어하거나, RF 코일을 통해 수신된 자기 공명 신호가 신호 송수신부(200)를 거쳐 신호 처리부(300)로 전달되도록 제어한다.The
사용자 인터페이스(600)는 사용자로부터 명령을 입력 받아 제어부(500)로 전송한다. 사용자 인터페이스(600)는 그래픽 유저 인터페이스 플로그램 및 입력 장치인 키보드, 마우스 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The
도 2는 본원 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 신호 처리부 구성을 도시한 도면이고, 도 3 은 본원 발명의 일 실시예에 따른 주파수 공간에서의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 이미지 공간에서의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a block diagram of a signal processing unit of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view for explaining a signal processing method in a frequency space according to an embodiment of the present invention, 4 is a diagram for explaining a signal processing method in an image space according to an embodiment of the present invention.
신호 처리부(300)는 데이터 초기화부(310), 멀티스케일 데이터 생성부(320), 캘리브레이션 수행부(330), 이미지 재구성부(340) 및 이미지 출력부(350)를 포함한다.The
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 2에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성 요소를 의미하며, 소정의 역할들을 수행한다.2 refers to a hardware component such as software or an FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and performs predetermined roles .
그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.However, 'components' are not meant to be limited to software or hardware, and each component may be configured to reside on an addressable storage medium and configured to play one or more processors.
따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.Thus, by way of example, an element may comprise components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, attributes, procedures, Routines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.The components and functions provided within those components may be combined into a smaller number of components or further separated into additional components.
데이터 초기화부(310)는 신호 송수신부(220)를 통해 수신한 자기 공명 영상 신호에서 대하여 보간법을 수행함으로써 미획득 데이터를 추정하고, 각 채널의 데이터를 초기화 한다. 자기 공명 영상 신호에 대해서는 여러 가지 방식의 샘플링 방식에 따라 데이터를 획득하게 된다. 즉, 일정한 간격으로 데이터를 획득하거나, 랜덤한 방식으로 데이터를 획득하거나 또는 임의의 샘플링 궤적에 따라 데이터를 획득할 수 있다. The
예를 들어, 압축 센싱(compressive sensing) 방식에서는 원 신호가 희박성(sparsity)이 있는 경우, 나이퀴스트 표본화 주파수 보다 낮은 주파수로 샘플링하는 언더 샘플링을 통해, 원 신호를 재구성한다. 원 신호를 압축 센싱 기법으로 재구성하기 위해서는 원 신호의 희박성이 최대화되는 영역으로 원 신호를 변환할 필요가 있으며, 이 변환 영역에서 원 신호의 희박성이 최대화가 되도록 원 신호를 반복적으로 추정하는 방법을 통해 원 신호를 재구성한다. For example, in a compressive sensing scheme, if the original signal has sparsity, reconstruct the original signal through undersampling that samples at a frequency lower than the Nyquist sampling frequency. In order to reconstruct the original signal by the compression sensing technique, it is necessary to convert the original signal into the region where the sparseness of the original signal is maximized. In the conversion region, a method of repeatedly estimating the original signal so as to maximize the sparseness of the original signal Reconstruct the original signal.
압축 센싱 방법에서는 하기 수학식을 해결함으로써, 개별 코일의 K 공간에서의 미획득된 데이터가 추정될 수 있다.In the compression sensing method, unacquired data in the K space of the individual coils can be estimated by solving the following equation.
[수학식 1][Equation 1]
W: 웨이블릿 계수, F: 푸리에 변환, Ψ: 희소 변환(sparsifying transform), Ds: 샘플링 연산자, y: 측정된 데이터 W: wavelet coefficient, F: Fourier transform,?: Sparsifying transform, Ds: sampling operator, y: measured data
한편, 데이터 초기화부(310)는 주파수 공간에서는 글로벌 K 공간 데이터를 생성하고, 이미지 공간에서는 개별 채널 이미지를 생성할 수 있다.Meanwhile, the
다음으로, 멀티스케일 데이터 생성부(320)는 초기화된 각 채널의 영상을 이용하여 멀티스케일 대역별 데이터를 생성한다. 본 발명에서는 저주파수뿐만 아니라 고주파수 영역의 데이터에 대해서도 캘리브레이션을 수행할 수 있도록 하기 위하여, 각 주파수 대역 별로 K 공간의 데이터를 분해하여 멀티스케일 데이터를 생성한다.Next, the multiscale
도 3을 참조하면, 데이터 초기화부(310)에 의하여 생성된 글로벌 K 공간 데이터에 대하여, 다중 대역 분해를 통해, 복수의 서브 밴드를 포함하는 K 공간 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면, 웨이블릿 도메인에서의 각 스케일에서의 개별 서브 밴드가 이진 마스크에 곱해진다. 이때, 이진 마스크는 관심 대상 서브 밴드에 대해서는 1로 설정되고, 나머지 서브밴드에 대해서는 0으로 설정될 수 있다. Referring to FIG. 3, K-space data including a plurality of sub-bands can be generated through the multi-band decomposition on the global K-space data generated by the
마찬가지로, 도 4를 참조하면, 개별 채널 이미지에 대하여, 다중 대역 분해를 통해, 복수의 서브 밴드를 포함하는 이미지 데이터를 생성할 수 있다.Similarly, referring to FIG. 4, it is possible to generate image data including a plurality of subbands, through multi-band decomposition, for an individual channel image.
다음으로, 캘리브레이션 수행부(330)는 저주파수 대역뿐만 아니라 고주파수 대역을 포함하는 광대역 캘리브레이션을 수행한다. 이와 같은, 광대역 캘리브레이션 과정을 통해 멀티스케일 대역별 데이터와 데이터 초기화부(310)를 통해 각 채널별로 초기화된 데이터를 이용하여 공간 상관 관계 또는 채널 민감도를 계산한다.Next, the
즉, 주파수 공간에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 각 대역별 데이터들 사이에서 공간 상관관계를 산출한다. 또한, 이미지 공간에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 각 대역의 채널 민감도를 산출한다.That is, in the frequency space, as shown in FIG. 3, spatial correlation is calculated between data for each band. Also, in the image space, channel sensitivity of each band is calculated as shown in FIG.
이와 같이, 멀티스케일 대역별 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터를 이용하여, 저주파수 대역부터 고주파수 대역의 초기화된 데이터를 이용하여 광대역 캘리브레이션을 수행한다.In this way, broadband calibration is performed using initialized data from the low-frequency band to the high-frequency band using the multiscale band-specific data and the data initialized for each channel.
다음으로, 이미지 재구성부(340)는 캘리브레이션 수행부(330)를 통해 획득한 공간 상관관계 또는 채널 민감도를 이용하여 미획득 데이터를 복원한다. 예를 들어, 주파수 공간에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 공간 상관 관계를 이용하여 주파수 공간에서 미획득된 데이터를 복원한다. 또한, 이미지 공간에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 채널 민감도를 이용하여 이미지를 복원한다. 이때, 복원된 이미지에 멀티스케일 대역의 채널 민감도를 곱해주고, 각 채널마다 획득 데이터를 다시 채워준다.Next, the
이와 같이, 캘리브레이션 과정에서 획득한 공간 상관 관계 또는 채널 민감도를 이용하여 미획득된 데이터를 복원하는 과정을 통해 이미지를 재구성한다.In this manner, the image is reconstructed through the process of restoring the unacquired data using the spatial correlation or the channel sensitivity acquired in the calibration process.
한편, 이미지 재구성부(340)는 이와 같이 광대역 캘리브레이션 정보와 재구성된 이미지의 정보의 차이가 임계값 이내로 수렴할 때까지, 상기 설명된 과정을 반복 수행한다. 예를 들어, 광대역 캘리브레이션 정보와 재구성된 이미지의 정보 차이가 임계값을 초과하면, 캘리브레이션 수행부(330)를 통해 광대역 캘리브레이션을 재수행하도록 하고, 이에 기초하여 생성된 공간 상관 관계 또는 채널 민감도에 기초하여 미획득 데이터를 재복원 한다.Meanwhile, the
이미지 출력부(350)는 이미지 재구성부(340)에서 생성된 이미지를 외부로 출력한다. 즉, 광대역 캘리브레이션 정보와 재구성된 이미지의 정보의 차이가 임계값 이내로 수렴하여, 이미지 재구성이 완료된 이미지를 출력한다.The
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 자기 공명 기기
200: 신호 송수신부
300: 신호 처리부
400: 영상 출력부
500: 제어부
600: 사용자 인터페이스
310: 데이터 초기화부
320: 멀티스케일 데이터 생성부
330: 캘리브레이션 수행부
340: 이미지 재구성부
350: 이미지 출력부100: magnetic resonance instrument
200: Signal transmission /
300: Signal processor
400: Video output unit
500:
600: User Interface
310: Data initialization unit
320: Multiscale data generation unit
330: Calibration execution unit
340: Image reconstruction unit
350: image output section
Claims (11)
언더 샘플링을 통해 표본화된 자기 공명 영상 신호에 대하여, 각 채널별로 보간법을 수행하여 미획득 데이터를 추정함으로써 자기 공명 영상 신호 데이터를 초기화하는 데이터 초기화부,
초기화된 데이터에 대하여 다중 대역 분해를 수행하여 멀티스케일 대역별 데이터를 생성하는 멀티스케일 대역별 데이터 생성부,
멀티스케일 대역별 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터에 기초하여 캘리브레이션 데이터를 생성하는 광대역 캘리브레이션 과정을 수행하는 캘리브레이션 수행부,
상기 캘리브레이션 수행부를 통해 생성된 캘리브레이션 데이터에 기초하여 자기 공명 영상 신호 데이터의 미획득된 데이터를 복원하는 이미지 재구성부 및
상기 이미지 재구성부를 통해 생성된 이미지를 출력하는 이미지 출력부를 포함하되,
상기 광대역 캘리브레이션 과정은 각 주파수 대역별 데이터간의 상관 관계를 추정하는 자기 공명 영상 처리 장치.A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
A data initialization unit for initializing magnetic resonance image signal data by estimating unacquired data by performing an interpolation method for each channel on a magnetic resonance image signal sampled through undersampling,
A multi-scale band-specific data generation unit for performing multi-band decomposition on the initialized data to generate multi-scale band-specific data,
A calibration performing unit for performing a wideband calibration process of generating calibration data based on multi-scale band-specific data and data initialized for each channel,
An image reconstructing unit for reconstructing non-acquired data of the magnetic resonance image signal data based on the calibration data generated through the calibration performing unit;
And an image output unit outputting an image generated through the image reconstruction unit,
Wherein the wideband calibration process estimates a correlation between data for each frequency band.
상기 언더 샘플링을 통해 표본화된 자기 공명 영상 신호는 일정한 간격으로 샘플링된 신호, 랜덤한 간격으로 샘플링된 신호 또는 임의의 샘플링 궤적에 따라 샘플링된 신호 중 어느 하나인 자기 공명 영상 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic resonance image signal sampled through the undersampling is one of a signal sampled at regular intervals, a signal sampled at random intervals, or a signal sampled according to an arbitrary sampling trajectory.
상기 데이터 초기화부는 주파수 공간에서 글로벌 K 공간 데이터를 생성하고,
상기 멀티스케일 대역별 데이터 생성부는 다중 대역 분해를 통해, 복수의 서브 밴드를 포함하는 K 공간 데이터를 생성하고,
상기 캘리브레이션 수행부는 상기 멀티스케일 대역별 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터를 이용하여 대역간의 공간 상관 관계를 산출하고,
상기 이미지 재구성부는 상기 공간 상관 관계를 이용하여 미획득 데이터를 복원하는 자기 공명 영상 처리 장치.The method according to claim 1,
The data initialization unit generates global K-space data in a frequency space,
The multi-scale band-specific data generation unit generates K-space data including a plurality of subbands through multi-band decomposition,
The calibration performing unit calculates the spatial correlation between the bands using the multiscale band data and the data initialized for each channel,
And the image reconstructing unit reconstructs the unacquired data using the spatial correlation.
상기 데이터 초기화부는 이미지 공간에서 개별 채널 이미지를 생성하고,
상기 멀티스케일 대역별 데이터 생성부는 다중 대역 분해를 통해, 복수의 서브 밴드를 포함하는 이미지 데이터를 생성하고,
상기 캘리브레이션 수행부는 상기 멀티스케일 대역별 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터를 이용하여 채널 민감도를 산출하고,
상기 이미지 재구성부는 상기 채널 민감도를 이용하여 미획득 데이터를 복원하는 자기 공명 영상 처리 장치.The method according to claim 1,
The data initialization unit generates an individual channel image in the image space,
The multi-scale band-specific data generation unit generates image data including a plurality of sub-bands through multi-band decomposition,
The calibration unit may calculate the channel sensitivity using the multi-scale band data and the data initialized for each channel,
And the image reconstruction unit restores the unacquired data using the channel sensitivity.
상기 이미지 재구성부는
상기 캘리브레이션 데이터와 상기 이미지 재구성부를 통해 재구성된 이미지의 정보의 차이가 임계값을 초과하는 경우 상기 캘리브레이션 수행부를 통해 상기 광대역 캘리브레이션 과정을 재수행 하도록 하고, 재수행에 따라 생성된 캘리브레이션 데이터에 따라 이미지를 재복원하는 자기 공명 영상 처리 장치.The method according to claim 1,
The image reconstruction unit
Wherein the calibrating unit performs the wideband calibration process again when the difference between the calibration data and information of the image reconstructed through the image reconstructing unit exceeds a threshold value, A desired magnetic resonance image processing apparatus.
상기 이미지 재구성부는
상기 캘리브레이션 데이터와 상기 이미지 재구성부를 통해 재구성된 이미지의 정보의 차이가 임계값에 수렴할 때 까지, 상기 캘리브레이션 수행부를 통해 상기 광대역 캘리브레이션 과정을 재수행 하도록 하고, 재수행에 따라 생성된 캘리브레이션 데이터에 따라 이미지를 재복원하는 과정을 반복 수행하는 자기 공명 영상 처리 장치.The method according to claim 1,
The image reconstruction unit
The calibration execution unit may again perform the wideband calibration procedure until the difference between the calibration data and the image information reconstructed through the image reconstruction unit converges to a threshold value, The magnetic resonance image processing apparatus repeats the process of rewriting an image.
언더 샘플링을 통해 표본화된 자기 공명 영상 신호를 수신하는 단계,
상기 자기 공명 영상 신호에 대하여 각 채널별로 보간법을 수행하여 미획득 데이터를 추정함으로써 자기 공명 영상 신호 데이터를 초기화하는 단계,
초기화된 데이터에 대하여 다중 대역 분해를 수행하여 멀티스케일 대역별 데이터를 생성하는 단계,
상기 멀티스케일 대역별 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터에 기초하여 캘리브레이션 데이터를 생성하는 광대역 캘리브레이션 과정을 수행하는 단계,
상기 광대역 캘리브레이션 과정을 통해 생성된 캘리브레이션 데이터에 기초하여 자기 공명 영상 신호 데이터의 미획득된 데이터를 복원하는 단계 및
상기 미획득된 데이터를 복원하여 재구성된 이미지를 출력하는 단계를 포함하는 자기 공명 영상 처리 방법.A magnetic resonance imaging method using a magnetic resonance imaging apparatus,
Receiving the sampled magnetic resonance imaging signal through undersampling,
Initializing magnetic resonance image signal data by estimating unacquired data by interpolation on a channel-by-channel basis for the magnetic resonance image signal,
Performing multi-band decomposition on the initialized data to generate multi-scale band-specific data,
Performing a wideband calibration process of generating calibration data based on the multi-scale band-specific data and the data initialized for each channel,
Reconstructing non-acquired data of magnetic resonance image signal data based on the calibration data generated through the broadband calibration process; and
And reconstructing the non-acquired data to output a reconstructed image.
상기 언더 샘플링을 통해 표본화된 자기 공명 영상 신호는 일정한 간격으로 샘플링된 신호, 랜덤한 간격으로 샘플링된 신호 또는 임의의 샘플링 궤적에 따라 샘플링된 신호 중 어느 하나인 자기 공명 영상 처리 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the magnetic resonance image signals sampled through the undersampling are any one of a signal sampled at regular intervals, a signal sampled at random intervals, or a signal sampled according to an arbitrary sampling trajectory.
상기 데이터를 초기화하는 단계는 주파수 공간에서 글로벌 K 공간 데이터를 생성하고,
상기 멀티스케일 대역별 데이터를 생성하는 단계는 다중 대역 분해를 통해, 복수의 서브 밴드를 포함하는 K 공간 데이터를 생성하고,
상기 광대역 캘리브레이션 과정을 수행하는 단계는 멀티스케일 대역별 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터를 이용하여 공간 상관 관계를 산출하고,
상기 미획득된 데이터를 복원하는 단계는 상기 공간 상관 관계를 이용하여 미획득 데이터를 복원하는 자기 공명 영상 처리 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the initializing the data comprises generating global K-space data in a frequency space,
Wherein the generating of the multi-scale band-specific data generates K-space data including a plurality of subbands through multi-band decomposition,
The step of performing the wideband calibration process may include calculating spatial correlation using multi-scale band-specific data and data initialized for each channel,
And reconstructing the non-acquired data comprises reconstructing the non-acquired data using the spatial correlation.
상기 데이터를 초기화하는 단계는 이미지 공간에서 개별 채널 이미지를 생성하고,
상기 멀티스케일 대역별 데이터를 생성하는 단계는 다중 대역 분해를 통해, 복수의 서브 밴드를 포함하는 이미지 데이터를 생성하고,
상기 광대역 캘리브레이션 과정을 수행하는 단계는 멀티스케일 대역별 데이터와 각 채널별로 초기화된 데이터를 이용하여 채널 민감도를 산출하고,
상기 미획득된 데이터를 복원하는 단계는 상기 채널 민감도를 이용하여 미획득 데이터를 복원하는 자기 공명 영상 처리 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the initializing the data comprises generating an individual channel image in an image space,
Wherein the generating of the multi-scale band-specific data generates image data including a plurality of subbands through multi-band decomposition,
The step of performing the wideband calibration step may include calculating channel sensitivity using multi-scale band-specific data and data initialized for each channel,
Wherein the step of reconstructing the non-acquired data comprises reconstructing the non-acquired data using the channel sensitivity.
상기 캘리브레이션 데이터와 상기 재구성된 이미지의 정보의 차이가 임계값을 초과하는 경우, 상기 광대역 캘리브레이션 과정을 재수행 하도록 하고, 재수행에 따라 생성된 캘리브레이션 데이터에 따라 이미지를 재복원하는 과정을 수행하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 처리 방법.8. The method of claim 7,
Performing the wideband calibration process again when the difference between the calibration data and the information of the reconstructed image exceeds a threshold value and performing a process of rewriting the image according to the calibration data generated according to the re- Further comprising a magnetic resonance imaging method.
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- 2013-04-02 KR KR1020130035579A patent/KR101438758B1/en active IP Right Grant
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