KR101611442B1 - 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 신호값 표시 방법 및 대응하여 구현된 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치 - Google Patents
통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 신호값 표시 방법 및 대응하여 구현된 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 신호값을 표시하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체와 관련된다. 그러한 경우, 자기 공명 측정으로 얻은 신호값들과 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호값들의 공간 대응관계(13)가 이용되고, 대응하는 신호값들(14)이 매트릭스 형태로 배열되고 다차원 산점도(17)로 그래픽으로 표시된다(15).
Description
본 발명은 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영(combined magnetic resonance positron emission tomography) 장치의 신호값 표시 방법, 이러한 형태의 방법을 실행할 수 있는 대응 컴퓨터 프로그램 제품, 전자적으로 판독가능한 데이터 캐리어(carrier) 및 이를 위한 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치에 관한 것이다.
검사 대상(examination objects)을 표시하는, 특히 물성, 물질 배열 및 확장 또는 그러한 것들을 결정하는 이미징 방법은 특히 이들의 의료 응용분야의 관점에서 광범위하다.
다양한 공지의 의료 검사 설비들의 이미지 데이터는 서로 다른 결론을 가능하게 한다. x레이(x-ray) 기반 이미지 데이터가 이미지화된 검사 대상의 감쇄 계수에 대해 설명할 수 있지만, 자기 공명 단층촬영법(magnetic resonance tomography)은 광자 밀도(proton density) 또는 각 여기 코어(excited cores), 이완 파라미터(relaxation parameter) 및 다른 변수에 대한 정보를 얻을 수 있다. 대조적으로 양전자 방출 단층촬영법(positron emission tomography)은 예를 들어 자기 공명 단층촬영법의 국부 해상도에 이르지 않고도 기능적 이미징을 가능하게 한다. 그러므로, 궁극적으로 융합 이미지 데이터를 획득하기 위해 많은 검사 시설들로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있는 통합 의료 검사 시설에 대한 필요성이 있어 왔다. 그렇게 되면 특히 단지 하나의 이미지 데이터, 다시 말하면 단일 검사 시설로부터의 이미지 데이터만 고려할 때보다 진단 목적을 위해 이러한 융합 이미지 데이터로부터 개선된 정보가 유도될 수 있다.
자기 공명 단층촬영법(MRT)은 인간과 같은 살아 있는 유기체의 단면 이미지의 고해상도 발생을 가능하게 하는 이미징 방법이다. 환자는 균일한 자기장 B0 내에 위치한다. 그레디언트 코일(gradient coils)을 이용하면, FOV(field of view, 시야) 내의 외부 자기장은 한편으로 인체층(body layer)이 선택되고 다른 한편으로 생성된 MR 신호의 로컬 인코딩이 실시되도록 변형된다. 예를 들어 푸리에 변환(Fourier transformation)에 의한 MR 신호의 이후의 재구성으로, 선택된 층의 이미지가 생성되고, 이는 의료 진단에 사용된다. MR 신호의 생성 및 검출은 HF 여기 펄스(excitation pulses)를 환자 내에 방사하는 송신 안테나, 및 방출된 HF 공명 신호를 검출하고 이를 이미지 재구성 목적으로 전달하는 수신 안테나를 포함하는 고주파 시스템을 이용하여 이루어진다. 스핀 에코 시퀀스(spin echo sequence) 또는 그레디언트 에코 시퀀스(gradient echo sequence)와 같은 적절한 펄스 시퀀스, 및 그와 관련된 시퀀스 파라미터를 선택함으로써, MR 이미지의 콘트라스트(contrast)는 진단 작업 설명에 따라 상당히 변화될 수 있다. MRT는 인체 구조를 이미지화하고 그에 따라 구조적인 이미징 방법을 표현한다.
양전자 방출 단층촬영법(PET)은 기능적 이미징을 위한 널리 알려진 방법이다. 검사 동안, 약한 방사성 물질이 피검자에게 가해지고, 유기체 내에서 그의 분포는 PET에 의해 보이게 된다. 그 결과, 유기체의 생화학적 및 생리적 기능들이 매핑될 수 있다. 분자들은 여기서 방사성 의약품(radiopharmaceuticals)으로 사용되고, 상기 분자들은 양전자를 방출하는 방사성 핵종(radionuclide)으로 표시된다. 피검자(examined person)의 인체에서 양전자(positron)와 전자(electron)의 소멸(annihilation) 동안 발생되는 고에너지 광자(photons)는 서로에 대해 180°의 각도에서 방출되고, 이는 피검자 둘레에 환상 방식(annular fashion)으로 배열된 복수의 검출기로 검출된다. 각 경우에 두 개의 대향 검출기로 기록된 단지 동시적 이벤트만 평가된다. 인체 내부에서 방사성 의약품의 공간 분포는 등록된 동시적 감쇠(decay) 이벤트로부터 결론지어지고 일련의 단면 이미지가 산출된다. 이러한 경우 필터된 역투영(back projection) 또는 반복법으로 이미지 재구성이 실시될 수 있고, 여기서 공간 해상도는 일반적으로 통상의 컴퓨터 단층촬영법(CT) 또는 자기 공명 단층촬영 시스템의 해상도보다 떨어진다.
본 발명의 목적은 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 적절한 신호값 출력을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 청구된 바와 같은 방법에 의해 달성된다. 본 목적은 청구항 14에 청구된 바와 같은 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치, 청구항 16에 청구된 바와 같은 컴퓨터 프로그램 제품 및 청구항 17에 청구된 바와 같은 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 의해 더 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예들은 각각의 관련된 하위 청구항들에서 명시된다.
본 발명은 이미지 정합(image registration)에 따라 얻어지고 자기 공명 측정으로 얻은 신호값들과 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호값들의 공간적 대응관계를 이용한다. 대응 신호값들은 매트릭스 형태로 배열되고 다차원 산점도(scatter plot)(또한 산포도(scatter diagram))로 그래픽으로 도시된다.
그러한 경우, 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영(combined magnetic resonance positron emission tomography) 장치의 신호값을 표시하는 방법이 제공되며, 상기 방법은,
- 자기 공명 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제1 이미지 데이터 기록을 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제2 이미지 데이터 기록에 할당하는 단계,
- 상기 제1 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터를 상기 제2 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터에 n 튜플(tuple) 형태로 할당하는 단계 - 여기서 n은 할당된 신호 파라미터들의 수를 지정하고 상기 n 튜플은 공간적으로 대응하는 신호값들을 지정함 - , 및
- 모든 n 튜플을 표시하여 n차원 산점도를 출력하는 단계 - 여기서 각 신호 파라미터에 좌표축이 할당됨 - 를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 방법으로 생성된 상기 산점도는 자기 공명 측정 및 양전자 방출 단층촬영 측정으로부터의 이미지 정보의 중첩 표시(superimposed display)를 가능하게 한다. 동일한 해부학적(anatomical) 구조를 다른 방식으로 표시하는 이미지 데이터 기록들은 서로 직접 비교될 수 있다. 따라서, 예를 들어 콘트라스트 값들(contrast values)의 차는 훨씬 더 명확하게 시각화된다.
자기 공명 측정으로 얻은 신호 파라미터들의 예는 특히 조직액(tissue fluid)에서 수분(water)의 자기 확산(self-diffusion), T2 강조 세기(weighted intensity), T1 강조 세기, 광자 밀도(proton density), T1 이완 시간(relaxation time), T2 이완 시간, 감수성(susceptibility), 관류(perfusion)(예를 들어, ASL(arterial spin label, 동맥 스핀 라벨) 신호 세기 또는 조영제(contrast agent) 향상), 수분 함량, 지방(fat) 함량 또는 다른 신호-방출 원자핵(atomic nuclei)(이를 테면, 인(phosphorus), 나트륨(natium), 불소(fluoride) 등)의 함량을 지정하는 현성 확산 계수(apparent diffusion coefficient: ADC)이다.
양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호 파라미터들의 예는 특히 SUV 값(표준화된 섭취값(uptake value)), 정량화된 국부 방사성 농도, 감쇄 보정된 PET 세기 또는 미보정된 PET 세기이다.
n-튜플은 매트릭스로 실현될 수 있지만, 이들은 또한 특히, 그러나 비제한적으로, 목록들의 목록(a list of lists) 또는 어레이로 실현될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터가 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터에 할당되어, 신호값들 또는 픽셀들(pixels)의 2차원 매트릭스가 생성되고 대응하는 신호값들 또는 픽셀값들의 2차원 산점도가 출력된다. 이는 공간적으로 상관된(spatially correlated) 두 개의 신호 파라미터들의 간단하고, 직접적인 비교를 가능하게 해준다.
유리한 실시예에서, 상기 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터가 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 두 개의 신호 파라미터들에 할당되거나, 상기 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 두 개의 신호 파라미터들이 상기 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터에 할당되어, 신호값들 또는 복셀(voxel)의 2차원 매트릭스가 생성되고 대응 신호값들 또는 복셀값들의 3차원 산점도가 출력된다. 이와 같은 3차원 표시에서는 공간적으로 상관된 신호 파라미터들의 직관적인 비교가 또한 가능하다.
또 다른 실시예에서, 상기 자기 공명 측정의 이미지 데이터 기록은 상기 양전자 방출 단층촬영 측정의 이미지 데이터 기록과 공유된 시간 윈도우(time window)에서 검출된다.
따라서, 상기 제1 방법 단계에 의해 생성된 공간적 상관(종종 이미지 정합(image registration)으로도 지칭됨) 외에 시간적 상관(temporal correlation)도 또한 달성된다. 최적의 시간적 상관을 위해, 상기 공유된 시간 윈도우는 정확히 두 개의 이미지 기록이 상기 두 가지 이미징 방법으로 가능할 정도로 충분히 작게 선택될 것이다. 이미지 기록들 사이의 큰 시간적 거리 때문에 발생하는 아티팩트(artifacts)가 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시예는 상기 제1 방법 단계 전 또는 후에 적어도 하나의 이미지 데이터 기록에 대한 보정 방법을 이용하는 것을 포함한다. 따라서, 아티팩트가 더 최소화될 수 있다. 보정 방법으로 예를 들어 PET 데이터의 감쇄 보정, MR 데이터의 왜곡 보정, 움직임 보정 또는 부분적 용적(volume) 보정이 고려된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 적어도 하나의 선택 기준에 의해, 상기 산점도에 표시된 상기 n-튜플이 선택되고, 적어도 하나의 기록 영역을 선택하는 적어도 하나의 선택 수단이 선택 목적을 위해 사용자에게 이용가능하도록 제공한다. 그 결과, 중요한 이미지 영역을 직접 선택하고 따라서 예를 들어 특별한 콘트라스트 비율을 갖는 영역을 강조하는 것이 가능하다.
유리한 실시예에서, 상기 적어도 하나의 선택 수단은 기하학적 형상(geometric shape)을 포함한다. 기하학적 형상으로 타원형(ellipse), 직사각형(rectangles), 삼각형(triangles), 정사각형(squares) 또는 각뿔(pyramids)이 고려될 수 있고, 이를 통해 상기 산점도에서 대응하는 기하학적 영역들이 특히 쉽게 표시될 수 있다. 이들 영역은 예를 들어 다양한 크기를 갖는 산점도들일 수 있다.
유리한 실시예에서, 상기 적어도 하나의 선택 수단은 분리 기능(separation function)을 포함한다. 분리 기능으로 예를 들어 직선, 다항식. 지수 함수, 삼각 함수가 고려되고, 이를 통해 산점도에서 점구름(point clouds)과 같은 다양한 영역들이 특히 서로 쉽게 분리될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 선택된 영역 내의 데이터는 상기 선택된 영역 외부의 데이터에 대해 다른 방식으로 배열된다. 이는 예를 들어 n 튜플의 표시된 영역이 표시되지 않은 n 튜플의 영역과 다른 색상으로 표시되도록 이루어질 수 있다. 그 결과, 관련 이미지 영역이 관측자에 의해 신속히 곧바로 검출될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 적어도 하나의 선택 기준은 상기 제1 및/또는 제2 이미지 데이터 기록 내의 이미지 데이터의 선택으로 이어진다. 그 결과, 상기 선택된 영역은 또한 해부학적 이미지 데이터 기록에서 즉시 강조되어, 상기 산점도에서 선택된 n 튜플이 상기 이미지 데이터 기록에서 어느 영역에 해당하는지가 쉽게 명확해진다.
또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 선택 기준이 다른 시간 윈도우에서 검출되는 적어도 하나의 이미지 데이터 기록에 적용된다. 이러한 방식으로, 시간적 변화가 예를 들어 상기 이미지 데이터 기록에서 추적될 수 있다. 그 결과, 이미지 영역에서 관련 변화가 관측자에 의해 신속히 곧바로 검출될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 제1 이미지 데이터 기록과 상기 제2 이미지 데이터 기록을 중첩할 때 상기 선택된 영역에 포함된 상기 제1 및/또는 제2 이미지 데이터의 이미지 데이터 및/또는 신호값들에 가중치가 부여되고 따라서 이들은 중첩에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 선택된 영역은 예를 들어 상기 산점도에서 자기 공명 측정으로 얻은 신호값들을 갖는 이미지 데이터 기록으로부터, 그리고 나머지 영역은 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호값들을 갖는 이미지 데이터 기록으로부터 추출될 수 있다. 역순도 또한 실현될 수 있다. 또한, 가중치를 부여하는 것은 차분 이미지를 형성하는 것을 포함할 수 있고, 그 범위 내에서, 자기 공명 측정으로 얻은 신호값들, 및 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호값들은 예를 들어 실수와 같은 계수와 곱해진다. 그 결과, 예를 들어 다양한 콘트라스트들과 같은 이미지 파라미터들이 최적화될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 사용자에 의해 선택된 상기 적어도 하나의 영역은 상기 제1 및/또는 제2 이미지 데이터 기록에서 분할을 위해 사용된다. 선택된 중요한 영역이 강조될 기본 이미지 데이터 기록들의 특정 부분을 나타낸다고 가정함으로써, 일부 경우에 이러한 영역을 분할하는 것이 유리하다. 이를 위해, 관련 영역을 설명하기 위해 상기 산점도로부터의 정보, 예를 들어, 경계 에지(bounding edges) 또는 곡선(curves)이 사용될 수 있다. 이는 결과적으로 무엇보다도 여전히 분할이 필요한 루틴에서 작업 흐름을 더 빠르게 해준다. 또한, 상기 이미지 데이터 기록들에서 이상(irregularities)이 직접 식별될 수 있다.
본 발명의 범주 내에서, 신호값을 표시하는 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치가 또한 제공된다. 그러한 경우, 상기 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치는 검출 유닛, 처리 유닛, 제어 기능부(facility) 및 출력 유닛을 포함하고, 상기 장치는,
- 상기 검출 유닛에 의해, 자기 공명 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제1 이미지 데이터 기록을 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제2 이미지 데이터 기록에 할당하는 단계,
- 상기 처리 유닛에 의해, 상기 제1 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터를 상기 제2 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터에 n 튜플 형태로 할당하는 단계 - 여기서 n은 할당된 신호 파라미터들의 수를 지정하고 상기 n 튜플은 공간적으로 대응하는 신호값들을 지정함 - , 및
- 상기 출력 유닛에 의해, 모든 n 튜플을 표시하여 n차원 산점도를 출력하는 단계 - 여기서 각 신호 파라미터에 좌표축이 할당됨 - 를 수행하도록 구성된다.
또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품, 특히 프로그램 가능한 제어기 또는 컴퓨팅 유닛 또는 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 메모리에 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어를 기술한다. 이와 같은 컴퓨터 프로그램 제품에 따라, 상기 컴퓨터 프로그램 제품이 상기 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 제어기 또는 제어 기능부에서 실행하는 경우, 본 발명의 방법의 모든 또는 다양한 전술한 실시예들이 실행될 수 있다. 그러한 경우, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 방법의 대응 실시예를 실현하기 위해 가능한 프로그램 수단, 예를 들어, 라이브러리 및 보조 기능을 필요로 한다. 다시 말하면, 전술한 본 발명의 방법의 실시예들 중 하나를 실행할 수 있거나 본 실시예를 실행하는 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어가 특히 상기 컴퓨터 프로그램 제품에 초점을 맞춘 청구항으로 보호되어야 한다. 이러한 경우, 상기 소프트웨어는 여전히 컴파일되고 바인딩되어야 하거나 단지 해석되어야 하는 소스 코드, 또는 실행 목적을 위해 대응 컴퓨팅 유닛에 로딩될 실행가능한 소프트웨어 코드일 수 있다.
또한, 본 발명은 전자적으로 판독가능한 제어 정보, 특히 소프트웨어가 저장된 컴퓨터 판독가능한 저장 매체, 예를 들어, DVD, 자기 테이프 또는 USB 스틱과 관련된다. 만일 이러한 제어 정보가 데이터 캐리어에서 판독되어 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 제어기 또는 컴퓨팅 유닛에 저장되면, 전술한 본 발명의 방법의 모든 실시예가 구현될 수 있다.
본 발명의 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치, 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품 및 본 발명의 컴퓨터 판독가능한 저장 매체의 이점은 실질적으로 앞에서 상세히 언급된 본 발명의 방법의 이점에 대응한다. 또한 본 명세에서 언급된 특징, 이점 또는 대안의 실시예가 마찬가지로 다른 청구된 주제로 전달되고 그 반대의 경우도 가능하다. 다시 말하면, 예를 들어 장치에 초점을 맞춘 목표 청구항은 방법과 관련하여 기술되거나 청구된 특징으로도 또한 구현될 수 있다. 상기 방법의 대응하는 기능적 특징은 본 명세서에서 대응하는 목표 모듈에 의해, 특히 하드웨어 모듈에 의해 구현된다.
본 발명은 도면에 표시된 예시적인 실시예들의 도움을 받아 아래에서 더 구체적으로 기술되고 설명된다.
도 1은 본 발명의 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 모식적 표현을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3은 2 튜플(tuples)에 신호값을 할당하는 모식적 표현을 도시한다.
도 1은 본 발명의 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 모식적 표현을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3은 2 튜플(tuples)에 신호값을 할당하는 모식적 표현을 도시한다.
도 1은 본 발명의 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 모식적 표현을 도시한다. 이 장치는 자기 공명 이미징 기능부(facility)(2) 및 PET 이미징 기능부(3)로 구성된다. PET 이미징 기능부(3) 대신, 예를 들어 SPECT 이미징 기능부와 같은 다른 방사성 핵종(radionuclide) 이미징 기능부를 이용하는 것을 마찬가지로 생각할 수 있다. 당업자에게 알려진 다른 컴포넌트 외에, PET 이미징 기능부(3)는 대략 511 keV의 에너지를 갖는 양전자 재결합 방사(positron recombination radiation)를 위한 방사선 검출기 유닛(6)을 포함한다. 이러한 경우, 바람직한 실시예는 고 에너지 PET 방사선을 포토다이오드(photodiodes)에 의해 검출될 수 있는 광자(photons)로 변환하는 섬광 결정체(scintillation crystals)를 포함한다. 양전자 및 전자의 소멸(annihilation)(쌍 형성)에 따라, 각각 대략 511 keV의 에너지를 갖는 두 개의 광자가 발생되고, 그 궤적은 180°의 각도를 이룬다. PET 방사선 검출기(6)의 도움으로, 이러한 광자 쌍들이 동시에 측정될 수 있어 그 궤적의 역산(back calculation) 및 결과적으로 검사 대상 U에서 검출된 광자 쌍들의 소스의 공간적 결정이 가능하다. 이러한 역산은 검사 대상 U에서 추적자(tracer)의 공간적 농도의 결정을 가능하게 한다. 자기 공명 이미징 기능부(2)의 이미지 정보와 함께, 그러한 검사 대상 U의 고해상도의 상세한 통합 이미지가 획득될 수 있고, 여기서 추적자 농도는 그의 해부학적 영역(anatomical field)에서 식별될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 방사선 검출기 유닛(6)은 본질적으로 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영(combined magnetic resonance positron emission tomography) 장치(1)의 기본 자기장의 정렬에 해당하는 공간 방향 z와 평행하게 배향된 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 측정 공간(4)의 중심축 ZL 둘레에 환상으로(annularly) 배열된다. 이 환상 배열은 본질적으로 방사선 검출기 유닛(6)의 모든 이미지 포인트들에 대해 측정 공간(2)의 중심축 ZL의 중심에 또는 그의 영역에 배열된 검사 대상 U와의 거리를 같게 해준다. 검사 대상 U의 위치를 정하기 위해, 환자용 침상(patient couch)(5)이 측정 공간(2)에 배열되고, 그의 도움을 받아 검사 대상 U는 중심축 ZL을 따라 이동할 수 있다.
자기 공명 이미징을 위해, 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 측정 공간(2)은 z 방향으로 배향된 측정 공간(2)에서 균일한 기본 자기장을 발생하는 자기 공명 이미징 기능부(2)의 초전도 기본 계자(superconducting basic field magnet)로 둘러싸인다. 검사 대상 U의 현재 측정 영역은 그러한 기본 계자의 균일 용적 내에 있도록 되어 있다. 또한, 자기 공명 이미지 기능부(2)는 송신 코일, 대부분의 경우에 측정 공간 둘레의 장치에 영구적으로 설치된 바디 코일(body coil)을 갖고, 이를 통해 검사 대상의 특정 영역에서 스핀을 여기시키기 위해 고주파 신호가 원하는 자기 공명 주파수로 방출될 수 있다. 또한, 자기 공명 이미징 기능부(2)는 그레디언트 코일 시스템을 포함하고, 그의 도움으로 자기 공명 이미지 정보 항목의 국부 해상도가 달성될 수 있다. 자기 공명 이미지 정보, 즉, 검사 대상에서 여기된 자기 공명 신호는 여기서 대부분의 경우 로컬 코일의 도움으로 검출된다. 또한, 로컬 코일은 스핀을 여기시키는데 사용되는 고주파 자기장을 발생하도록 또한 구현될 수 있고, 및/또는 전개하는(developing) 자기 공명 신호가 바디 코일로 검출될 수 있다.
이와 같은 예시적인 실시예에서 검출 유닛(8), 처리 유닛(9) 및 제어 기능부(10)로 구성되는 컴퓨팅 유닛(7)에서 중첩된 자기 공명 및 양전자 방출 단층촬영 이미지 표시를 위한 이미지 처리가 실시된다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한다. 본 방법은 방법 단계들(12 내지 16)을 포함하고, 여기서 방법 단계들(12 내지 16)을 설명할 때, 도 1과 관련하여 소개된 대응 참조 부호를 포함하는 설명 부분이 사용된다.
방법 단계(12)에서, 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 신호값들의 표시가 시작되고 자기 공명 측정으로 얻은 신호값을 갖는 제1 이미지 데이터 기록, 및 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호값을 갖는 제2 이미지 데이터 기록이 검출된다. 이러한 자기 공명 측정의 이미지 데이터 기록은 양전자 방출 단층촬영 측정의 이미지 데이터 기록과 공유된 시간 윈도우(time window)에서 유리하게 검출될 수 있다. 유사하게, 적어도 하나의 이미지 데이터 기록에 보정 방법이 적용될 수 있다.
방법 단계(13)에서, 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 검출 유닛(8)에 의해, 자기 공명 측정으로 얻은 신호값을 갖는 제1 이미지 데이터 기록이 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호값을 갖는 제2 이미지 데이터 기록에 할당된다.
방법 단계(13)에서, 또한 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터가 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터에 2차원 픽셀 매트릭스 형태로 할당될 수 있고, 대응 픽셀값들의 2차원 산점도(scatter plot)(17)가 출력될 수 있다. 또한 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터가 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 두 개의 신호 파라미터들에 할당되는 것도 생각할 수 있고 또는 여기서 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 두 개의 신호 파라미터들이 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터에 3차원 복셀(voxels) 매트릭스 형태로 할당되고, 대응 복셀값들의 3차원 산점도(17)가 출력된다.
방법 단계(14)에서, 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 처리 유닛(9)에 의해 제1 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터가 제2 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터에 n-튜플(20) 형태로 할당되고, 여기서 n은 할당된 신호 파라미터들의 수를 지정하고 n-튜플(20)은 공간적으로 대응하는 신호값들을 지정하고, 방법 단계(15)에서 n-튜플(20)을 표현하여 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 출력 유닛(11)에 의해 n차원 산점도(17)가 최종 출력되고, 여기서 각 신호 파라미터에 좌표축이 할당된다. 방법 단계(16)에서 신호값 표현의 끝을 식별한다.
방법 단계(15)에서, 또한 산점도(17)에 도시된 n-튜플(20)의 선택이 적어도 하나의 선택 기준에 의해 선택될 수 있고 적어도 하나의 식별된 영역을 선택하는 선택 수단이 선택 목적을 위해 사용자에게 이용가능해질 수 있다. 이러한 경우, 적어도 하나의 선택 수단은 기하학적 형상(18) 또는 분리 기능(19)을 포함할 수 있다. 선택된 영역 내의 데이터는 선택된 영역 외부의 데이터와 다른 방식으로 배열될 수 있고 적어도 하나의 선택 기준은 제1 및/또는 제2 이미지 데이터 기록 내의 이미지 데이터의 선택으로 이어질 수 있다. 마찬가지로 적어도 하나의 선택 기준은 다른 시간 윈도우에서 검출되는 적어도 하나의 이미지 데이터 기록에 적용되는 것이 가능하다.
방법 단계(15)에서, 제1 이미지 데이터 기록과 제2 이미지 데이터 기록을 중첩할 때 선택된 영역 내에 포함된 제1 및/또는 제2 이미지 데이터 기록의 이미지 데이터 및/또는 신호값들에는 가중치가 부여되고, 사용자에 의해 선택된 적어도 하나의 영역은 제1 및/또는 제2 이미지 데이터 기록에서 분할을 위해 사용되는 것이 가능하다.
도 3은 2 튜플(20)에 신호값들을 할당(14)하는 모식적 표현을 도시한다. 2 튜플(20)은 공간적으로 대응하는 신호값들을 지정한다. 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호값이 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호값에 2차원 픽셀 매트릭스 형태로 할당된다.
또한, 산점도(17)에 도시된 2 튜플(20)의 선택이 이루어지고, 여기서 선택 수단은 기하학적 형상(18), 여기서 삼각형(triangle)을 포함한다. 기하학적 형상(18)은 예를 들어 타원형(ellipses), 직사각형(rectangles), 정사각형(squares) 또는 각뿔(pyramids) 등을 포함하고, 이를 통해 산점도에서 대응하는 기하학적 영역이 특히 쉽게 표시될 수 있다.
그러나, 선택 수단은 본 명세서에서 예를 들어 직선 형태의 분리 함수(19)도 또한 포함할 수 있다. 분리 함수(19)로서 예를 들어 다항식, 지수 함수 또는 삼각 함수 등이 고려되고, 이를 통해 산점도에서 점구름(point clouds)과 같은 다양한 영역들이 특히 쉽게 서로 분리될 수 있다.
선택 수단에 의해 선택된 영역에서 2 튜플(20)은 예를 들어 선택된 영역에 해당하지 않는 2 튜플(20)의 영역과 다른 색상으로 표시될 수 있다. 또한, 이러한 영역은 이어서 바람직하게 기본적인 해부학적 이미지 데이터 기록에서 강조될 수 있어, 산점도에서 선택된 2 튜플(20)이 이미지 데이터 기록에서 어느 영역에 해당하는지가 쉽게 명확해진다. 차분 이미지의 이미지를 이용하면, 예를 들어 다양한 콘트라스트들(contrasts)과 같은 이미지 파라미터들이 또한 바람직하게 최적화될 수 있다.
요약하면, 본 발명은 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치의 신호값을 표시하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체와 관련된다. 그러한 경우, 자기 공명 측정으로 얻은 신호값들과 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호값들의 공간적 대응관계가 이용되고, 대응하는 신호값들이 매트릭스 형태로 배열되고 다차원 산점도로 그래픽으로 표시된다.
Claims (17)
- 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영(combined magnetic resonance positron emission tomography) 장치(1)의 신호값을 표시하는 방법으로서,
자기 공명 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제1 이미지 데이터 기록을 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제2 이미지 데이터 기록에 할당하는 단계(13),
상기 제1 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터를 상기 제2 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터에 n 튜플(tuple)(20) 형태로 할당하는 단계(14) - 여기서 n은 할당된 신호 파라미터들의 수를 지정하고 상기 n 튜플(20)은 공간적으로 대응하는 신호값들을 지정함 - , 및
모든 n 튜플(20)을 표시하여 n차원 산점도(scatter plot)(17)를 출력하는 단계(15) - 여기서 각 신호 파라미터에 좌표축이 할당됨 -
를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터가 상기 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터에 할당되어, 신호값들의 2차원 매트릭스가 생성되고, 대응하는 신호값들의 2차원 산점도(17)가 출력되는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터가 상기 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 두 개의 신호 파라미터들에 할당되거나, 또는 상기 제1 이미지 데이터 기록의 정확히 두 개의 신호 파라미터들이 상기 제2 이미지 데이터 기록의 정확히 하나의 신호 파라미터에 할당되어, 신호값들의 2차원 매트릭스가 생성되고, 대응하는 신호값들의 3차원 산점도(17)가 출력되는 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기 공명 측정의 이미지 데이터 기록은 상기 양전자 방출 단층촬영 측정의 이미지 데이터 기록과 공유된 시간 윈도우(time window)에서 검출되는 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법의 첫 번째 단계 전 또는 후에 적어도 하나의 이미지 데이터 기록에 보정 방법이 적용되는 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 선택 기준에 의해, 상기 산점도(17)에 도시된 상기 n-튜플(20)의 선택이 이루어지고, 적어도 하나의 식별된 영역을 선택하는 적어도 하나의 선택 수단이 선택 목적을 위해 사용자에게 이용가능해지는 방법. - 제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 선택 수단은 기하학적 형상(18)을 포함하는 방법. - 제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 선택 수단은 분리 함수(19)를 포함하는 방법. - 제6항에 있어서,
상기 선택된 영역 내의 데이터는 상기 선택된 영역 외부의 데이터와 다른 방식으로 배열되는 방법. - 제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 선택 기준은 상기 제1 이미지 데이터 기록 및/또는 제2 이미지 데이터 기록 내의 이미지 데이터의 선택으로 이어지는 방법. - 제6항에 있어서,
또 다른 시간 윈도우에서 검출되는 적어도 하나의 이미지 데이터 기록에 적어도 하나의 선택 기준이 적용되는 방법. - 제6항에 있어서,
상기 제1 이미지 데이터 기록과 상기 제2 이미지 데이터 기록을 중첩할 때 상기 선택된 영역에 포함된 제1 이미지 데이터 및/또는 제2 이미지 데이터의 이미지 데이터 및/또는 신호값들에 가중치가 부여되는 방법. - 제6항에 있어서,
상기 사용자에 의해 선택된 상기 적어도 하나의 영역은 상기 제1 이미지 데이터 기록 및/또는 제2 이미지 데이터 기록에서 분할을 위해 사용되는 방법. - 신호값을 표시하는 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영(combined magnetic resonance positron emission tomography) 장치(1)로서 - 상기 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치는 검출 유닛(8), 처리 유닛(9), 제어 기능부(10) 및 출력 유닛(11)을 포함함 - ,
상기 검출 유닛(8)에 의해, 자기 공명 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제1 이미지 데이터 기록을 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제2 이미지 데이터 기록에 할당하는 단계(13),
상기 처리 유닛(9)에 의해, 상기 제1 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터를 상기 제2 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터에 n 튜플(tuple)(20) 형태로 할당하는 단계(14) - 여기서 n은 할당된 신호 파라미터들의 수를 지정하고 상기 n 튜플(20)은 공간적으로 대응하는 신호값들을 지정함 - , 및
상기 출력 유닛(11)에 의해, 모든 n 튜플(20)을 표시하여 n차원 산점도(scatter plot)(17)를 출력하는 단계(15) - 여기서 각 신호 파라미터에 좌표축이 할당됨 -
를 실행하도록 구성된, 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치. - 신호값을 표시하는 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영(combined magnetic resonance positron emission tomography) 장치(1)로서 - 상기 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치는 검출 유닛(8), 처리 유닛(9), 제어 기능부(10) 및 출력 유닛(11)을 포함함 - ,
상기 검출 유닛(8)에 의해, 자기 공명 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제1 이미지 데이터 기록을 양전자 방출 단층촬영 측정으로 얻은 신호 파라미터들을 갖는 제2 이미지 데이터 기록에 할당하는 단계(13),
상기 처리 유닛(9)에 의해, 상기 제1 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터를 상기 제2 이미지 데이터 기록의 적어도 하나의 신호 파라미터에 n 튜플(tuple)(20) 형태로 할당하는 단계(14) - 여기서 n은 할당된 신호 파라미터들의 수를 지정하고 상기 n 튜플(20)은 공간적으로 대응하는 신호값들을 지정함 - , 및
상기 출력 유닛(11)에 의해, 모든 n 튜플(20)을 표시하여 n차원 산점도(scatter plot)(17)를 출력하는 단계(15) - 여기서 각 신호 파라미터에 좌표축이 할당됨 -
를 실행하도록 구성되고,
상기 검출 유닛(8), 상기 처리 유닛(9), 상기 제어 기능부(10) 및 상기 출력 유닛(11)은 제2항 또는 제3항의 방법을 실행하도록 구현된, 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치. - 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영(combined magnetic resonance positron emission tomography) 장치(1)의 프로그램 가능한 제어 기능부(10)의 메모리에 직접 로딩될 수 있는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능한 기록매체로서,
상기 프로그램이 상기 통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영 장치(1)의 제어 기능부(10)에서 실행하는 경우 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법의 모든 단계들을 실행하기 위한 프로그램 수단을 갖는, 컴퓨터 판독가능한 기록매체. - 전자적으로 판독가능한 제어 정보가 저장된 컴퓨터 판독가능한 기록매체로서,
통합형 자기 공명 양전자 방출 단층촬영(combined magnetic resonance positron emission tomography) 장치(1)의 제어 기능부(10)에서 상기 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 이용할 때, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법을 구현하는, 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
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