KR101777369B1

KR101777369B1 - Mri 신호 보정 및 t1 맵 생성 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101777369B1
Application number: KR1020160013038A
Authority: KR
Inventors: 최병욱; 김판기; 이준성
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2017-09-11
Also published as: KR20170092025A

Abstract

본 발명은 자기 공명 영상(Magnetic resonance imaging, MRI) 신호를 보정하고 T1 맵을 생성하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에 따른 MRI 신호 보정 장치는, 피검체의 호흡을 추적하기 위한 네비게이터 신호를 입력받고, 상기 입력받은 네비게이터 신호를 이용하여 상기 호흡을 분석하여 숨 구간을 특정하는 호흡 분석부, 및 상기 피검체에 대한 MRI 신호를 입력받고, 상기 특정한 숨 구간의 상기 MRI 신호를 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득된 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정하는 MRI 신호 보정부를 포함할 수 있다. 또한 상기 MRI 신호 보정 장치는 상기 보정한 MRI 신호를 변환하여 MRI 영상을 획득하고 그에 따른 T1 맵을 생성할 수 있다.

Description

MRI 신호 보정 및 T1 맵 생성 방법 및 장치{Method and Apparatus for Correcting MRI Signal and Generating T1 Map}

본 발명은 자기 공명 영상(Magnetic resonance imaging, MRI) 신호를 보정하고 T1 맵을 생성하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

자기 공명 영상(Magmetic Resonance Imaging, MRI) 기법은 피검체에 대하여 수소원자핵을 여기시키는 고주파 전자기파와 경사자계를 이용하여, 수소원자핵으로부터 발생되는 신호를 측정하여 피검체에 대한 영상을 획득하는 기법이다. 이를 위하여 MRI 영상 촬영 장치는 피검체로부터 발생되는 신호를 k 공간(k - space)에서 스캔하여 MRI 신호를 획득하고, 위 획득한 MRI 신호를 변환하여 MRI 영상을 획득하는 방법을 사용한다. 이때 MRI 신호를 변환할 때 퓨리에 변환을 사용할 수 있다.

그런데 심장과 같이 생리학적 움직임이 있는 장기를 대상으로의 MRI 영상 또는 T1 맵을 획득함에 있어서, 특히 심장 박동과 호흡 수가 일반적인 경우 보다 빠를 경우, 기존의 MRI 영상기법이 활용되기 어렵다는 문제점이 있다. 예를 들면 심장의 박동수가 평균 60 ~ 100 bpm인 성인과 비교하였을 때 보다 빠른 심박수를 가지는 신생아(100~150bpm) 또는 소동물(Small Animal)(150~600bpm)에 대하여는, 빠른 심장 박동과 호흡으로 인하여 획득된 MRI 신호로부터 움직임이 보상된 MRI 영상 및 T1 맵을 생성하는데 어려움이 있다.

이에 상술한 빠른 심박에서 움직임을 보상하여 MRI 영상 및 T1 맵을 생성하는 기법들이 기존에 제안된 바가 있다. 예를 들면 "Messroghli DR, Nordmeyer S, Buehrer M, et al. Small animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) for simultaneous generation of cardiac T1 maps and cine and inversion recovery-prepared images at high heart rates: initial experience. Radiology"는 심박수가 빠른 소동물에서 T1 맵을 생성하는 방법을 제안하고 있다.

그러나 위 Messroghli DR의 선행기술의 경우, 반전 전자기파를 사용한 후 수소스핀들이 회복되어 가는 과정을 연속적으로 측정한 영상 신호를 이용하기 때문에 호흡 운동에 의한 영상 왜곡이 발생하는 문제가 있다. 이와 같은 문제점을 완화하기 위하여 위 선행기술은 수회 반복 촬영한 영상들을 앙상블 평균하는 보정 기법을 사용하고 있지만, 위와 같은 보정 기법은 호흡 운동에 따른 영상 왜곡을 보정하는 정도가 미비한 반면, 수회 반복 촬영을 위한 촬영 시간이 증가하는 문제점이 있다.

(특허문헌 0001) 대한민국 특허공개공보 제10-2014-0046334호 (2014.04.18.)

(비특허문헌 0001) "Messroghli DR, Nordmeyer S, Buehrer M, et al. Small animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) for simultaneous generation of cardiac T1 maps and cine and inversion recovery-prepared images at high heart rates: initial experience. Radiology"

이에 본 발명은 k 공간의 중심 주파수의 신호를 포함하여 획득한 네비게이터 신호를 이용하여 호흡 상태를 모니터링하고, 호흡으로 인하여 왜곡의 정도가 심한 호흡 주기의 MRI 신호를 인접 영상의 MRI 신호를 이용하여 보상함으로써, 호흡 운동에 따른 영상의 왜곡을 줄일 수 있도록 하는 MRI 영상 보정 방법 및 이를 이용한 T1 맵 생성 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 호흡운동으로 인한 화질 저하와 추가적인 촬영시간 없이 심장영화영상, 지연조영증강영상을 얻을 수 있도록 하는 MRI 신호 보정 방법을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 유형에 따른 MRI 신호 보정 장치는, 피검체에 대하여 측정된 MRI 신호를 입력받고, 상기 MRI 신호를 이용하여 상기 피검체의 호흡을 추적하기 위한 네비게이터 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 호흡을 분석하여 특정 숨 구간을 검출하는 호흡 분석부; 및 상기 MRI 신호를 입력받고, 상기 검출한 숨 구간에서의 상기 MRI 신호를, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득된 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정하는 MRI 신호 보정부;를 포함할 수 있다.

여기서 상기 MRI 신호 보정 장치는 위상 부호화 경사자계 별로 상기 MRI 신호를 획득하도록 MRI 신호 획득부를 제어하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 제어부는 상기 피검체에 대한 심전도 신호 또는 반전 전자기파를 기준으로 설정되는 특정 시점에서, 상기 위상 부호화 경사자계가 k-공간의 중심 주파수 신호를 포함하도록 미리 설정된 특정 값으로 네비게이터 기준 신호를 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력하고, 상기 호흡 분석부는 상기 획득한 네비게이터 기준 신호를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성할 수 있다.

여기서 상기 제어부는 상기 MRI 신호 획득부에서 수소스핀을 반전시키기 위한 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 소정의 시간 동안, 복수회의 심장 박동 주기에 있어서, 동일한 상기 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력하고, 상기 MRI 신호 보정부는 상기 획득한 MRI 신호를 입력받을 수 있다.

여기서 상기 제어부는 상기 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 상기 반전된 수소스핀이 소정의 정도 이상으로 회복될 때까지미리 설정한 시간 동안 일정한 상기 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.

여기서 상기 제어부는 상기 MRI 신호 획득부가 상기 심전도 신호를 기준으로 설정되는 특정 시점에서 상기 반전 전자기파를 발생하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.

여기서 상기 호흡 분석부는 k-공간의 중심 주파수의 신호를 포함하도록 미리 설정된 특정 값을 가지는 상기 위상 부호화 경사자계로 획득된 상기 MRI 신호인 네비게이터 기준 신호를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성하는 네비게이터 신호 생성부; 및 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 숨 구간을 검출하는 숨 구간 검출부를 포함할 수 있다.

여기서 상기 네비게이터 신호 생성부는 상기 네비게이터 기준 신호를 변환하여 상기 네비게이터 신호를 생성할 수 있다.

여기서 상기 숨 구간 검출부는 상기 네비게이터 신호가 소정의 기준 이상으로 변동하는 구간을 상기 숨 구간으로 검출할 수 있다.

여기서 상기 숨 구간 검출부는 상기 네비게이터 신호 상기 네비게이터 신호를 이용하여 참조 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호와 상기 참조 신호 간의 차이를 산출하며, 상기 산출한 차이와 소정의 임계치를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 숨 구간을 검출할 수 있다.

여기서 상기 MRI 신호 보정부는 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득되고 또한 상기 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지는 타 MRI 신호를 상기 이웃 MRI 신호로 선정하고, 상기 선정한 이웃 MRI 신호를 이용하여 상기 특정한 숨 구간의 상기 MRI 신호를 보정할 수 있다. 여기서 신호 보정을 위하여 이용되는 상기 이웃 MRI 신호는 상기 MRI 신호와 동일한 심장 박동 단계에 해당할 수 있다.

여기서 상기 MRI 신호 보정부는 상기 이웃 MRI 신호들을 미리 설정된 보정 함수로 연산한 값으로 상기 숨 구간의 MRI 신호를 보정할 수 있다.

여기서 상기 MRI 신호 보정 장치는 상기 보정된 MRI 신호를 변환하여 호흡 운동 효과가 보상된 MRI 영상을 생성하는 MRI 영상 생성부;를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 MRI 신호 보정 장치는 시간의 흐름에 따른 상기 MRI 영상의 화소 별 신호 크기의 변화를 피팅하여, 상기 화소 별 T1 값을 산출하고, T1 맵을 생성하는 T1 맵 생성부;를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 MRI 영상 생성부는, 상기 MRI 영상 중에서 특정 심장 박동 단계에 획득된 상기 MRI 영상들을 이용하여 동영상을 생성하는 동영상 생성부;를 포함할 수 있다.

여기서 상기 MRI 영상 생성부는, 조영제를 사용할 경우, 상기 MRI 영상 중에서 심근의 신호가 소정의 정도 이하로 어두운 상기 MRI 영상을 선별하여 지연 조영 증강 영상으로 획득하는 지연 조영 증강 영상 획득부를 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 유형에 따른 MRI 신호 보정 방법은, 상기 피검체에 대하여 측정된 MRI 신호를 이용하여 상기 피검체의 호흡을 추적하기 위한 네비게이터 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 호흡을 분석하여 특정 숨 구간을 검출하는 호흡 분석 단계; 및 상기 검출한 숨 구간에서의 상기 MRI 신호를, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득된 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정하는 MRI 신호 보정 단계;를 포함할 수 있다.

여기서 상기 MRI 신호 보정 방법은 위상 부호화 경사자계 별로 상기 MRI 신호를 획득하되, 수소스핀을 반전시키기 위한 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 소정의 시간 동안, 복수회의 심장 박동 주기에 있어서, 단수 또는 복수의 영상 선택 절편에 대해서, 동일한 상기 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득하고, 상기 피검체에 대한 심전도 신호를 기준으로 설정되는 특정 시점에서, 상기 위상 부호화 경사자계가 미리 설정된 특정 값을 가지는 상기 MRI 신호를 네비게이터 기준 신호로 획득하는, MRI 신호 획득 단계;를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 호흡 분석 단계는, 상기 네비게이터 기준 신호를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성하는 네비게이터 신호 생성 단계; 및 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 숨 구간을 검출하는 숨 구간 검출 단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 네비게이터 신호 생성 단계는 상기 네비게이터 기준 신호를 변환하여 상기 네비게이터 신호를 생성하고, 상기 숨 구간 검출 단계는 상기 네비게이터 신호가 소정의 기준 이상으로 변동하는 구간을 상기 숨 구간으로 검출할 수 있다.

여기서 상기 MRI 신호 보정 단계는, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득되고 또한 상기 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지는 타 MRI 신호를 상기 이웃 MRI 신호로 선정하고, 상기 선정한 이웃 MRI 신호를 이용하여 상기 검출한 숨 구간의 상기 MRI 신호를 보정할 수 있다.

여기서 상기 MRI 신호 보정 방법은 상기 보정된 MRI 신호를 변환하여 호흡 운동 효과가 보상된 MRI 영상을 생성하는 MRI 영상 생성 단계; 및 시간의 흐름에 따른 상기 MRI 영상의 화소 별 신호 크기의 변화를 피팅하여, 상기 화소 별 T1 값을 산출하고, T1 맵을 생성하는 T1 맵 생성 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, k 공간의 중심 주파수의 신호를 포함하여 획득한 네이게이터 신호를 이용하여 호흡 상태를 모니터링하고, 호흡으로 인하여 왜곡의 정도가 심한 호흡 주기의 MRI 신호를 인접 영상의 MRI 신호를 이용하여 보상함으로써, 호흡 운동에 따른 영상의 왜곡을 줄일 수 있도록 MRI 영상을 보정할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면 위와 같이 호흡 운동에 따른 영상 왜곡이 보상된 MRI 신호를 생성함으로써, 보다 정확한 T1 맵을 생성할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면 상기 호흡 운동에 따른 영상 왜곡이 보상된 MRI 신호를 이용하여, 호흡 운동으로 인한 화질 저하가 보상된 심장영화영상 또는 지연조영증강영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 환자 또는 피검체가 자유 호흡을 하는 경우에도, 심장 전체에 대한 T1 지도, 심장영화영상과, 지연조영증강영상을 동시에 얻을 수 있어 환자의 편의를 증진시키는 효과가 있다. 또한 1번의 MRI 촬영만으로도 보정된 영상을 획득할 수 있어, 임상에서의 촬영시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호 보정 장치의 블록도이다.
도 2는 k 공간에서 획득되는 MRI 신호를 설명하기 위한 참고도이다.
도 3 내지 도 5는 제어부의 제어에 따른 MRI 신호 획득 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 호흡 분석부의 세부 블록도이다.
도 7은 호흡 분석부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 MRI 신호 보정부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 9는 MRI 영상 생성부의 세부 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MRI 신호 보정 방법의 흐름도이다.
도 11은 호흡 분석 단계(S200)의 세부 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

자기 공명 영상(Magmetic Resonance Imaging, MRI) 기법은 피검체에 대하여 수소원자핵을 여기시키는 고주파 전자기파와 경사자계를 이용하여, 여기된 수소원자핵으로부터 발생되는 신호를 측정하여 피검체에 대한 영상을 획득하는 기법이다. 이를 위하여 MRI 영상 촬영 장치는 피검체로부터 발생되는 신호를 k 공간(k - space)에서 스캔하여 MRI 신호를 획득하고, 위 획득한 MRI 신호를 변환하여 MRI 영상을 획득하는 방법을 사용한다. 이때 MRI 신호를 변환할 때 퓨리에 변환을 사용할 수 있다.

그런데 이와 같은 MRI 영상을 획득함에 있어서, 피검체가 심장의 박동 또는 호흡 등의 요인으로 인해 움직이기 때문에, 이와 같은 신체의 움직임 현상을 고려하여 획득되는 MRI 신호를 보정하여 MRI 영상을 생성할 필요가 있다. 이를 위하여 기존에 피검체의 움직임을 보정하기 위해 심전도 또는 호흡을 모니터링하는 장비를 이용하거나 다양한 MRI 신호 처리 기법들이 개발되어 왔다. 일 예로는 '대한민국 특허공개공보 제10-2014-004334호 (2014.04.18.)'와 같은 선행기술이 존재하고 있다.

또한 피검체로부터 획득한 MRI 신호를 이용하여 진단에 필요한 영상을 생성함에 있어서, k 공간에서 획득한 MRI 신호를 변환하여 MRI 영상을 생성할 수 있고, 이에 더하여 생성된 MRI 영상의 시간에 흐름에 따른 영상 신호 값의 변화를 추적하여 T1 맵(T1 map)을 생성할 수도 있다. T1 맵은 MRI 촬영 시 수소원자핵의 수소 스핀을 반전시키기 위한 전자기파를 방출한 다음, 반전된 수소 스핀이 회복됨에 따른 종축자화의 변화를 측정한 MRI 신호로부터 생성한 MRI 영상에 있어서, 각 화소의 영상 신호 값이 시간의 흐름에 따라 변화하는 정도를 지수 함수로 피팅(Fitting)하여 지수 함수의 파라미터인 T1 값을 산출하고, 각 화소에 대하여 산출한 T1 값에 따라 생성한 지도를 의미한다. 그리고 이와 같이 획득되는 T1 맵은 병변 진단에 임상적으로 널리 활용되고 있다.

상술한 T1 맵을 생성함에 있어서도, 피검체의 호흡 또는 심장 박동으로 인한 움직임에 따른 효과를 보정하여 MRI 영상을 생성할 때, 보다 정확한 T1 맵을 생성할 수 있다.

그런데 이와 같은 MRI 영상 또는 T1 맵을 획득함에 있어서, 특히 심장 박동 수가 일반적인 경우 보다 빠를 경우, 기존의 MRI 신호 보정 방법이 활용되기 어렵다는 문제점이 있다. 예를 들면 심장의 박동수가 평균 60 ~ 100 bpm인 성인과 비교하였을 때 보다 빠른 심박수를 가지는 신생아(100 bpm ~ 150 bpm) 또는 소동물(Small Animal)(150 bpm ~ 600 bpm)에 대하여는, 빠른 심장 박동으로 인하여 획득된 MRI 신호로부터 움직임이 보상된 MRI 영상 및 T1 맵을 생성하는데 어려움이 있다.

이에 본 발명은 호흡에 따른 피검체의 움직임을 보상하는 MRI 신호 보정 방법과 그에 따른 MRI 영상 생성 방법 및 T1 맵 생성 방법 및 그에 관한 장치들을 제공하고자 한다. 특히 본 발명은 빠른 심장 박동수를 가지는 피검체에 대하여도 신뢰도 있게 호흡 주기를 검출하고 호흡이 안정화된 숨 구간에서 획득한 MRI 신호를 이용하여, 심장의 박동 단계 별로 움직임이 보상된 MRI 신호를 생성하는 방법 및 그에 관한 장치를 제공하고자 한다.

이를 위하여 본 발명은 k 공간의 특정 주파수 - 바람직하게는 중심 주파수 - 의 신호를 포함하는 MRI 신호로 생성된 네비게이터 신호를 이용하여 호흡 상태를 모니터링하고, 호흡으로 인하여 왜곡의 정도가 심한 호흡 주기의 MRI 신호를 인접 영상의 MRI 신호를 이용하여 보상함으로써, 호흡 운동에 따른 영상의 왜곡을 줄일 수 있도록 하는 MRI 신호 보정 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 호흡운동으로 인한 화질 저하 없이 MRI 신호로부터 동영상 또는 지연조영증강영상을 생성하는 MRI 신호 보정 방법을 제공한다.

특히 본 발명에 따른 MRI 신호 보정을 이용하면 피검체로부터 획득한 MRI 신호로부터 호흡 운동으로 인한 영상의 왜곡을 효과적으로 보정할 수 있고, 따라서 피검체가 자유호흡을 하는 경우에도 신뢰도 있는 MRI 영상 및 T1 맵을 획득할 수 있는 효과가 있다. 따라서 피검체의 호흡을 인위적으로 조절하기 어려운 신생아 또는 동물에 대한 MRI 영상 및 T1 맵을 획득할 수 있다는 특장점이 있다. 또한 성인의 경우에도 자유 호흡을 하면서 MRI 촬영을 할 수 있어, 피검자가 보다 편리하게 MRI 영상을 촬영할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의하면, 자기 공명 영상 장치에서 심장과 같이 주기적인 움직임이 있는 장기에 대하여 신뢰도 있는 T1 맵을 획득할 수 있다. 또한 심장 박동이 빠른 환자 및 소동물에서 심장 전체의 T1 맵을 생성할 수 있다. 또한 T1 맵 영상뿐만 아니라 심장에 대한 동영상과 지연조영증강영상을 동시에 생성할 수 있다.

이하에서는 위와 같은 효과를 달성하기 위하여 본 발명이 제공하는 MRI 신호 보정 장치(20) 및 그 방법을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호 보정 장치(20)의 블록도이다.

상기 본 발명에 따른 MRI 신호 보정 장치(20)는 호흡 분석부(200) 및 MRI 신호 보정부(300)를 포함할 수 있다. 여기서 필요에 따라 본 발명에 따른 MRI 신호 보정 장치(20)는 제어부(100), MRI 영상 생성부(400) 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 또한 필요에 따라 T1 맵 생성부(500)를 더 포함할 수도 있다.

호흡 분석부(200)는 피검체에 대하여 측정된 MRI 신호를 입력받고, 상기 MRI 신호를 이용하여 상기 피검체의 호흡을 추적하기 위한 네비게이터 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 호흡을 분석하여 특정 숨 구간을 검출한다. 여기서 피검체는 성인이나 신생아 등의 인체가 될 수 있고, 필요에 따라 동물체가 될 수도 있으며, 이에 한정되지 않고 다양한 종류의 물체가 될 수도 있다.

MRI 신호 보정부(300)는 상기 MRI 신호를 입력받고, 상기 검출한 숨 구간에서의 상기 MRI 신호를, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득된 동일한 심장 박동 단계의 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정한다.

여기서 MRI 신호는 별도의 MRI 신호 획득부(10)을 통하여 촬영될 수 있고, 촬영된 MRI 신호가 호흡 분석부(200), MRI 신호 보정부(300)에 입력될 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 MRI 신호 보정 장치(20)는 MRI 신호 획득부(10)을 제어하기 위한 제어부(100)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 MRI 신호 보정 장치(20)는 일 실시예에 있어서 외부의 MRI 신호 획득부(10)로부터 MRI 신호를 입력받을 수 있으며, 필요에 따라 또 다른 실시예에 있어서는 MRI 신호 획득부(10)을 포함할 수도 있다. 여기서 MRI 신호 획득부(10)은 피검체에 전자기파를 방사하고, 피검체로부터 발생하는 신호를 측정하여 MRI 신호를 획득하는 장치 또는 모듈이 될 수 있다. 여기서 MRI 신호 획득부(10)은 MRI 영상 장치 분야의 공지된 구성으로 이루어질 수 있으며, 따라서 MRI 신호 획득부(10)의 세부 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.

여기서 MRI 신호 획득부(10)은 공지된 MRI 기법에 따라 k 공간(k - space)에서 피검체에 포함된 수소 원자의 공명주파수 신호를 스캔하여 MRI 신호를 획득할 수 있다. 여기서 k 공간은 MRI 영상의 주파수 변환된 성분이 - 예를 들면 퓨리에 트랜스폼된 성분 - MRI 신호로써 측정되는 주파수 공간으로, MRI 신호 획득부(10)은 인가하는 펄스 시퀀스를 조절하면서 k 공간에서의 MRI 신호를 획득할 수 있다. 그리고 이와 같이 획득된 k 공간에서의 MRI 신호를 역 주파수 변환 - 예를 들면 역 퓨리에 트랜스폼 - 하면 MRI 영상이 획득된다.

도 2는 k 공간에서 획득되는 MRI 신호를 설명하기 위한 참고도이다. 도 2를 참조하면서 설명하면, k 공간은 도 2와 같이 주파수 부호화 경사자계 성분(k_x 축 성분)과 위상 부호화 경사자계 성분(k_y 축 성분)으로 정의될 수 있다. 그리고 MRI 신호 획득부(10)은 도 2와 같이 MRI 펄스 시퀀스에서 위상 부호화 경사자계의 값을 변화시키면서 k_y 축 성분의 위상을 부호화하고 주파수 부호화 경사자계를 인가하면서 k 공간에서 MRI 신호를 스캔을 수행하여, 위상 부호화 경사자계 별로 MRI 신호를 획득할 수 있다. 여기서 위상 부호화 경사자계의 값이 0이 될 때의 스캔한 MRI 신호를 중심 주파수에서의 MRI 신호라고 지칭한다. 아래에서 보다 상세히 설명하는 바, 위와 같이 k 공간에서 획득된 MRI 신호는 MRI 신호 보정부(300)에서의 보정을 거치고, MRI 영상 생성부(400)에서 변환되어 MRI 영상이 획득될 수 있다. 또한 상기 중심 주파수에서의 MRI 신호는 네비게이터 기준 신호로 활용되어, 소정의 연산을 통해 네비게이터(Navigator) 신호로 변환되어 피검체의 호흡을 추적하는데 이용될 수 있다.

아래에서는 제어부(100)의 동작에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

제어부(100)는 위상 부호화 경사자계 별로 상기 MRI 신호를 획득하도록 MRI 신호 획득부(10)을 제어하는 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다. 여기서 MRI 신호는 상술한 바와 같이 k 공간에서 획득되는 MRI 신호이다.

본 발명에서는 빠른 심박에서도 호흡에 의한 움직임 효과를 보상하기 위하여, 다음과 같은 방식으로 MRI 신호를 획득할 수 있다. 도 3 내지 도 5는 제어부(100)의 제어에 따른 MRI 신호 획득 동작을 설명하기 위한 참고도이다. 이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하면서 제어부(100)의 동작 및 그에 따른 MRI 신호 획득부(10)의 동작에 대하여 설명한다.

먼저 제어부(100)는 피검체의 심전도 신호를 입력받고, 입력받은 심전도 신호의 타이밍에 따라 MRI 신호 획득부(10)을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다. 여기서 제어부(100)는 MRI 신호 획득부(10)이 상기 심전도 신호를 기준으로 설정되는 특정 시점에서 수소스핀을 반전시키기 위한 반전 전자기파를 발생하도록 상기 MRI 신호 획득부(10)을 제어하는 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다. 일 실시예에 있어서 제어부(100)는 MRI 신호 획득부(10)이 심전도 신호의 R파 시점으로부터 소정의 시간에서 상기 전자기파를 발생하도록 상기 MRI 신호 획득부(10)을 제어할 수 있다. 도 3을 참조하면 MRI 신호 획득부(10)은 위와 같은 제어부(100)의 제어신호에 따라, 심전도 신호의 R파 발생 시점(▼)으로부터 소정의 시간이후 반전 전자기파를 발생시켜 피검체에 방사시킴으로 피검체의 수소원자들의 수소스핀을 반전시킬 수 있다(NM). 여기서 반전 전자기파가 발생하는 시점은 심전도 신호의 R파 시점으로부터 미리 정해진 소정의 시간이 될 수 있고, 상기 소정의 시간은 필요에 따라 설정될 수 있다. 여기서 상기 소정의 시간은 일 실시예에 의하면 0.01 ms 내지 1 ms가 될 수 있고, 필요에 따라 다른 수치가 될 수도 있다.

또한 제어부(100)는 반전 전자기파와 함께 MRI 영상 신호의 획득을 위한 펄스열이 발생하도록 MRI 신호 획득부(10)를 제어하는 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.

이상과 같이 반전 전자기파가 피검체에 방사된 이후 피검체에 포함된 수소원자들의 종축자화는 도 3의 NM과 같이 시간의 흐름에 따라 회복되고, 피검체에 포함된 수소원자들은 이와 같은 자화 회복 과정을 가진다. 그리고 MRI 신호 획득부(10)은 위와 같은 피검체에 포함된 수소원자들의 종축자화를 측정하여 MRI 신호를 획득한다. 여기서 도 3의 NM(Net Longitudinal Magnetization) 축을 참조하면, 반전 전자기파에 의하여 반전된 수소원자의 수소스핀이 소정의 비율 이상 회복되어 자화 정도가 회복될 때까지 MRI 신호 획득부(10)은 k 공간에서 MRI 신호를 획득할 수 있다. 이와 같이 MRI 신호 획득부(10)이 MRI 신호를 획득하는 시간 구간을 Acquisition Duration(AD)라고 지칭한다. 그리고 MRI 신호 획득부(10)은 다시 반전 전자기파를 피검체에 방사하기 이전까지 이완 구간을 가지는데, 이를 Relaxation Duration(RD)이라고 지칭한다. 이완 구간(RD)가 종료되면 MRI 신호 획득부(10)은 제어부(100)의 제어에 따라 다시 반전 전자기파를 방출하고 MRI 신호를 획득한다. 여기서 AD 및 RD는 필요에 따라 시간 구간이 설정될 수 있다.

여기서 MRI 신호 획득부(10)은 반전 전자기파를 발생시킬 때 위상 부호화 경사자계를 변화시켜 MRI 신호를 획득할 수 있다. 도 4를 참조하면, MRI 신호 획득부(10)은 반전 전자기파를 발생시킬 때 마다 위상 부호화 경사자계 k_y를 i - 1, i, i + 1로 변화시키며 MRI 신호를 획득할 수 있다. 그리고 제어부(100)는 이를 위하여 반전 전자기파의 발생 시기에 위상 부호화 경사자계를 변화시키는 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.

여기서 제어부(100)는 상기 반전된 수소스핀이 소정의 비율 이상 회복된 시점으로부터 소정의 시간 이후에 다시 상기 전자기파를 발생시키고, 이전의 위상 부호화 경사자계를 다른 값으로 변화시켜 상기 MRI 신호를 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부(10)을 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.

또한 제어부(100)는 상기 피검체에 대한 심전도 신호를 기준으로 설정되는 특정 시점에서, 상기 미리 설정된 특정 값의 위상 부호화 경사자계가 적용되어 얻어진 상기 MRI 신호를 네비게이터 기준 신호로 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부(10)을 제어하는 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다. 여기서 네비게이터 기준 신호는 위상 부호화 경사자계가 미리 설정된 특정 값을 가지는 MRI 신호가 될 수 있다. 바람직하게는 네비게이터 기준 신호는 위상 부호화 경사자계가 0인 중심 주파수에서의 MRI 신호가 될 수 있다. 여기서 제어부(100)는 상기 피검체에 대한 심전도 신호와 상기 반전 전자기파의 전파를 기준으로 설정되는 특정 시점에서, 상기 위상 부호화 경사자계가 k-공간의 중심 주파수 신호를 포함하도록 미리 설정된 특정 값으로 네비게이터 기준 신호를 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.

여기서 제어부(100)는 피검체의 심전도 신호의 R파 시점으로부터 소정의 시간에서 네비게이터 기준 신호를 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부(10)을 제어할 수 있다. 즉 도 3 및 도 5를 참조하면서 설명하면, 제어부(100)는 R파 발생 시점(▼)으로부터 소정의 시간 이후 네비게이터 기준 신호(N)를 획득하도록 MRI 신호 획득부(10)을 제어할 수 있다. 여기서 R파 발생 시점으로부터 네비게이터 기준 신호(N _l )를 획득할 때까지의 소정의 시간은 필요에 따라 설정될 수 있고, 일 실시예에 의하면 0.01 ms 내지 1 ms가 될 수 있고, 필요에 따라 다른 수치가 될 수도 있다.

호흡 분석부(200)는 위와 같은 제어부(100)의 동작에 따라 MRI 신호 획득부(10)에서 획득한 네비게이터 기준 신호를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서 호흡 분석부(200)는 상술한 바와 같이 위상 부호화 경사자계가 0일 때인 중심 주파수에서의 MRI 신호를 네비게이터 기준 신호로 이용하여, 네비게이터 신호를 생성할 수 있다.

여기서 제어부(100)는 수소스핀을 반전시키기 위한 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 소정의 시간 동안, 복수회의 심장 박동 주기에 있어서, 동일한 상기 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득하도록 MRI 신호 획득부(10)을 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다. 즉 도 4를 참조하면서 설명하였던 바와 같이 MRI 신호 획득부(10)은 반전 전자기파가 발생할 때 위상 부호화 경사자계를 다른 값으로 변화시키고, MRI 신호를 획득할 수 있고, 반전 전자기파가 발생한 후 다음 반전 전자기파가 발생할 때까지는 동일한 위상 부호화 경사자계 값에 대하여 MRI 신호를 획득할 수 있다. 그리고 제어부(100)는 MRI 신호 획득부(10)이 위와 같이 동작하도록 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다. 여기서 제어부(100)는 상기 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 상기 반전된 수소스핀이 소정의 정도 이상으로 회복될 때까지의 미리 설정한 시간 동안 - 즉 상술한 바 도 3의 Acquisition Duration(AD) 동안 - 일정한 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득하도록 MRI 신호 획득부(10)을 제어하는 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.

그리고 이때 MRI 신호 획득부(10)은 심전도 신호에 따라 매 심장 박동 주기 마다 심장 박동 단계(Phase) 별로 MRI 신호를 획득할 수 있다. 도 3을 참조하면, 매 심장 박동 주기 마다 심박 단계 별로 MRI 신호(P_i)가 획득되는데, 이를 확대하여 표시한 도 5를 참조하면, MRI 신호 획득부(10)은 네비게이터 기준 신호(N _l )의 획득 이후, 시간의 흐름에 따라 하나 이상의 MRI 신호를 획득할 수 있다(P₁, P₂, ... P_m). 여기서 심장 박동 단계 즉 심박 단계는 하나의 심장 박동 주기 내에서 심전도 신호를 기준으로 정의되는 소정의 시간 구간을 의미한다. 예를 들면 심박 단계는 심전도 신호의 R파 시점을 기준으로 소정의 시간 간격 마다 정의될 수 있다. 예를 들면 심박 단계는 심전도 신호의 R파 시점을 기준으로 10ms ~ 20ms는 P₁, 20ms ~ 30ms는 P₂와 같은 방식으로 정의될 수 있고, 전체 심장 영역을 포함하는 복수개의 선택 영상 절편을 포함할 수 있다. 여기서 제어부(100)는 MRI 신호 획득부(10)이 이와 같이 심박 단계 별로 동일한 위상 부호화 경사자계에서의 MRI 신호를 획득하도록 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.

여기서 MRI 신호 획득부(10)은 반전 전자기파가 방사될 때 위상 부호화 경사자계를 변화시켜 MRI 신호를 획득하고, k 공간의 모든 위상 부호화 경사자계에 대한 MRI 신호가 획득되면, 심장 박동 단계 별로 MRI 신호를 취합하여 k 공간에서의 MRI 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어 MRI 신호 획득부(10)은 반전 전자기파가 방사되는 시점을 기준으로 총 L(l = 1, ... L)회의 심장 박동이 있었고, 심장 박동 별로 총 M회의 심장 박동 단계(P₁, ... ,P_M)가 있었다고 가정할 경우, 각 심장 박동 별 심장 박동 단계 별로 MRI 신호를 취합하여, k 공간의 모든 위상 부호화 경사자계에 대한 MRI 신호를 획득할 수 있다. 예를 들면 l = 1일 때의 각 심장 박동 단계(P₁, ... ,P_M)에 대하여 k 공간의 MRI 신호가 획득되고, l = 2일 때의 각 심장 박동 단계(P₁, ... ,P_M)에 대하여 k 공간의 MRI 신호가 획득되고, 마찬가지로 l = L까지의 각각의 심장 박동 단계(P₁, ... ,P_M)에 대하여 k 공간의 MRI 신호가 획득될 수 있다. 이와 같은 경우 총 L × M 개의 k 공간의 MRI 신호가 획득될 수 있다.

여기서 k 공간의 MRI 신호의 순번을 설명의 편의를 위하여 순서대로 T ^l _m, 으로 정의한다. 이때 T ^l _m은 반전 전자기파가 방사된 시점을 기준으로 정의되는 순번이 된다. 즉 MRI 신호 획득부(10)은 반전 전자기파가 방사될 때 마다 위상 부호화 경사자계를 변화하며 MRI 신호를 획득하므로, 하나의 k 공간 MRI 신호를 구성하는 각 위상 부호화 경사자계의 MRI 신호의 획득 시간은 다를 수 있다.

여기서 MRI 신호 보정부(300)는 위와 같은 제어부(100)의 동작에 따라 MRI 신호 획득부(10)에서 획득된 MRI 신호를 입력받을 수 있다.

다음으로는 호흡 분석부(200)의 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.

호흡 분석부(200)는 피검체에 대하여 측정된 MRI 신호를 입력받고, 상기 MRI 신호를 이용하여 상기 피검체의 호흡을 추적하기 위한 네비게이터 신호를 생성한다. 여기서 호흡 분석부(200)는 제어부(100)의 제어 동작에 따라 MRI 신호 획득부(10)이 획득한 네비게이터 기준 신호를 입력받고, 이를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성할 수 있다.

그리고 호흡 분석부(200)는 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 호흡을 분석하여 특정 숨 구간을 검출한다. 여기서 호흡 분석부(200)가 특정하는 숨 구간은 호흡이 안정화된 구간 또는 불안정화된 구간이 될 수 있고, 들숨 구간 또는 날숨 구간이 될 수 있으며, 필요에 따라 네비게이터 신호의 크기 또는 신호의 변화량 크기에 따라 정의되는 특정 구간이 될 수도 있다.

도 6은 호흡 분석부(200)의 세부 블록도이다.

일 실시예에 있어서 호흡 분석부(200)는 네비게이터 신호 생성부(210), 숨 구간 검출부(220)를 포함할 수 있다.

네비게이터 신호 생성부(210)는 미리 설정된 특정 값의 위상 부호화 경사자계를 적용하여 획득한상기 MRI 신호인 네비게이터 기준 신호 - 즉 네비게이터 기준 신호 - 를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성한다. 여기서 상술한 바와 같이 네비게이터 기준 신호는 위상 부호화 경사자계가 0의 값을 가지는 중심 주파수에서의 MRI 신호가 되는 것이 바람직하다. 다만 필요에 따라 다른 위상 부호화 경사자계의 값을 가지는 MRI 신호를 이용할 수도 있다.

여기서 네비게이터 신호 생성부(210)는 상기 네비게이터 기준 신호를 변환하여 네비게이터 신호를 생성할 수 있다. 여기서 네비게이터 신호 생성부(210)는 MRI 신호가 획득되는 k 공간에 대하여 정의되는 변환의 역변환을 네비게이터 기준 신호에 대하여 수행하고, 상기 역변환된 신호를 이용하여 네비게이터 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면 네비게이터 신호 생성부(210)는 상기 역변환된 신호의 크기에 따른 값을 가지도록 네비게이터 신호의 값을 설정할 수 있다. 일 실시예에 있어서 네비게이터 신호 생성부(210)는 상기 역변환된 신호의 소정 구간에서의 신호 크기의 합을 네비게이터 신호의 값으로 설정할 수 있다. 그리고 네비게이터 신호 생성부(210)는 시간 별로 획득된 네비게이터 기준 신호의 역변환된 신호에 따른 값을 가지는 신호를 네비게이터 신호로 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서 네비게이터 신호 생성부(210)는 상기 네비게이터 기준 신호를 역변환 - 예를 들면 역 퓨리에 트랜스폼 - 하고 적분하여 네비게이터 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면 네비게이터 신호 생성부(210)는 도 5의 N _l 시점에서 획득된 중심 주파수에서의 MRI 신호를 네비게이터 기준 신호로 이용하여, 상기 네비게이터 기준 신호를 역 퓨리에 트랜스폼하고 소정의 구간에서 적분을 한 값을 N _l 시점에서의 네비게이터 신호의 값으로 할 수 있다. 그리고 다른 시점에서 획득된 네비게이터 기준 신호에 대하여도 동일한 동작을 수행하여 각 시점 마다의 네비게이터 신호의 값을 획득하고, 그에 따라 네비게이터 신호를 획득할 수 있다.

이와 같은 네비게이터 신호는 피검체의 호흡 상태에 관한 정보를 포함하고 있다.

도 7은 호흡 분석부(200)의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.

도 7을 참조하면, 네비게이터 신호 생성부(210)는 소정의 시간 간격 마다 획득된 네비게이터 기준 신호를 이용하여 네비게이터 신호의 값을 설정함으로써, 네비게이터 신호(NAV)를 생성할 수 있다. 도 7의 네비게이터 신호(NAV)를 보면 호흡이 발생한 시점을 전후로 하는 시간 구간 즉 호흡으로 인하여 피검체가 움직인 시간 구간에서 네비게이터 신호가 변동함을 확인할 수 있다. 만일 호흡이 발생하지 아니하고 피검체가 호흡으로 인하여 움직이지 않는다고 가정할 경우, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명하였던 바와 같이 반전 전자기파로 인한 자화 정도는 일정한 회복세를 보이며 회복되고, 그에 따라 네비게이터 신호의 크기 역시 일정한 회복세를 보이며 증가하게 된다. 그리고 여기서 네비게이터 신호의 회복세는 지수 함수로 모델링될 수 있다. 그런데 호흡으로 인하여 피검체에 움직임이 발생한 경우, 본래 지수 함수의 증가 추세를 보이도록 원만하게 증가할 네비게이터 신호의 크기가, 도 7과 같이 호흡이 발생한 시점을 전후로 하여 변동하게 된다. 따라서 네비게이터 신호에서 소정의 기준 이상으로 신호의 크기가 변동하는 구간을 검출하면, 호흡이 발생한 숨 구간을 검출할 수 있다.

숨 구간 검출부(220)는 위와 같은 네비게이터 신호의 특징을 이용하여 숨 구간을 검출할 수 있다.

여기서 숨 구간 검출부(220)는 상기 네비게이터 신호가 소정의 기준 이상으로 변동하는 구간을 상기 숨 구간으로 검출할 수 있다. 즉 상술한 바와 같이 호흡이 발생하지 아니하였다고 가정할 경우 네비게이터 신호는 지수 함수의 형태로 원만히 증가하는데, 호흡이 발생하면 네비게이터 신호가 지수 함수 형태의 증가세에서 벗어나 변동하게 된다. 따라서 숨 구간 검출부(220)는 네비게이터 신호를 분석하여 그 크기의 변화 정도가 소정의 기준 이상으로 변동하는 구간을 검출하여, 숨 구간을 검출할 수 있다. 네비게이터 신호가 소정의 기준 이상으로 변동하는지 여부를 판단하기 위하여 숨 구간 검출부(220)는 다양한 신호 분석 기법을 이용할 수 있음은 물론이다.

일 실시예에 있어서 숨 구간 검출부(220)는 상기 네비게이터 신호를 피팅(Fitting)하여 참조 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호와 상기 참조 신호 간의 차이를 산출하며, 상기 산출한 차이와 소정의 임계치를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 숨 구간을 검출할 수 있다. 여기서 임계치는 필요에 따라 설정될 수 있다. 또한 여기서 숨 구간 검출부(220)는 상기 네비게이터 신호를 특정 함수로 피팅하고, 상기 피팅한 함수에 따른 상기 참조 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서 숨 구간 검출부(220)는 네비게이터 신호를 지수 함수로 피팅하여 참조 신호를 생성하거나 인접한 시간의 네비게이터 신호들을 평균하여 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서 숨 구간 검출부(220)는 네비게이터 신호를 통계 분석 - 예를 들면 회귀 분석 - 하여 T1 값을 산출하고, 산출한 T1 값에 따른 지수 함수를 참조 신호로 생성할 수 있다.

도 7을 참조하여 설명하면, 숨 구간 검출부(220)는 네비게이터 신호(NAV)를 통계 분석하여, 참조 신호(REF)를 생성할 수 있고, 네비게이터 신호(NAV)와 참조 신호(REF) 간의 차이 신호(DIFF)를 소정의 임계치(TH)와 비교하여, 그 비교 결과에 따라 숨 구간을 검출할 수 있다. 여기서 상기 차이 신호(DIFF)는 참조 신호(REF)의 크기에 따라 정규화될 수도 있다. 예를 들면 숨 구간 검출부(220)는 상기 차이 신호(DIFF)를 참조 신호(REF)의 크기로 나뉘어 정규화하고, 정규화한 차이 신호(DIFF)의 크기를 임계치(TH)와 비교하여, 그 비교 결과에 따라 숨 구간을 검출할 수도 있다.

여기서 숨 구간 검출부(220)가 참조 신호를 이용하는 위 방식 이외에도 다양한 신호 분석 기법을 이용하여, 네비게이터 신호가 소정의 기준 이상으로 변동하는 구간을 검출할 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이라고 할 것이다.

다음으로는 MRI 신호 보정부(300)의 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.

MRI 신호 보정부(300)는 상기 MRI 신호를 입력받고, 상기 검출한 숨 구간에서의 상기 MRI 신호를, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득된 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정한다. 여기서 MRI 신호 보정부(300)는 위에서 설명한 제어부(100)의 동작에 따라 MRI 신호 획득부(10)에서 획득된 MRI 신호를 입력받을 수 있다. 즉 도 5를 참조하면서 설명하였던 바와 같이 심전도 신호를 기준으로 심장 박동 주기 마다 심장 박동 단계 별로 획득된 MRI 신호(P_i)를 입력받을 수 있다.

여기서 MRI 신호 보정부(300)가 입력받은 MRI 신호 중에서 호흡 분석부(200)에서 검출된 숨 구간에서 획득된 MRI 신호는, 호흡 운동이 발생한 시점에서 획득된 MRI 신호이므로 신호가 왜곡되어 있다. 따라서 MRI 신호 보정부(300)는 이와 같이 숨 구간에서 획득된 MRI 신호를 숨 구간에서 획득되지 않은 정상 MRI 신호를 이용하여 보정한다. 이때 MRI 신호 보정부(300)는 보정 대상이 되는 MRI 신호, 즉 숨 구간에서 획득된 MRI 신호가 획득된 시간에 인접한 시간에서 획득된 이웃 MRI 신호를 보정에 이용할 수 있다. 여기서 이웃 MRI 신호는 보정의 대상이 되는 MRI 신호와 소정의 시간 구간 이내에 속하는 MRI 신호가 될 수 있다. 그리고 여기서 소정의 시간 구간은 필요에 따라 설정될 수 있다.

또한 여기서 이웃 MRI 신호는 보정의 대상이 되는 MRI 신호와 위상 부호화 경사자계가 소정의 차이 이내인 MRI 신호가 될 수 있다. 일 실시예에 있어서 이웃 MRI 신호는 보정의 대상이 되는 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지는 MRI 신호가될 수 있다. 바람직하게는 이웃 MRI 신호는 보정의 대상이 되는 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지는 MRI 신호가 될 수 있다. 이와 같은 경우 MRI 신호 보정부(300)는 보정의 대상이 되는 MRI 신호, 즉 호흡 분석부(200)에서 검출된 숨 구간에서의 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득되고 또한 상기 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지는 타 MRI 신호를 상기 이웃 MRI 신호로 선정하고, 상기 선정한 이웃 MRI 신호를 이용하여 상기 특정한 숨 구간의 상기 MRI 신호를 보정할 수 있다.

일 실시예에 있어서 MRI 신호 보정부(300)는 보정 대상이 되는 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지면서 시간적으로 가장 인접한 MRI 신호를 이웃 MRI 신호로 선정할 수 있고, 이때 전, 후 시간에서 가장 인접한 MRI 신호 2개를 이웃 MRI 신호로 선정할 수 있다.

또한 여기서 상기 신호 보정을 위하여 이용되는 이웃 MRI 신호는 상기 MRI 신호와 동일한 심장 박동 단계에 해당한다.

도 8은 MRI 신호 보정부(300)의 동작을 설명하기 위한 참고도이다. 도 8을 참조하면, 보정의 대상이 되는 MRI 신호가 T ^l _m 순번에서 획득되고, 위상 부호화 경사자계 k_y가 j 인 MRI 신호라고 할 때에, MRI 신호 보정부(300)는, k_y = j 이면서 T ^l-1 _m순번에서 획득된 MRI 신호를 이웃 MRI 신호 1로, k_y = j 이면서 T ^l+1 _m순번에서 획득된 MRI 신호를 이웃 MRI 신호 2로 각 선정하여, 상기 선정한 이웃 MRI 신호 1, 2를 이용하여 MRI 신호를 보정할 수 있다. 이때 이웃하는 순번의 MRI 신호는 동일한 위상 부호화 경사자계에서 획득된 MRI 신호이고 동일한 심장 박동 단계이므로, 시간적으로 인접한 MRI 신호가 된다.

여기서 MRI 신호 보정부(300)는 시간적으로 인접하는 소정의 범위를 설정하여 보정 대상 MRI 신호의 전 또는 후 또는 전, 후로 두 개 이상의 이웃 MRI 신호를 선정할 수도 있다. 예를 들면 MRI 신호 보정부(300)는 보정 대상 MRI 신호의 전으로 i개의 이웃 MRI 신호를, 보정 대상 MRI 신호의 후로 j개의 이웃 MRI 신호를 선정하고, 이들 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정 대상 MRI 신호를 보정할 수 있다.

MRI 신호 보정부(300)는 위와 같이 선정한 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정 대상 MRI 신호를 보정할 수 있다. 여기서 MRI 신호 보정부(300)는 이웃 신호를 이용하여 대상 신호를 보정하는 신호 처리의 다양한 기법을 이용하여 보정을 수행할 수 있다. 예를 들면 MRI 신호 보정부(300)는 이웃 MRI 신호들을 입력으로 하는 보정 필터를 이용하여 산출된 값으로 보정 대상 MRI 신호를 대체할 수 있다. 또는 MRI 신호 보정부(300)는 이웃 MRI 신호들과 보정 대상 MRI 신호를 입력으로 하는 보정 필터를 이용하여 산출된 값으로 보정 대상 MRI 신호를 대체할 수도 있다. 여기서 보정 필터의 필터 계수는 필요에 따라 설정될 수 있다. 또는 MRI 신호 보정부(300)는 이웃 MRI 신호들을 미리 설정된 보정 함수로 연산한 값으로 상기 숨 구간의 MRI 신호 즉 보정 대상 MRI 신호를 보정할 수 있다. 이때 보정 함수는 미리 설정된 함수가 될 수 있으며, 예를 들면 평균 값을 산출하는 함수가 될 수 있다. 여기서 보정 함수는 필요에 따라 다양한 함수를 설정하여 이용할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호 보정 장치(20)는 MRI 영상 생성부(400)를 더 포함할 수 있다.

MRI 영상 생성부(400)는 상기 보정된 MRI 신호를 변환하여 호흡 운동 효과가 보상된 MRI 영상을 생성한다. 즉 MRI 영상 생성부(400)는 MRI 신호 보정부(300)에서 보정을 완료한 k 공간의 MRI 신호를 변환하여 MRI 영상을 생성할 수 있다. 여기서 변환은 역변환까지를 포함하는 포괄적인 의미로 사용한다. 예를 들면 MRI 영상 생성부(400)는 MRI 신호를 역 퓨리에 트랜스폼하여 MRI 영상을 생성할 수 있다. 여기서 MRI 영상 생성부(400)는 k 공간의 MRI 신호를 변환하여 MRI 영상을 생성하는 공지된 기법을 이용하여 MRI 영상을 생성할 수 있으며, 이에 대한 내용은 MRI 영상 분야의 당업자에게 자명하다고 할 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

또한 여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호 보정 장치(20)는 T1 맵 생성부(500)를 더 포함할 수 있다.

T1 맵 생성부(500)는 시간의 흐름에 따른 상기 MRI 영상의 화소 별 신호 크기의 변화를 피팅하여, 상기 화소 별 T1 값을 산출하고, T1 맵을 생성한다. 여기서 MRI 영상을 이용하여 T1 맵을 생성하는 기법은 공지된 T1 맵 생성 기법을 이용할 수 있다. 여기서 T1 맵 생성부(500)는 MRI 신호 획득부(10) 및 도 8을 설명하면서 설명한 바와 같이 k 공간의 MRI 신호의 순번에 따르는 각 MRI 신호를 변환하여 획득한 MRI 영상에 있어서, 각 화소 별 영상 신호의 크기 변화를 지수 함수 - 예를 들면 M = A - B·exp(-t/T1) - 으로 피팅하고, 상기 화소 별로 피팅된 지수 함수에 따라 T1 값을 산출하여, T1 맵을 생성할 수 있다. 여기서 T1 맵 생성부(500)는 공지된 통계 분석 방법을 이용하여 지수 함수를 피팅하여 지수 함수의 파라미터 T1을 산출할 수 있고, 예를 들면 회귀 분석 기법을 이용하여 함수를 피팅하여 T1을 산출할 수 있다. 여기서 T1 맵은 각 화소의 신호 값이 T1 값을 가지는 맵이다. MRI 영상을 이용하여 T1 맵을 생성하는 기법은 MRI 영상 분야의 당업자에게 자명한 내용이라고 할 것이므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.

또한 일 실시예에 있어서 MRI 영상 생성부(400)는 동영상 생성부(410), 지연 조영 증강 영상 획득부(420)를 포함할 수 있다.

도 9는 MRI 영상 생성부(400)의 세부 블록도이다.

동영상 생성부(410)는 상기 MRI 영상 중에서 특정 심장 박동 단계에 획득된 상기 MRI 영상들을 이용하여 동영상을 생성한다. 여기서 특정 심장 박동 단계는 심전도 신호를 기준으로 설정될 수 있다. 일 실시예에 의하면 각 심장 박동 주기에서 마지막 심장 박동 단계에서 획득된 MRI 영상을 영상 프레임으로 이용하여 동영상을 생성할 수 있다. 또한 동영상의 품질을 높이기 위해서 마지막 심장 박동 단계 뿐만아니라 그 이전의 다수의 심장 박동 단계로부터 획득된 MRI 영상을 앙상블 평균하여 동영상을 생성할 수 있다.

지연 조영 증강 영상 획득부(420)는 상기 MRI 영상 중에서 심근의 신호가 소정의 정도 이하로 어두운 상기 MRI 영상을 선별하여 지연 조영 증강 영상으로 획득한다. 일 실시예에 의하면 지연 조영 증강 영상 획득부(420)는 심근 신호가 가장 어두운 MRI 영상을 선별하여 지연 조영 영상으로 획득할 수 있다. 여기서 심근 신호의 어두운 정도를 판별하기 위하여 공지된 영상 객체 인식 방법을 이용하여 심근 신호를 특정하고, 그 밝기를 측정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MRI 신호 보정 방법은 호흡 분석 단계(S200), MRI 신호 보정 단계(S300)를 포함할 수 있다. 또한 일 실시예에 있어서 본 발명에 따른 MRI 신호 보정 방법은 MRI 신호 획득 단계(S100)를 더 포함할 수 있고, 필요에 따라 MRI 영상 생성 단계(S400)를 더 포함할 수도 있다. 또한 여기서 T1 맵 생성 단계(S500)를 더 포함할 수도 있다. 또한 여기서 동영상 생성 단계(미도시) 또는 지연 조영 증강 영상 획득 단계(미도시) 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호 보정 방법의 흐름도이다.

여기서 본 발명에 따른 MRI 신호 보정 방법은 도 1 내지 도 9를 참조하면서 상세히 설명한 본 발명에 따른 MRI 신호 보정 장치(20)가 동작하는 방식 대로 동일하게 동작할 수 있다. 이에 중복되는 설명은 생략하고 주요 동작을 위주로 간략히 설명한다.

MRI 신호 획득 단계(S100)는 위상 부호화 경사자계 별로 MRI 신호를 획득하되, 수소스핀을 반전시키기 위한 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 소정의 시간 동안, 복수회의 심장 박동 주기에 있어서, 동일한 상기 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득한다. 또한 MRI 신호 획득 단계(S100)는 상기 피검체에 대한 심전도 신호를 기준으로 설정되는 특정 시점에서, 상기 위상 부호화 경사자계가 미리 설정된 특정 값을 가지는 상기 MRI 신호를 네비게이터 기준 신호를 획득한다.

호흡 분석 단계(S200)는 상기 피검체에 대하여 측정된 MRI 신호를 이용하여 상기 피검체의 호흡을 추적하기 위한 네비게이터 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 호흡을 분석하여 특정 숨 구간을 검출한다.

여기서 호흡 분석 단계(S200)는, 상기 네비게이터 기준 신호를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성하는 네비게이터 신호 생성 단계(S210), 및 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 숨 구간을 검출하는 숨 구간 검출 단계(S220)를 포함할 수 있다.

도 11은 호흡 분석 단계(S200)의 세부 흐름도이다.

여기서 네비게이터 신호 생성 단계(S210)는 상기 네비게이터 기준 신호를 변환하여 상기 네비게이터 신호를 생성할 수 있다. 또한 숨 구간 검출 단계(S220)는 상기 네비게이터 신호가 소정의 기준 이상으로 변동하는 구간을 상기 숨 구간으로 검출할 수 있다.

MRI 신호 보정 단계(S300)는 상기 검출한 숨 구간에서의 상기 MRI 신호를, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득된 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정한다. 여기서 MRI 신호 보정 단계(S300)는, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득되고 또한 상기 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지는 타 MRI 신호를 상기 이웃 MRI 신호로 선정하고, 상기 선정한 이웃 MRI 신호를 이용하여 상기 검출한 숨 구간의 상기 MRI 신호를 보정할 수 있다.

MRI 영상 생성 단계(S400)는 상기 보정된 MRI 신호를 변환하여 호흡 운동 효과가 보상된 MRI 영상을 생성한다.

T1 맵 생성 단계(S500)는 시간의 흐름에 따른 상기 MRI 영상의 화소 별 신호 크기의 변화를 피팅하여, 상기 화소 별 T1 값을 산출하고, T1 맵을 생성한다.

동영상 생성 단계는 상기 MRI 영상 중에서 특정 심장 박동 단계에 획득된 상기 MRI 영상들을 이용하여 동영상을 생성한다.

지연 조영 증강 영상 획득 단계는 상기 MRI 영상 중에서 심근의 신호가 소정의 정도 이하로 어두운 상기 MRI 영상을 선별하여 지연 조영 증강 영상으로 획득한다.

위와 같은 본 발명 따른 MRI 신호 보정 장치(20) 및 그 방법에 의하면, k 공간의 중심 주파수의 신호를 이용하여 호흡 상태를 모니터링하고, 호흡으로 인하여 왜곡의 정도가 심한 호흡 주기의 MRI 신호를 인접 영상의 MRI 신호를 이용하여 보상함으로써, 호흡 운동에 따른 영상의 왜곡을 줄일 수 있도록 MRI 영상을 보정할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명 따른 MRI 신호 보정 장치(20) 및 그 방법에 의하면 위와 같이 호흡 운동에 따른 영상 왜곡이 보상된 MRI 신호를 생성함으로써, 보다 정확한 T1 맵을 생성할 수 있는 효과가 있다.

또한 위와 같은 본 발명 따른 MRI 신호 보정 장치(20) 및 그 방법에 의하면 상기 호흡 운동에 따른 영상 왜곡이 보상된 MRI 신호를 이용하여, 호흡 운동으로 인한 화질 저하가 보상된 심장영화영상 또는 지연조영증강영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.

또한 위와 같은 본 발명 따른 MRI 신호 보정 장치(20) 및 그 방법에 의하면, 환자 또는 피검체가 자유 호흡을 하는 경우에도, 심장 전체에 대한 T1 지도, 심장영화영상과, 지연조영증강영상을 동시에 얻을 수 있어 환자의 편의를 증진시키는 효과가 있다. 또한 1번의 MRI 촬영만으로도 보정된 영상을 획득할 수 있어, 임상에서의 촬영시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : MRI 신호 획득부
20 : MRI 신호 보정 장치
100 : 제어부
200 : 호흡 분석부
210 : 네비게이터 신호 생성부
220 : 숨 구간 검출부
300 : MRI 신호 보정부
400 : MRI 영상 생성부
410 : 동영상 생성부
420 : 지연 조영 증강 영상 획득부
500 : T1 맵 생성부

Claims

MRI 신호 보정 장치에 있어서
피검체에 대하여 측정된 MRI 신호를 입력받고, 상기 MRI 신호를 이용하여 상기 피검체의 호흡을 추적하기 위한 네비게이터 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 호흡을 분석하여 특정 숨 구간을 검출하는 호흡 분석부; 및
상기 MRI 신호를 입력받고, 상기 검출한 숨 구간에서의 상기 MRI 신호를, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득된 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정하는 MRI 신호 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제1항에 있어서,
위상 부호화 경사자계 별로 상기 MRI 신호를 획득하도록 MRI 신호 획득부를 제어하는 제어신호를 생성하여 출력하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 피검체에 대한 심전도 신호 또는 반전 전자기파를 기준으로 설정되는 특정 시점에서, 미리 설정된 특정 값의 상기 위상 부호화 경사자계가 적용되어 얻어진 상기 MRI 신호를 네비게이터 기준 신호로 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력하고,
상기 호흡 분석부는 상기 획득한 네비게이터 기준 신호를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 MRI 신호 획득부에서 수소스핀을 반전시키기 위한 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 소정의 시간 동안, 복수회의 심장 박동 주기에 있어서, 동일한 상기 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력하고,
상기 MRI 신호 보정부는 상기 획득한 MRI 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 상기 반전된 수소스핀이 소정의 정도 이상으로 회복될 때까지 미리 설정한 시간 동안 일정한 상기 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 MRI 신호 획득부가 심전도 신호를 기준으로 설정되는 특정 시점에서 상기 반전 전자기파를 발생하도록 상기 MRI 신호 획득부를 제어하는 상기 제어신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제1항에 있어서, 상기 호흡 분석부는
미리 설정된 특정 값의 위상 부호화 경사자계가 적용되어 얻어진 상기 MRI 신호인 네비게이터 기준 신호를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성하는 네비게이터 신호 생성부; 및
상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 숨 구간을 검출하는 숨 구간 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제7항에 있어서,
상기 네비게이터 신호 생성부는 상기 네비게이터 기준 신호를 변환하여 상기 네비게이터 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제7항에 있어서,
상기 숨 구간 검출부는 상기 네비게이터 신호가 소정의 기준 이상으로 변동하는 구간을 상기 숨 구간으로 검출하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제9항에 있어서,
상기 숨 구간 검출부는 상기 네비게이터 신호를 이용하여 참조 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호와 상기 참조 신호 간의 차이를 산출하며, 상기 산출한 차이와 소정의 임계치를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 숨 구간을 검출하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제1항에 있어서,
상기 MRI 신호 보정부는 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득되고 또한 상기 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지는 타 MRI 신호를 상기 이웃 MRI 신호로 선정하고, 상기 선정한 이웃 MRI 신호를 이용하여 상기 특정한 숨 구간의 상기 MRI 신호를 보정하는 것을 특징으로 하고,
상기 신호 보정을 위하여 이용되는 상기 이웃 MRI 신호는 상기 MRI 신호와 동일한 심장 박동 단계에 해당하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제1항에 있어서,
상기 MRI 신호 보정부는 상기 이웃 MRI 신호들을 미리 설정된 보정 함수로 연산한 값으로 상기 숨 구간의 MRI 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제1항에 있어서,
상기 보정된 MRI 신호를 변환하여 호흡 운동 효과가 보상된 MRI 영상을 생성하는 MRI 영상 생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제13항에 있어서,
시간의 흐름에 따른 상기 MRI 영상의 화소 별 신호 크기의 변화를 피팅하여, 상기 화소 별 T1 값을 산출하고, T1 맵을 생성하는 T1 맵 생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제13항에 있어서, 상기 MRI 영상 생성부는,
상기 MRI 영상 중에서 특정 심장 박동 단계에 획득된 상기 MRI 영상들을 이용하여 동영상을 생성하는 동영상 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
제13항에 있어서, 상기 MRI 영상 생성부는,
조영제를 사용한 경우, 상기 MRI 영상 중에서 심근의 신호가 소정의 정도 이하로 어두운 상기 MRI 영상을 선별하여 지연 조영 증강 영상으로 획득하는 지연 조영 증강 영상 획득부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 장치.
MRI 신호 보정 방법에 있어서
피검체에 대하여 측정된 MRI 신호를 이용하여 상기 피검체의 호흡을 추적하기 위한 네비게이터 신호를 생성하고, 상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 호흡을 분석하여 특정 숨 구간을 검출하는 호흡 분석 단계; 및
상기 검출한 숨 구간에서의 상기 MRI 신호를, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득된 이웃 MRI 신호를 이용하여 보정하는 MRI 신호 보정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 방법.
제17항에 있어서,
위상 부호화 경사자계 별로 상기 MRI 신호를 획득하되, 수소스핀을 반전시키기 위한 반전 전자기파가 발생한 시점으로부터 소정의 시간 동안, 복수회의 심장 박동 주기에 있어서, 단수 또는 복수의 영상 선택 절편에 대해서, 동일한 상기 위상 부호화 경사자계로 상기 MRI 신호를 획득하고,
상기 피검체에 대한 심전도 신호를 기준으로 설정되는 특정 시점에서, 상기 위상 부호화 경사자계가 미리 설정된 특정 값을 가지는 상기 MRI 신호를 네비게이터 기준 신호로 획득하는,
MRI 신호 획득 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 방법.
제17항에 있어서, 상기 호흡 분석 단계는,
네비게이터 기준 신호를 이용하여 상기 네비게이터 신호를 생성하는 네비게이터 신호 생성 단계; 및
상기 네비게이터 신호를 이용하여 상기 숨 구간을 검출하는 숨 구간 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 방법.
제19항에 있어서,
상기 네비게이터 신호 생성 단계는 상기 네비게이터 기준 신호를 변환하여 상기 네비게이터 신호를 생성하고,
상기 숨 구간 검출 단계는 상기 네비게이터 신호가 소정의 기준 이상으로 변동하는 구간을 상기 숨 구간으로 검출하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 방법.
제17항에 있어서,
상기 MRI 신호 보정 단계는, 상기 MRI 신호가 획득된 시간으로부터 소정의 시간 구간 이내에 획득되고 또한 상기 MRI 신호와 동일한 위상 부호화 경사자계를 가지는 타 MRI 신호를 상기 이웃 MRI 신호로 선정하고, 상기 선정한 이웃 MRI 신호를 이용하여 상기 검출한 숨 구간의 상기 MRI 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 방법.
제17항에 있어서,
상기 보정된 MRI 신호를 변환하여 호흡 운동 효과가 보상된 MRI 영상을 생성하는 MRI 영상 생성 단계; 및
시간의 흐름에 따른 상기 MRI 영상의 화소 별 신호 크기의 변화를 피팅하여, 상기 화소 별 T1 값을 산출하고, T1 맵을 생성하는 T1 맵 생성 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MRI 신호 보정 방법.