KR101516299B1 - 영상 처리 장치, 케이 공간 생성 방법, 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치 제어 방법 - Google Patents

Abstract

영상 처리 장치는, 목표 부위로부터 영상 데이터를 수집하는 데이터 수집부, 동작 부위의 동작을 추적하여 상기 대상체의 동작 정보를 수집하는 내비게이터부, 영상 데이터로부터 케이 공간(k-space)에 대한 케이 공간 데이터를 획득하는 데이터처리부를 포함하되,상기 데이터처리부는, 상기 케이 공간의 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는 경우에 상기 영상 데이터로부터 획득하도록 하고, 상기 케이 공간의 다른 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 케이 공간 데이터 획득 범위와 무관하게 상기 영상 데이터로부터 획득할 수 있다. 여기서 상기 케이 공간의 일부 영역은, 상기 케이 공간의 중심 영역일 수 있다.

Description

영상 처리 장치, 케이 공간 생성 방법, 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치 제어 방법{imaging processing apparatus, method for acquiring K-space, magnetic resonance imaging apparatus and method for controlling the magnetic resonance imaging apparatus}

영상 처리 장치 및 영상 처리 장치를 이용하여 영상을 생성하는 방법에 관련된 것이다.

영상 처리 장치(imaging processing apparatus)는 소정의 원 데이터(raw data)를 이용하여 사람 등이 용이하게 식별하고 시각적으로 확인할 수 있는 영상을 생성하도록 하거나, 또는 생성된 영상의 일부 또는 전부에 대해 소정의 영상 처리, 예를 들 어 영상의 일부 또는 전부의 대조도(contrast)나 밝기(brightness)를 조절하도록 하는 장치이다.

이와 같은 영상 처리 장치는 외부로부터 영상 데이터를 입력받은 후 입력된 영상에 대해 영상 처리를 수행하도록 할 수도 있고, 또한 직접 영상을 촬영할 수 있는 영상 데이터 수집 수단을 구비하여 영상 데이터 수집 수단을 통해 대상체의 내부 또는 외부에 대한 원 영상 데이터를 수집하고 수집된 원 영상 데이터를 가공하여 사용자가보기 편한 영상을 생성하도록 하거나, 생성된 영상에 소정의 영상 후처리 등을 수행할수도 있다.

한편 영상 처리 장치 중에는 케이 공간(k-space)를 이용하여 원 영상 데이터로부터 사용자를 위한 가공된 영상을 생성하는 장치가 있다.

이와 같은 영상 처리 장치의 일례로 자기 공명 영상 장치(Magnetic Resonance Imaging:MRI)를 들 수 있다. 자기 공명 영상 장치는 디지털 엑스선 영상 장치(DR), 초음파 진단 장치, 컴퓨터 단층 촬영 장치(CT) 등과 같이 대상체, 일례로 인체의 내부 구조에 대한 정보를 획득하고 이를 기초로 가시적인 영상을 생성하여 사용자에게 제공하는 장치이다.

원 데이터를 기초로 케이 공간을 생성하는 경우 신속하고 정확하게 케이 공간을 생성할 수 있도록 하는 영상 처리 장치와 영상 처리 장치 내에서 케이 공간을 생성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 자기 공명 영상 촬영에 있어서 케이 공간을 신속하고 정확하게 획득하여 대상체와 동일하거나 거의 유사한 자기 공명 영상을 얻을 수 있게 하는 자기 공명 영상 장치 및 이와 같은 자기 공명 영상 장치를 제어하는 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 영상 처리 장치, 케이 공간 생성 방법, 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치 제어 방법이 제공된다.

영상 처리 장치는, 목표 부위로부터 영상 데이터를 수집하는 데이터 수집부, 동작 부위의 동작을 추적하여 상기 대상체의 동작 정보를 수집하는 내비게이터부 및 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는 경우 상기 영상 데이터로부터 케이 공간(k-space)의 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하는 데이터처리부를 포함할 수 있다. 여기서 상기 케이 공간의 일부 영역은, 상기 케이 공간의 중심 영역일 수 있다.

여기서 데이터처리부는, 상기 케이 공간의 일부 영역과는 상이한 케이 공간의 다른 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 케이 공간 데이터 획득 범위와 무관하게 상기 영상 데이터로부터 획득하도록 할 수 있다.

또한 상기 데이터처리부는 상기 케이 공간의 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득할 때 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하는 경우에는 상기 영상 데이터로부터 케이 공간 데이터의 획득을 중단하도록 한다. 이 경우 상기 데이터처리부가 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하여 상기 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 경우, 상기 데이터 수집부는 케이 공간을 이루는 영상 데이터를 다시 수집하도록 한다.

한편 동작 정보는, 상기 동작 부위의 동작 범위에 대한 정보일 수 있다.

또한 상기 동작 부위의 동작은 반복 동작일 수 있으며, 이 경우 내비게이터부는, 상기 동작 부위의 반복 동작을 추적하여 상기 동작 부위의 반복 동작의 상한 및 하한에 대한 정보를 수집함으로써 동작 부위에 대한 동작 정보를 수집할 수 있다.

케이 공간 생성 방법은, 목표 부위로부터 영상 데이터를 수집하고, 동작 부위의 동작을 추적하여 상기 동작 부위의 동작 정보를 수집하는 데이터 수집 단계 및 상기 케이 공간에 대한 케이 공간 데이터를 상기 영상 데이터로부터 획득하는 케이 공간 획득 단계를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 케이 공간 획득 단계는 상기 케이 공간의 일부 영역에 대해서 상기 동작 부위의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하는지 판단하고, 상기 동작 부위의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하면 케이 공간의 상기 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터를 상기 영상 데이터로부터 획득하도록 한다. 이 경우 상기 케이 공간의 일부 영역은, 상기 케이 공간의 중심 영역일 수 있다.

이 경우 상기 케이 공간 획득 단계는, 상기 케이 공간의 다른 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 케이 공간 데이터 획득 범위와 무관하게 상기 케이 공간의 상기 다른 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터를 상기 영상 데이터로부터 획득하는 것일 수 있다.

또한 케이 공간 획득 단계는 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하는 경우에는 상기 영상 데이터로부터 케이 공간의 상기 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터의 획득을 수행하지 않을 수 있다. 이 경우 케이 공간 생성 방법은, 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하여 상기 케이 공간 데이터의 획득을 불수행하는 경우, 상기 목표 부위에 대한 영상 데이터를 다시 수집하는 영상 데이터 재수집 단계를 더 포함할 수도 있다.

한편 동작 정보는, 상기 동작 부위의 동작 범위에 대한 정보일 수 있다.

또한 동작 부위의 동작은 반복 동작이고, 상기 데이터 수집 단계는 상기 동작 부위의 반복 동작을 추적하여 상기 동작 부위의 반복 동작의 상한 및 하한에 대한 정보를 수집하여 상기 동작 정보를 수집하도록 할 수도 있다.

자기 공명 영상 장치는, 정자장 및 경사자장을 생성하여 대상체를 자기장에 노출시키고 전자파를 생성하여 상기 생성된 전자파를 자기장에 노출된 대상체의 목표 부위에 인가한 후, 상기 전자파의 인가에 따라서 상기 대상체 내부의 목표 부위에서 발생하는 자기 공명 신호를 수신하여 영상 데이터를 수집하는 데이터 수집부, 상기 대상체의 동작 부위의 동작을 추적하여 상기 대상체의 동작 부위에 대한 동작 정보를 수집하는 내비게이터부, 케이 공간에 대한 케이 공간 데이터를 상기 자기 공명 신호로부터 획득하고, 상기 자기 공명 신호를 기초로 자기 공명 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함할 수 있다. 이 경우 영상 생성부는, 케이 공간의 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는 경우에 상기 자기 공명 신호로부터 획득하도록 할 수 있다.

영상 생성부는 상기 케이 공간의 다른 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 케이 공간 데이터 획득 범위와 무관하게 상기 자기 공명 신호로부터 획득할 수 있다.

또한 영상 생성부는 케이 공간의 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득할 때 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하는 경우에는 상기 자기 공명 신호로부터 케이 공간 데이터의 획득을 중단할 수 있다. 이 경우 상기 영상 생성부가 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하여 상기 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 경우, 상기 데이터 수집부는 케이 공간을 이루는 자기 공명 신호를 다시 수집하도록 한다.

한편 동작 정보는, 상기 동작 부위의 동작 범위에 대한 정보일 수 있다.

또한 상기 동작 부위의 동작은 반복 동작일 수 있으며, 예를 들어 호흡 동작일 수있다. 이 경우 상기 내비게이터부는, 상기 동작 부위의 반복 동작을 추적하여 상기 동작 부위의 반복 동작의 상한 및 하한에 대한 정보를 수집하여 상기 동작 정보를 수집하도록 할 수 있다. 호흡 동작인 경우에는 내비게이터부는 호흡 검출 내비게이터(respiratory navigator)일 수도 있다.

또한 상기 케이 공간의 일부 영역은, 상기 케이 공간의 중심 영역일 수도 있다.

상술한 영상 생성부는 게이팅 윈도우(gating window)를 이용하여 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는지 여부를 판단하도록 할 수 있다.

자기 공명 영상 장치 제어 방법은, 정자장 및 경사자장을 발생시켜 대상체에 노출시키는 자기장 노출 단계, 상기 정자장과 경사자장에 노출된 대상체의 목표 부위에 전자파를 인가한 후 상기 대상체의 목표 부위에서 발생된 자기 공명 신호를 수신하고, 상기 대상체의 동작 부위의 동작을 추적하여 상기 대상체의 동작 부위의 동작 정보를 수집하는 데이터 수집 단계 및 케이 공간의 일부 영역은 상기 대상체의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하는 경우 상기 자기 공명 신호로부터 획득하도록 하고, 상기 케이 공간의 다른 일부 영역은 상기 대상체의 동작 부위의 동작 정보와 무관하게 상기 자기 공명 신호로부터 획득하도록 하는 케이 공간 획득 단계를 포함할 수 있다.

상기 케이 공간 획득 단계는, 상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 일부 영역에 해당하는지 판단하는 단계, 상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 일부 영역에 해당하는 경우, 상기 대상체의 동작 부위의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하는지 판단하는 단계 및 상기 대상체의 동작 부위의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하는 경우 상기 자기 공명 신호로부터 상기 미리 정의된 상기 케이 공간의 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 하는 단계를 포함 가능하다.

이 경우 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 외에 해당하는 경우 상기 영상 데이터로부터 케이 공간의 상기 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 또한 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 외에 해당하여 상기 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 경우, 상기 정자장과 경사자장에 노출된 대상체의 목표 부위에 전자파를 다시 인가하여 상기 대상체에서 발생된 자기 공명 신호를 다시 수신하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.

한편 상기 케이 공간 획득 단계는, 상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 일부 영역에 해당하는지 판단하는 단계, 상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 일부 영역에 해당하는 경우, 상기 대상체의 동작 부위의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하는지 판단하는 단계 및 수신된 상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 일부 영역과 상이한 상기 케이 공간의 다른 일부 영역에 해당하는 경우, 상기 자기 공명 신호로부터 상기 케이 공간의 다른 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

케이 공간 획득 단계에서 케이 공간 해당 여부를 판단하기 위해서 게이팅 윈도우를 이용하도록 할 수도 있다.

한편 대상체의 동작 부위의 동작은 호흡 동작일 수 있고, 케이 공간의 일부 영역은, 상기 케이 공간의 중심 영역일 수도 있다.

상술한 바와 같은 영상 처리 장치, 케이 공간 생성 방법, 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치 제어 방법가 제공됨으로써, 원 데이터를 기초로 케이 공간을 생성하는 경우 신속하게 적절한 케이 공간을 생성할 수 있게 된다.

아울러 신속하게 적절하게 케이 공간을 생성할 수 있게 됨으로써 케이 공간의 푸리에 변환(fourier conversion)으로 획득되는 자기 공명 영상의 획득의 속도가 개선되고 아울러 자기 공명 영상의 정확성 및 명확성이 향상된다. 이에 따라 자기 공명 영상을 이용한 인체 등의 병변의 진단 등에 있어서 진단의 확실성이 증진되고, 오진 가능성이 저하된다.

도 1은 영상 처리 장치의 데이터 처리부의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 2는 영상 처리 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 3은 데이터 수집부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 내비게이터부의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 내비게이터부에서 출력되는 동작 정보의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 6은 영상 처리 장치의 일 실시예에 대한 상세한 구성도이다.
도 7은 케이 공간을 설명하기 위한 데이터 공간을 표현한 도면이다.
도 8은 내비게이터부에서 출력되는 동작 정보의 일 실시예를 도식화한 도면이다.
도 9는 영상 처리 장치의 일 실시예에 대한 상세한 구성도이다.
도 10은 제1 영역 및 제2 영역에서 수집한 케이 공간 데이터를 기초로 생성한 케이 공간의 일례를 도시한 도면이다.
도 11은 케이 공간의 일례를 도시한 도면이다.
도 12는 자기 공명 영상 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 13은 자기 공명 영상 장치의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 14는 자기 공명 영상 장치의 일 실시예에 대한 상세한 구성도이다.
도 15는 자기 공명 영상 장치의 정자장을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 자기 공명 영상 장치의 경사 자장 코일부의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 17는 각 경사 코일의 펄스 스퀀스를 도시한 도면이다.
도 18은 자기 공명 영상 장치의 케이 공간 데이터 처리부의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 19는 자기 공명 영상 장치의 케이 공간 데이터 처리부의 다른 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 20은 자기 공명 영상 장치의 케이 공간 데이터 처리부의 또 다른 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 21 및 도 22는 자기 공명 영상의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 23은 케이 공간 생성 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 24는 케이 공간 생성 방법의 다른 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 25는 자기 공명 영상 장치를 제어하는 방법의 일 실시예를 설명한 도면이다.
도 26은 자기 공명 영상 장치를 제어하는 방법의 다른 일 실시예를 설명한 도면이다.
도 27은 자기 공명 영상 장치를 제어하는 방법의 또 다른 일 실시예를 설명한 도면이다.

(1) 이하 도 1 내지 도 11을 참조하여 영상 처리 장치의 일 실시예에 대해 설명할 것이다.

도 1은 영상 처리 장치의 데이터 처리부의 일 실시예에 대한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 영상 처리 장치의 데이터 처리부(100)는 수집된 가공 전의 데이터(raw data)를 전달받고 가공 전의 데이터로부터 케이 공간 데이터를 획득한 후 획득된 케이 공간 데이터를 이용하여 케이 공간을 채워 케이 공간을 형성 및 출력할 수 있도록 한다.

이 경우 데이터 처리부(100)는 케이 공간을 복수의 소영역으로 구분하고, 각 소영역에 따라서 서로 상이한 과정을 진행하여 각 소영역에서의 케이 공간 데이터를 획득하도록 할 수 있다. 그리고 각 소영역에서 획득된 각각의 케이 공간 데이터를 기초로 케이 공간을 채워 넣어 전체적인 케이 공간을 형성 및 출력하도록 할 수 있다.

예를 들어 데이터 처리부(100)가 복수의 소영역에서 케이 공간 데이터를 선별 및 획득할 때, 복수의 소영역 중 적어도 하나의 소영역에서는 소정의 조건을 만족하는 전제 하에 케이 공간 데이터를 선별 및 획득하도록 할 수도 있다.

이 경우 데이터 처리부(100)는 예를 들어 별도로 소정의 정보를 더 획득하고, 별도로 획득된 소정의 정보가 미리 정해지거나 또는 별도로 연산된 소정의 조건을 만족하는지 여부에 따라 케이 공간 데이터를 선별 및 획득할 수 있다.

별도로 획득된 소정의 정보는 예를 들어 동작 부위의 동작에 대한 정보, 즉 동작 정보(NAV data)일 수 있다. 데이터 처리부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 동작 부위에 대한 동작 정보를 원 데이터와 별도로 더 전달받고, 전달받은 동작 정보에 따라서 케이 공간 데이터를 선별하여 케이 공간을 형성하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이 데이터 처리부(100)는 케이 공간을 복수의 소영역으로 구분하고 각각의 소영역에서 소정의 조건에 따라 또는 조건없이 케이 공간을 위한 케이 공간 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어 케이 공간의 영역이 적어도 두 개의 영역으로 세분화될 수 있다고 하자. 이와 같은 케이 공간의 영역의 세분화는 미리 정의될 수도 있고, 데이터 처리부(100)의 동작 중에 사용자에 의해 선택될 수도 있으며, 또한 별도로 입력되는 데이터나 외부 환경 변수에 따라 결정될 수 있다.

그러면 데이터 처리부(100)는 적어도 두 개의 구분된 영역에 대해 상이한 방법으로 케이 공간 데이터를 선별 및 획득하도록 할 수 있다. 일례로 데이터 처리부(100)는 실시예에 따라서 케이 공간의 영역 중 어느 하나의 영역에 대해서는 소정의 조건이 만족되는 전제 하에 케이 공간 데이터를 획득하도록 하고, 다른 하나의 영역에 대해서는 소정의 조건과 상이한 다른 조건이 만족되거나 또는 어떠한 조건도 부가하지 않고 케이 공간 데이터를 수집하도록 할 수 있다. 그리고 이와 같이 수집된 케이 공간 데이터를 조합하여 하나의 케이 공간을 생성하도록 할 수도 있다.

데이터 처리부(100)는 케이 공간의 복수의 세분화된 각 소영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하기 위하여 각 영역에 대한 케이 공간 데이터를 동시에 또는 이시에 획득하도록 할 수도 있다. 또한 각 영역에 대한 케이 공간 데이터를 미리 정의된 순서에 따라서 순차적으로 획득하도록 할 수도 있다.

예를 들어 케이 공간을 제1 영역 및 제2 영역의 소영역으로 세분화한 경우, 데이터 처리부(100)는 제1 영역 및 제2 영역 각각에 대한 케이 공간 데이터를 추출하는 별도의 제1 처리부 및 제2 처리부를 더 포함할 수 있으며, 각각의 제1 처리부 및 제2 처리부는 케이 공간 데이터를 동시에 또는 이시에 획득하도록 할 수도 있다. 케이 공간 데이터를 동시에 또는 이시에 획득하는 구체적인 예로 제1 처리부가 제1 영역으로부터 먼저 케이 공간 데이터를 추출하고, 이어서 제2 처리부가 제2 영역으로부터 케이 공간 데이터를 추출하도록 하는 것도 가능할 것이다.

도 2에는 이와 같은 데이터 처리부(100)를 포함하는 영상 처리 장치의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바에 따르면 영상 처리 장치는, 데이터 수집부(10), 내비게이터부(20), 데이터 처리부(100) 및 영상처리부(30)를 포함할 수 있다.

데이터 수집부(10)는 대상체(ob)의 외부 또는 내부의 목표 부위에 대한 정보를 수집하도록 한다. 도 3은 데이터 수집부를 설명하기 위한 구성도이다. 데이터 수집부(10)는 목표 부위로부터 발생된 소정의 신호를 수집하여 목표 부위의 정보를 수집한 후, 수집된 정보, 즉 소정의 신호를 증폭하거나 또는 소정의 신호에 대해 아날로그/디지털 변환(ADC, analog/digital conversion)을 수행한 가공되지 않은 원 데이터의 형태로 출력하도록 한다.

이 경우 데이터 수집부(10)는 복수의 신호(signal A 내지 signal C)를 출력하도록 할 수 있다. 출력된 신호는 도 2에 도시된 바와 같이 데이터 처리부(100)로 전달된다.

데이터 수집부(10)의 일 실시예에 의하면 데이터 수집부(10)는 자기 공명 영상 장치에서 보어 내의 대상체, 일례로 인체로부터 인체 내부의 단면 정보를 수집하는 자장 형성 코일 및 RF 코일일 수 있다. 이 경우 데이터 수집부(10)는 자기 공명 신호를 수집하고 수집된 자기 공명 신호를 출력하도록 할 것이다. 이때 출력되는 자기 공명 신호는 증폭될 수도 있으나, 이외의 별도의 특별한 가공은 수행되지 않은 원 데이터의 형태로 출력될 수도 있을 것이다.

내비게이터부(20)는 대상체(ob)의 동작 부위의 동작을 추적하여 대상체(ob)의 동작에 대한 동작 정보(NAV data)를 수집한다. 이 경우 추적되는 동작 부위를 구비한 대상체는 목표 부위를 구비한 대상체와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 도 4는 내비게이터부(20)의 일 실시예를 도시한 도면이다. 내비게이터부(20)는 도 4에 도시된 것처럼 센서부(21), 동작정보저장부(22)를 포함하고 있을 수 있다.

센서부(21)는 대상체(ob)의 동작, 구체적으로는 대상체(ob)의 동작 부위의 동작을 감지한다. 예를 들어 대상체(ob)가 인체인 경우 센서부(21)는 대상체(ob)의 동작 부위의 동작, 예를 들어 인체의 호흡 동작과 같은 인체(ob) 흉부의 동작이나 인체 내부의 심장의 박동 동작 등을 감지 및 추적하도록 한다.

이 경우 동작 부위는 상술한 목표 부위와 동일한 부위일 수도 있고, 또한 상이한 부위일 수도 있다. 일례로 목표 부위와 동작 부위가 모두 폐를 포함하는 흉부 일대일 수도 있다. 또한 다른 일례로 목표 부위는 심장 및 그 주변의 장기인데 반해 동작 부위는 폐, 간 및 횡경막일 수도 있다. 이는 사용자의 선택에 따라 결정될 수도 있고, 미리 정해진 설정에 따라 결정될 수도 있을 것이다.

또한 동작 부위 및 목표 부위는 모두 동일한 대상체(ob)의 일부 조직이나 구조일 수도 있다. 예를 들어 동작 부위는 하나의 인체의 횡경막 및 그 주변 기관이고, 목표 부위는 동일한 인체의 심장이나 폐 등의 각종 장기일 수도 있다. 물론 필요에 따라서 동작 부위 및 목표 부위는 상이한 대상체(ob)의 일부 조직이나 구조일 수도 있을 것이다.

센서부(21)는 이와 같이 동작 부위의 동작을 감지 및 추적하여 대상체(ob)의 동작에 상응하는 신호, 즉 동작 정보(NAV data)를 출력하도록 한다.

출력되는 동작 정보는 동작 부위의 소정의 동작의 범위, 예를 들어 호흡 동작 시 흉부 움직임의 상한 및 하한에 대한 정보일 수 있다.

구체적으로 동작 부위의 동작이 호흡 동작과 같이 들숨과 날숨이 반복되는 반복 동작인 경우 센서부(21)는 대상체(ob)의 반복 동작을 추적하여, 대상체(ob)의 반복 동작의 상한 및 하한에 대한 정보를 수집하고 수집된 정보를 동작 정보(NAV data)로 출력하도록 할 수도 있다.

이와 같이 센서부(21)에서 출력되는 동작 정보(NAV data)는 가공되지 않은 데이터일 수도 있다. 따라서 내비게이터부(20)는 도면상 도시되지는 않았으나 필요에 따라서 센서부(21)에서 출력되는 동작 정보를 가공하여 가공된 데이터, 예를 들어 동작에 대해 시각적으로 식별할 수 있도록 하는 별도의 영상 데이터를 생성하도록 하는 동작 정보 처리부를 더 포함할 수도 있을 것이다.

동작정보 저장부(22)는 동작 부위의 동작에 따라 센서부(21) 또는 동작 정보 처리부에서 출력되는 동작 정보를 일시적 또는 비일시적으로 저장하도록 한다. 동작정보 저장부(22)는 저장된 동작 정보(NAV data)를 데이터 처리부(100)로 전달하도록 한다.

내비게이터부(20)의 일 실시예에 의하면 영상 처리 장치가 자기 공명 영상 장치인 경우, 내비게이터부(20)는 호흡 검출 내비게이터(respiratory navigator)일 수 있다. 호흡 검출 내비게이터는 인간의 외호흡에 기인한 흉부의 동작에 따라 출력되는 적어도 하나의 내비게이션 에코(navigation echoes)를 이용하여 호흡 동작을 추적하도록 한다. 호흡 검출 내비게이터에서 출력되는 동작 정보는 도 5에 도시된 것처럼 영상화되어 사용자가 직관적으로 인식할 수 있는 형태로 출력될 수 있다.

도 5는 내비게이터부에서 출력되는 동작 정보의 일 실시예에 대한 도면이다. 도 5에는 동작 정보의 일 실시예로서 호흡 게이팅(respiratory gating)을 이용한 흉부에 대한 관상 동맥 자기 공명 영상 이미징(Coronary artery MR imaging)에 의해 획득된 영상이 도시되어 있다.

영상 상단의 어두운 부분은 폐(lung)에 대한 것이고, 영상 하단의 흰 부분은 간(liver)에 대한 것이다. 시간은 영상의 좌측에서 우측 방향으로 진행한다.

도 5에 도시된 영상에 따르면 폐와 간의 경계면 부분은 소정의 파동 형상을 구비한다. 이 경우 영상상에서 상방향으로 볼록하게 돌출된 부분은 폐가 축소된 경우, 즉 호기를 의미하고, 하방향으로 오목하게 들어간 부분은 폐가 확장된 경우 즉 흡기를 의미한다. 이와 같이 폐와 간의 경계면 부분이 소정의 파동 형상을 구비하는 것은 호흡에 따른 폐와 간의 크기 변화, 또는 폐와 간 사이의 횡경막의 동작에 기인한 것이다. 따라서 시간의 경과에 따라 출력되는 복수의 내비게이션 에코에 의해 획득된 관상 동맥 자기공명 영상은 횡경막의 동작, 즉 호흡 동작을 추적 및 확인할 수 있게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이 데이터 처리부(100)는 데이터 수집부(10) 및 내비게이터부(20)로부터 각각 소정의 데이터를 전달받고, 전달받은 소정의 데이터를 이용하여 확정된 케이 공간 데이터를 획득한 후 획득된 케이 공간 데이터, 즉 케이 공간을 출력하여 영상 처리부(30)로 전달하도록 한다.

구체적으로 데이터 처리부(100)는 데이터 수집부(10)로부터 영상 생성의 기초가 되는 케이 공간을 생성하기 위한 원 데이터를 입력받고, 내비게이터부(20)로부터는 동작 부위의 동작, 일례로 인체의 호흡 동작, 즉 횡경막의 반복 동작에 따른 동작 정보를 입력받는다.

데이터 처리부(100)의 일 실시예에 의하면 데이터 처리부(100)는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 제1 영역 처리부(110), 제2 영역 처리부(120) 및 영역 조합부(130)를 포함하고 있을 수 있다. 상술한 바와 같이 데이터 처리부(100)는 생성할 케이 공간 내의 각각의 소영역으로부터 각각의 케이 공간 데이터를 수집할 수 있다.

도 6은 영상 처리 장치의 일 실시예에 대한 상세한 구성도이다.

도 2 및 도 6은 테이터 처리부(100)가 생성한 케이 공간을 두 개의 소영역, 즉 제1 영역 및 제2 영역으로 세분화하고, 각각의 소영역, 즉 제1 영역 및 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 별도로 획득하여 케이 공간을 생성하는 경우에 있어서의 영상 처리 장치의 일 실시예를 도시한 것이다.

일 실시예에 의하면 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 영상 처리 장치의 데이터 처리부(100)는 제1 영역 처리부(110), 제2 영역 처리부(120) 및 영역 조합부(130)를 포함하고 있을 수 있다.

제1 영역 처리부(110) 및 제2 영역 처리부(120)는 원 데이터로부터 케이 공간의 소영역에 해당하는 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다. 이 경우 제1 영역 처리부(110) 및 제2 영역 처리부(120)는 서로 상이한 소영역에 해당하는 케이 공간 데이터를 획득하도록 할 수 있다. 또한 제1 영역 처리부(110) 및 제2 영역 처리부(120)는 서로 상이한 조건이나 방법에 따라서 케이 공간 데이터를 획득하도록 할 수도 있다.

도 7은 자기 공명 영상 장치의 원 데이터(sg1 내지 sg7)를 기초로 획득된 데이터 공간의 일례를 표현한 것이다. 데이터 공간은 도 7에 도시된 바와 같이 원 데이터(sg1 내지 sg 7)으로 이루어진 행렬로 표현될 수 있다. 실시예에 따라서 이와 같은 데이터 공간에 대한 행렬은 256 x 256 행렬일 수 있다. 자기 공명 영상에서 원 데이터(sg1 내지 sg7)로 이루어진 행렬은 케이 공간에 대응될 수 있다. 데이터 공간에 대한 행렬에 있어서 가장 중앙의 행은 위상 부호화 경사자장(gradient)가 가장 작은 상태에서 획득한 신호로 이루어진다. 주변의 행은 데이터 공간의 가장자리로 갈수록 위상부호화 경사자장을 증가시켜 획득한 신호로 이루어진다.

도 7에 도시된 바와 같이 표현되는 데이터 공간은 복수의 소영역으로 세분될 수 있다. 예를 들어 케이 공간에 대응되는 데이터 공간 중 일부 영역, 일례로 즉 중앙에 위치하는 복수의 행의 집합을 제1 데이터 영역(c1)으로 하고, 그 외의 다른 소영역, 즉 중앙에 위치하는 복수의 행을 제외한 다른 행들의 집합을 제2 데이터 영역(c2a, c2b)으로 하여 데이터 공간을 복수의 소영역으로 세분화하도록 할 수 있다.

이 경우 중앙에 위치하는 복수의 행의 집합은 데이터 공간의 중심 영역을 포함할 수 있으며, 이와 같은 데이터 공간의 중심 영역은 케이 공간의 중심 영역(center of k-space)에 대응된다.

제1 영역 처리부(110)는 케이 공간의 제1 영역에 대응되는 원 데이터(sg3 내지 sg5)로부터 케이 공간의 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다. 다시 말해서 도 7에 도시된 케이 공간의 제1 데이터 영역(c1)으로부터 케이 공간의 제1 영역을 채우기 위한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.

그리고 제2 영역 처리부(120)는 케이 공간의 제2 영역에 대응하는 원 데이터(sg1, sg2, sg6 및 sg7)로부터 케이 공간의 제2 영역에 해당하는 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다. 다시 말해서 도 7에 도시된 케이 공간의 제2 데이터 영역(c2)으로부터 케이 공간의 제1 영역을 채우기 위한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.

데이터 처리부(100)의 일 실시예에 의하면 예를 들어 제1 영역 처리부(110)는 소정의 조건을 만족하는 경우에 원 데이터로부터 케이 공간의 제1 영역에 해당하는 케이 공간 데이터를 획득하도록 할 수 있다. 여기서 소정의 조건은, 예를 들어 내비게이터부(20)에서 출력되는 동작 정보(NAV signal)일 수 있다.

구체적으로 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1 영역 처리부(110)는 데이터 수집부(10)로부터 원 데이터를 전달받고, 아울러 내비게이터부(20)로부터 동작 정보를 전달받을 수 있다. 그러면 제1 영역 처리부(110)는 내비게이터부(20)로부터 전달된 동작 정보를 기초로 케이 공간 데이터를 획득할지 여부를 결정한 후, 결정 결과에 따라 원 데이터로부터 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다. 이를 위해 제1 영역 처리부(110)는 구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이 영역 판단부(111), 동작 정보 판단부(112) 및 데이터 획득부(113)를 포함하고 있을 수 있다.

영역 판단부(111)는 일 실시예에 의하면 데이터 수집부(10)로부터 전달된 원 데이터가 제1 영역 처리부(110)에서 처리할 케이 공간의 소영역, 즉 케이 공간의 제1 영역을 위한 데이터인지 여부를 먼저 판단하도록 한다. 여기서 케이 공간의 소영역은 미리 정의되거나, 사용자 등에 의해 선택되거나 또는 원 데이터나 동작 정보과 같은 별도의 정보 등으로부터 연산된 것일 수도 있다.

동작 정보 판단부(112)는, 영역 판단부(111)가 데이터 수집부(10)로부터 전달되는 원 데이터가 제1 영역 처리부(110)에서 처리할 케이 공간의 소영역, 일례로 제1 영역에 대응되는 신호라고 판단한 경우, 내비게이터부(20)로부터 전달되는 동작 정보를 기초로 데이터 획득 여부를 결정하도록 한다. 예를 들어 대상체(ob)가 인체인 경우, 인체의 호흡 동작에 따라서 동작 정보 판단부(112)는 케이 공간 데이터의 획득 여부를 결정하도록 할 수 있다. 만약 인체 내부에 대한 영상을 획득함에 있어서, 영상 정보 획득 시 인체가 호흡을 하여 흉부의 팽창이 지나치게 확대되는 경우에는 획득되는 인체 내부의 영상에는 오류가 발생할 가능성이 높다. 따라서 이 경우에는 동작 정보 판단부(112)는 케이 공간 데이터를 획득하지 않도록 결정하여 제1 영역 처리부(110)가 케이 공간 데이터를 획득하지 않도록 할 수 있다.

동작 정보 판단부(112)는 동작 부위의 동작 정보, 예를 들어 동작의 범위가 소정의 한계를 초과하는 경우 케이 공간 데이터를 획득하지 않도록 결정한다. 반대로 동작 부위의 동작 정보, 예를 들어 동작의 범위가 소정의 범위 내인 경우 케이 공간 데이터를 획득하도록 결정한다.

도 8은 내비게이터부(20)에서 출력되는 동작 정보의 일 실시예를 도식화한 도면이다. 구체적으로 도 8에 도시된 것과 같이 내비게이터(20)로부터 동작 정보가 출력되어 동작 정보 판단부(112)에 전달되는 경우, 동작 정보 판단부(112)는 미리 정의된 케이 공간 데이터 획득 범위(NAV)와 입력되는 동작 정보 신호(NAV1,NAV2)를 비교하고, 비교 결과에 따라 제1 영역 처리부(110)가 제1 데이터 영역(c1)에 입력되는 신호를 케이 공간을 생성하기 위해 획득할지 여부를 결정하도록 할 수 있다.

구체적으로 만약 동작 정보가 도 8의 좌측(NA)에 도시된 바와 같이 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하지 않는 경우(NAV1) 동작 정보 판단부(112)는 동작 정보를 기초로 케이 공간 데이터를 획득할 것을 결정하고, 입력되는 원 데이터로부터 신호를 추출하여 케이 공간을 생성하기 위한 케이 공간 데이터를 획득하라는 제어 신호를 생성하여 데이터 획득부(113)로 전달하도록 할 수 있다.

만약 도 8의 우측(NB)에 도시된 바와 같이 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하는 경우(NAV2)에는 동작 정보를 기초로 케이 공간 데이터를 획득하지 않을 것으로 결정하고, 입력되는 원 데이터로부터 신호를 추출하지 말라는 제어 신호, 즉 케이 공간 데이터를 획득하지 말라는 제어 신호를 생성하여 데이터 획득부(113)로 전달하도록 한다.

한편 일 실시예에 의하면, 만약 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하여(NAV2) 동작 정보 판단부(112)가 동작 정보를 기초로 케이 공간 데이터를 획득하지 않을 것으로 결정하는 경우, 동작 정보 판단부(112)는 별도의 판단 결과에 대한 정보 또는 판단 결과에 따른 제어 신호를 생성하여 제어부(40)로 전달하도록 할 수도 있다.

제어부(40)는 동작 정보 판단부(112)로부터 전달되는 정보 또는 제어 신호를 수신하면 데이터 수집부(10) 또는 내비게이터부(20)에 대한 별도의 제어 신호를 생성하고 생성된 제어 신호를 데이터 수집부(10) 또는 내비게이터부(20)로 전달한다.

데이터 수집부(10)는 제어부(40)로부터 전달된 제어 신호에 따라서 다시 목표 부위에 대한 원 데이터를 수집한 후, 수집된 데이터를 데이터 처리부(100)의 제1 영역 처리부(110) 또는 제2 영역 처리부(120)로 전달한다. 물론 실시예에 따라서 데이터 수집부(10)는 별도의 제어 신호없이 지속적으로 목표 부위에 대한 원 데이터를 수집하도록 동작하고 있는 것도 가능할 것이다.

또한 내비게이터부(20) 역시 제어부(40)로부터 전달된 제어 신호에 따라서 다시 동작 부위에 대한 동작 정보를 수집하고, 수집된 동작 정보를 데이터 처리부(100)의 제1 영역 처리부(110)로 전달한다. 실시예에 따라서 내비게이터부(20)는 별도의 제어 신호 없이 지속적으로 동작 부위에 대한 동작 정보를 수집하는 것도 가능할 것이다. 이 경우 내비게이터부(20)는 제어 신호 등과 무관하게 동작 정보 수집 동작을 계속 수행하고 있을 것이다.

제1 영역 처리부(110)는 데이터 수집부(10) 및 내비게이터부(20)로부터 전달되는 원 데이터 및 동작 정보를 기초로 또 다시 케이 공간의 제1 영역에 대한 케이 영역 데이터를 획득하도록 하거나 또는 획득하지 않도록 한다.

데이터 획득부(113)는 동작 정보 판단부(112)로부터 전달되는 제어 신호에 따라 케이 공간 데이터를 획득하거나 또는 획득하지 않는다. 예를 들어 동작 정보 판단부(112)가 동작 정보가 소정의 데이터 획득 범위 이내라고 판단하여 원 데이터로부터 케이 공간 데이터를 획득하라는 제어 신호를 생성하고 생성된 제어 신호를 데이터 획득부(113)으로 전달하면, 데이터 획득부(113)는 제1 데이터 영역(c1)의 데이터를 저장함으로써 케이 공간의 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.

반대로 만약 동작 정보가 소정의 데이터 획득 범위를 초과하여 동작 정보 판단부(112)가 케이 공간 데이터를 획득하지 말라는 제어 신호를 데이터 획득부(113)으로 전달하면, 데이터 획득부(113)는 제1 데이터 영역(c1)의 데이터를 추출 또는 저장하지 않는다. 그 결과 데이터 획득부(113)는 케이 공간의 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터를 원 데이터로부터 획득하지 않게 된다. 저장되지 않은 제1 데이터 영역(c1)의 데이터는 다시 폐기된다.

한편 제2 영역 처리부(120)는 상술한 제1 영역 처리부(110)와 다른 방법을 통해 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다. 도 9는 제2 영역 처리부를 설명하기 위한 영상 처리 장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다. 도 9에 도시된 바와 같이 제2 영역 처리부(120)는 구체적으로 영역 판단부(121) 및 데이터 획득부(122)를 포함하고 있을 수 있다.

제2 영역 처리부(120)의 영역 판단부(121)는 데이터 수집부(10)로부터 전달된 원 데이터가 제2 영역 처리부(120)에서 처리할 케이 공간의 소영역, 즉 제2 영역과 관련된 데이터인지 여부를 먼저 판단하도록 한다. 여기서 케이 공간의 제2 영역 역시 상술한 제1 영역과 마찬가지로 별도로 미리 정의된 것일 수도 있고, 사용자 등에 의해 선택되거나 또는 원 데이터나 동작 정보 등과 같은 별도의 정보에 의존하여 결정된 것일 수도 있다.

영역 판단부(121)가 데이터 수집부(10)로부터 전달되는 원 데이터가 제2 영역 처리부(120)에서 처리할 원 데이터라고 판단한 경우, 데이터 획득부(122)는 원 데이터를 저장함으로써 케이 공간의 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.

제2 영역 처리부(120)는 상술한 제1 영역 처리부(110)와는 상이하게 별도로 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하지 않는다. 즉, 제1 영역 처리부(110)는 동작 정보가 일정 범위 내인 경우에 한하여 케이 공간 데이터를 획득하지만, 제2 영역 처리부(120)는 이와 같은 조건 없이 케이 공간 데이터를 획득하도록 하는 것이다.

도면상 도시되어 있지는 않으나 데이터 처리부(100)는 제1 영역 처리부(110) 및 제2 영역 처리부(120)가 케이 공간 데이터를 획득하기에 앞서 제1 영역 처리부(110)에서 처리된 제1 영역에 대응되는 데이터 신호 및 제2 영역 처리부(120)에서 처리될 제2 영역에 대응되는 데이터 신호를 분류하는 영역 구분부를 더 포함할 수도 있다. 영역 구분부는 데이터 수집부(10)로부터 입력되는 데이터를 분류하여 제1 영역 처리부(110) 또는 제2 영역 처리부(120)로 전달한다.

구체적으로 영역 결정부(140)가 조작부(i)를 통해 입력된 사용자의 명령이나 또는 미리 저장된 설정 정보에 따라서 제1 영역 처리부(110) 및 제2 영역 처리부(120)가 각각 처리할 케이 공간의 영역을 결정하면, 영역 구분부는 데이터 수집부(10)로부터 입력되는 원 데이터 중 케이 공간의 제1 영역에 대응되는 원 데이터와, 제2 영역에 대응되는 원 데이터를 분류하도록 한다. 각각 제1 영역 처리부(110) 및 제2 영역 처리부(120)로 전달한다.

영역 구분부의 일 실시예에 의하면 영역 구분부는 먼저 원 데이터가 케이 공간의 제1 영역에 대응되는 원 데이터인지를 판단하고, 판단 결과 제1 영역에 대응되는 원 데이터인 경우에는 제1 영역 처리부(110)로 전달하고, 제1 영역에 대응되는 원 데이터가 아닌 경우에는 제2 영역에 대응되는 원 데이터인지 판단하고 제2 영역에 대응되는 원 데이터인 경우에는 제2 영역 처리부(120)로 전달한다.

데이터 처리부(100)의 영역 조합부(130)는 제1 영역 처리부(110)에서 획득한 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터와, 제2 영역 처리부(120)에서 획득한 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 조합하여 전체적인 케이 공간을 형성하도록 한다. 도 10은 제1 영역 및 제2 영역에서 수집한 케이 공간 데이터를 기초로 생성한 케이 공간의 일례를 도시한 도면이고, 도 11은 케이 공간의 일례를 3차원으로 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면 최종적으로 생성된 케이 공간(K)은 세 영역, 제1 영역 내지 제3 영역(K1 내지 K3)으로 구분될 수 있다. 여기서 케이 공간(K)의 제1 영역(K1) 및 제3 영역(K3)은 제2 영역 처리부(120)에 의해 획득된 케이 공간 데이터에 의해 채워진다. 그리고 제2 영역(K2)은 제1 영역 처리부(110)에 의해 획득된 케이 공간 데이터에 의해 채워진다. 즉, 하나의 케이 공간(K)이라고 하더라도 케이 공간(K)을 채우는 각각의 케이 공간 데이터는 상이한 과정을 통해 획득된 것일 수 있다. 그 결과 최종적으로 도 11에 도시된 것과 같은 케이 공간이 생성된다. 생성된 케이 공간은 생성될 영상의 기초가 될 케이 공간으로 확정되고, 도 2, 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 영상 처리부(30)로 전달된다.

한편 데이터 처리부(100)는 실시예에 따라서 케이 공간의 소영역, 예를 들어 제1 영역 및 제2 영역을 결정하는 영역 결정부(140)를 더 포함할 수 있다.

영역 결정부(140)는 외부의 별도의 워크스테이션(i)을 통해 각 영역 처리부(110, 120)이 처리할 케이 공간의 소영역에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 또는 영역 결정부(140)는 별도의 메모리 장치(R)로부터 케이 공간의 소영역에 대한 정보를 읽어들여, 케이 공간의 소영역을 결정할 수도 있다. 구체적으로 케이 공간의 소영역에 대한 정보는 소영역의 개수, 소영역 각각의 크기, 소영역의 위치 등에 대한 정보를 포함하고 있을 수 있다.

한편 이 경우 일 실시예에 의하면 제1 영역 처리부(110)와 제2 영역 처리부(120)는 각각 영역 판단부(111, 121)를 더 포함하고 있을 수 있다.

영역 결정부(140)는 케이 공간의 소영역, 예를 들어 제1 영역 및 제2 영역을 결정하고, 결정된 정보를 제1 영역 처리부(110)의 영역 판단부(111)나 제2 영역 처리부(120)의 영역 판단부(121)로 전달하도록 한다.

제1 영역 처리부(110) 또는 제2 영역 처리부(120)의 영역 판단부(111, 121)는 영역 결정부(140)로부터 전달된 케이 공간의 소영역에 대한 정보를 기초로 입력되는 원 데이터가 각 처리부(110, 120)에서 처리할 소영역, 일례로 제1 영역(K2) 또는 제2 영역(K1, K3)에 대응되는 원 데이터인지 먼저 판단하도록 하고, 판단 결과에 따라서 케이 공간의 제1 영역(K2) 또는 제2 영역(K1, K3)에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.

도 2, 도 6 및 도 9에 도시된 영상 처리부(30)는 데이터 처리부(100)로부터 전달받은 케이 공간을 기초로 소정의 영상을 생성하도록 한다.

만약 영상 처리 장치가 자기 공명 장치인 일 실시예에 의하면 영상 처리부(30)는 전달받은 케이 공간에 대해 푸리에 변환(fourier transform)을 수행하여 자기 공명 영상을 생성하도록 할 수 있다.

이상 케이 공간을 두 개의 영역으로 세분화한 실시예에 대해서 설명하였으나, 케이 공간은 단지 두 개의 영역으로만 세분될 수 있는 것은 아니며 더 많은 수의 영역으로도 세분될 수 있다. 이 경우 데이터 처리부(100)는 실시예에 따라서 제3 영역 처리부나 제4 영역 처리부를 더 포함할 수도 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같은 영상 처리 장치는 다양한 영상 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어 자기 공명 영상 장치 등에 적용될 수 있다.

(2) 이하 도 12 내지 도 23을 참조하여 자기 공명 영상 장치의 일 실시예에 대해서 설명할 것이다

도 12는 자기 공명 영상 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.

도 12에 도시된 바와 같이 자기 공명 영상 장치는 데이터 수집부(200), 증폭기(320), A/D 컨버터(analog/digital converter, 330), 영상 생성부(500), 내비게이터(400) 및 디스플레이부(d)를 포함할 수 있다.

데이터 수집부(200)는 대상체(ob)에 대한 자기 공명 영상을 생성하기 위해 대상체(ob) 내부의 목표 부위로부터 자기 공명 신호를 수집한다. 이 경우 획득되는 자기 공명 신호는 아날로그 신호이다.

증폭기(320)는 수집된 자기 공명 신호를 증폭하여 A/D 컨버터(330)로 전달한다. A/D 컨버터(330)는 증폭된 아날로그의 자기 공명 신호를 디지털 신호로 변환한다. 디지털 변환된 신호는 영상 생성부(500)로 전달된다.

영상 생성부(500)는 케이 공간 데이터 처리부(600) 및 영상처리부(520)를 이용하여 디지털 변환된 자기 공명 신호로부터 케이 공간을 생성하고, 케이 공간을 푸리에 변환하여 자기 공명 영상을 생성한다.

영상생성부(500)의 케이 공간 데이터 처리부(600)는 디지털화된 자기 공명 신호를 기초로 케이 공간을 생성한다. 이때 케이 공간 데이터 처리부(600)는 케이 공간의 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터와 일부 영역과 상이한 케이 공간의 다른 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상이한 방법으로 획득하도록 할 수 있다.

케이 공간 데이터 처리부(600)는 내비게이터(400)로부터 대상체(ob)의 동작 부위의 동작에 대한 동작 정보를 더 수신할 수 있다.

케이 공간 데이터 처리부(600)는, 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터를 수신된 동작 정보를 기초로 획득하도록 할 수 있다. 또한 케이 공간 데이터 처리부(600)는 케이 공간의 일부 영역과는 상이한 케이 공간의 다른 일부 영역에 대한 케이 공간 데이터는 동작 정보와 무관하게 획득하도록 할 수 있다.

영상 생성부(500)의 영상처리부(520)는 케이 공간 데이터 처리부(600)에 의해 생성된 케이 공간을 푸리에 변환하여 자기 공명 영상을 생성하도록 한 후, 중앙처리장치나 사용자의 제어에 따라서 디스플레이부(d)에 자기 공명 영상을 전달한다.

디스플레이부(d)는 자기 공명 영상을 사용자에게 표시한다.

이하 각 구성 요소에 대해 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 13은 자기 공명 영상 장치의 일 실시예에 대한 사시도이고, 도 14는 자기 공명 영상 장치의 일 실시예에 대한 상세한 구성도이다.

자기 공명 영상 장치는 도 13에 도시된 바와 같이 비어 있는 내부 공간, 즉 캐비티(cavity)를 포함하는 원통형의 형상을 구비하는 본체, 즉 보어를 포함한다.

대상체(ob), 예를 들어 인체는 별도의 이송 수단, 예를 들어 이송 테이블 위에 거치되어 캐비티 내부로 이송 및 도입된다. 데이터 수집부(200)는 캐비티 내부의 대상체(ob)에 자기장을 형성하여 자기 공명 현상을 유도하고, 자기 공명 현상에 따라 발생된 자기 공명 신호를 수신하여 대상체(ob) 내부 단면에 대한 가공되지 않은 원 데이터를 수집하도록 한다.

자기 공명 영상 장치의 일 실시예에 따르면 데이터 수집부(200)는 원자핵이 일정한 주파수의 전자기파와 공명하는 현상인 핵자기공명(Nuclear Magnetic Resonance: NMR) 현상을 이용하여 대상체(ob)로부터 자기 공명 신호를 수집한다.

대상체, 일례로 인체 내부의 수소(H), 인(P), 나트륨(Na) 이나 각종 탄소동위원소(C) 등의 원소의 원자핵은 스핀(spin)을 가지고 있다. 원자핵이 외부 자기장, 즉, 정자장(static magnetic field)에 노출되어 자화(magnetization)되면, 원자핵의 스핀은 자기장 방향으로 정렬되고 아울러 자기장에 의하여 받은 토크(torque)에 의해 중심축과 소정의 각도를 이루면서 빠르게 회전하는 세차 운동(precession)을 하게 된다. 이때 원자핵 스핀의 세차 운동의 주파수를 라머(larmor) 주파수라고 한다. 라머 주파수는 외부 자기장의 세기 및 원자핵의 종류에 따라 달라질 수 있다.

세차 운동 시 라머 주파수와 동일하거나 유사한 주파수의 전자기파가 원자핵, 예를 들어 수소 원자의 원자핵에 인가되면, 원자핵의 자화 벡터는 공명하여 정자장과 직교하는 방향을 향하게 된다. 이 때 자화 벡터는 인접해 있는 고주파 코일(RF coil)에 통상 프리 인덕션 디케이(FID, free induction decay) 신호라 불리는 전압 신호를 유도하게 되는데 이를 핵자기공명 현상이라고 한다.

데이터 수집부(200)는, 이와 같이 유도된 전압 신호로부터 대상체, 예를 들어 인체의 내부의 목표 부위에 대한 영상을 생성하여 사용자에게 제공한다.

상술한 바와 같이 핵자기공명 현상을 이용하여 자기 공명 신호를 얻기 위하여 데이터 수집부(200)는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 복수의 코일부, 즉 정자장 코일부(210), 경사자장코일부(220) 및 RF 코일부(230)를 포함할 수 있다. 각각의 코일부(200)는 도 13에 도시된 바와 같이 보어에 형성되어 있을 수 있다.

도 15는 정자장 코일부에 의해 생성되는 자기 공명 영상 장치의 정자장을 설명하기 위한 도면이다. 정자장 코일부(210)는 인체 내에 분포해 있는 원소 중 자기 공명 현상을 일으키는 원소, 예를 들어 수소, 인, 나트륨 등의 원자핵을 자화시키기 위한 정자장을 생성한다. 정자장 코일부(411)에서 생성되는 정자장은 자기 공명 영상 장치의 보어의 동축과 평행한 것이 일반적이다.

만약 도 15에 도시된 바와 같이 보어의 동축과 평행한 방향의 성분을 z축이라고 하고, z축과 직교하되 이송 테이블에 수평인 방향의 성분을 x축, z축과 직교하고 이송테이블의 법선과 평행한 방향의 성분을 y축이라고 하면, 정자장은 도 15의 z축 방향으로 형성된다. 만약 대상체(ob)가 인체인 경우에는 인체의 두부에서부터 족부 방향으로 정자장이 형성된다. 상술한 라머 주파수는 이와 같이 대상체(ob)에 형성되는 정자장의 세기에 비례한다.

정자장 코일부(210)는 초전도 전자석이나 영구 자석으로 만들어진다. 만약 0.5 테슬라 이상의 높은 자속 밀도의 자기장을 생성하기 위해서는 초전도 전자석이 이용된다. 수소, 인, 나트륨 등의 원자핵이 정자장에 노출되면 자화되고 원자핵의 자화 벡터는 정자장을 중심으로 세차 운동을 하게 된다.

경사 코일부(220)는 캐비티 내부의 대상체(ob)에 공간적으로 선형적인 경사 자기장(gradient field, Gx, Gy, Gz)을 생성하여 자기장의 균등성에 변화를 야기한다. 이에 따라 경사 코일(211 내지 213)은 주자장에 의해 생성된 수소, 인, 나트륨 등의 원자핵의 자화 벡터가 횡 평면상에서 회전할 때 자화 벡터의 회전 주파수나 위상을 공간적으로 제어하여 자기 공명 영상 신호가 공간 주파수 영역, 즉 케이 공간으로 표현될 수 있도록 한다.

도 16은 자기 공명 영상 장치의 경사 자장 코일부의 일 실시예에 대한 도면이다. 경사 코일부(220)는 자기 공명 영상의 촬영을 위해서 도 16에 도시된 바와 같이 x축, y축 또는 z축 방향으로 경사 자기장을 형성하는 세 종류의 경사 코일(211 내지 213)을 포함하고 있을 수 있다. 각각의 경사 코일은 서로 다른 방향의 기울기의 경사자장(Gx, Gy, Gz)을 생성한다.

z축 경사 코일(211)은 단면(슬라이스, slice)의 선택에 사용되는 단면 선택을 위한 z축 방향의 단면 선택 경사 자장(slice-select gradient, Gz)을 생성하도록 한다.

y축 경사 코일(212)은 위상 부호화를 위해 단면의 행들이 서로 다른 위상을 갖도록 위상 시프트를 일으키는 y축 방향의 위상 부호화 경사 자장(phase-encoding gradient)을 생성한다.

x축 경사 코일(213)은 각 행을 구성하는 스핀들이 서로 다른 주파수를 구비하도록 하여 각각의 스핀을 구별하도록 해주는 x축 방향의 주파수 부호화 경사자장(frequency-encoding gradient, Gx)을 생성한다.

도 17는 각 경사 코일의 펄스 스퀀스를 도시한 도면이다. 도 17에 도시된 바와 같이 먼저 z축 경사 코일(211)에 의해 z축 방향으로 경사 자장(Gz)이 형성된다. 예를 들어 대상체(ob)가 인체인 경우 머리 부위에서 다리 방향으로 진행할수록 자기장의 강도를 점점 약하게 하여 z축 방향으로 소정의 경사를 구비한 자기장을 형성하도록 한다. 이 경우 후술하는 RF 코일부(230)에서 하나의 주파수의 RF 펄스를 송신하면 송신된 RF 펄스의 주파수 범위에 상응하는 자기장이 인가된 단면들로부터 자기 공명 신호가 발생하여 단면을 선택할 수 있게 된다. 이때 선택된 단면의 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지게 되어 각 스핀의 구별이 불분명하게 된다.

그러면 y축 경사 코일(212)은 y축 방향으로 위상 부호화 경사 자장(Gy)을 형성한다. 위상 부호화 경사 자장에 따라서 각 단면의 스핀들에는 상이한 위상 시프트(phase shift)가 야기된다. 즉, y축 경사자장이 형성되면 큰 경사자장이 걸린 스핀들은 높은 주파수로 위상이 변하고 작은 경사자장이 걸린 스핀들은 보다 낮은 주파수로 위상이 변하게 된다. y축 경사 자장이 차단되면 모든 스핀은 소정의 주파수로 세차 운동을 수행하나, y축 경사 자장에 의해 영구적인 위상 변화가 발생되어 각 스핀의 식별이 가능해진다. 이를 위상 부호화(phase encoding)라고 한다.

자기 공명 신호가 획득되는 동안 x축 경사 코일(213)에서는 x축 방향의 주파수 부호화 경사 자장(Gx)이 대상체(ob)에 인가된다. 만약 단면을 소정의 행렬로 표현한 경우 각 행을 구성하는 스핀들이 서로 다른 주파수를 갖도록 하여 각각의 스핀을 구별하도록 한다. 이를 주파수 부호화(frequency encoding)이라고 한다.

이와 같이 정자장 및 경사 자장이 대상체(ob)에 인가된 후, RF 코일부(230)는 정자장에 의해 생성된 자화 벡터를 횡 평면상에서 평면과 수평으로 회전하도록 하기 위한 고주파 자기장을 생성한다. RF 코일부(230)에 라머 주파수 대역의 고주파 전류가 인가되면, RF 코일부(230)의 고주파 코일은 인가된 고주파 전류에 따라서 코일 주변을 라머 주파수로 회전하는 자기장을 생성한다. 이때 회전하는 자기장과 대상체(ob) 내부의 목표 부위의 자화 벡터가 서로 공명하면 목표 부위의 자화 벡터가 횡 평면과 수평으로 누워 라머 주파수로 회전하게 된다. 이때 자화 벡터의 회전에 따라 RF 코일부(230)의 고주파 코일에 기전력이 유도된다. 유도된 기전력 신호를 기초로 라머 주파수의 정현파를 복조하면 기저 대역의 자기 공명 신호를 얻는다. 이에 따라 대상체(ob) 내부 또는 외부의 목표 부위에 대한 자기 공명 신호가 획득된다.

실시예에 따라서 RF 코일부(230)는 회전 자기장의 생성 및 자기 공명 신호의 수신을 위하여 회전 자기장을 생성하고 아울러 자기 공명 신호를 수신하는 두 기능을 모두 수행하는 일련의 고주파 코일을 이용할 수도 있다. 뿐만 아니라 RF 코일부(230)는 회전 자기장의 생성과 자기 공명 신호의 수신 기능을 각각 별도로 수행하는 서로 다른 고주파 코일, 즉 회전 자기장을 생성하는 송신 전용 코일 및 자기 공명 신호를 수신하기 위한 수신 전용 코일을 포함하고 있을 수 있다.

도 12 및 도 14에 도시된 바를 참조하면 자기 공명 영상 장치는 내비게이터(400)를 더 포함할 수 있다. 내비게이터(400)는 대상체(ob)의 동작, 구체적으로는 대상체(ob)의 동작 부위의 동작을 추적하여 대상체에 대한 동작 정보를 수집한다.

일 실시예에 의하면 내비게이터(400)는 인체의 호흡 동작을 검출하는 호흡 검출 내비게이터일 수 있다. 호흡 검출 내비게이터는 인간의 호흡에 따라 출력되는 적어도 하나의 내비게이션 에코를 이용하여 인간의 호흡 동작을 추적한 후, 상술한 도 5에 도시된 바와 같은 동작 정보, 일례로 내비게이터 에코(Navigator echo)를 출력하도록 할 수 있다.

예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 호흡 동작에 따라 흉부 내의 폐와 간 사이의 횡경막은 소정의 동작 범위 내에서 축소되거나 또는 확장되게 된다. 내비게이터(400)는 이와 같은 횡경막 및 그 주변의 동작을 추적하고, 추적 결과에 따라 폐와 간의 경계면 부분을 소정의 파동 형상을 구비하는 동작 정보(NAV data)로 출력하도록 할 수 있다.

이와 같은 동작 정보, 일례로 내비게이터 에코는 목표 부위를 모니터링하기 위한 모든 종류의 시퀀스(sequence)에 부가되는 추가적인 RF 펄스 신호(RF pulse signal) 및 그래디언트(gradient)일 수 있다.

내비게이터 에코는 심장 자기 공명 이미징(cardiac MR imaging) 등과 같이 자유 호흡 상태에서의 자기 공명 영상화(free breathing MRI)에서 이용될 수 있다.

출력된 동작 정보는 영상 생성부(500)의 케이 공간 데이터 처리부(600)로 전달된다.

자기 공명 영상 장치는 도 14에 도시된 바와 같이 제어부(300)를 더 포함할 수 있다. 제어부(300)는 데이터 수집부, 즉 코일부(200)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 이를 위해 제어부(300)는 정자장 코일부(210)를 제어하는 정자장 제어부(310), 경사 코일부(220)를 제어하는 경사 자장 제어부(320) 및 RF코일부(230)를 제어하는 RF 코일 제어부(330)를 포함할 수 있다.

제어부(300)의 정자장 제어부(310)는 외부의 워크 스테이션(w) 등의 조작부(i)를 통해 입력된 사용자의 지시나 명령이나 또는 별도로 미리 저장된 설정 등에 따라서 소정의 제어 신호를 생성한 후, 소정의 제어 신호를 정자장 코일 인가부(311)로 전달한다.

제어 신호를 전달받은 정자장 코일 인가부(311)는 정자장 코일부(210)에 전류를 인가하여 정자장 코일부(210), 경사 코일부(220)가 대상체(ob)에 정자장을 생성하도록 한다. 마찬가지로 경사 자장 제어부(320) 및 RF 코일 제어부(330) 역시 사용자의 지시나 명령 또는 미리 저장된 설정 등에 따라서 복수의 제어 신호를 생성한 후, 생성된 제어 신호를 경사 코일 인가부(321) 및 RF 코일 인가부(331)로 전달하여, 경사 코일부(220) 및 RF 코일부(230)가 대상체(ob) 또는 대상체(ob) 내부의 목표 부위에 대한 경사자장이나 전자파를 생성하도록 한다.

또한 제어부(300)는 내비게이터(400)의 동작을 제어하기 위한 내비게이터 제어부(340)를 더 포함할 수 있다. 내비게이터 제어부(340)는 내비게이터(400)의 동작 개시 또는 동작 중단을 위한 소정의 제어 신호를 생성하여 내비게이터로 전달한다.

자기 공명 영상 장치는 RF 코일부(230)에서 출력되는 아날로그의 자기 공명 신호를 증폭하기 위한 증폭기(320)를 더 포함할 수 있다.

또한 자기 공명 영상 장치는 증폭기(320)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터(330)를 더 포함할 수 있다. 디지털로 변환된 자기 공명 신호는 영상 생성부(500)로 전달된다.

영상 생성부(500)는 A/D 컨버터(330)에서 출력되는 디지털로 변환된 자기 공명 신호 및 내비게이터(400)로부터 출력되는 동작 정보(NAV data)를 수신받고, 수신된 자기 공명 신호 및 동작 정보를 이용하여 케이 공간을 결정한 후 결정된 케이 공간을 변환하여 자기 공명 영상을 생성하도록 한다.

구체적으로 영상 생성부(500)는 도 14에 도시된 바와 같이 케이 공간을 생성하기 위한 케이 공간 데이터 처리부(600), 케이 공간에 대한 푸리에 변환을 위한 푸리에 변환부(510) 및 푸리에 변환된 자기 공명 영상에 대해 소정의 후처리를 수행하기 위한 영상 후처리부(520)를 포함하고 있을 수 있다.

도 18은 자기 공명 영상 장치의 케이 공간 데이터 처리부의 일 실시예를 도시한 구성도이다. 도 18에 도시된 바와 같이 케이 공간 처리부(600)는 제1 영역 처리부(610), 제2 영역 처리부(620) 및 영역 조합부(630)를 포함하고 있을 수 있다.

제1 영역 처리부(610)는 자기 공명 신호로부터 케이 공간의 중심 영역의 케이 공간 데이터를 획득한다. 다시 도 7에 도시된 바를 참조하면, 자기 공명 영상 장치의 경우 각 원 데이터의 신호는 케이 공간의 중심 영역에서 최대 진폭의 신호를 가진다. 탈위상화된 양성자가 재자화되면 최대 진폭의 자기 공명 신호가 출력된다. 그리고 다시 탈위상화되기 시작하면 진폭은 점점 감소한다. 이에 따라 도 7에 도시된 바와 같은 데이터 공간의 중앙에 위치한 열에서 자기 공명 신호는 최대 진폭의 신호를 구비하게 된다. 아울러 중앙에 위치한 행의 신호는 y축 방향의 경사 자장(Gy)에 의한 탈위상없이 획득되므로 다른 행보다 진폭이 더욱 높다. 다른 행의 신호는 y축 방향의 경사 자장(Gy)에 의해 상대적으로 신호의 진폭이 중앙의 행보다 더 낮다. 이에 따라 자기 공명 신호 중 중앙에 위치한 신호가 진폭이 최대이고 신호 대 잡음비(SNR)가 최대인 신호가 된다. 따라서 케이 공간은 케이 공간의 중심 영역에서 가장 신호가 강하게 된다. 아울러 중심 영역 외의 다른 영역의 신호는 상대적으로 약하게 된다. 제1 영역 처리부(110)는 가장 신호가 강한 중심 영역에서의 신호(sg3 내지 sg5)를 수집하여 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.

한편 제1 영역 처리부(610)는 내비게이터(400)에서 출력되는 동작 정보가 일정한 범위, 즉 케이 공간 데이터 수집 범위 내에 해당하는 경우에 한하여 입력되는 자기 공명 신호로부터 케이 공간의 중심 영역의 케이 공간 데이터를 획득하도록 할 수 있다. 이를 위해 제1 영역 처리부(610)는 구체적으로 도 18에 도시된 바와 같이 영역 판단부(611), 동작정보 판단부(612) 및 데이터 획득부(613)를 포함하고 있을 수 있다.

도 14 및 도 18에 도시된 바와 같이 제1 영역 처리부(610)의 영역 판단부(611)는 RF 코일부(230)로부터 전달된 자기 공명 신호가 케이 공간의 중심 영역에 대한 자기 공명 신호인지 여부를 먼저 판단한다. 만약 RF 코일부(230)로부터 전달된 자기 공명 신호가 케이 공간의 중심 영역에 대한 신호인 경우, 제1 영역 처리부(610)의 동작 정보 판단부(612)는 내비게이터(400)로부터 전달되는 동작 정보, 구체적으로 호흡 동작에 대한 정보를 기초로 케이 공간 데이터를 획득할지 여부를 결정하도록 한다.

예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 동작 정보 판단부(612)는 입력되는 동작 정보 신호(NAV1,NAV2)와 케이 공간 데이터 획득 범위(NAV)를 비교하여, 동작 정보 신호(NAV1, NAV2)가 케이 공간 데이터 획득 범위(NAV) 이내인지 여부를 판단하고 판단 결과 신호를 생성할 수 있다. 이 경우 동작 정보 판단부(612)는 게이팅 윈도우(gating window)를 이용하여 동작 정보 중 한정된 범위 내의 진폭을 갖는 신호를 선택(gating)함으로써 케이 공간 데이터 획득 범위 내의 동작 정보만을 선별하도록 한 후, 선별된 동작 정보를 기초로 판단 결과 신호를 생성하도록 하는 것도 가능하다.

데이터 획득부(613)는 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 수집하도록 한다. 데이터 획득부(613)는 동작 정보 판단부(612)의 판단 결과에 따라서 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 수집할지 여부가 결정될 수 있다.

만약 동작 정보 판단부(612)에 의해 동작 정보가 소정의 데이터 획득 범위 이내라고 판단되면 데이터 획득부(613)는 케이 공간의 중심 영역에 해당하는 자기 공명 신호를 추출하여 별도로 저장함으로써 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다. 반대로 만약 동작 정보 판단부(612)에 의해 동작 정보가 소정의 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과한다고 판단되면, 데이터 획득부(613)는 자기 공명 신호를 추출하지 않는다. 그 결과 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터가 수집되지 않는다.

예를 들어 만약 내비게이터(400)가 추적하는 동작이 호흡 동작이고 케이 공간 데이터 획득 범위가 7mm로 정의된 경우에는 데이터 획득부(613)는 도 5에 도시된 동작 범위가 7mm보다 작은 경우에 한하여 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 하고, 도 5에 도시된 동작 범위가 7mm보다 큰 경우에는 케이 공간 데이터를 수집하지 않는다.

제2 영역 처리부(620)는 케이 공간의 중심 영역 외의 다른 영역에 대한 케이 공간 데이터를 수집한다. 다시 도 7에 도시된 바를 참조하면, 자기 공명 영상 장치의 경우 자기 공명 신호는 케이 공간의 중심 영역에서 최대 진폭을 가지고, 중심 영역 외의 다른 영역에서는 상대적으로 약하다. 제2 영역 처리부(620)는 신호가 약한 다른 영역 영역에서의 신호(sg1, sg2, sg6 및 sg7)를 수집하여 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다. 도 18에 도시된 바와 같이 제2 영역 처리부(620)는 구체적으로 영역 판단부(621) 및 데이터 획득부(622)를 포함하고 있을 수 있다. 영역 판단부(621)는 데이터 수집부(10)로부터 전달된 자기 공명 영상이 케이 공간의 중심 영역 외의 영역인지 여부를 먼저 판단한다. 만약 자기 공명 영상이 케이 공간의 중심 영역 외의 영역인 경우 제2 영역 처리부(620)는 바로 자기 공명 영상을 수집하여 케이 공간의 중심 영역 외의 영역에 대한 케이 공간 데이터를 수집한다. 제2 영역 처리부(620)는 상술한 제1 영역 처리부(610)와는 상이하게 별도로 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하지는 않는다.

영역 조합부(630)는 제1 영역 처리부(110)에서 획득한 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터와, 제2 영역 처리부(120)에서 획득한 케이 공간의 중심 영역 외의 영역에 대한 케이 공간 데이터를 조합하여 케이 공간을 형성한다. 그 결과 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같은 케이 공간(K)이 형성된다. 이때 케이 공간(K)의 중심 영역(K1)은 제1 영역 처리부(610)에 의해 획득된 케이 공간 데이터에 의해 채워지고, 케이 공간(K)의 다른 영역(K1, K3)은 제2 영역 처리부(620)에 의해 획득된 케이 공간 데이터에 의해 채워진다.

생성된 케이 공간은 도 14에 도시된 바와 같이 푸리에 변환부(510)로 전달된다. 푸리에 변환부(510)는 푸리에 변환을 이용하여 케이 공간을 자기 공명 영상으로 변환한다. 푸리에 변환된 자기 공명 영상은 필요에 따라서 영상 후처리부(520)로 전달될 수 있다. 영상 후처리부(520)는 푸리에 변환된 자기 공명 영상 전부 또는 일부의 명도(brightness), 선예도(sharpness)나 대조도(contrast) 등을 조절하여 푸리에 변환된 자기 공명 영상을 보정한다. 실시예에 따라서 영상 후처리부(520)는 복수의 자기 공명 영상을 이용하여 삼차원 입체 영상을 생성하는 것도 가능하다. 생성되거나 필요에 따라서 소정의 보정이 수행된 자기 공명 영상은 워크 스테이션(w) 등에 설치된 디스플레이부(d)를 통해 외부로 표시된다.

실시예에 따라서 데이터 처리부(600)는 영역 결정부(640)를 더 포함할 수 있다.

영역 결정부(640)는 외부의 별도의 워크스테이션의 조작부(i)나 별도의 메모리 장치로부터 제1 영역 처리부(610) 및 제2 영역 처리부(620) 각각에서 처리할 케이 공간의 영역에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 이를 통해 사용자는 동작 정보에 따라 케이 공간 데이터가 획득될 케이 공간 중심 영역의 크기 등을 선택, 조절할 수 있게 된다. 필요에 따라서는 케이 공간의 소영역의 개수나 위치 등 역시 조절할 수도 있다.

도 19는 자기 공명 영상 장치의 케이 공간 데이터 처리부의 다른 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 19에 도시된 바를 참조하면 제1 영역 처리부(610)의 동작 정보 판단부(612)는 판단 결과에 따라 판단 결과에 상응하는 소정의 명령을 신호 생성부(630)로 전달하고, 신호 생성부(630)는 전달받은 소정의 명령에 따라 제어부(300)를 제어하는 제어 신호를 생성하여 제어부(300)로 전달한다.

동작 정보 판단부(612)는 상술한 바와 같이 내비게이터(400)로부터 전달되는 동작 정보와 케이 공간 데이터 획득 범위를 비교한다. 비교 결과 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 벗어난다고 판단되면, 동작 정보 판단부(612)는 판단 결과에 대한 소정의 명령을 생성하여 신호 생성부(630)로 전달한다.

예를 들어 도 8에 도시된 바를 다시 참조하면, 동작 정보 판단부(112)는 입력되는 동작 정보 신호(NAV1,NAV2)와 사용자 등에 의해 정의된 케이 공간 데이터 획득 범위(NAV)를 비교한다. 이 경우 도 8의 우측(NB)에 도시된 바와 같이 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과한다면,(NAV2) 동작 정보 판단부(612)는 케이 공간 데이터를 획득하지 말라는 제어 신호를 생성하여 데이터 획득부(113)로 전달한다. 이때 동작 정보 판단부(612)는 제어부(300)에 대한 제어 신호를 생성하라는 명령을 생성하여 신호 생성부(630)로 전달한다.

신호 생성부(630)는 동작 정보 판단부(612)의 판단 결과, 즉 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 벗어난다는 판단 결과에 따라서 제어부(300)에 대한 제어 신호를 생성한다. 생성된 제어 신호는 제어부(300)로 전달된다.

제어부(300)는 신호 생성부(630)로부터 제어 신호를 수신하고 수신한 제어 신호에 따라서 데이터 수집부(200)의 동작을 제어한다.

상세하게는 제어부(300)의 정자장 제어부(310), 경사 자장 제어부(320) 및 RF 코일 제어부(330) 등은, 수신한 제어 신호에 따라서 정자장 코일부(210), 경사자장 코일부(220) 및 RF 코일부(230)의 동작에 대한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 정자장 코일부(210), 경사자장 코일부(220) 및 RF 코일부(230)에 전달하도록 할 수 있다.

정자장 코일부(210) 및 경사자장 코일부(220)는 제어 신호에 따라 대상체(ob)에 자기장을 인가하여 대상체(ob), 일례로 대상체(ob) 내부의 목표 부위가 자기장에 노출되도록 한다. RF 코일부(230)는 대상체(ob) 내부의 목표 부위에 전자파를 인가하여 대상체(ob) 내부 또는 외부의 목표 부위로부터 자기 공명 신호를 다시 수집하게 된다.

그 결과 만약 내비게이터(400)로부터 전달되는 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하지 않아 제1 영역 처리부(600)가 케이 공간 데이터를 획득하지 않는 경우에는, 데이터 수집부(200)는 대상체(ob)의 목표 부위로부터 자기 공명 신호를 다시 수집하도록 할 수 있게 된다.

다시 수집된 자기 공명 신호는 증폭기(320) 및 A/D 컨버터(330)를 경유하여 영상생성부(500), 구체적으로 케이 공간 데이터처리부(600)로 전달되고, 케이 공간 데이터처리부(600)는 케이 공간의 영역과 네비게이터(400)에서 전달되는 동작 신호에 따라서 다시 수집된 자기 공명 신호로부터 케이 공간 데이터를 수집하거나 또는 수집하지 않는 과정을 반복하도록 할 수 있다.

도 20은 자기 공명 영상 장치의 케이 공간 데이터 처리부의 또 다른 일 실시예에 대한 구성도이다.

도 20에 도시된 바와 같이 자기 공명 영상 장치는 영역구분부(650)를 더 포함할 수도 있다.

영역 구분부(650)는 영역 결정부(640)에서 전달되는 결정된 케이 공간의 소영역, 예를 들어 케이 공간의 중심 영역에 대한 정보를 수신받고, 수신받은 케이 공간의 소영역에 대한 정보에 따라서 RF 코일부(230)로부터 전달되는 자기 공명 신호를 식별 및 구분하여 제1 영역 처리부(610) 또는 제2 영역 처리부(620)로 분배하여 전달하도록 할 수 있다. 실시예에 따라서 RF 코일부(230) 및 영역 구분부(650) 사이에는 증폭기(320) 및 A/D 컨버터(330)가 더 추가될 수도 있을 것이다.

구체적으로 영역 결정부(640)는 조작부(i)를 통해 입력된 사용자의 명령이나 또는 미리 저장된 설정 정보에 따라서 제1 영역 처리부(610) 및 제2 영역 처리부(620)가 각각 처리할 케이 공간의 영역을 먼저 결정하도록 할 수 있다. 예를 들어 영역 결정부(640)는 케이 공간의 중심 영역은 제1 영역으로 하고, 중심 외의 다른 영역은 제2 영역으로 결정하도록 할 수 있다.

이와 같이 영역 결정부(640)에 의해 케이 공간 영역이 결정되면, 영역 구분부(650)는 결정된 케이 공간의 영역에 따라서 RF 코일부(230)로부터 입력되는 자기 공명 신호 중 제1 영역, 일례로 케이 공간의 중심 영역에 대응되는 자기 공명 신호, 즉 제1 영역 데이터와, 제2 영역, 일례로 케이 공간의 중심 외 영역에 대응되는 자기 공명 신호, 즉 제2 영역 데이터를 분류하도록 할 수 있다.

그리고 영역 구분부(650)는 분류된 자기 공명 신호 중 제1 영역 데이터를 제1 영역 처리부(610)로 전달하고 제2 영역 데이터를 제2 영역 처리부(620)로 전달하여 제1 영역 처리부(610) 및 제2 영역 처리부(620)가 각각 제1 영역 데이터 및 제2 영역 데이터를 처리하도록 한다.

이와 같이 제1 영역 데이터 및 제2 영역 데이터의 분류는 동시에 또는 이시에 이루어질 수 있다. 또한 순차적으로 수행될 수도 있다. 예를 들어 영역 결정부(640)는 자기 공명 신호가 미리 결정된 케이 공간의 일부 영역, 일례로 케이 공간의 중심 영역에 해당하는 자기 공명 신호인지 판단한 후, 자기 공명 신호가 미리 결정된 케이 공간의 일부 영역에 해당하는 경우에는 자기 공명 신호를 제1 영역 처리부(610)으로 전달하도록 할 수 있다.

만약 자기 공명 신호가 미리 결정된 케이 공간의 일부 영역에 해당하지 않는 경우에는 자기 공명 신호가 미리 결정된 케이 공간의 다른 일부 영역에 해당하는지 판단하도록 한 후, 만약 자기 공명 신호가 미리 결정된 케이 공간의 다른 일부 영역에 해당한다고 판단되면 자기 공명 신호를 제2 영역 처리부(620)로 전달하도록 할 수 있다.

실시예에 따라서 영역 구분부(650)는 자기 공명 신호가 미리 결정된 케이 공간의 또 다른 일부 영역에 해당하는지 판단하여 제3 영역 처리부로 전달하도록 할 수도 있을 것이다.

이상 설명한 영역구분부(650)는 실시예에 따라서 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들어 제1 영역 데이터나 제2 영역 데이터가 각각 이미 구분되어 케이 공간 데이터 처리부(600) 등에 입력되는 경우 등과 같은 경우에는 이와 같은 영역구분부(650)는 불필요하다. 이외 다른 실시예에서도 필요에 따라서 영역구분부(650)가 이용될 수도 있고, 이용되지 않을 수도 있을 것이다.

도 21 및 도 22는 자기 공명 영상의 일 실시예를 도시한 도면이다. 상술한 자기 공명 영상 장치의 영상 생성부(500)에 의해 생성된 자기 공명 영상의 일례가 도 21에 도시되어 있다. 도 21의 상단의 일련은 영상들은 영상 생성부(500)에 의해 생성된 매그니튜드 영상(magnitude image)이고, 하단의 일련의 영상들은 페이지 콘트라스트 플로(phase contrast flow)에 의한 영상들이다.

한편 케이 공간의 모든 영역에 대해서 동작 정보가 소정의 범위 내에 해당하는 경우에만 케이 공간 데이터를 수집하는 풀 게이팅(full gating) 방식에 의해 획득된 자기 공명 영상이 도 22에 도시되어 있다. 도 21 및 도 22에 도시된 바에 의하면 양 영상 간에는 크게 차이가 없음을 알 수 있다.

그러나 이상 상술한 바와 같은 자기 공명 영상 장치에 의하면 케이 공간의 획득 시간이 크게 단축될 수 있다.

예를 들어 풀 게이팅 방식에 의한 경우 케이 공간 획득 시간은 대략 19분 35초 ±5분 2초 정도가 소요된다. 반면에 상술한 자기 공명 영상 장치에 의한 케이 공간 획득 시간은 13분 19초 ± 3분 2초 정도가 소요되어, 풀 게이팅 방식에 의한 획득 시간을 30% 정도 단축할 수 있게 된다.

따라서 실질적으로 동일한 품질의 영상을 더 단축된 시간에 획득할 수 있게 되어 자기 공명 영상 장치를 이용한 진단의 편의성이 개선될 수 있게 된다.

특히 이상 설명한 자기 공명 영상 장치에 의해 내비게이터 게이팅의 효율성이 향상되는 효과도 얻을 수도 있게 된다.

이상 설명한 바와 같은 자기 공명 영상 장치는, 내비게이터 에코를 이용하는 모든 종류의 자기 공명 영상화를 수행하는 각종 장치에 적용될 수 있을 것이다.

예를 들어 상술한 자기 공명 영상 장치는, 모든 종류의 심장 자기 공명 이미징을 수행할 수 있는 다양한 종류의 각종 자기 공명 영상 장치에 적용될 수 있다.

또한 상술한 자기 공명 영상 장치는 심장 혈류 이미징(cardiac flow imaging), 관상 동맥 자기 공명 안지오그래피(coronary MR angiography), 심장 관류 이미징(cardiac perfusion imaging) 및 심장 LGE 이미징(cardiac late gadolinium enhancement imaging)을 수행할 수 있는 다양한 자기 공명 영상 장치에도 마찬가지로 적용될 수도 있다.

(3) 이하 도 23 내지 도 27을 참조하여 케이 공간 생성 방법 및 자기 공명 영상 장치의 제어 방법에 대해서 설명할 것이다.

도 23은 케이 공간 생성 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 23에 도시된 바에 의하면 원 데이터로부터 케이 공간 데이터를 수집하고 수집된 케이 공간 데이터를 이용하여 케이 공간을 생성하기 위해서 먼저 목표 부위로부터 원 영상 데이터를 수집하면서,(s710) 동시에 또는 이시에 동작 부위로부터 동작 정보를 수집하도록 한다.(s711)

그리고 수집된 목표 부위에 대한 원 영상 데이터가 제1 영역에 해당하는 원 영상 데이터인 경우에는,(s713) 동작 부위로부터 수집된 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내인지 여부를 판단하도록 한다.(s714) 케이 공간 데이터 획득 범위는 사용자에 의해 선택되거나 또는 미리 결정되어 저장되어 있었을 수도 있다.

이 경우 도 23에 도시된 바와 같이 실시예에 따라서 케이 공간 데이터 획득 범위 판단 과정에 선행하여 수집된 목표 부위에 대한 원 영상 데이터가 미리 결정된 케이 공간의 일부 영역인 제1 영역에 대응하는 영상 데이터인지 판단하는 과정을 더 포함할 수도 있을 것이다.(s712)

만약 판단 결과 동작 부위로부터 수집된 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내라고 판단되면(s715) 원 영상 데이터를 저장하여 케이 공간의 제1 영역을 채우기 위한 케이 공간 데이터를 획득한다.(s716)

한편 상술한 s713 단계에서 수집된 원 영상 데이터가 케이 공간의 제1 영역에 대응하는 영상 데이터가 아니고 제2 영역에 대응되는 원 영상 데이터인 경우,(s718) 제2 영역에 대응되는 원 영상 데이터를 저장하여 케이 공간의 제2 영역에 대한 k공간 데이터를 획득하도록 한다.(s719)

이 경우 실시예에 따라서 도 23에 도시된 바와 같이 상술한 s713 단계에서 수집한 원 영상 데이터가 케이 공간의 제1 영역에 대응하는 영상 데이터가 아닌 경우에는, 수집된 영 영상 데이터가 케이 공간의 제2 영역에 해당하는 영상 데이터인지 판단하는 과정을 더 포함할 수도 있을 것이다.(s717)

케이 공간의 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터와 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터가 수집되면, 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터와 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 조합하여 최종적인 케이 공간을 획득하도록 한다.(s720)

도 24는 케이 공간 생성 방법의 다른 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 24에는 케이 공간 생성 방법에 있어서 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 외인 경우의 프로세스가 도시되어 있다.

도 24에 따르면 먼저 목표 부위 및 동작 부위로부터 영상 데이터 및 동작 정보가 수집되고,(s720, s721) 동작 정보가 케이-공간 데이터 획득 범위 내인지 판단된다.(s723) 만약 동작 정보가 케이-공간 데이터 획득 범위 내라면 상술한 바와 같이 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터가 저장되어 획득되고, 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터와 상술한 방법으로 획득된 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터가 조합되어 최종적인 케이 공간이 획득된다.(s723 내지 s727)

만약 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위가 아닌 경우, 즉 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 외인 경우, 케이 공간 데이터를 영상 데이터로부터 획득하지 않도록 한다. 이 경우 수집된 원 영상 데이터는 폐기될 수 있다.(s728) 그리고 목표부위로부터 목표 부위에 대한 원 영상 데이터가 재수집된다.(s729)

이 경우 단계 s729에서는 상술한 영상 데이터 수집 방법(s720)과 동일하거나 유사한 방법으로 목표 부위에 대한 원 영상 데이터를 재수집할 수도 있고, 상이한 방법으로 목표 부위에 대한 원 영상 데이터를 재수집할 수도 있다.

도 25는 자기 공명 영상 장치를 제어하는 방법의 일 실시예를 설명한 도면이다.

도 25에 도시된 바와 같이 자기 공명 영상 장치를 제어하는 방법에 의하면 먼저 대상체(ob), 일례로 인체가 이송 테이블 등에 거치되어 자기 공명 영상 장치의 보어 내부로 도입된다.(s730) 자기 공명 영상 장치의 정자장 코일부(210) 및 경사자장 코일부(220)는 자기장을 발생시켜 대상체(ob)에 자기장을 인가하여 대상체가 자기장에 노출되도록 한다.(s731)

자기장에 노출된 대상체(ob)의 목표 부위로 RF 코일부(230)가 전자파를 인가하면(s732) 대상체 내부 목표 부위의 수소 원자에서 자기 공명 현상이 발생하게 된다.(s733) RF 코일부(230)는 대상체 내부 목표 부위로부터 자기 공명 신호를 수집한다.(s734)

자기 공명 영상 장치의 영상 생성부(500)는 RF 코일부(230)로부터 자기 공명 신호를 수신한다.(s735)

한편 이와 동시에 또는 이시에 대상체(ob), 일례로 인체의 동작 부위, 일례로 호흡 동작을 하고 있는 흉부에 대한 동작 정보가 수집되고 있을 수 있다. 이와 같은 동작 정보의 수집은 내비게이터(400)에 의해 수행될 수 있다. 자기 공명 영상 장치에서 이와 같은 내비게이터(400)는 수집하고자 하는 동작이 호흡 동작인 경우에는 호흡 검출 내비게이터일 수 있다.

영상 생성부(500)는 수신한 자기 공명 신호 중 케이 공간의 제1 영역, 일례로 케이 공간의 중심 영역에 대응되는 자기 공명 신호에 대해서는(s740) 내비게이터(400)로부터 획득된 대상체(ob)의 동작 부위에 대한 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내인지를 먼저 판단하도록 한다.(s742)

만약 획득된 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내라면(s743) 영상 생성부(500)는 자기 공명 신호를 저장하여 케이 공간의 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득한다.(s744)

한편 영상 생성부(500)는 수신한 자기 공명 신호 중 케이 공간의 제2 영역, 일례로 케이 공간의 중심 외 영역에 대응되는 자기 공명 신호에 대해서는(s750) 동작 정보를 고려하지 않고 자기 공명 신호를 저장하여 케이 공간의 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.(s751)

케이 공간의 제1 영역 및 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터가 수집되면, 제1 영역 및 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 조합하여(s760) 최종적으로 케이 공간을 획득하도록 한다.(s761)

영상 생성부(500)는 획득된 케이 공간에 대해 푸리에 변환을 수행하여 자기 공명 영상을 생성한 후 디스플레이 장치로 전달하여 사용자가 자기 공명 영상을 볼 수 있도록 한다.

도 26은 자기 공명 영상 장치를 제어하는 방법의 다른 일 실시예를 설명한 도면이다.

만약 수신한 자기 공명 신호 중 케이 공간의 제1 영역에 대응되는 자기 공명 신호로부터 케이 공간 데이터를 획득할 때, 만약 내비게이터(400)로부터 획득된 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 포함되지 않는 경우(s771 내지 s773)에는 자기 공명 신호를 저장하지 않고 폐기하도록 할 수 있다. 그에 따라 케이 공간의 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터는 획득되지 않을 수 있다.(s775)

이 경우 영상 생성부(500)는 데이터 재수집을 위한 제어 신호를 생성하고, (s776) 제어 신호를 제어부(300)로 전달한다.(s777) 제어부는 대상체의 목표 부위 등에 전자파를 재인가하도록 RF 코일부(230) 등에 대한 제어 신호를 추가로 생성하고, RF 코일부(230)는 자기장에 노출된 대상체(ob) 내부의 목표 부위 등으로 전자파를 인가하여 자기 공명 신호를 다시 수신 및 수집하도록 한다.(s778)

물론 상술한 바와 같이 내비게이터(400)로부터 획득된 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 포함되는 경우는 자기 공명 신호를 저장하여 케이 공간 데이터를 획득한다.(s774)

도 27은 자기 공명 영상 장치를 제어하는 방법의 또 다른 일 실시예를 설명한 도면이다.

데이터 수집부(200)는 복수의 자기 공명 신호를 수집하고,(s780) 영상 생성부로 전달한다. 영상 생성부는 복수의 자기 공명 신호를 수신하고,(s781) 수신된 복수의 자기 공명 신호가 각각 케이 공간의 어느 영역에 대응되는 자기 공명 신호인지를 판단하도록 할 수 있다.(s782) 이와 같은 판단은 상술한 영역 구분부(650)에 의해 수행될 수 있다.

먼저 자기 공명 신호가 케이 공간의 제1 영역, 일례로 케이 공간의 중심 영역에 대응되는 자기 공명 신호라면(s783) 별도로 수집된 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내인지 여부를 판단한다.(s785) 판단 결과 수집된 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내라면,(s786) 자기 공명 영상을 추출, 저장하여 케이 공간의 제1 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.(s787) 만약 수집된 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내가 아니라면 자기 공명 신호를 저장하지 않고 폐기한다.(s788)

만약 자기 공명 신호가 케이 공간의 제1 영역에 대응되는 자기 공명 신호가 아니라면, 자기 공명 신호가 케이 공간의 제2 영역에 대응되는 자기 공명 신호인지 여부를 판단하도록 할 수 있다.(s790), 만약 자기 공명 신호가 제2 영역에 대응되는 자기 공명 신호라면 자기 공명 신호를 별도의 조건없이 저장하여 케이 공간의 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 한다.(s791)

만약 자기 공명 신호가 케이 공간의 제2 영역에 대응되는 자기 공명 신호도 아니라면, 수집된 자기 공명 신호를 폐기한다.(s792)

상술한 방법으로 케이 공간의 제1 영역 및 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 수집한 후 제1 영역 및 제2 영역에 대한 케이 공간 데이터를 조합하여 케이 공간을 생성한다.(s793) 그 결과 최종적인 케이 공간이 획득된다.

이상 설명한 바와 같은 케이 공간 획득 방법이나 자기 공명 영상 장치의 제어 방법 등은, 내비게이터 에코를 이용하는 자기 공명 영상화를 수행하는 모든 종류의 자기 공명 영상 장치에 적용될 수 있다.

예를 들어 상술한 케이 공간 획득 방법이나 자기 공명 영상 장치의 제어 방법 등은 자기 공명 영상 장치 등과 같은 영상 장치를 이용하는 심장 자기 공명 이미징, 심장 혈류 이미징, 관상 동맥 자기 공명 안지오그래피, 심장 관류 이미징이나 심장 LGE 이미징 등에도 적용될 수 있을 것이다.

또한 이와 같은 다양한 이미징을 수행하는 각종 자기 공명 영상 장치 등의 영상 장치에서도 이용될 수도 있을 것이다.

10 : 데이터 수집부 20 : 내비게이터부
100 : 데이터 처리부 110 : 제1 영역 처리부
120 : 제2 영역 처리부 30 : 영상처리부
200 : 데이터 수집부(코일부) 210 : 정자장 코일부
220 : 경사자장 코일부 230 : RF 코일부
300 : 제어부 320 : 증폭기
330 : A/D 컨버터 500 : 영상 생성부
600 : 케이 공간 데이터 처리부 610 : MRI의 제1 영역 처리부
620 : MRI의 제2 영역 처리부 630 : MRI의 영역 조합부

Claims (29)

1. 목표 부위로부터 영상 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
   대상체의 동작 부위의 동작을 추적하여 상기 대상체의 동작 정보를 수집하는 내비게이터부;
   상기 영상 데이터로부터 케이 공간(k-space)에 대한 케이 공간 데이터를 획득하는 데이터처리부;
   를 포함하되,
   상기 데이터처리부는, 상기 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는 경우에 상기 영상 데이터로부터 획득하도록 하고, 상기 케이 공간의 중심 영역 이외의 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 케이 공간 데이터 획득 범위와 무관하게 상기 영상 데이터로부터 획득하는 영상 처리 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 데이터처리부는 상기 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하는 경우, 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하면 상기 영상 데이터로부터 상기 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 영상 처리 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 데이터처리부가 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하여 상기 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 경우, 상기 데이터 수집부는 케이 공간을 이루는 영상 데이터를 다시 수집하는 영상 처리 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 동작 정보는, 상기 대상체의 동작 범위에 대한 정보인 영상 처리 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 대상체의 동작은 반복 동작이고, 상기 내비게이터부는, 상기 대상체의 반복 동작을 추적하여 상기 대상체 반복 동작의 상한 및 하한에 대한 정보를 수집하여 상기 동작 정보를 수집하는 영상 처리 장치.
   
6. 삭제
7. 목표 부위로부터 영상 데이터를 수집하고, 대상체의 동작을 추적하여 상기 대상체의 동작 정보를 수집하는 데이터 수집 단계; 및
   케이 공간에 대한 케이 공간 데이터를 상기 영상 데이터로부터 획득하는 케이 공간 획득 단계;
   를 포함하되,
   상기 케이 공간 획득 단계는, 상기 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하는 경우에는, 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는지 판단하고, 상기 대상체의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하면 상기 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 상기 영상 데이터로부터 획득하도록 하고,
   상기 케이 공간의 중심 영역 이외의 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하는 경우에는 상기 케이 공간 데이터 획득 범위와 무관하게 상기 케이 공간의 상기 중심 영역 이외의 영역에 대한 케이 공간 데이터를 상기 영상 데이터로부터 획득하는 케이 공간 생성 방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 케이 공간 획득 단계는 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하는 경우에는 상기 영상 데이터로부터 케이 공간의 상기 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터의 획득을 불수행하는 케이 공간 생성 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하여 상기 케이 공간 데이터의 획득을 불수행하는 경우, 상기 대상체에 대한 영상 데이터를 다시 수집하는 영상 데이터 재수집 단계;
   를 더 포함하는 케이 공간 생성 방법.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 동작 정보는, 상기 대상체의 동작 범위에 대한 정보인 케이 공간 생성 방법.
    
11. 제7항에 있어서,
    상기 대상체의 동작은 반복 동작이고, 상기 데이터 수집 단계는 상기 대상체의 반복 동작을 추적하고 상기 대상체 반복 동작의 상한 및 하한에 대한 정보를 수집하여 상기 동작 정보를 수집하는 케이 공간 생성 방법.
    
12. 삭제
13. 정자장 및 경사자장을 생성하여 대상체를 자기장에 노출시키고 전자파를 생성하여 상기 생성된 전자파를 상기 자기장에 노출된 대상체의 목표 부위에 인가한 후, 상기 전자파의 인가에 따라서 상기 대상체 내부의 목표 부위에서 발생하는 자기 공명 신호를 수신하여 영상 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
    상기 대상체의 동작을 추적하여 상기 대상체의 동작 정보를 수집하는 내비게이터부;
    케이 공간에 대한 케이 공간 데이터를 상기 자기 공명 신호로부터 획득하고, 상기 자기 공명 신호를 기초로 자기 공명 영상을 생성하는 영상 생성부;
    를 포함하되,
    상기 영상 생성부는, 상기 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는 경우 상기 영상 데이터로부터 획득하도록 하고, 상기 케이 공간의 중심 영역 이외의 영역에 대한 케이 공간 데이터는 상기 케이 공간 데이터 획득 범위와 무관하게 상기 영상 데이터로부터 획득하는 자기 공명 영상 장치.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 영상 생성부는 상기 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득할 때 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하는 경우에는 상기 자기 공명 신호로부터 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 자기 공명 영상 장치.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 영상 생성부가 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위를 초과하여 상기 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 경우, 상기 데이터 수집부는 케이 공간을 이루는 자기 공명 신호를 다시 수집하는 자기 공명 영상 장치.
    
16. 제13항에 있어서,
    상기 동작 정보는, 상기 대상체의 동작 범위에 대한 정보인 자기 공명 영상 장치.
    
17. 제13항에 있어서,
    상기 대상체의 동작은 반복 동작이고, 상기 내비게이터부는, 상기 대상체의 반복 동작을 추적하여 상기 대상체 반복 동작의 상한 및 하한에 대한 정보를 수집하여 상기 동작 정보를 수집하는 자기 공명 영상 장치.
    
18. 삭제
19. 제13항에 있어서,
    상기 대상체의 동작은 호흡 동작인 자기 공명 영상 장치.
    
20. 제13항에 있어서,
    상기 내비게이터부는 호흡 검출 내비게이터(respiratory navigator)인 자기 공명 영상 장치.
    
21. 제13항에 있어서,
    상기 영상 생성부는 게이팅 윈도우(gating window)를 이용하여 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는지 여부를 판단하는 자기 공명 영상 장치.
    
22. 정자장 및 경사자장을 발생시켜 대상체에 노출시키는 자기장 노출 단계;
    상기 정자장과 경사자장에 노출된 대상체의 목표 부위에 전자파를 인가한 후 상기 대상체의 목표 부위에서 발생된 자기 공명 신호를 수신하고, 상기 대상체의 동작을 추적하여 상기 대상체의 동작 정보를 수집하는 데이터 수집 단계; 및
    케이 공간의 중심 영역은 상기 대상체의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하는 경우 상기 자기 공명 신호로부터 획득하도록 하고, 상기 케이 공간의 중심 영역 이외의 영역은 상기 대상체의 동작 정보와 무관하게 상기 자기 공명 신호로부터 획득하도록 하는 케이 공간 획득 단계;
    를 포함하는 자기 공명 영상 장치 제어 방법.
    
23. 제22항에 있어서,
    상기 케이 공간 획득 단계는,
    상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 중심 영역에 해당하는지 판단하는 단계;
    상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 중심 영역에 해당하는 경우, 상기 대상체의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하는지 판단하는 단계; 및
    상기 대상체의 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위에 해당하는 경우 상기 자기 공명 신호로부터 상기 미리 정의된 상기 케이 공간의 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 하는 단계;
    를 포함하는 자기 공명 영상 장치 제어 방법.
    
24. 제23항에 있어서,
    상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 외에 해당하는 경우 상기 영상 데이터로부터 케이 공간의 상기 중심 영역에 대한 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 단계;
    를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치 제어 방법.
    
25. 제24항에 있어서,
    상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 외에 해당하여 상기 케이 공간 데이터의 획득을 중단하는 경우, 상기 정자장과 경사자장에 노출된 대상체에 전자파를 다시 인가하여 상기 대상체에서 발생된 자기 공명 신호를 다시 수신하는 단계;
    를 더 포함하는 자기 공명 영상 장치 제어 방법.
    
26. 제23항에 있어서,
    상기 상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 일부 영역에 해당하는지 판단하는 단계는, 게이팅 윈도우를 이용하여 상기 동작 정보가 케이 공간 데이터 획득 범위 내에 해당하는지 여부를 판단하는 단계인 자기 공명 영상 장치 제어 방법.
    
27. 제22항에 있어서,
    상기 케이 공간 획득 단계는,
    상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 중심 영역에 해당하는지 판단하는 단계; 및
    상기 자기 공명 신호가 미리 정의된 상기 케이 공간의 중심 영역과 상이한 상기 케이 공간의 다른 영역에 해당하는 경우, 상기 자기 공명 신호로부터 상기 케이 공간의 중심 영역 이외의 다른 영역에 대한 케이 공간 데이터를 획득하도록 하는 단계;
    를 포함하는 자기 공명 영상 장치 제어 방법.
    
28. 제22항에 있어서,
    상기 대상체의 동작은 호흡 동작인 자기 공명 영상 장치 제어 방법.
    
29. 삭제

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