KR101853821B1 - 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치의 영상 생성 방법 - Google Patents

Abstract

하나의 TR(repetition time) 동안 적어도 하나의 RF 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 방출되는 에코 신호들(echo signals)을 수신하는 스캐너; 및 하나 이상의 제어 신호를 스캐너에 전송함으로써, 스캐너를 제어하는 제어부;를 포함하며, 제어부는, 하나의 TR 동안 RF 여기 펄스(RF excitation pulse) 및 리포커싱 펄스(refocusing pulse)를 대상체로 조사하도록 스캐너를 제어하고, TE(echo time) 이전에 k-공간의 제1 라인(line)에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하며, TE 이후에 k-공간의 제2 라인에 대응되는 제2 에코 신호를 수신하도록 스캐너를 제어하며, k-공간에 기초하여 자기 공명 영상을 복원하는, 자기 공명 영상 장치를 개시한다.

Description

자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치의 영상 생성 방법{MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS AND IMAGE PROCESSING METHOD THEREOF}

자기 공명 영상 장치를 이용하여 자기 공명 영상을 복원하기 위해 에코 신호들을 획득하고 자기 공명 영상을 생성하는 방법 및 그 자기 공명 영상 장치에 대한 것이다.

자기 공명 영상 장치(MRI: magnetic resonance imaging)는 자기장을 이용해 피사체를 촬영하는 장치로, 뼈는 물론 디스크, 관절, 신경 인대 등을 원하는 각도에서 입체적으로 보여주기 때문에 정확한 질병 진단을 위해서 널리 이용되고 있다.

그러나, 자기 공명 영상 장치를 이용한 자기 공명 영상을 획득할 때 긴 시간이 소요된다는 단점이 있다. 또한, 영상 획득 시간이 길어질 경우, 자기 공명 영상 장치는 심장 박동, 호흡, 기타 연동 운동과 같은 움직임에 의해서 왜곡이 발생될 수 있기 때문에 고화질의 영상을 얻기 어렵다. 따라서, 영상 획득 시간을 줄이기 위한 방법 및 장치가 요구된다.

일본 특허공보 특허 제 5506911호 (2014.05.28 공개)

자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치에서 스핀 에코 방식에 기초하여 자기 공명 영상을 생성하는 방법을 제공하는데 있다. 개시된 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제 1 측면은, 하나의 TR 동안 적어도 하나의 RF 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 방출되는 에코 신호들(echo signals)을 수신하는 스캐너; 및 하나 이상의 제어 신호를 스캐너에 전송함으로써, 스캐너를 제어하는 제어부;를 포함하며, 제어부는, 하나의 TR 동안 RF 여기 펄스(RF excitation pulse) 및 리포커싱 펄스(refocusing pulse)를 대상체로 조사하도록 스캐너를 제어하고, TE(echo time) 이전에 k-공간의 제1 라인(line)에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하며, TE 이후에 k-공간의 제2 라인에 대응되는 제2 에코 신호를 수신하도록 스캐너를 제어하며, k-공간에 기초하여 자기 공명 영상을 복원하는 자기 공명 영상 장치를 제공한다.

또한, 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호는, k-공간 상에서 서로 다른 방향으로 바이어스(bias)되는 파셜 에코(partial echo)일 수 있다.

또한, 제어부는, 제1 에코 신호를 k-공간의 제1 라인의 제1 방향으로 바이어스하여 샘플링(sampling)하고, 제2 에코 신호를 제2 라인의 제2 방향으로 바이어스하여 샘플링할 수 있다.

또한, 제어부는, 제1 에코 신호를 수신하기 위한 제1 리드아웃 경사자장(readout gradient) 및 제2 에코 신호를 수신하기 위한 제2 리드아웃 경사자장이 대상체로 적용되도록 스캐너를 제어할 수 있다.

또한, 제1 리드아웃 경사자장은 TE 로부터 기 결정된 시간 이전에 k-공간의 중심 영역에 대응되는 에코 신호를 수신하기 위한 제1 바이폴라 경사자장(bipolar gradient)을 포함하며, 제2 리드아웃 경사자장은, TE로부터 기 결정된 시간 이후에 k-공간의 중심 영역에 대응되는 에코 신호를 수신하기 위한 제2 바이폴라 경사자장을 포함할 수 있다.

또한, 제1 라인 및 제2 라인은, k-공간 상에서 비연속할 수 있다.

또한, 제어부는, POCS(projections of convex set) 기법에 기초하여 k-공간 내의 비-샘플링 영역을 보간함으로써, 자기 공명 영상을 복원할 수 있다.

또한, 제1 라인 및 제2 라인은, k-공간 상에서 연속할 수 있다.

또한, 제어부는, 투 포인트 딕슨(two point dixon) 기법에 기초하여, k-공간 상에서 제1 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제1 자기 공명 영상을 복원하고, k-공간 상에서 제2 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제2 자기 공명 영상을 복원할 수 있다.

또한, 제1 에코 신호는, 대상체 내의 물과 지방 간의 자화가 동위상(in-phase)을 갖는 제1 TE 이전에 수신되며, 제2 에코 신호는, 대상체 내의 물과 지방 간의 자화가 역위상(out of phase)을 갖는 제2 TE 이후에 수신되는, 자기 공명 영상 장치.

또한, 본 개시의 제 2 측면은, 하나의 TR동안 RF 여기 펄스 및 리포커싱 펄스를 대상체로 조사하는 단계; TE 이전에 k-공간의 제1 라인에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하며, TE 이후에 k-공간의 제2 라인에 대응되는 제2 에코 신호를 수신하는 단계; 및 k-공간에 기초하여 자기 공명 영상을 복원하는 단계;를 포함하는 자기 공명 영상 장치의 동작 방법을 제공한다.

또한, 본 개시의 제 3 측면은, 상기 제 2 측면의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.

도 1은 MRI 시스템의 개략도이다.
도 2는 실시예에 따라 자기 공명 영상 장치(200)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 실시예에 따라 하나의 TR 동안 수신된 듀얼 에코 신호가 k-공간 상의 kx 축으로 바이어스 샘플링되는 일례이다.
도 4는 실시예에 따른 시퀀스 모식도를 상세히 도시한 도면이다.
도 5는 제어부(220)가 스캔 시간 동안 획득한 k-공간의 일례이다.
도 6은 제어부(220)가 스캔 시간 동안 획득한 k-공간의 다른 일례이다.
도 7은 제어부(220)가 도 6의 k-공간(600)에 기초하여 자기 공명 영상들을 복원하는 일례이다.
도 8은 실시예에 따라 자기 공명 영상 장치가 자기 공명 영상을 복원하는 다른 일례이다.
도 9는 실시예에 따라 자기 공명 영상 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.

본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부’(part, portion)라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 ‘부’가 하나의 요소(unit, element)로 구현되거나, 하나의 ‘부’가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

본 명세서에서 영상은 자기 공명 영상(MRI) 장치, 컴퓨터 단층 촬영(CT) 장치, 초음파 촬영 장치, 또는 엑스레이 촬영 장치 등의 의료 영상 장치에 의해 획득된 의료 영상을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 ‘대상체(object)’는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등; organ) 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다.

MRI 시스템은 자기 공명(magnetic resonance, MR) 신호를 획득하고, 획득된 자기 공명 신호를 영상으로 재구성한다. 자기 공명 신호는 대상체로부터 방사되는 RF 신호를 의미한다.

MRI 시스템은 주자석이 정자장(static magnetic field)을 형성하여, 정자장 속에 위치한 대상체의 특정 원자핵의 자기 쌍극자 모멘트 방향을 정자장 방향으로 정렬시킨다. 경사자장 코일은 정자장에 경사 신호를 인가하여, 경사자장을 형성시켜, 대상체의 부위 별로 공명 주파수를 다르게 유도할 수 있다.

RF 코일은 영상 획득을 원하는 부위의 공명 주파수에 맞추어 RF 신호를 조사할 수 있다. 또한, RF 코일은 경사자장이 형성됨에 따라, 대상체의 여러 부위로부터 방사되는 서로 다른 공명 주파수의 MR 신호들을 수신할 수 있다. 이러한 단계를 통해 MRI 시스템은 영상 복원 기법을 이용하여 MR 신호로부터 영상을 획득한다.

도 1은 MRI 시스템의 개략도이다. 도 1을 참조하면, MRI 시스템(1)은 오퍼레이팅부(10), 제어부(30) 및 스캐너(50)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 독립적으로 구현될 수 있다. 또는, 제어부(30)는 복수 개의 구성 요소로 분리되어, MRI 시스템(1)의 각 구성 요소에 포함될 수도 있다. 이하에서는 각 구성 요소에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.

스캐너(50)는 내부 공간이 비어 있어, 대상체가 삽입될 수 있는 형상(예컨대, 보어(bore) 형상)으로 구현될 수 있다. 스캐너(50)의 내부 공간에는 정자장 및 경사자장이 형성되며, RF 신호가 조사된다.

스캐너(50)는 정자장 형성부(51), 경사자장 형성부(52), RF 코일부(53), 테이블부(55) 및 디스플레이부(56)를 포함할 수 있다. 정자장 형성부(51)는 대상체에 포함된 원자핵들의 자기 쌍극자 모멘트의 방향을 정자장 방향으로 정렬하기 위한 정자장을 형성한다. 정자장 형성부(51)는 영구 자석으로 구현되거나 또는 냉각 코일을 이용한 초전도 자석으로 구현될 수도 있다.

경사자장 형성부(52)는 제어부(30)와 연결된다. 제어부(30)로부터 전송 받은 제어신호에 따라 정자장에 경사를 인가하여, 경사자장을 형성한다. 경사자장 형성부(52)는 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축 방향의 경사자장을 형성하는 X, Y, Z 코일을 포함하며, 대상체의 부위 별로 공명 주파수를 서로 다르게 유도할 수 있도록 촬영 위치에 맞게 경사 신호를 발생 시킨다.

RF 코일부(53)는 제어부(30)와 연결되어, 제어부(30)로부터 전송 받은 제어신호에 따라 대상체에 RF 신호를 조사하고, 대상체로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다. RF 코일부(53)는 세차 운동을 하는 원자핵을 향하여 세차운동의 주파수와 동일한 주파수의 RF 신호를 대상체에게 전송한 후 RF 신호의 전송을 중단하고, 대상체로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다.

RF 코일부(53)는 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수를 갖는 전자파를 생성하는 송신 RF 코일과, 원자핵으로부터 방사된 전자파를 수신하는 수신 RF 코일로서 각각 구현되거나 또는 송/수신 기능을 함께 갖는 하나의 RF 송수신 코일로서 구현될 수도 있다. 또한, RF 코일부(53)외에, 별도의 코일이 대상체에 장착될 수도 있다. 예를 들어, 촬영 부위 또는 장착 부위에 따라, 헤드 코일(Head coil), 척추 코일(spine coil), 몸통 코일(torso coil), 무릎 코일(knee coil) 등이 별도의 코일로 이용될 수 있다.

스캐너(50)의 외측 및/또는 내측에는 디스플레이부(56)가 마련될 수 있다. 디스플레이부(56)는 제어부(30)에 의해 제어되어, 사용자 또는 대상체에게 의료 영상 촬영과 관련된 정보를 제공할 수 있다.

또한, 스캐너(50)에는 대상체의 상태에 관한 모니터링정보를 획득하여 전달하는 대상체 모니터링정보 획득부가 마련될 수 있다. 예를 들어, 대상체 모니터링정보 획득부(미도시)는 대상체의 움직임, 위치 등을 촬영하는 카메라(미도시), 대상체의 호흡을 측정하기 위한 호흡 측정기(미도시), 대상체의 심전도를 측정하기 위한 ECG 측정기(미도시), 또는 대상체의 체온을 측정하기 위한 체온 측정기(미도시)로부터 대상체에 관한 모니터링정보를 획득하여 제어부(30)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 제어부(30)는 대상체에 관한 모니터링정보를 이용하여 스캐너(50)의 동작을 제어할 수 있다. 이하에서는 제어부(30)에 대해 살펴보도록 한다.

제어부(30)는 스캐너(50)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

제어부(30)는 스캐너(50) 내부에서 형성되는 신호들의 시퀀스를 제어할 수 있다. 제어부(30)는 오퍼레이팅부(10)로부터 수신받은 펄스 시퀀스(pulse sequence) 또는 설계한 펄스 시퀀스에 따라 경사자장 형성부(52) 및 RF 코일부(53)를 제어할 수 있다.

펄스 시퀀스란, 경사자장 형성부(52), 및 RF 코일부(53)를 제어하기 위해 필요한 모든 정보를 포함하며, 예를 들어 경사자장 형성부(52)에 인가하는 펄스(pulse) 신호의 강도, 인가 지속시간, 인가 타이밍 등에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.

제어부(30)는 펄스 시퀀스에 따라 경사 파형, 즉 전류 펄스를 발생시키는 파형 발생기(미도시), 및 발생된 전류 펄스를 증폭시켜 경사자장 형성부(52)로 전달하는 경사 증폭기(미도시)를 제어하여, 경사자장 형성부(52)의 경사자장 형성을 제어할 수 있다.

제어부(30)는 RF 코일부(53)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(30)는 공명 주파수의 RF 펄스를 RF 코일부(53)에 공급하여 RF 신호를 조사할 수 있고, RF 코일부(53)가 수신한 MR 신호를 수신할 수 있다. 이때, 제어부(30)는 제어신호를 통해 송수신 방향을 조절할 수 있는 스위치(예컨대, T/R 스위치)의 동작을 제어하여, 동작 모드에 따라 RF 신호의 조사 및 MR 신호의 수신을 조절할 수 있다.

제어부(30)는 대상체가 위치하는 테이블부(55)의 이동을 제어할 수 있다. 촬영이 수행되기 전에, 제어부(30)는 대상체의 촬영 부위에 맞추어, 테이블부(55)를 미리 이동시킬 수 있다.

제어부(30)는 디스플레이부(56)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(30)는 제어신호를 통해 디스플레이부(56)의 온/오프 또는 디스플레이부(56)를 통해 표시되는 화면 등을 제어할 수 있다.

제어부(30)는 MRI 시스템(1) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘, 프로그램 형태의 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.

오퍼레이팅부(10)는 MRI 시스템(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 오퍼레이팅부(10)는 영상 처리부(11), 입력부(12) 및 출력부(13)를 포함할 수 있다.

영상 처리부(11)는 메모리를 이용하여 제어부(30)로부터 수신 받은 MR 신호를 저장하고, 이미지 프로세서를 이용하여 영상 복원 기법을 적용함으로써, 저장한 MR 신호로부터 대상체에 대한 영상 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 영상 처리부(11)는 메모리의 k-공간(예컨대, 푸리에(Fourier) 공간 또는 주파수 공간이라고도 지칭됨)에 디지털 데이터를 채워 k-공간 데이터가 완성되면, 이미지 프로세서를 통해 다양한 영상 복원기법을 적용하여(예컨대, k-공간 데이터를 역 푸리에 변환하여) k-공간 데이터를 영상 데이터로 복원할 수 있다.

또한, 영상 처리부(11)가 MR 신호에 대해 적용하는 각종 신호 처리는 병렬적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 다채널 RF 코일에 의해 수신되는 복수의 MR 신호를 병렬적으로 신호 처리하여 영상 데이터로 복원할 수도 있다. 한편, 영상 처리부(11)는 복원한 영상 데이터를 메모리에 저장하거나 또는 후술할 바와 같이 제어부(30)가 통신부(60)를 통해 외부의 서버에 저장할 수 있다.

입력부(12)는 사용자로부터 MRI 시스템(1)의 전반적인 동작에 관한 제어 명령을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(12)는 사용자로부터 대상체 정보, 파라미터 정보, 스캔 조건, 펄스 시퀀스에 관한 정보 등을 입력 받을 수 있다. 입력부(12)는 키보드, 마우스, 트랙볼, 음성 인식부, 제스처 인식부, 터치 스크린 등으로 구현될 수 있다.

출력부(13)는 영상 처리부(11)에 의해 생성된 영상 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 출력부(13)는 사용자가 MRI 시스템(1)에 관한 제어 명령을 입력 받을 수 있도록 구성된 유저 인터페이스(User Interface, UI)를 출력할 수 있다. 출력부(13)는 스피커, 프린터, 디스플레이 등으로 구현될 수 다.

한편, 도 1에서는 오퍼레이팅부(10), 제어부(30)를 서로 분리된 객체로 도시하였으나, 전술한 바와 같이, 하나의 기기에 함께 포함될 수도 있다. 또한, 오퍼레이팅부(10), 및 제어부(30) 각각에 의해 수행되는 프로세스들이 다른 객체에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 영상 처리부(11)는, 제어부(30)에서 수신한 MR 신호를 디지털 신호로 변환하거나 또는, 제어부(30)가 직접 변환할 수도 있다.

MRI 시스템(1)은 통신부(60)를 포함하며, 통신부(60)를 통해 외부 장치(미도시)(예를 들면, 서버, 의료 장치, 휴대 장치(스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등))와 연결할 수 있다.

통신부(60)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈(미도시), 유선 통신 모듈(61) 및 무선 통신 모듈(62) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

통신부(60)가 외부 장치로부터 제어 신호 및 데이터를 수신하고, 수신된 제어 신호를 제어부(30)에 전달하여 제어부(30)로 하여금 수신된 제어 신호에 따라 MRI 시스템(1)을 제어하도록 하는 것도 가능하다.

또는, 제어부(30)가 통신부(60)를 통해 외부 장치에 제어 신호를 송신함으로써, 외부 장치를 제어부의 제어 신호에 따라 제어하는 것도 가능하다.

예를 들어 외부 장치는 통신부(60)를 통해 수신된 제어부(30)의 제어 신호에 따라 외부 장치의 데이터를 처리할 수 있다.

외부 장치에는 MRI 시스템(1)을 제어할 수 있는 프로그램이 설치될 수 있는바, 이 프로그램은 제어부(30)의 동작의 일부 또는 전부를 수행하는 명령어를 포함할 수 있다.

프로그램은 외부 장치에 미리 설치될 수도 있고, 외부장치의 사용자가 어플리케이션을 제공하는 서버로부터 프로그램을 다운로드하여 설치하는 것도 가능하다. 어플리케이션을 제공하는 서버에는 해당 프로그램이 저장된 기록매체가 포함될 수 있다.

도 2는 실시예에 따라 자기 공명 영상 장치(200)의 구성을 도시하는 도면이다.

실시예에 따라 자기 공명 영상 장치(200)는 자기 공명 영상 촬영에 의해서 획득되는 자기 공명 신호를 이용하여 자기 공명 영상을 복원할 수 있는 모든 영상 처리 장치가 될 수 있다. 또한, 자기 공명 영상 장치(200)는 자기 공명 영상 촬영에서 자기 공명 신호의 획득을 제어할 수 있는 자기 컴퓨팅 장치가 될 수 있다.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(200)는 스캐너(210) 및 제어부(220)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 자기 공명 영상 장치(200)는 도 1에서 설명한 MRI 시스템(1)에 포함될 수 있다. 이 경우, 자기 공명 영상 장치(200)의 스캐너(210) 및 제어부(220)는 각각 도 1에 도시된 스캐너(50) 및 제어부(30)에 대응될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 도 2의 제어부(220)는 도 1에 도시된 영상 처리부(11)의 기능을 더 수행할 수 있다. 또는, 자기 공명 영상 장치(200)가 도 1에서 설명한 MRI 시스템(1)과 연결되어 동작하며, MRI 시스템에서의 자기 공명 영상 촬영을 제어할 수 있는 컴퓨팅 장치일 수도 있다. 이 경우, 자기 공명 영상 장치(200)는 스캐너(210)를 생략할 수 있으며, 도 1의 MRI 시스템(1)의 스캐너(50)와 통신하기 위한 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라 스캐너(210)는, 제어부(220)의 제어에 의해 스캐너(210)의 내부에 정자장 및 경사자장을 형성하고 RF 신호를 조사하기 위한, 하나 이상의 구성 요소들을 포함한다. 또한, 스캐너(210)는 대상체로부터 방출되는 MR 신호들을 수신하여 제어부(220)로 제공할 수 있다. 이에 대해서는, 도 1에서 설명하였으므로 자세한 설명은 생략한다.

실시예에 따라 제어부(220)는 적어도 하나의 RF 여기(excitation) 펄스 및 적어도 하나의 RF 리포커싱(refocusing) 펄스가 대상체에 조사되도록 스캐너(210)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(220)는 적어도 하나의 RF 여기 펄스 및 적어도 하나의 리포커싱 펄스가 대상체로 조사되는 크기, 방향, 및 타이밍(timing) 등을 결정하고, 결정된 정보에 대응되는 제어 신호를 스캐너(210)로 전송할 수 있다.

예를 들어, 제어부(220)는 스핀 에코 방식(SE: spin echo) 기법에 기초하여, RF 여기 펄스 및 리포커싱 펄스가 대상체로 조사되는 크기, 방향 및 타이밍 등을 결정할 수 있다. 여기서, 스핀 에코(SE) 기법은, 90도 RF 여기 펄스가 대상체의 특정 조직에 조사됨에 따라 특정 조직 내 원자들의 탈위상화(dephasing)가 진행되었을 때 180도 리포커싱 펄스를 대상체로 조사함으로써, 조직 내 원자들이 반대방향으로 동위상(in-phase)의 세차 운동함에 따른 자화(magnetization)를 이용하여 에코 신호(echo signal)(즉, MR 신호)를 수신하는 기법일 수 있다.실시예에 따라 제어부(220)는 하나의 TR 동안, 에코 타임(TE: echo time)의 전후로 듀얼 에코 신호(dual echo signal)를 수신하도록 스캐너(210)를 제어할 수 있다. 여기서, TE 는 RF 펄스가 대상체로 조사된 후 가장 큰 세기의 에코 신호가 측정되는 시간을 의미할 수 있다.

구체적으로, 제어부(220)는 TE 이전에 k-공간의 제1 라인(line)에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하고, TE 이후에 k-공간의 제2 라인에 대응되는 제2 에코 신호를 수신할 수 있다. 이때, 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호는, k-공간 상에서 서로 다른 방향으로 바이어스(bias)되는 파셜 에코 신호(partial echo signal)일 수 있다. 따라서, 제어부(220)는 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호를 샘플링(sampling)하여 k-공간 상의 제1 라인의 일부 및 제2 라인의 일부를 채울 수 있다. 예를 들어, 제1 에코 신호는 k-공간의 kx 축의 제1 방향(예를 들어, 음(-)의 방향)으로 바이어스(bias)되어 샘플링될 수 있으며, 제2 에코 신호는 k-공간의 kx 축의 제2 방향(예를 들어, 양(+)의 방향)으로 바이어스되어 샘플링될 수 있다.

실시예에 따라 제어부(220)는 서로 다른 방향으로 바이어스 샘플링되는 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호를 각각 수신하기 위해, TE 전후로 제1 리드아웃 경사자장(readout gradient) 및 제2 리드아웃 경사자장이 스캐너(210)에 형성되도록 할 수 있다. 여기서, 리드아웃 경사자장은, k-공간의 kx 축에 대응하는 경사자장으로서, 예를 들어, 주파수 엔코딩 경사자장(frequency encoding gradient)일 수 있다.

제어부(220)는 k-공간 상의 중심 영역(예를 들어, k-공간의 kx 축 및 ky 축이 교차하는 영역)에서 큰 세기의 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호를 수신하기 위해 제1 리드아웃 경사자장 및 제2 리드아웃 경사자장을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제1 리드아웃 경사자장은 TE 로부터 기 결정된 시간(예를 들어, △t) 이전에 k-공간의 중심 영역에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하기 위한 제1 바이폴라 경사자장(bipolar gradient)를 포함하며, 제2 리드아웃 경사자장은 TE 로부터 기 결정된 시간(예를 들어, △t) 이후에 k-공간의 중심 영역에 대응되는 제2 에코 신호를 수신하기 위한 제2 바이폴라 경사자장을 포함할 수 있다. 제어부(220)는 기 결정된 시간(예를 들어, △t)을 조정함으로써, k-공간의 중심 영역에서 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호의 세기가 손실되지 않도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(220)는 기 결정된 시간을 감소시킴으로써, TE 에 근접한 위치에서 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호가 수신되도록 제어할 수 있다.

한편, 제어부(220)는 위상 엔코딩 경사자장(phase encoding gradient)의 크기 및 방향 등을 제어함으로써, 제1 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제1 라인 및 제2 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제2 라인의 위치를 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(220)는 자장 불균일성(field inhomogeneity) 또는 위상 단절(phase discontinuity)을 감소시키기 위해, 제1 라인 및 제2 라인이 k-공간 상에서 비연속하도록 위상 엔코딩 경사자장을 제어할 수 있다. 또는, 제어부(220)는 제1 라인 및 제2 라인이 k-공간 상에서 연속하도록 위상 엔코딩 경사자장을 제어할 수 있다.

실시예에 따라 제어부(220)는 제1 라인 및 제2 라인이 연속하는지 여부에 따라 자기 공명 영상을 복원 하는 방법을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(220)는 제1 에코 신호에 의해 채워진 k-공간 상의 제1 라인 및 제2 에코 신호에 의해 채워진 제2 라인이 비연속적인 경우, POCS(projections of convex set) 기법 등에 기초하여 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 또는, 제어부(220)는 제1 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제1 라인 및 제2 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제2 라인이 연속적인 경우, 2-포인트 딕슨(2-point dixon) 기법 등에 기초하여 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 이 경우, 제어부(220)는 제1 에코 신호들에 의해 채워지는 k-공간 상의 라인들에 기초하여 제1 자기 공명 영상을 복원하고, 제2 에코 신호들에 의해 채워지는 k-공간 상의 라인들에 기초하여 제2 자기 공명 영상을 복원할 수 있다.

한편, 제어부(220)는 고속 스핀 에코(FSE: fast spin echo) 기법에 기초하여, 하나의 RF 여기 펄스 및 복수의 리포커싱 펄스들이 대상체로 조사되도록 스캐너(210)를 제어할 수도 있다. 이 경우, 제어부(220)는 복수의 TE 들 각각의 전후로 리드아웃 경사자장들이 형성되도록 스캐너(210)를 제어함으로써, 복수의 듀얼 에코 신호들을 획득할 수 있다. 예를 들어, N 개의 리포커싱 펄스가 대상체로 조사되는 경우, 제어부(220)는 k-공간 상의 2xN 개의 라인들에 대응되는 2xN 개의 에코 신호들을 수신할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 2*N 개의 에코 신호들에 기초하여 k-공간 상의 2xN 개의 라인들을 채울 수 있다.

한편, 위 설명에서는 리드아웃 경사자장이 주파수 엔코딩 경사자장인 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 실시예에 따라 리드아웃 경사자장은 위상 엔코딩 경사자장일 수도 있다. 이 경우, 제어부(220)가 주파수 엔코딩 경사자장을 제어하는 전술한 실시예는 위상 엔코딩 경사자장을 제어하기 위해 이용될 수 있으며, 위상 엔코딩 경사자장을 제어하는 전술한 실시예는 주파수 엔코딩 경사자장을 제어하기 위해 이용될 수 있다.

이와 같이, 개시된 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(200)는 스캔 시간(scan time)을 감소시키면서, 스핀 에코 기법에 따른 고화질의 자기 공명 영상을 복원하는 방법을 제공한다.

도 3은 실시예에 따라 하나의 TR 동안 수신된 듀얼 에코 신호가 k-공간 상의 kx 축으로 바이어스 샘플링되는 일례이다.

도 3을 참조하면, 제어부(220)는 하나의 TR 동안 90도 RF 여기 펄스(301) 및 180도 리포커싱 펄스(302)를 대상체로 조사한 후, 제1 에코 신호(305)를 수신하기 위한 제1 리드아웃 경사자장(303) 및 제2 에코 신호(306)를 수신하기 위한 제2 리드아웃 경사자장(304)이 대상체에 적용되도록 스캐너(210)를 제어할 수 있다.

실시예에 따라 제어부(220)는, 도 3의 311 에 도시된 바와 같이, 제1 에코 신호(305)를 k-공간(310)의 제1 라인 상에서 음(-)의 방향으로 바이어스하여 샘플링하기 위한 제1 리드아웃 경사자장(303)이 대상체에 적용되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(220)는, 도 3의 312 에 도시된 바와 같이, 제2 에코 신호(306)를 k-공간(310)의 제2 라인 상에서 양(+)의 방향으로 바이어스하여 샘플링하기 위한 제2 리드아웃 경사자장(304)이 대상체에 적용되도록 할 수 있다.

또한, 제어부(220)는 k-공간의 중심 영역(즉, kx 축 및 ky 축이 교차하는 영역(315))에 대응되는 제1 에코 신호(305) 및 제2 에코 신호(306)의 세기를 증가시키기 위해 제1 리드아웃 경사자장(303) 및 제2 리드아웃 경사자장(304)을 조정할 수 있다. 이에 대해서는, 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 실시예에 따른 시퀀스 모식도를 상세히 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 제어부(220)는 펄스 시퀀스(400)에 따라 스캐너(210)를 제어함으로써, 하나의 TR 동안 듀얼 에코 신호(즉, 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호)를 획득할 수 있다. 펄스 시퀀스(400)는, 제어부(220)의 제어에 의해, 스캐너(210)가 대상체로 조사하는 RF 펄스(401)에 대한 정보, 주파수 엔코딩 경사자장(402)에 대한 정보, 위상 엔코딩 경사자장(403)에 대한 정보 및 슬라이스 선택 경사자장(slice selection gradient)(404)을 포함할 수 있다. 여기서, 슬라이스 선택 경사자장(404)은 자기 공명 영상 장치(200)가 스캔하는 대상체의 타겟 위치를 결정하는데 이용될 수 있다. 또한, 주파수 엔코딩 경사자장(402)은 리드아웃 경사자장으로 기능할 수 있다.

구체적으로, 펄스 시퀀스(400)는 TE 이전에 k-공간의 kx 축의 음의 방향으로 바이어스 샘플링되는 제1 에코 신호를 수신하기 위한 제1 주파수 엔코딩 경사자장(431)을 포함할 수 있다. 제1 주파수 엔코딩 경사자장(431)은 k-공간의 중심 영역에 대응되는 제1 에코 신호가 수신되는 제1 타이밍(441)을 결정하기 위한 제1 바이폴라 경사자장(bipolar gradient)(433)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 바이폴라 경사자장(433)의 모멘트(μ) 합은 0 일 수 있다.

또한, 펄스 시퀀스(400)는 TE 이후에 k-공간의 kx 축의 양의 방향으로 바이어스 샘플링되는 제2 에코 신호를 수신하기 위한 제2 주파수 엔코딩 경사자장(432)을 포함할 수 있다. 제2 주파수 엔코딩 경사자장(432)은 k-공간의 중심 영역에 대응되는 에코 신호가 수신되는 제2 타이밍(442)을 결정하기 위한 제2 바이폴라 경사자장(434)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 바이폴라 경사자장(434)의 모멘트(μ) 합은 0 일 수 있다.

한편, 제1 타이밍(441) 및 제2 타이밍(442)은 TE 로부터 동일 또는 유사한 시간 차이(예를 들어, △t)를 가질 수 있다. 이를 통해, 제어부(220)는 TE 를 기준으로 동일(또는 유사)한 시간 차이 전후로 k-공간의 중심 영역에 대응되는 에코 신호들을 수신함으로써, 고화질의 자기 공명 영상을 획득할 수 있다.

또한, 펄스 시퀀스(400)는 하나의 TR 동안 수신되는 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호의 ky 축의 위치를 결정하는 위상 엔코딩 경사자장(403)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펄스 시퀀스(400)는 하나의 TR 동안 ky 축의 비연속하는 위치로 샘플링되거나 연속하는 위치로 샘플링되는 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호를 수신하기 위한 위상 엔코딩 경사자장을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 위상 엔코딩 경사자장(403)은 복수의 TR 동안 대상체로 적용되는 위상 엔코딩 경사자장들의 크기 및 방향을 중첩하여 표시한 것이다.

도 5는 제어부(220)가 스캔 시간 동안 획득한 k-공간의 일례이다.

도 5를 참조하면, 제어부(220)는 복수의 TR 각각에서 k-공간(500)의 ky 축의 비연속적인 위치의 라인들로 샘플링되는 제1 에코 신호들 및 제2 에코 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어부(220)는 N 번째 TR 에서 수신한 제1 에코 신호를 이용하여 k-공간(500)의 I 번째 라인의 일부(511)를 채우고, 제2 에코 신호를 이용하여 X 번째 라인의 일부(512)를 채울 수 있다. 또한, 제어부(220)는 (N+1) 번째 TR 에서 수신한 제1 에코 신호를 이용하여 k-공간(500)의 (I+1) 번째 라인의 일부(513)를 채우며, 제2 에코 신호를 이용하여 (X+1) 번째 라인의 일부(514)를 채울 수 있다.

실시예에 따라 제어부(220)는 k-공간(500)의 중심 영역(530) 이외의 비-샘플링 영역들(520-1, 520-2, 520-3)에 대응되는 데이터들을 보간함으로써, 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 구체적으로, 제어부(220)는 POCS(projections onto convex sets) 기법에 기초하여, k-공간(500) 상의 비-샘플링 영역들(520-1, 520-2, 520-3)에 대응되는 데이터를 보간(interpolation)함으로써, 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 여기서, POCS 기법은, 비샘플링 영역을 손실 데이터들로 간주하고, 적어도 하나의 프로젝션 데이터들을 이용하여 자기 공명 영상을 복원하는 과정을 반복 수행하여 비샘플링 영역의 데이터들을 보간하는 방법일 수 있다. 한편, 제어부(220)는 그라파(GRAPPA: generalized autocalibrating partially parallel acquisitions), 센스(SENSE: sensitivity encoding) 기법 등을 이용하여 자기 공명 영상을 복원할 수 있다.

도 6은 제어부(220)가 스캔 시간 동안 획득한 k-공간의 다른 일례이다.

도 6을 참조하면, 제어부(220)는 복수의 TR 각각에서 k-공간(600)의 ky 축의 연속적인 위치의 라인들로 샘플링되는 제1 에코 신호들 및 제2 에코 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어부(220)는 N 번째 TR 에서 수신한 제1 에코 신호를 이용하여 k-공간(600)의 I 번째 라인의 일부(611)를 채우고, 제2 에코 신호를 이용하여 (I+1) 번째 라인의 일부(612)를 채울 수 있다. 또한, 제어부(220)는 (N+1) 번째 TR 에서 수신한 제1 에코 신호를 이용하여 k-공간(600)의 (I+2) 번째 라인의 일부(613)를 채우며, 제2 에코 신호를 이용하여 (I+3) 번째 라인의 일부(614)를 채울 수 있다.

제어부(220)는 2-포인트 딕슨(2-point Dixon) 기법에 기초하여, k-공간(600) 상의 음의 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제1 자기 공명 영상을 복원하고, k-공간(600)의 양의 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제2 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 여기서, 2-포인트 딕슨 기법은, 물과 지방 간의 위상 차이를 이용하여 분리된 자기 공명 영상을 획득하는 기법일 수 있다. 따라서, 제어부(220)는 물과 지방 간의 자화가 동위상(in phase)을 갖는 제1 TE 를 기준으로 제1 에코 신호들을 획득하고, 물과 지방 간의 자화가 역위상(out of phase)을 갖는 제2 TE 를 기준으로 제2 에코 신호들을 획득할 수 있다.

도 7은 제어부(220)가 도 6의 k-공간(600)에 기초하여 자기 공명 영상들을 복원하는 일례이다.

도 7을 참조하면, 제어부(220)는 k-공간(600) 중에서 음의 방향으로 바이어스된 라인들(710)로부터 제1 자기 공명 영상(730)을 복원할 수 있다. 이때, 제1 자기 공명 영상(730)은 대상체 내의 지방 성분이 억제된 영상(water-only image)일 수 있다. 또한, 제어부(220)는 k-공간(600) 중에서 양의 방향으로 바이어스된 라인들(720)로부터 제2 자기 공명 영상(740)을 복원할 수 있다. 이때, 제2 자기 공명 영상(730)은 대상체 내의 물 성분이 억제된 영상(fat-only image)일 수 있다.

한편, 제어부(220)는 자기 공명 영상을 복원하기 위해 그라파, 센스 등의 기법 등을 이용할 수 있다.

도 8은 실시예에 따라 자기 공명 영상 장치가 자기 공명 영상을 복원하는 다른 일례이다.

도 8을 참조하면, 실시예에 따라 자기 공명 영상 장치(200)의 제어부(220)는 고속 스핀 에코(FSE) 기법에 기초하여, 하나의 TR 동안 하나의 RF 여기 펄스(801) 및 복수개의 리포커싱 펄스들(802, 803, 804)이 대상체로 조사되도록 스캐너(210)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(220)는 복수개의 리포커싱 펄스들 각각에 대한 TE 들(즉, 제1 TE, 제2 TE, 제3 TE)에 기초하여, 각 TE 전후로 듀얼 에코 신호들(810, 820, 830)를 수신하도록 스캐너(210)를 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(220)는 수신되는 듀얼 에코 신호들(810, 820, 830)을 k-공간(850) 상의 서로 다른 라인들(851, 852, 853)로 샘플링할 수 있다. 또한, 수신되는 듀얼 에코 신호들(810, 820, 830)은 k-공간(850) 상에서 서로 다른 방향으로 바이어스되는 파셜 에코들일 수 있다.

제어부(220)는 스캐너(210)를 통해 대상체에 적용되는 위상 엔코딩 경사자장을 제어함으로써, 듀얼 에코 신호들이 k-공간의 비연속적인 라인들 또는 연속적인 라인들로 샘플링할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 k-공간에 기초하여 적어도 하나의 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 이에 대해서는, 도 5 내지 도 7에서 전술한 실시예들이 적용될 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.

도 9는 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(200)의 동작 방법을 도시한 흐름도이다. 도 9에 도시된 자기 공명 영상 장치(200)의 동작 방법은, 앞서 설명된 도 1 내지 도 8 에서 설명된 실시예들과 관련된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 할지라도, 도 1 내지 도 8 에서 앞서 설명된 내용들은, 도 9의 자기 공명 영상 장치(200)의 동작 방법에도 적용될 수 있다.

도 9는 실시예에 따라 자기 공명 영상 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 단계 S910 에서, 자기 공명 영상 장치(200)는 하나의 TR 동안 RF 여기 펄스(RF excitation pulse) 및 적어도 하나의 리포커싱 펄스(refocusing pulse)를 대상체로 조사한다. 자기 공명 영상 장치(200)는 스핀 에코 방식(SE: spin echo) 기법에 기초하여, 하나의 RF 여기 펄스 및 하나의 리포커싱 펄스를 대상체로 조사할 수 있다. 여기서, 스핀 에코(SE) 기법은, 90도 RF 여기 펄스 및 180도 리포커싱 펄스를 대상체로 조사함으로써, 대상체 내의 원자들의 세차 운동에 따른 자화(magnetization)를 이용하여 에코 신호(echo signal)(즉, MR 신호)를 수신하는 기법일 수 있다.

단계 S920 에서, 자기 공명 영상 장치(200)는 에코 타임(TE) 이전에 k-공간의 제1 라인(line)에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하며, TE 이후에 k-공간의 제2 라인에 대응되는 제2 에코 신호를 수신한다. 여기서, 에코 타임(TE: echo time)은 RF 펄스가 대상체로 조사된 후 가장 큰 세기의 에코 신호가 측정되는 시간을 의미할 수 있다. 또한, 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호는, k-공간 상에서 서로 다른 방향으로 바이어스(bias)되는 파셜 에코 신호(partial echo signal)일 수 있다.

따라서, 자기 공명 영상 장치(200)는 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호를 샘플링(sampling)하여 k-공간 상의 제1 라인의 일부 및 제2 라인의 일부를 채울 수 있다. 예를 들어, 제1 에코 신호는 k-공간의 kx 축의 제1 방향(예를 들어, 음(-)의 방향)으로 바이어스(bias)되어 샘플링될 수 있으며, 제2 에코 신호는 k-공간의 kx 축의 제2 방향(예를 들어, 양(+)의 방향)으로 바이어스되어 샘플링될 수 있다.

실시예에 따라 자기 공명 영상 장치(200)는 서로 다른 방향으로 바이어스 샘플링되는 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호를 각각 수신하기 위해, TE 전후로 제1 리드아웃 경사자장(readout gradient) 및 제2 리드아웃 경사자장이 스캐너(210)에 형성되도록 할 수 있다. 여기서, 리드아웃 경사자장은, k-공간의 kx 축에 대응하는 경사자장으로서, 예를 들어, 주파수 엔코딩 경사자장(frequency encoding gradient)일 수 있다.

실시예에 따라 자기 공명 영상 장치(200)는 k-공간의 중심 영역에서 가장 큰 세기의 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호를 수신하기 위해 제1 리드아웃 경사자장 및 제2 리드아웃 경사자장을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제1 리드아웃 경사자장은 TE 로부터 기 결정된 시간(예를 들어, △t) 이전에 k-공간의 중심 영역에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하기 위한 제1 바이폴라 경사자장(bipolar gradient)를 포함하며, 제2 리드아웃 경사자장은 TE 로부터 기 결정된 시간(△t) 이후에 k-공간의 중심 영역에 대응되는 제2 에코 신호를 수신하기 위한 제2 바이폴라 경사자장을 포함할 수 있다. 자기 공명 영상 장치(200)는 기 결정된 시간(△t)을 조정함으로써, k-공간의 중심 영역에 대응되는 제1 에코 신호 및 제2 에코 신호의 세기가 손실되지 않도록 제어할 수 있다.

또한, 실시예에 따라 자기 공명 영상 장치(200)는 위상 엔코딩 경사자장(phase encoding gradient)의 크기 및 방향 등을 제어함으로써, 제1 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제1 라인 및 제2 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제2 라인의 위치를 조정할 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 장치(200)는 자장 불균일성(field inhomogeneity) 또는 위상 단절(phase discontinuity)을 감소시키기 위해, 제1 라인 및 제2 라인이 k-공간 상의 비연속하도록 위상 엔코딩 경사자장을 제어할 수 있다. 또는, 자기 공명 영상 장치(200)는 제1 라인 및 제2 라인이 k-공간 상에서 연속하도록 위상 엔코딩 경사자장을 제어할 수 있다.

단계 S930 에서, 자기 공명 영상 장치(200)는 k-공간에 기초하여 자기 공명 영상을 복원한다. 자기 공명 영상 장치(200)는 k-공간의 샘플링된 데이터 및 비샘플링된 데이터의 형태에 기초하여 자기 공명 영상을 복원할 수 있다.

실시예에 따라 자기 공명 영상 장치(200)는 제1 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제1 라인 및 제2 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제2 라인이 비연속적인 경우, POCS(projections of convex set) 기법 등에 기초하여 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 구체적으로, 자기 공명 영상 장치(200)는 POCS 기법에 기초하여, k-공간 상의 비-샘플링 영역들에 대응되는 데이터를 보간(interpolation)함으로써, 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 여기서, POCS 기법은, 비샘플링 영역을 손실 데이터들로 간주하고, 적어도 하나의 프로젝션 데이터들을 이용하여 자기 공명 영상을 복원하는 과정을 반복 수행하여 비샘플링 영역의 데이터들을 보간하는 방법일 수 있다.

또는, 자기 공명 영상 장치(200)는 제1 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제1 라인 및 제2 에코 신호에 대응되는 k-공간 상의 제2 라인이 연속적인 경우, 2-포인트 딕슨(2-point dixon) 기법에 기초하여 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 구체적으로, 자기 공명 영상 장치(200)는 2-포인트 딕슨 기법에 기초하여, k-공간 상의 제1 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제1 자기 공명 영상을 복원하고, 제2 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제2 자기 공명 영상을 복원할 수 있다. 여기서, 2-포인트 딕슨 기법은, 물과 지방 간의 위상 차이를 이용하여 분리된 자기 공명 영상을 획득하는 기법일 수 있다. 따라서, 이 경우, 자기 공명 영상 장치(200)는 물과 지방 간의 자화가 동위상(in phase)을 갖는 제1 TE 를 기준으로 제1 에코 신호들을 획득하고, 물과 지방 간의 자화가 역위상(out of phase)을 갖는 제2 TE 를 기준으로 제2 에코 신호들을 획득할 수 있다.

한편, 단계 s910 에서 자기 공명 영상 장치(200)가 고속 스핀 에코(FSE) 기법에 기초하여 하나의 RF 여기 펄스 및 복수의 리포커싱 펄스들을 대상체로 조사하는 경우, 자기 공명 영상 장치(200)는 복수의 리포커싱 펄스들에 대응되는 복수의 듀얼 에코 신호들을 수신할 수 있다. 이 경우, 단계 s920 에서 자기 공명 영상 장치(200)는, 복수개의 TE 들 전후로 k-공간의 서로 다른 라인들에 대응되는 듀얼 에코 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 장치(200)가 N 개의 리포커싱 펄스들을 대상체로 조사하는 경우, N*2 개의 에코 신호들을 수신할 수 있다. 또한, 자기 공명 영상 장치(200)는 N*2 개의 에코 신호들을 k-공간 상의 N*2 개의 라인들로 샘플링할 수 있다.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 상기 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 명령어는 프로세서에 의해 실행되었을 때, 개시된 실시예들의 소정의 동작들을 수행할 수 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (20)

1. 하나의 TR(repetition time) 동안 적어도 하나의 RF 신호를 대상체로 조사하고, 상기 대상체로부터 방출되는 에코 신호들(echo signals)을 수신하는 스캐너; 및
   하나 이상의 제어 신호를 상기 스캐너에 전송함으로써, 상기 스캐너를 제어하는 제어부;를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 하나의 TR 동안 RF 여기 펄스(RF excitation pulse) 및 리포커싱 펄스(refocusing pulse)를 상기 대상체로 조사하도록 상기 스캐너를 제어하고,
   TE(echo time) 이전에 k-공간의 제1 라인(line)에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하며, 상기 TE 이후에 상기 k-공간의 제2 라인에 대응되는 제2 에코 신호를 수신하도록 상기 스캐너를 제어하고,
   상기 k-공간에 기초하여 자기 공명 영상을 복원하며,
   상기 제1 에코 신호 및 상기 제2 에코 신호는, 상기 k-공간 상에서 서로 다른 방향으로 바이어스(bias)되는 파셜 에코(partial echo)인, 자기 공명 영상 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 제1 에코 신호를 상기 k-공간의 상기 제1 라인의 제1 방향으로 바이어스하여 샘플링(sampling)하고, 상기 제2 에코 신호를 상기 제2 라인의 제2 방향으로 바이어스하여 샘플링하는, 자기 공명 영상 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 제1 에코 신호를 수신하기 위한 제1 리드아웃 경사자장(readout gradient) 및 상기 제2 에코 신호를 수신하기 위한 제2 리드아웃 경사자장이 상기 대상체로 적용되도록 상기 스캐너를 제어하는, 자기 공명 영상 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 리드아웃 경사자장은 상기 TE 로부터 기 결정된 시간 이전에 상기 k-공간의 중심 영역에 대응되는 에코 신호를 수신하기 위한 제1 바이폴라 경사자장(bipolar gradient)을 포함하며,
   상기 제2 리드아웃 경사자장은, 상기 TE로부터 상기 기 결정된 시간 이후에 상기 k-공간의 중심 영역에 대응되는 에코 신호를 수신하기 위한 제2 바이폴라 경사자장을 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 라인 및 상기 제2 라인은, 상기 k-공간 상에서 비연속하는 것인, 자기 공명 영상 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어부는, POCS(projections of convex set) 기법에 기초하여 상기 k-공간 내의 비-샘플링 영역을 보간함으로써, 상기 자기 공명 영상을 복원하는, 자기 공명 영상 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 라인 및 상기 제2 라인은, 상기 k-공간 상에서 연속하는 것인, 자기 공명 영상 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제어부는, 투 포인트 딕슨(two point dixon) 기법에 기초하여, 상기 k-공간 상에서 제1 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제1 자기 공명 영상을 복원하고, 상기 k-공간 상에서 제2 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제2 자기 공명 영상을 복원하는, 자기 공명 영상 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 에코 신호는, 상기 대상체 내의 물과 지방 간의 자화가 동위상(in-phase)을 갖는 제1 TE 이전에 수신되며,
    상기 제2 에코 신호는, 상기 대상체 내의 물과 지방 간의 자화가 역위상(out of phase)을 갖는 제2 TE 이후에 수신되는, 자기 공명 영상 장치.
11. 자기 공명 영상 장치의 동작 방법에 있어서,
    하나의 TR(repetition time) 동안 RF 여기 펄스(RF excitation pulse) 및 리포커싱 펄스(refocusing pulse)를 대상체로 조사하는 단계;
    TE(echo time) 이전에 k-공간의 제1 라인(line)에 대응되는 제1 에코 신호를 수신하며, 상기 TE 이후에 상기 k-공간의 제2 라인에 대응되는 제2 에코 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 k-공간에 기초하여 자기 공명 영상을 복원하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 에코 신호 및 상기 제2 에코 신호는, 상기 k-공간 상에서 서로 다른 방향으로 바이어스(bias)되는 파셜 에코(partial echo)인, 방법.
12. 삭제
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 에코 신호 및 상기 제2 에코 신호를 수신하는 단계는,
    상기 제1 에코 신호를 상기 k-공간의 상기 제1 라인의 제1 방향으로 바이어스하여 샘플링(sampling)하는 단계; 및
    상기 제2 에코 신호를 상기 제2 라인의 제2 방향으로 바이어스하여 샘플링하는 단계;를 포함하는, 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 제1 에코 신호를 수신하기 위한 제1 리드아웃 경사자장(readout gradient) 및 상기 제2 에코 신호를 수신하기 위한 제2 리드아웃 경사자장을 상기 대상체에 적용하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 리드아웃 경사자장은 상기 TE 로부터 기 결정된 시간 이전에 상기 k-공간의 중심 영역에 대응되는 에코 신호를 수신하기 위한 제1 바이폴라 경사자장(bipolar gradient)을 포함하며,
    상기 제2 리드아웃 경사자장은, 상기 TE로부터 상기 기 결정된 시간 이후에 상기 k-공간의 중심 영역에 대응되는 에코 신호를 수신하기 위한 제2 바이폴라 경사자장을 포함하는, 방법.
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 라인 및 상기 제2 라인은, 상기 k-공간 상에서 비연속하는 것인, 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 자기 공명 영상을 복원하는 단계는,
    POCS(projections of convex set) 기법에 기초하여 상기 k-공간 내의 비-샘플링 영역을 보간함으로써 상기 자기 공명 영상을 복원하는, 방법.
18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 라인 및 상기 제2 라인은, 상기 k-공간 상에서 연속하는 것인, 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 자기 공명 영상을 복원하는 단계는,
    투 포인트 딕슨(two point dixon) 기법에 기초하여, 상기 k-공간 상에서 제1 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제1 자기 공명 영상을 복원하고, 상기 k-공간 상에서 제2 방향으로 바이어스된 라인들로부터 제2 자기 공명 영상을 복원하는, 방법.
20. 제 11 항 및 제 13 항 내지 제 19 항 중의 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.

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