KR101836352B1 - Signal Reconstruction Method for Magnetic Resonance Spectroscopic imaging(MRSI) of Parallel Imaging Using Multi Channel Coil - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for reconstructing a 3D magnetic resonance spectroscopy image based on a parallel imaging technique by using a multichannel coil. According to an embodiment of the present invention, a 3D magnetic resonance spectroscopy image can be acquired in a short time as few signals are acquired in all three phase-encoded directions of a 3D space. The method comprises the steps of: acquiring a gradient magnetic field encoded signal; and reconstructing an image by adding a signal estimated from the acquired signal.

Description

다채널 코일을 이용한 병렬영상기법에 기반한 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법.{ Signal Reconstruction Method for Magnetic Resonance Spectroscopic imaging(MRSI) of Parallel Imaging Using Multi Channel Coil }[0001] The present invention relates to a method of reconstructing a three-dimensional magnetic resonance spectroscopic image based on a parallel imaging technique using multi-channel coils.

본 발명은 다채널 코일을 이용한 병렬영상기법에 기반한 3차원 자기공명분광영상 재구성방법에 관한 것으로, 3차원 커널 또는 2차원 커널을 이용하여 3차원 신호를 재구성함으로써 3차원 자기공명분광영상 신호의 획득 시간을 줄일 수 있는 3차원 커널 또는 2차원 커널을 이용한 다채널 코일을 이용한 병렬영상기법에 기반한 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a reconstruction method of a three-dimensional magnetic resonance spectroscopic image based on a parallel imaging technique using a multi-channel coil, and a method of reconstructing a three-dimensional signal using a three-dimensional kernel or a two- The present invention relates to a reconstruction method of a three-dimensional magnetic resonance spectroscopic image based on a parallel imaging technique using a multi-channel coil using a three-dimensional kernel or a two-dimensional kernel capable of reducing time.

3차원 자기공명분광영상(Magnetic resonance spectroscopic imaging MRSI)은 3차원 공간 축에 있어서 3방향의 경사자장 인코딩(gradient-encoding)을 사용하여 다채널 코일들의 신호를 획득 하여야 하므로 일반적인 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 보다 더 많은 신호 획득시간을 필요로 한다. 신호 획득시간을 개선하기 위하여 다양한 병렬영상기법(Parallel Imaging)등의 기술들이 도입되고 있는 실정이다.Magnetic Resonance Imaging (MRSI) is a general MRI (Magnetic Resonance Imaging) method that uses three-dimensional gradient magnetic field gradient encoding in three-dimensional spatial axes to acquire signals of multi-channel coils. Which requires more signal acquisition time. Various parallel imaging techniques have been introduced to improve signal acquisition time.

기존에는 3차원 자기공명분광영상 신호를 획득하는 경우에 3개의 경사자장 인코딩 방향 중 한 방향 혹은 두 방향에 대해 신호를 적게 얻어 1차원 혹은 2차원 형상의 커널을 이용하여 신호를 재구성하는 기술로 3차원 자기공명분광영상 획득 시간을 줄이고자 시도하였다.In the past, in the case of acquiring a three-dimensional magnetic resonance spectroscopic image signal, a technique of reconstructing a signal using a one-dimensional or two-dimensional shaped kernel by obtaining few signals for one or two directions of three oblique magnetic field encoding directions Dimensional magnetic resonance spectroscopy images.

그러나 두 방향의 경사자장 인코딩 방향에서 신호를 적게 얻는다고 하더라도, 여전히 최소 한 방향에서는 신호를 적게 얻을 수 없기 때문에 본 출원인은 세 방향의 경사자장 인코딩에서 모두 신호를 적게 얻도록 3차원 형상의 커널 또는 2차원 모양의 커널을 이용하여 신호를 재구성하여 자기공명분광영상을 획득하는 방법을 고안하게 되었다.
However, even if few signals are obtained in the two-direction oblique magnetic field encoding direction, since the signals can not be obtained in the least direction at all, the present applicant has proposed a three-dimensional shaped kernel or two We have devised a method to reconstruct a signal using a dimensional shape kernel to acquire a magnetic resonance spectroscopic image.

1. 미국 등록특허 5,166,875 (RECONSTRUCTING TWO AND THREE DIMENSIONAL IMAGES BY TWO AND THREE DIMENSIONAL FOURIER TRANSFORMS IN AN MRI SYSTEM)US Patent No. 5,166,875 (RECONSTRUCTING TWO AND THREE DIMENSIONAL IMAGES BY TWO AND THREE DIMENSIONAL FOURIER TRANSFORMS IN AN MRI SYSTEM)

1. 최나래, 남윤호, 김동현. (2010. 6. 17) DIR 영상을 이용한 피질두께 측정 : GRAPPA 인자 2를 이용한 비교1. Choi, Na-ho, Kim, Dong-hyun. (2010. 6. 17) Measurement of cortical thickness using DIR image: Comparison using GRAPPA factor 2

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 3차원 형상의 커널 또는 2차원 모양의 커널을 이용하여 3차원 자기공명분광영상의 신호를 재구성함으로써 3차원 자기공명분광영상 획득 시간을 줄이는 다채널 코일을 이용한 병렬영상기법에 기반한 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of reconstructing a three-dimensional MRI spectroscopic image by reconstructing signals of a three- Dimensional magnetic resonance spectroscopic image reconstruction method based on a parallel imaging technique using coils.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공간에 해당하는 3차원 축의 세 방향에 대하여 2 이상의 감소지수를 적용한 k-공간에 따라 경사자장 인코딩 되는 신호를 획득하는 단계; 및 3차원 커널 또는 2차원 커널을 이용하여 상기 감소지수에 따라 신호를 획득하지 않은 k-공간 위치에 대하여, 커널에 포함된 k-공간의 획득된 신호로부터 추정되는 신호를 추가하여 영상을 재구성 하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of encoding a signal, the method comprising: acquiring a signal encoded in a gradient magnetic field in accordance with a k-space using two or more reduction indices with respect to three directions of a three- And reconstructs the image by adding a signal estimated from the acquired signal of the k-space included in the kernel to the k-space position in which the signal is not acquired according to the decreasing index using the three-dimensional kernel or the two-dimensional kernel step; And a control unit.

바람직하게는, 상기 3차원 커널은 다면체인 것일 수 있다.Preferably, the three-dimensional kernel may be polyhedron.

바람직하게는, 상기 3차원 커널은 획득된 신호를 꼭지점에 위치하도록 하여 구성됨에 따라 상기 추정되는 신호를 추가하여 재구성하는 것일 수 있다. Preferably, the 3D kernel may be configured to position the obtained signal at a vertex so as to reconstruct the estimated signal by adding the estimated signal.

바람직하게는, 상기 3차원 커널은 육면체인 것이고, 특정 시간(t)에 대한 상기 추정되는 신호는, Preferably, the three-dimensional kernel is hexahedral, and the estimated signal for a particular time (t)

Figure 112016106358611-pat00001
Figure 112016106358611-pat00001

(Na와 Nb , Nc는 육면체의 커널의 크기를 결정하는 요소이며, 정육면체의 커널일 경우는 세 요소의 값이 같다. Nl은 다채널 코일의 개수, AFx, AFy, AFz는 각 경사자장의 인코딩의 감소지수를 나타내는 요소이며, W(a,b,c,m,n,r,l,j)은 미획득 신호를 추정하기 위한 가중치 값을 의미)의 식으로 정의되는 것일 수 있다.(N a and N b, N c is a factor in determining the size of the cube kernel, if the kernel of the cube is equal to the value of the three elements. N l is the number of channel coil, AF x, AF y, AF z is an element representing the reduction index of the encoding of each gradient magnetic field and W (a, b, c, m, n, r, l, j) denotes a weight value for estimating an unacquired signal) .

바람직하게는, 상기 2차원 커널을 이용하여 추정되는 신호를 추가하여 복원하는 단계는, 상기 2차원 커널을 3차원 k-공간의 서로 다른 3 평면에 한번 씩 적용시켜 전체 신호를 복원하는 것일 수 있다.
Preferably, the step of restoring the signal estimated using the two-dimensional kernel may include restoring the entire signal by applying the two-dimensional kernel to the three different planes of the three-dimensional k-space one at a time .

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 세 방향의 경사자장 인코딩 모두 에서 신호를 적게 획득하여 신호를 재구성 함에 따라 3차원 자기공명분광영상의 획득 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
According to the present invention as described above, there is an advantage in that acquisition time of a 3D magnetic resonance spectroscopy image can be reduced by reconstructing a signal by acquiring few signals in all three oblique magnetic field encodings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 코일 정보를 이용한 병렬영상기법 기반의 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 k-공간의 세 방향 모두에 대하여 감소지수 2가 적용된 3차원 k-공간 일부에 대한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호를 적게 얻은 3방향 경사자장 인코딩된 신호의 재구성을 위한 3차원 커널의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 커널 형상의 가능한 예시를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 자기공명분광영상 신호가 2차원 GRAPPA 커널을 이용하여 복원되는 과정을 보이는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 5의 재구성 과정을 3차원으로 나타낸 개념도이다.FIG. 1 is a flowchart of a method for reconstructing a 3-D MRI spectroscopic image based on a parallel imaging technique using multi-channel coil information according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an illustration of a portion of a three-dimensional k-space to which a reduction index 2 is applied for all three directions of a three-dimensional k-space according to an embodiment of the present invention.
3 is an illustration of a three-dimensional kernel for reconstruction of a three-way oblique magnetic field encoded signal obtained with fewer signals according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 illustrates a possible example of a three-dimensional kernel shape according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a process of reconstructing a three-dimensional MR image signal according to an embodiment of the present invention using a two-dimensional GRAPPA kernel.
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a reconstruction process of FIG. 5 according to an embodiment of the present invention in three dimensions.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: References to examples will be clear. It should be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention will not be described in detail when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 코일 정보를 이용한 3차원 자기공명분광영상신호 획득 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of a method for acquiring a 3D MR spectral image signal using multi-channel coil information according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 다채널 코일 정보를 이용한 3차원 자기공명분광영상신호 획득 방법은 3차원 축의 세 방향에 대하여 2 이상의 감소지수를 적용한 k-공간에 따라 경사자장 인코딩 되는 신호를 획득하는 단계(S100)로부터 시작된다. 도 2를 참조하면, 자기공명분광영상에서 공간을 나타내는 3차원 축의 세 방향은

Figure 112016106358611-pat00002
,
Figure 112016106358611-pat00003
,
Figure 112016106358611-pat00004
로 구성될 수 있다. k-공간은 공간좌표에 해당하는 3차원 공간으로서 주파수 공간이다. A method for acquiring a three-dimensional magnetic resonance spectroscopic image signal using multi-channel coil information according to the present invention includes the steps of acquiring a signal that is oblique magnetic field encoded according to a k-space using two or more reduction indices with respect to three directions of a three- Lt; / RTI > Referring to FIG. 2, three directions of a three-dimensional axis representing a space in a magnetic resonance spectroscopy image
Figure 112016106358611-pat00002
,
Figure 112016106358611-pat00003
,
Figure 112016106358611-pat00004
≪ / RTI > The k-space is a frequency space as a three-dimensional space corresponding to the spatial coordinates.

일반적으로 신호 획득 시간을 줄이기 위하여 신호를 적게 얻는 MRI 영상 획득 방법은 k-공간에서 세 방향의 중 한 방향 또는 두 방향에 대하여 감소지수를 적용하여 신호를 적게 얻는 경사자장 인코딩을 수행하나, 본 발명은 k-공간의 세 방향 모두에 대하여 감소지수를 적용하여 신호를 적게 얻는 경사자장 인코딩을 수행한다.Generally, in order to reduce the signal acquisition time, the MRI image acquisition method that obtains less signals performs gradient magnetic field encoding in which a signal is reduced by applying a decreasing index to one or both directions in three directions in k-space, Performs slope magnetic field encoding to obtain less signal by applying a decreasing index to all three directions of k-space.

도 2는 본 발명의 일 실시예로 k-공간의 세 방향 모두에 대하여 감소 지수 2를 적용한 k-공간 일부에 대한 개념도를 도시한다.FIG. 2 shows a conceptual diagram of a k-space part applying a reduction index 2 to all three directions of k-space according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면,

Figure 112016106358611-pat00005
방향의 신호들에 대하여 획득 신호와 획득하지 않는 신호가 번갈아 나타나고,
Figure 112016106358611-pat00006
방향의 신호들에 대하여도 획득 신호와 획득하지 않는 신호가 번갈아 나타나고,
Figure 112016106358611-pat00007
방향에 있어서도 획득 신호와 획득하지 않는 신호가 번갈아 나타나는 것을 확인할 수 있다. Referring to Figure 2,
Figure 112016106358611-pat00005
Directional signals alternate between the acquired signal and the non-acquired signal,
Figure 112016106358611-pat00006
Direction, the acquired signal and the not-acquired signal alternately appear,
Figure 112016106358611-pat00007
It can be confirmed that the acquired signal and the not-acquired signal appear alternately in the direction.

이와 같이

Figure 112016106358611-pat00008
,
Figure 112016106358611-pat00009
및
Figure 112016106358611-pat00010
방향에 모두에 있어서 감소지수 2가 적용됨에 따라 아예 신호가 획득되지 않는 면이 상당수 나타나게 됨을 쉽게 파악할 수 있다. like this
Figure 112016106358611-pat00008
,
Figure 112016106358611-pat00009
And
Figure 112016106358611-pat00010
It can be easily understood that a large number of surfaces on which signals are not obtained can be easily grasped as the decreasing index 2 is applied in all directions.

예를 들면, 도 2에서

Figure 112016106358611-pat00011
방향의 축으로 볼 때 가운데 위치한 신호들로 이루어진 면을 보면 한 면 전체에 대하여 전혀 신호가 획득되지 않고 있음을 확인할 수 있다.For example, in Fig. 2
Figure 112016106358611-pat00011
It can be seen that no signal is obtained for the entire surface when the plane consisting of the signals positioned at the center is viewed as the axis of the direction.

이와 같이 본 발명에 따라 k-공간 3차원 축의 세 방향 전부에 대하여 2 이상의 감소지수를 적용하면, 획득 신호의 양을 크게 줄이고 자기공명분광영상의 획득 소요 시간을 크게 줄일 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, by applying a decreasing index of 2 or more to all three directions of the k-space three-dimensional axis, it is possible to greatly reduce the amount of acquired signals and greatly reduce the time required to acquire a magnetic resonance spectroscopic image.

본 발명은 이어서, 3차원 커널 또는 2차원 커널을 이용하여 상기 감소지수에 따라 신호를 획득하지 않은 k-공간 위치에 대하여, 커널에 포함된 k-공간의 획득된 신호들로부터 추정되는 신호를 추가하여 영상을 재구성 한다(S200).The present invention then adds a signal estimated from the acquired signals of the k-space contained in the kernel to the k-space position for which no signal is acquired according to the decreasing index using a three-dimensional kernel or a two-dimensional kernel And reconstructs the image (S200).

3차원 커널은 3차원 형상의 커널이다. 또한, 3차원 커널은 3차원 GRAPPA 커널일 수 있다. The three-dimensional kernel is a three-dimensional shaped kernel. Also, the 3D kernel may be a 3D GRAPPA kernel.

예를 들면 3차원 GRAPPA 커널을 사용하여 획득하지 못한 부분의 3차원 자기공명분광영상 신호를 재구성할 수 있다. For example, it is possible to reconfigure a 3D MR spectroscopic image signal that is not acquired using a 3D GRAPPA kernel.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상의 커널을 도시한다.Figure 3 illustrates a three-dimensional shaped kernel in accordance with one embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, k-공간의 일부를 나타내는 3차원인 육면체 형태의 커널을 확인할 수 있으며, 육면체의 꼭지점에 획득한 신호(Acquired data)가 위치하고, 육면체를 균등하게 분할 할 수 있는 직선 상에 재구성하고자 하는 신호(Target data)가 위치하며, 획득하지 않은 신호로서 재구성이 이루어 지지 않는 신호(Missing data)가 위치함을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3, a three-dimensional cubic kernel representing a part of the k-space can be identified. Acquired data is located at the vertex of the hexahedron, and a straight line It can be confirmed that a signal to be reconstructed (target data) is located and a signal that is not reconstructed (missed data) is located as an unacquired signal.

위와 같은 재구성하고자 하는 신호(Target data)는 커널에 포함된 획득된 신호(Acquired data) 및 다채널 정보 등으로부터 추정하여 재구성 될 수 있다.The target data to be reconfigured as described above can be reconstructed by estimating from acquired signals (Acquired data) and multi-channel information included in the kernel.

예를 들면, 병렬영상기법(Parallel Imaging) 중에서 GRAPPA 기법을 이용하여 3차원 커널의 형태에 따라 3차원 커널에 포함된 획득된 신호(Acquired data)로부터 재구성하고자 하는 신호(Target data)를 추정할 수 있다. For example, the GRAPPA technique can be used to estimate the target data to be reconstructed from the acquired data contained in the 3D kernel according to the shape of the 3D kernel, among the parallel imaging techniques. have.

본 발명에 따르면 위와 같이 추정된 신호들을 추가하여 자기공명분광영상을 재구성할 수 있으며, 세 방향에 대하여 신호 획득 시간을 줄임에 따라 빠르게 3차원 자기공명분광영상을 획득할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reconstruct a magnetic resonance spectroscopy image by adding the estimated signals as described above, and acquire a 3D magnetic resonance spectroscopy image rapidly as signal acquisition time is reduced for three directions.

한편, 3차원 커널은 다면체로 이루어진 것일 수 있다. 도 4는 획득하지 않은 부분의 신호를 재구성하기 위한 3차원 커널 형상의 다양한 경우의 수 중 일부를 도시한다.On the other hand, the three-dimensional kernel may be a polyhedron. Fig. 4 shows some of the various cases of the three-dimensional kernel shape for reconstructing the signal of the part that has not been acquired.

바람직하게는 어느 방향으로도 정사각형이 되는 정육면체를 대표적인 3차원 커널로 할 수 있다. 또한, 3차원 커널의 형상에 따라 재구성하는 신호(Target data)의 위치와 개수는 다를 수가 있을 뿐만 아니라, 같은 형상의 3차원 커널이라고 하더라도 신호의 위치와 개수는 다를 수가 있다.Preferably, a cubic which is a square in any direction can be a representative three-dimensional kernel. Also, the position and the number of the reconstructed signal (target data) may be different depending on the shape of the three-dimensional kernel, and the position and the number of the signal may be different even if the three-dimensional kernel is the same shape.

또한, 3차원 커널은 획득된 신호를 꼭지점에 위치하도록 하여 구성됨에 따라 상기 추정되는 신호를 추가하여 재구성하는 것일 수 있다. In addition, the 3D kernel may be configured to position the obtained signal at the vertex so as to reconstruct the estimated signal by adding the estimated signal.

본 발명의 일 실시예로서 3차원 커널 형태가 육면체일 때 획득된 신호로부터 재구성하는 신호(Target data)를 추정하는 관계는 수학식 1과 같다. In one embodiment of the present invention, a relation for estimating a reconstructed signal (target data) from a signal obtained when a three-dimensional kernel shape is a hexahedron is expressed by Equation (1).

수학식 1 Equation 1

Figure 112016106358611-pat00012
Figure 112016106358611-pat00012

수학식 1 에서 보여주듯이, 특정 시간에서 육면체의 커널 모양을 이루는 획득한 신호들을 이용하여, 다채널의 정보를 모아 획득하지 않은 신호를 추정할 수 있다. 수학식 1에서의 Na와 Nb, Nc는 육면체의 커널의 크기를 결정하는 요소이며, 정육면체의 커널일 경우는 세 요소의 값이 같다. Nl은 다채널 코일의 개수를 뜻한다. As shown in Equation (1), it is possible to estimate a signal obtained by collecting multi-channel information using acquired signals forming a hexahedral kernel shape at a specific time. N a , N b, and N c in Equation (1) determine the size of the hexahedron kernel, and in the case of a cube kernel, the values of the three elements are the same. N l is the number of multi-channel coils.

AFx, AFy, AFz는 각 경사자장의 인코딩의 감소지수를 나타내는 요소이며, W(a,b,c,m,n,r,l,j)은 미획득 신호를 추정하기 위한 가중치 값이다. 위와 같은 수학식 1에 따라 각 다채널에서 획득하지 못한 신호들을 추정하여 획득할 수 있다.AF x, AF y, AF z is the element that represents the reduction factor of each gradient magnetic field encoding, W (a, b, c , m, n, r, l, j) is a weight value for estimating the non-acquisition signal to be. It is possible to estimate and acquire signals that are not obtained in each of the multiple channels according to Equation (1).

본 발명에 따른 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법은 2차원 커널을 이용할 수도 있다.The method for reconstructing a three-dimensional MRI spectroscopic image according to the present invention may use a two-dimensional kernel.

2차원 커널은 2차원 모양의 커널이다. 2차원 커널은 2차원 GRAPPA 커널일 수 있다.The two-dimensional kernel is a two-dimensional shaped kernel. The two-dimensional kernel may be a two-dimensional GRAPPA kernel.

또한, 2차원 커널을 이용하여 추정되는 신호를 추가하여 복원하는 단계는 상기 2차원 커널을 3차원 k-공간의 서로 다른 3 평면에 한번 씩 적용시켜 전체 신호를 복원하는 것일 수 있다.In addition, the step of reconstructing a signal estimated using the two-dimensional kernel may include restoring the entire signal by applying the two-dimensional kernel once to three different planes of the three-dimensional k-space.

예를 들면, 경사자장 인코딩을 하는 세 방향에 대하여 소정의 감소지수에 따라 신호를 적게 획득한 서로 다른 평면들에 대하여 2차원 GRAPPA 커널을 한 번씩 적용시켜 전체 신호를 복원할 수도 있다.For example, the two-dimensional GRAPPA kernel may be applied once to each of the different planes obtained with fewer signals according to a predetermined reduction index for three directions of gradient magnetic field encoding, thereby restoring the entire signal.

도 5는 2차원 GRAPPA 커널을 이용해서

Figure 112016106358611-pat00013
-
Figure 112016106358611-pat00014
,
Figure 112016106358611-pat00015
-
Figure 112016106358611-pat00016
,
Figure 112016106358611-pat00017
-
Figure 112016106358611-pat00018
의 순서로 각각의 2차원 GRAPPA 커널을 사용함으로써 세 방향으로 감소 지수가 적용된 3차원 자기공명분광영상 신호를 재구성하는 과정을 도시한다.FIG. 5 is a schematic diagram of a two-dimensional GRAPPA kernel
Figure 112016106358611-pat00013
-
Figure 112016106358611-pat00014
,
Figure 112016106358611-pat00015
-
Figure 112016106358611-pat00016
,
Figure 112016106358611-pat00017
-
Figure 112016106358611-pat00018
Dimensional GRAPPA kernel in the order of decreasing exponents in the three directions.

또한, 도 6은 도 5의 재구성 과정을 3차원으로 나타낸 것이다. 구체적으로는 도 5에 나타나는 3 평면을 2차원 커널로 재구성하는 방법 중 하나를 도시한 것이다.FIG. 6 shows the reconstruction process of FIG. 5 in three dimensions. More specifically, FIG. 5 shows one of the methods for reconstructing the three planes into a two-dimensional kernel.

한편, 2차원 커널은 다각형인 것일 수 있고, 바람직하게는 정사각형일 수 있다. 또한, 2차원 커널의 모양에 따라 복원하는 신호(target data)의 위치와 개수는 다를 수 있으며, 같은 모양의 2차원 커널의 모양이어도 신호의 위치와 개수는 다를 수 있다.On the other hand, the two-dimensional kernel may be polygonal, and preferably square. Also, the position and the number of the target data to be restored may be different according to the shape of the two-dimensional kernel, and the position and the number of the signal may be different even though the shape of the two-dimensional kernel of the same shape.

또한 2차원 커널을 이용해서 신호를 재구성할 때, 평면에서의 신호를 재구성할 때에는 다른 이전 평면에서 사용했던 재구성된 신호를 가지고 신호를 적어도 한 번 재구성해야 한다. Also, when reconstructing a signal using a two-dimensional kernel, reconstructing the signal in the plane requires reconstructing the signal at least once with the reconstructed signal used in another previous plane.

각각의 평면에 대한 재구성의 순서는 바뀔 수 있으며, 각 평면에 재구성을 위해 적용되는 커널의 모양이나 복원하는 신호의 위치 및 개수가 다를 수 있다. The order of reconstruction for each plane can be changed, and the shape of the kernel applied for reconstruction in each plane or the position and number of signals to be reconstructed may be different.

다음 수학식 2는 본 발명의 일 실시예인 사각형 모양의 2차원 커널을

Figure 112016106358611-pat00019
-
Figure 112016106358611-pat00020
평면에서 적용하여 미획득 신호를 추정하기 위한 식이다. Equation (2) below represents a two-dimensional quadrangular kernel, which is an embodiment of the present invention.
Figure 112016106358611-pat00019
-
Figure 112016106358611-pat00020
Which is an equation for estimating the unacquired signal.

수학식 2Equation 2

Figure 112016106358611-pat00021
Figure 112016106358611-pat00021

수학식 2에서 보여주듯이, 특정 시간에서 사각형 모양의 커널 모양 안에 존재하는 획득 신호를 이용하여, 획득하지 못한 신호를 추정할 수 있다. 수학식 2에서 Na와 Nb는 사각형 커널의 크기를 결정하는 요소이며,As shown in Equation (2), a signal that has not been acquired can be estimated by using an acquired signal existing in the shape of a quadrangular kernel at a specific time. In Equation (2), N a and N b are elements for determining the size of the rectangular kernel,

AFy, AFz는 각 경사자장의 인코딩의 감소지수를 나타내는 요소이며, W(b,c,n,r,l,j)은 미획득 데이터를 추정하기 위한 가중치 값이다. AF y and AF z are elements representing the reduction index of the encoding of each gradient magnetic field and W (b, c, n, r, l, j) are weight values for estimating unacquired data.

Figure 112016106358611-pat00022
-
Figure 112016106358611-pat00023
,
Figure 112016106358611-pat00024
-
Figure 112016106358611-pat00025
평면도 유사한 식으로 재구성이 진행 수 있다.
Figure 112016106358611-pat00022
-
Figure 112016106358611-pat00023
,
Figure 112016106358611-pat00024
-
Figure 112016106358611-pat00025
Reconstruction can proceed in a similar manner to the plan.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated that many changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.

Claims (5)

공간에 해당하는 3차원 축의 세 방향에 대하여 2 이상의 감소지수를 적용한 k-공간에 따라 경사자장 인코딩 되는 신호를 획득하는 단계; 및
3차원 커널 또는 2차원 커널을 이용하여 상기 감소지수에 따라 신호를 획득하지 않은 k-공간 위치에 대하여, 커널에 포함된 k-공간의 획득된 신호로부터 추정되는 신호를 추가하여 영상을 재구성 하는 단계; 를 포함하고,
상기 3차원 커널은 육면체이고, 특정 시간(t)에 대한 상기 추정되는 신호는,
Figure 112017108585166-pat00033

(Na와 Nb, Nc는 육면체의 커널의 크기를 결정하는 요소이며, 정육면체의 커널일 경우는 세 요소의 값이 같다. Nl은 다채널 코일의 개수, AFx, AFy, AFz는 각 경사자장의 인코딩의 감소지수를 나타내는 요소이며, W(a,b,c,m,n,r,l,j)은 미획득 신호를 추정하기 위한 가중치 값을 의미)
의 식으로 정의되는 것을 특징으로 하는 다채널 코일을 이용한 병렬영상기법에 기반한 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법.
Acquiring a gradient magnetic field encoded signal according to a k-space to which two or more reduction indices are applied to three directions of a three-dimensional space corresponding to a space; And
Reconstructing an image by adding a signal estimated from the obtained signal of the k-space included in the kernel to a k-space position in which a signal is not acquired according to the decreasing index using a three-dimensional kernel or a two-dimensional kernel ; Lt; / RTI >
The three-dimensional kernel is a hexahedron, and the estimated signal for a specific time (t)
Figure 112017108585166-pat00033

(N a and N b, N c is a factor in determining the size of the cube kernel, if the kernel of the cube is equal to the value of the three elements. N l is the number of channel coil, AF x, AF y, AF where z is an element representing the reduction index of the encoding of each gradient magnetic field and W (a, b, c, m, n, r, l, j)
Dimensional coherence spectroscopic image reconstruction method based on a parallel imaging technique using a multi-channel coil.
제1항에 있어서,
상기 3차원 커널은 다면체인 것을 특징으로 하는 다채널 코일을 이용한 병렬영상기법에 기반한 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the three-dimensional kernel is a polyhedron. 3. The method according to claim 1, wherein the three-dimensional kernel is a polyhedron.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 3차원 커널은 획득된 신호를 꼭지점에 위치하도록 하여 구성됨에 따라 상기 추정되는 신호를 추가하여 재구성하는 것을 특징으로 하는 다채널 코일을 이용한 병렬영상기법에 기반한 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법.

3. The method according to claim 1 or 2,
Dimensional kernel is reconstructed by adding the estimated signal according to the fact that the obtained signal is located at a vertex, and reconstructing the reconstructed 3-dimensional MRI spectral image based on the parallel imaging technique using the multi-channel coil.

삭제delete 제1항에 있어서,
상기 2차원 커널을 이용하여 추정되는 신호를 추가하여 재구성하는 단계는,
상기 2차원 커널을 3차원 k-공간의 서로 다른 3 평면에 한번 씩 적용시켜 전체 신호를 재구성하는 것을 특징으로 하는 다채널 코일을 이용한 병렬영상기법에 기반한 3차원 자기공명분광영상 재구성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein reconstructing the signal, which is estimated using the two-dimensional kernel,
And reconstructing the entire signal by applying the two-dimensional kernel to the three different planes of the three-dimensional k-space one time, thereby reconstructing the three-dimensional MR spectroscopic image based on the parallel imaging technique using the multi-channel coil.
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