KR101856646B1 - 자기공명영상장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

보어 내부로 대상체를 이송하는 테이블;과 보어와 대응되는 형상으로 마련된 지지 프레임;과 보어 내부에 시각 정보를 표시하고, 지지 프레임을 따라 회전 가능한 광원;과 대상체의 시선에 따라 광원의 회전을 제어하는 제어부;를 포함하는 자기공명영상장치를 제공한다.

Description

자기공명영상장치 및 그 제어방법{MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS AND CONTROLLING}

자기 공명 영상을 이용하여 각종 질병을 진단하기 위해 사용되는 자가공명영상장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 의료용 영상 장치는 환자의 정보를 획득하여 영상을 제공하는 장치이다. 의료용 영상 장치는 초음파 진단 장치, X선 단층 촬영 장치, 자기 공명 영상 장치 및 의학 진단 장치 등이 있다. 이 중에서 자기공명영상장치는 영상 촬영 조건이 상대적으로 자유롭고, 연부 조직에서의 우수한 대조도와 다양한 진단 정보 영상을 제공해주기 때문에 의료용 영상을 이용한 진단 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

자기공명영상장치는 원자핵에 일정한 전자장을 가한 상태에서 일정한 주파수와 에너지를 공급하면 공명 현상을 일으켜 에너지를 방출하는데, 이 에너지를 신호로 변환하여 인체 내부를 진단하는 영상 진단 장치이다.

구체적으로, 자기공명영상장치는 특정 세기의 자기장에서 발생하는 RF(Radio Frequency) 신호에 대한 MR(Magnetic Resonance) 신호의 세기를 명암 대비로 표현하여 대상체의 단층 부위에 대한 이미지를 획득할 수 있다.

한편, 자기공명영상장치를 이용한 영상촬영은 일반적으로 약 100dB 전후의 큰 소음을 발생시킨다. 자기공명영상장치를 이용한 영상촬영 시 발생하는 소음은 각 촬영 프로토콜에 맞는 경사자장을 일으키기 위해 경사 코일에 전류를 인가할 때 발생하는 로렌츠 힘에 의해서 코일이 진동하면서 발생하는 것이다.

사용자는 조작 콘솔이 마련된 오퍼레이팅 룸에서 자기공명영상장치를 제어하는 바, 사용자와 스캔룸 내부의 환자간 의사 소통이 어려우며, 30분에서 1시간 가량 소요되는 촬영 시간 동안 환자는 지루함 또는 긴강감을 느낄 수 있다.

공개특허공보 제10-2014-0058313호 (2014.05.14 공개)

보어 내부의 대상체에게 효율적으로 시각 정보를 제공할 수 있는 자기공명장치 및 그 제어방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 자기공명영상장치는 보어가 마련된 켄트리;와 보어를 따라 회전하면서 보어 내부의 대상체에게 시각 정보를 출력하는 영상 출력부;을 한다.

영상 출력부는 대상체의 시선에 따라 회전할 수 있다.

또한, 영상 출력부는, 보어 내부에 마련될 수 있다.

또한, 영상 출력부는, 대상체를 보어 내부로 이송하는 테이블에 마련될 수 있다.

또한, 영상 출력부는, 보어 내부에 시각 영상을 투영하는 광원;을 포함할 수 있다.

또한, 영상 출력부는, 보어의 대응되는 형상으로 마련되어, 광원이 보어 내부를 회전할 수 있도록 지지하는 지지 프레임;을 더 포함할 수 있다.

한편, 자기공명영상장치는 보어 내부에 위치한 대상체의 시선에 대응되는 위치에 시각 정보가 표시되도록 영상 출력부의 회전을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

이때, 제어부는, 미리 설정된 자기 공명 영상촬영 프로토콜에 따른 대상체의 자세 변화에 따라 대상체의 시선 이동을 판단할 수 있다.

또한, 자기공명영상장치는 대상체의 자세 변화를 모니터링하는 모니터링부;를 더 포함하고, 제어부는, 대상체의 자세 변화에 기초하여 대상체의 시선 변화를 분석할 수 있다.

또한, 모니터링부는 보어 내부에 대상체의 영상에 기초하여 대상체의 자세 변화를 모니터링할 수 있다.

또한, 제어부는, 보어의 공간 정보에 기초하여 대상체와 시각 정보가 표시되는 위치 사이의 장애물의 유무를 판단하고, 장애물이 있는 것으로 판단되면 시각 정보의 표시 위치를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 자기공명영상장치는 보어 내부로 대상체를 이송하는 테이블;과 보어와 대응되는 형상으로 마련된 지지 프레임;과 보어 내부에 시각 정보를 표시하고, 지지 프레임을 따라 회전 가능한 광원;과 대상체의 시선에 따라 광원의 회전을 제어하는 제어부;를 포함한다.

또한, 자기공명영상장치는 지지 프레임에 마련되어 광원을 회전시키는 가이드 레일;과 테이블의 내측에 마련된 모터;와 모터의 회전력을 가이드 레일에 전달하는 샤프트;를 포함할 수 있다.

또한, 자기공명영상장치는 광원과 함께 회전하면서, 시각 정보가 표시되는 스크린;을 더 포함할 수 있다.

여기서, 시각 정보는 기능식 자기 공명 영상을 획득하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 보어 내부에 시각 정보를 표시하는 광원, 및 을 포함하는 자기공명영상장치의 제어방법에 있어서, 광원이 보어 내부에 시각 정보를 표시하는 단계;와 대상체의 시선 이동에 따라 광원을 회전시키는 단계;를 포함한다.

또한, 자기공명영상장치의 제어방법은 미리 설정된 자기 공명 영상촬영 프로토콜에 따른 대상체의 자세 변화에 따라 대상체의 시선 이동을 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 자기공명영상장치의 제어방법은 대상체의 자세 변화에 기초하여 대상체의 시선 변화를 분석하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 보어 내부의 대상체의 영상을 획득하는 단계;와 획득된 영상에 기초하여 대상체의 자세 변화를 모니터링하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

여기서, 시각 정보는 기능식 자기 공명 영상을 획득하기 위한 것이다.

본 발명의 일측면에 따른 자기공명영상장치 및 그 제어방법에 따르면, 대상체의 시선의 이동에 따라 시각 정보를 이동하여 표시함으로써, 대상체에게 효율적으로 시각 정보를 표시할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 다른 자기공명영상장치의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2은 일 실시예에 다른 자기공명영상장치를 설명하기 위한 제어 블럭도이다.
도 3은 자석 어셈블리를 설명하기 위한 몸체의 절단도이다.
도 4는 대상체가 놓여 있는 공간을 x, y, z 축으로 구분한 도면이다.
도 5는 자석 어셈블리의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 경사 코일부를 구성하는 각 경사 코일의 동작과 관련된 펄스 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 7는 일 실시예에 따른 영상 출력부가 마련된 자기 공명 영상 장치의 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 영상 출력부의 회전을 설명하기 위한 자기 공명 영상 장치의 외관도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 영상 출력부가 마련된 이송부(30)의 사시도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 영상 출력부가 마련된 자기 공명 영상 장치의 단면도이다.
도 11 및 도 12는 다른 실시예에 따른 영상 출력부의 광원의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 광원의 이동을 위한 구동 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 시각 정보가 표시되는 스크린을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17은 대상체의 시선 이동의 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부", "모듈", "유닛" 등의 용어는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 그렇지만 "부", "모듈", "유닛" 등의 용어가 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부", "모듈", "유닛" 등은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 ""부", "모듈", "유닛" 등의 용어는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

"제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.

도 1은 일 실시예에 다른 자기공명영상장치의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자기공명영상장치(1)는 사용자가 자기공명영상장치(1)를 제어하기 위한 조작 콘솔(10) 및 자기장을 형성하고 원자핵에 대한 공명 현상을 발생시키는 몸체(20)를 포함할 수 있다. 이때, "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

조작 콘솔(10)과 몸체(20)는 서로 상이한 공간에 마련된다, 구체적으로, 조작 콘솔(10)은 오퍼레이팅 룸에 마련되고, 몸체(20)는 스캔 룸에 마련될 수 있다.

이때, 조작 콘솔(10)은 사용자로부터 제어 명령을 입력 받기 위한 조작부(11) 및 사용자에게 정보를 제공하기 위한 디스플레이부(12)를 포함할 수 있다.

조작부(11)는 사용자로부터 제어 명령을 입력 받고, 입력된 제어 명령에 대응하는 전기적 신호를 출력한다. 사용자는 조작부(11)를 이용하여 대상체(ob) 정보, 파라미터 정보, 스캔 조건, 펄스 시퀀스. 화상 합성이나 차분의 연상에 관한 정보를 입력 또는 선택할 수 있다.

또한, 사용자는 조작부(11)를 이용하여 오퍼레이션 룸에 위치하는 대상체(ob)에게 제공할 시각 정보를 선택 또는 입력할 수 있다. 여기서, 대상체(ob)는 인간이나 동물의 생체뿐만 아니라, 자기공명영상장치(1)에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이면 대상체(ob)가 될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 인간의 생체 즉, 인체를 대상체(ob)로 고려하여 설명한다. 시각 정보에 대하여서는 아래에서 상세히 설명한다.

또한, 조작부(11)는 키보드, 푸시 버튼(push button), 또는 멤브레인 버튼(membrane button)등과 같은 버튼 입력 수단, 터치 패드(touch pad) 등과 같은 터치 입력 수단으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 조작부(11)는 트랙볼, 음성 인식 장치, 또는 제스처 인식 장치 등으로 구현될 수 있으며, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 입력 장치들로 구현될 수 있다.

디스플레이부(12)는 자기 공명 영상을 출력하거나, 사용자가 자기공명영상장치(1)를 제어하기 위해 필요한 다양한 정보를 출력할 수 있다. 또한, 디스플레이부(12)는 복수 개의 디스플레이(12a, 12b)를 포함할 수 있으며, 복수 개의 디스플레이(12a, 12b) 각각은 서로 다른 자기 공명 영상을 출력할 수 있으며, 하나의 디스플레이(12a)는 자기 공명 영상을 표시하고, 다른 하나의 디스플레이(12b)는 자기공명영상장치(1)를 제어하기 위해 필요한 다양한 정보를 출력할 수 있다.

몸체(20)는 내부 공간이 비어 있는 원통형의 켄트리(gantry)일 수 있다. 이때, 원통형의 내부 공간은 보어(21)(bore) 또는 캐비티(cavity)라고 한다. 이때, 몸체(20) 에는 자기장을 형성하고 원자핵에 대한 공명 현상을 발생시키는 자석 어셈블리가 마련될 수 있다. 자석 어셈블리에 대하여서는 아래에서 상세히 설명한다.

이송부(30)는 대상체(ob)를 보어(21) 내부로 이동시키거나, 대상체(ob)를 보어(21) 외부로 이동시킨다. 이송부(30)는 대상체(ob)가 눕는 테이블(31)과 테이블(31)을 보어(21) 내부로 전진 이동시키거나, 보어(21) 내부의 테이블(31)을 보어(21) 외부로 후진 이동시키는 테이블 구동부(32)를 포함할 수 있다.

영상 출력부(200)는 보어(21) 내부에는 대상체(ob)에게 시각 정보를 제공할 수 있다. 영상 출력부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 자기장의 영향이 큰 보어(21) 내부에 마련될 수 있다.

또한, 영상 출력부(200)는 보어(21) 내부에서 회전하면서 대상체(ob)에게 최적의 영상을 제공할 수 있다. 대상체(ob)에서 획득하려는 자기 공명 영상에 따라 보어(21) 내부에서 대상체(ob)의 자세가 달라질 수 있다. 이와 같이 대상체(ob)의 자세의 달라지는 경우 대상체(ob)의 시야도 달라진다. 그러므로, 영상 정보를 대상체(ob)에게 효율적으로 전달하기 위해서는 대상체(ob)의 자세에 따라 영상이 출력되는 위치가 변경되어야 한다. 이에 대하여서는 아래에서 더 상세히 설명한다.

도 2은 일 실시예에 다른 자기공명영상장치를 설명하기 위한 제어 블럭도이다.

도 3은 자석 어셈블리를 설명하기 위한 몸체의 절단도이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 자기공명영상장치(1)는 자기장을 형성하고 원자핵에 대한 공명 현상을 발생시키는 자석 어셈블리(150), 원자핵으로부터 발생되는 에코신호 즉, 자기 공명 신호를 수신하여 자기 공명 영상을 생성하는 영상 처리부(160), 대상체(ob)에게 시각 정보를 제공하는 영상 출력부(200), 및 자기공명영상장치(1)를 전반적으로 제어하는 제어부(120)를 포함할 수 있다.

자석 어셈블리(150)는 몸체(20)에 마련될 수 있다. 자석 어셈블리(150)는 내부 공간에 정자장(Static field)을 형성하는 정자장 코일부(151), 정자장에 경사(gradient)를 발생시켜 경사자장(gradient field)을 형성하는 경사 코일부(152) 및 RF 코일부를 포함할 수 있다.

RF 코일부(153)는 RF 펄스를 송신하는 RF송신 코일 및 여기된 원자핵이 방출하는 전자파 즉, 자기 공명 신호를 수신하는 RF수신 코일을 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위하여 RF 코일부가 RF송신 코일과 RF수신 코일을 포함하는 것으로 설명하나, RF수신 코일과 RF송신 코일은 하나의 코일로 마련될 수 있으며, 이와 같이 RF수신 코일과 RF송신 코일은 하나의 코일인 경우, RF 코일부는 RF수신 코일의 동작과 RF송신 코일로 동작을 번갈아 가면서 수행할 수도 있다.

RF 송신 코일(153)은 RF 펄스를 송신하여 원자핵을 여기시키고, RF 수신 코일(154)는 자석 어셈블리(150)와 별도로 여기된 원자핵으로부터 방출하는 전자파 즉, 자기 공명 신호를 수신할 수 있다.

즉, 자석 어셈블리(150)의 내부 공간에 대상체(ob)가 위치하면 대상체(ob)에 정자장, 경사자장 및 RF 펄스가 송신되어 대상체(ob)를 구성하는 원자핵이 여기되고, 그로부터 자기 공명 신호가 발생되어 RF 수신 코일(154)에 수신된다.

일 실시예에 따른 자기공명영상장치(1)는 모니터링부(110)를 더 포함할 수 있다. 모니터링부(110)는 자기공명영상장치(1)를 모니터링하기 위한 시스템 모니터링부(111), 대상체(ob)를 모니터링하기 위한 대상체 모니터링부(112)를 포함할 수 있다,

시스템 모니터링부(111)는 정자기장의 상태, 경사자장의 상태, RF 신호의 상태, RF 코일의 상태, 테이블(31)의 상태, 대상체(ob)의 신체 정보를 측정하는 기기의 상태, 전원 공급 상태, 열 교환기의 상태, 컴프레셔의 상태 등을 모니터링할 수 있다.

대상체 모니터링부(112)는 대상체(ob)의 상태를 모니터링한다. 구체적으로, 대상체 모니터링부(112)는 대상체(ob)의 움직임 또는 위치를 관찰하기 위한 촬영부(도 7의 123참조), 대상체(ob)의 호흡을 측정하기 위한 호흡 측정기, 대상체(ob)의 심전도를 측정하기 위한 ECG 측정기, 또는 대상체(ob)의 체온을 측정하기 위한 체온 측정기, 대상체(ob)로부터 입력을 수신하기 위한 스위치 등을 포함할 수 있다.

제어부(120)는 모니터링부(110)로부터 수신한 정보에 기초하여 자기공명영상장치(1)를 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(120)는 영상 출력부(200)를 제어하는 영상 제어부(121), 정자장 코일부(151)가 형성하는 정자장의 세기 및 방향을 제어하는 정자장 제어부(122), 펄스 시퀀스를 설계하여 그에 따라 경사 코일부(152) 및 RF 송신 코일(153)를 제어하는 펄스 시퀀스 제어부(123)를 포함한다.

또한, 제어부(120)는 조작 콘솔(10)의 조작부(11)를 통해 입력된 제어 명령에 따라 자기공명영상장치(1)를 제어하거나, 조작 콘솔(10)의 디스플레이부(12)를 제어하여 자기공명영상장치(1)와 관련된 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 특히, 제어부(120)는 사용자로부터 스캔 시퀀스에 관한 명령을 수신하여 이에 따라 펄스 시퀀스를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)는 자석 어셈블리(150)에 소정의 신호를 인가하는 신호 입력부(130)를 더 포함할 수 있다.

신호 입력부(130)는 경사 코일부(152)에 경사 신호를 인가하는 경사 인가부(131) 및 RF 송신 코일(153)에 RF 신호를 인가하는 RF 인가부(132)를 구비하여 펄스 시퀀스 제어부(123)가 경사 인가부(131) 및 RF 인가부(132)를 제어함으로써 정자장에 형성되는 경사자장 및 원자핵에 가해지는 RF를 조절하도록 할 수 있다.

먼저 도 1 내지 도 6를 참조하여 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 구체적인 동작에 대해 설명하도록 한다.

도 4는 대상체(ob)가 놓여 있는 공간을 x, y, z 축으로 구분한 도면이다.

도 5는 자석 어셈블리의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이다.

도 6은 경사 코일부를 구성하는 각 경사 코일의 동작과 관련된 펄스 시퀀스를 도시한 도면이다.

정자장 코일부(151)는 보어(21)의 둘레를 코일이 감고 있는 형태로 할 수 있고 정자장 코일부(151)에 전류가 인가되면 자석 어셈블리(150) 내부 즉, 보어(21)에 정자장이 형성된다. 정자장의 방향은 일반적으로 자석 어셈블리(150)의 동축과 평행하다.

보어(21)에 정자장이 형성되면 대상체(ob)를 구성하는 원자 특히, 수소 원자의 원자핵은 정자장의 방향으로 정렬되며, 정자장의 방향을 중심으로 세차운동(precession)을 한다. 원자핵의 세차속도는 세차주파수로 나타낼 수 있으며 이를 Larmor 주파수라 부르고 아래의 [수학식 1]으로 표현할 수 있다.

[수학식 1]

ω=γB₀

여기서, ω는 Larmor 주파수이고 γ는 비례상수이며 B₀는 외부 자기장의 세기이다. 비례상수는 원자핵의 종류마다 달라지며 외부 자기장의 세기의 단위는 테슬라(T) 또는 가우스(G)이고 세차주파수의 단위는 Hz이다.

예를 들어, 수소 양성자는 1T의 외부 자기장 속에서 42.58MHZ의 세차주파수를 가지며, 인간의 몸을 구성하는 원자 중 가장 큰 비율을 차지하는 것이 수소이므로 자기공명영상장치(1)에서는 주로 수소 양성자의 세차운동을 이용하여 자기 공명 신호를 획득할 수 있다.

경사 코일부(152)는 보어(21)에 형성된 정자장에 경사(gradient)를 발생시켜 경사자장(gradient magnetic field)를 형성한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 대상체(ob)의 머리부터 발까지의 상하방향과 평행하는 축, 즉 정자장의 방향과 평행하는 축을 z축으로, 대상체(ob)의 좌우방향과 평행하는 축을 x축으로, 공간에서의 상하방향과 평행하는 축을 y축으로 결정할 수 있다.

3차원의 공간적인 정보를 얻기 위해서는 x, y, z 축 모두에 대한 경사자장이 요구된다. 이에 경사 코일부(152)는 세 쌍의 경사코일을 포함한다.

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 z축 경사코일(152z)은 일반적으로 한 쌍의 링 타입의 코일로 구성되고, y축 경사코일(152y)은 대상체(ob)의 위아래에 위치한다. x축 경사코일(152x)은 대상체(ob)의 좌우측에 위치한다.

반대극성을 가진 직류전류가 두 개의 z축 경사코일(152z) 각각에서 반대 방향으로 흐르게 되면 z축 방향으로 자장의 변화가 발생하여 경사자장이 형성된다. 도 6에는 z축 경사코일(152z)의 동작 시 z축 경사자장이 형성되는 것이 펄스 시퀀스로 도시되어 있다.

z축 방향으로 형성되는 경사자장의 기울기가 클수록 얇은 두께의 슬라이스를 선택할 수 있으므로, z축 경사코일(152z)은 슬라이스 선택에 사용될 수 있다.

구체적으로, z축 경사 코일(152z)에 일정 시간 동안 전류를 흘려 주어 경사자장이 형성되면, 공명 주파수는 경사자장의 크기에 따라 크거나 작게 변화된다. 이때, 특정 슬라이스에 대응되는 고주파 신호를 RF 송신 코일(153)를 통해 인가하면 그 특정 슬라이스에 대응되는 단면의 양성자 만이 공명을 일으킨다.

z축 경사코일(152z)에 의해 형성된 경사자장을 통해 슬라이스가 선택되면, 슬라이스를 구성하는 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지므로 각 스핀을 구별할 수 없다.

이때 y축 경사코일(152y)에 의해 y축 방향으로 경사자장이 형성되면, 경사자장은 슬라이스의 행들이 서로 다른 위상을 갖도록 위상 시프트를 일으킨다.

즉, y축 경사자장이 형성되면 큰 경사자장이 걸린 행의 스핀들은 높은 주파수로 위상이 변하고 작은 경사자장이 걸린 행의 스핀들은 보다 낮은 주파수로 위상이 변한다. y축 경사자장이 사라지면 선택된 슬라이스의 각 행들을 위상 시프트가 일어나 서로 다른 위상을 갖게 되고, 이로 인해 행들을 구별할 수 있다.

이와 같이 y축 경사코일(152y)에 의해 생긴 경사자장은 위상 부호화(phase encoding)에 사용된다. 도 6에는 y축 경사코일(152y)의 동작 시 y축 경사자장이 형성되는 것이 펄스 시퀀스로 도시되어 있다.

z축 경사코일(152z)에 의해 형성된 경사자장을 통해 슬라이스가 선택되고, y축 경사코일(152y)에 의해 형성된 경사자장을 통해 선택된 슬라이스를 구성하는 행들을 서로 다른 위상으로 구별한다. 그러나 행을 구성하는 각 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지므로 구별할 수 없다.

이때 x축 경사코일(152x)에 의해 x축 방향으로 경사자장이 형성되면, 경사자장은 각 행을 구성하는 스핀들이 서로 다른 주파수를 갖도록 하여 각각의 스핀을 구별하도록 해준다. 이와 같이 x축 경사코일(152x)에 의해 생긴 경사자장은 주파수 부호화(frequency encoding)에 사용된다.

전술한 것처럼, z, y, x축 경사코일에 의해 형성되는 경사자장은 슬라이스 선택, 위상 부호화, 주파수 부호화를 통해 각 스핀들의 공간 위치를 부호화(spatial encoding)한다.

경사 코일부(152)는 경사 인가부(130)와 접속되어 있고, 경사 인가부(131)는 펄스 시퀀스 제어부(123)로부터 전송 받은 제어신호에 따라 경사 코일부(152)에 구동 신호를 인가하여 경사자장을 발생시킨다. 경사 인가부(131)는 경사 코일부(152)를 구성하는 세 개의 경사코일(152x, 152y, 152z)에 대응하여 세 개의 구동회로를 구비할 수 있다.

경사자장을 발생시키기 위해 경사 코일부(152)에 전류를 가하여줄 때 로렌츠 힘이 발생하고, 로렌츠 힘은 코일의 진동을 유발하며, 이 진동이 바로 자기 공명 영상 촬영 중에 발생하는 소음의 원인이 된다. 소음의 정도는 영상 기법에 따른 경사자장의 모양 및 크기에 따라 다르며, 경사자계 코일의 특성과도 연관 관계를 가지고 있다.

외부 자기장에 의해 정렬된 원자핵들은 Larmor 주파수로 세차운동을 하며 여러 개의 원자핵의 자화(magnetization) 벡터합을 하나의 평균자화(net magnetization) M으로 나타낼 수 있다.

평균자화의 z축 성분은 측정이 불가능하고, M_xy만이 검출될 수 있다. 따라서 자기 공명 신호를 얻기 위해서는 원자핵의 여기(excitation)시켜 평균자화가 XY 평면 위에 존재하게 해야 한다. 원자핵의 여기를 위해 원자핵의 Larmor 주파수로 tune된 RF 펄스를 정자장에 인가해야 한다.

또한, RF 코일부(153)는 RF 인가부(132)와 접속되어 있고, RF 인가부(132)는 펄스 시퀀스 제어부(123)로부터 전송 받은 제어신호에 따라 RF 송신 코일(153)에 구동신호를 인가하여 RF 펄스를 송신한다.

또한, RF 인가부(132)는 고주파 출력 신호를 펄스형 신호로 변조하는 변조 회로 및 펄스형 신호를 증폭하는 RF 전력 증폭기를 포함할 수 있다.

또한, RF 코일부(153)는 RF 송신 코일이 자기 공명 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. RF 송신 코일은 영상 처리부(160)와 접속되어 있고, 영상 처리부(160)는 원자핵으로부터 발생되는 자기 공명 신호에 관한 데이터를 수신하고, 이를 처리하여 자기 공명 영상을 생성한다.

구체적으로, 영상 처리부(160)는 데이터 수집부(161), 데이터 수집부(161)에서 수신한 데이터들을 처리하여 자기 공명 영상을 생성하는 데이터 처리부(163)를 포함할 수 있다.

데이터 수집부(161)는 RF 수신 코일(154)이 수신한 자기 공명 신호를 증폭하는 전치 증폭기(preamplier), 전치 증폭기로부터의 자기 공명 신호를 전송 받아 위상 검출하는 위상 검출기, 위상 검출에 의해 획득된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 포함한다. 그리고 데이터 수집부(161)는 디지털 변환된 자기 공명 신호를 데이터 저장부(162)로 전송한다.

데이터 저장부(162)에는 2차원 푸리에 공간을 구성하는 데이터 공간이 형성되며 스캔 완료된 전체 데이터의 저장이 완료되면 데이터 처리부(163)는 2차원 푸리에 공간 내의 데이터를 2차원 역 푸리에 변환하여 대상체(ob)에 대한 영상을 재구성한다. 재구성된 영상은 디스플레이부(12)에 표시된다.

원자핵으로부터 자기 공명 신호를 얻기 위해 주로 사용되는 방법으로 스핀 에코 펄스 시퀀스가 있다. RF 송신 코일(153)에서 RF 펄스를 인가 할 때, 첫 번째 RF 펄스 인가 후 적당한 시간 간격 △t를 두고 RF 펄스를 한 번 더 송신하면, 그로부터 △t시간이 경과하였을 때 원자핵들에 강한 횡자화가 나타나며 이로부터 자기 공명 신호를 얻을 수 있다. 이를 스핀 에코 펄스 시퀀스라 하고, 첫 번째 RF 펄스 인가후 자기 공명 신호가 발생할 때까지 걸리는 시간을 TE(Time Echo)라 한다.

양성자가 얼마나 플립 되었는지 여부는 플립 되기 전에 위치하던 축으로부터 이동한 각으로 나타낼 수 있으며, 플립 정도에 따라 90도 RF 펄스, 180도 RF 펄스 등으로 나타낸다.

이와 같은 자기 공명 영상 촬영은 통상 30분 이상의 시간이 소요되고, 길게는 한 시간 이상 소요되며, 영상 출력부(200)는 자기 공명 영상 촬영 중 대상체(ob)에게 소정의 시각 정보를 제공할 수 있다.

영상 출력부(200)를 통해 출력될 수 있는 시각 정보는 그 제한이 없다. 제1 실시예로, 영상 출력부(200)는 보어(21) 내부의 대상체(ob)와 사용자의 의사 표시를 위한 시각 정보를 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이 경사 코일에 전류를 인가할 때 발생하는 로렌츠 힘에 의해서 발생하는 소음에 의하여 스캔룸 내부의 대상체(ob)와 오퍼레이팅 룸의 사용자의 의사 소통이 어려운 바, 영상 출력부(200)를 통해 대상체(ob)에게 소정의 정보를 전달할 수 있으며, 대상체(ob)는 리모콘 등과 같은 입력 장치를 통해 사용자에게 소정의 정보를 전달할 수 있다.

제2 실시예로, 영상 출력부(200)는 대상체(ob)에게 자기 공명 영상 촬영과 관련된 촬영 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상의 진행 상황, 자기 공명 영상이 획득되고 있는 부위 정보 등을 출력하여 보어(21) 내부의 대상체(ob)에게 자기 공명 영상의 촬영 정보를 제공할 수 있다. 이와 같이 자기 공명 영상 촬영 정보를 대상체(ob)에게 제공하므로, 대상체(ob)의 불안감이나 지루함을 줄일 수 있으며, 촬영 부위에 대한 정보를 제공하므로 대상체(ob)가 촬영이 진행되는 부위의 움직임을 최소화하여 선명한 영상을 획득할 수도 있다.

제3 실시예로, 영상 출력부(200)는 대상체(ob)에가 지루하지 않도록 영상 콘텐츠를 제공할 수 있다. 이때, 영상 콘텐츠는 TV 방송, 영화 등과 같은 것일 수 있다.

제4 실시예로, 영상 출력부(200)는 자기 공명 영상의 획득에 필요한 시각 정보를 출력할 수도 있다. 즉, 영상 출력부(200)는 기능식 자기 공명 영상(Functional Magnetic Resonance Imaing,fMRI)의 획득에 필요한 시각 정보를 출력할 수도 있다.

기능식 자기 공명 영상의 일례로 뇌 영상을 들 수 있다. 시각 정보를 대상체(ob)가 인식하면 시각 정보에 따라 대상체(ob)의 뇌가 활성화된다. 이때, 뇌의 활성 부위는 다른 부위보다 상대적으로 많은 산소가 소비되는 바, 뇌의 활성 부위의 혈류량이 증가한다. 이와 같은 혈류량 증가로 인한 BOLD(Blood Oxygen Level Dependent) 증가를 측정함으로써 뇌기능의 활성화 패턴을 영상화할 수 있다.

즉, 영상 출력부(200)는 자기 공명 영상 촬영 중에 대상체(ob)에 시각 정보를 뇌에 소정의 자극을 가하기 위한 영상을 출력할 수 있다.

이하 도 7 및 도8을 참조하여 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치에 마련된 영상 출력부(200)의 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 7는 일 실시예에 따른 영상 출력부가 마련된 자기 공명 영상 장치의 단면도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 영상 출력부의 회전을 설명하기 위한 자기 공명 영상 장치의 외관도이다.

도 3, 7, 및 8에 도시된 바와 같이, 영상 촬영부(123)는 보어(21) 내부에 마련되어, 보어(21) 내부의 대상체(ob)에게 시각 정보를 제공할 수 있다. 영상 촬영부(123)는 시각 정보를 표시하기 위한 광원(210), 지지 프레임(220)을 포함할 수 있다.

광원(210)은 영상 제어부(121)의 제어 신호에 대응되는 시각 정보를 보어(21)의 일측에 출력할 수 있다. 이때, 광원(210)은 자기장의 영향을 받지 않는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 채용할 수 있으며, 조사되는 광의 초점을 조절하기 위한 렌즈를 더 포함할 수도 있다.

지지 프레임(220)은 광원(210)을 지지한다. 지지 프레임(220)은 도 7 및 8에 도시된 바와 같이 보어(21)를 따라 링 형상으로 마련될 수 있다. 광원(210)은 지지 프레임(220)을 따라 보어(21) 내부를 회전할 수 있다. 이를 위해 지지 프레임(220)의 내부에는 가이드 레일이 마련될 수 있으며, 가이드 레일이 회전함에 따라 광원(210)은 지지 프레임(220)을 따라 보어(21) 내부를 회전할 수 있다.

영상 제어부(121)는 미리 설정되거나 사용자에 의하여 선택된 시각 정보가 보어(21) 내부에 대상체(ob)에 전달되도록 영상 출력부(200)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 영상 제어부(121)는 제어 신호를 생성하여 소정의 시각 정보가 보어(21)의 일측에 표시되도록 광원(210)을 제어할 수 있다.

대상체(ob)에게 시각 정보를 효율적으로 제공하기 위해서는 대상체(ob)의 시선에 대응되는 곳에 시각 정보가 표시되어야 한다. 이에 영상 제어부(121)는 최적의 시각 정보 제공을 위하여 영상 출력부(200)의 위치를 조절할 수 있다.

이에 영상 제어부(121)는 대상체(ob)의 시선 위치에 기초하여 영상 출력부(200)의 위치를 조절할 수 있다. 대상체(ob)의 자세 또는 위치가 변경되면 대상체(ob)의 시선 위치가 달라진다. 그러므로, 대상체(ob)에 효율적으로 시각 정보를 전달하기 위해서는 대상체(ob)의 시선 위치에 대응되는 곳에 시각 정보가 표시되도록 영상 촬영부(123)의 위치가 조절되어야 한다.

즉, 영상 제어부(121)는 대상체(ob)의 시선 위치에 대응되는 곳에 시각 정보가 표시되도록 광원(210)을 회전시킬 수 있다.

구체적으로, 영상 제어부(121)는 미리 설정된 촬영 프로토콜에 따라 광원(210)의 위치를 조절할 수 있다. 자기공명영상장치(1)는 미리 설정된 촬영 프로토콜에 따라 대상체(ob)를 촬영하여 자기 공명 영상을 획득한다. 이와 같은 자기 공명 영상의 촬영 프로토콜에서 대상체(ob)의 자세 또는 위치가 변화하는 경우 영상 제어부(121)는 대상체(ob)의 자세 또는 위치에 따른 시선 이동에 따라 광원(210)을 이동시킬 수 있다.

일 실시예로, 미리 설정된 촬영 프로토콜에 따라 X축과 평행하게 누워있던 대상체(ob)가 Y축과 평행하게 돌아눕는 경우, 대상체(ob)의 시선 위치는 보어(21)의 상측에서 보어(21)의 측면으로 변경된다. 이와 같이 미리 설정된 촬영 프로토콜에 따라 대상체(ob)의 자세가 변화하면, 영상 제어부(121)는 지지 프레임(220)을 따라 광원(210)을 소정 각도 회전시켜 대상체(ob)의 시선 위치에 대응되는 보어(21)의 측면에 시각 정보가 표시되도록 영상 출력부(200)를 제어한다.

다른 실시예로, 영상 제어부(121)는 대상체 모니터링부(112)를 통해 획득된 대상체(ob)의 자세에 기초하여 광원(210)을 위치를 조절할 수 있다. 이때, 대상체 모니터링부(112)는 몸체(20)에 마련된 촬영부(123)에 기초하여 대상체(ob)의 자세를 획득할 수 있다. 이하, 촬영부(123)의 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

촬영부(123)는 보어(21) 내부로 이송된 대상체(ob)를 촬영하여 대상체(ob)의 영상을 획득한다. 촬영부(123)는 보어(21) 내부에 형성되는 자기장과 영향을 주고받지 않도록 보어(21) 외부에 설치하되, 보어(21) 내부로 이송된 대상체(ob)의 머리가 놓이는 쪽의 상부에 설치하여 대상체(ob)의 얼굴이 포함된 탑뷰(top view) 영상을 촬영할 수 있도록 한다.

촬영부(123)는 광시야각 카메라로 구현될 수 있다. 대상체(ob)의 자세를 획득하기 위해서는 보어(21) 내부를 촬영하는 것이 필요하다. 그러나, 보어(21) 내부에 형성되는 자기장 때문에 촬영부(123)는 보어(21) 외부에 설치되는바, 촬영부(123)를 일반 카메라보다 화각이 넓은 광시야각 카메라로 구현하면, 보어(21) 외부에서도 보어(21) 내부에 위치하는 대상체(ob)를 촬영할 수 있다. 여기서, 화각은 자석 어셈블리(150)의 길이에 따라 달리질 수 있다.

대상체 모니터링부(112)는 촬영부(123)에서 획득한 대상체(ob)의 영상을 분석하여 대상체(ob)의 움직임을 판단한다. 촬영부(123)에서 획득한 영상은 일정 시간 간격을 가지고 촬영되는 정지 영상일 수도 있고, 실시간으로 촬영되는 동영상일 수도 있다.

구체적으로, 촬영부(123)가 촬영한 영상은 대상체 모니터링부(112)에 전송되고, 대상체 모니터링부(112)는 전송된 영상으로부터 대상체(ob)의 현재 자세를 획득하여 대상체(ob)의 이전 자세와 비교하여 대상체(ob)의 움직임을 모니터링할 수 있다. 이때, 대상체(ob)의 자세 획득과 비교는 윤곽 검출 알고리즘을 이용하는 것도 가능하고, 이 외에도 다양한 영상 분석 알고리즘이 적용될 수 있다.

영상 제어부(121)는 대상체 모니터링부(112)에서 모니터링된 대상체(ob)의 움직임에 따라 대상체(ob)의 자세의 변화를 판단하고, 대상체(ob)의 자세의 변화에 따라 대상체(ob)의 시선 위치가 이동되었는지 판단한다.

대상체(ob)의 시선 위치가 이동된 것으로 판단되는 경우, 영상 제어부(121)는 이동된 시선 위치에 대응되는 보어(21)의 영역에 시각 정보가 표시되도록 광원(210)을 회전시킬 수 있다.

한편, 영상 출력부(200)가 보어(21) 내부에 마련된 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하 도 9 내지 12를 참조하여 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 영상 출력부(200)의 다른 예에 대하여 상세히 설명한다.

도 9는 다른 실시예에 따른 영상 출력부가 마련된 이송부의 사시도이다.

도 10은 다른 실시예에 따른 영상 출력부가 마련된 자기 공명 영상 장치의 단면도이다.

도 11 내지 도 12는 다른 실시예에 따른 영상 출력부의 광원의 이동을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 일 실시예와 동일한 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략하도록 한다.

도 9 내지 12에 도시된 바와 같이, 영상 출력부(200)는 이송부(30)에 마련될 수 있다. 구체적으로, 영상 출력부(200)는 테이블(31)에 마련되어 대상체(ob)와 함께 보어(21) 내부로 이송되거나, 보어(21) 외부로 이송될 수 있다.

즉, 지지 프레임(230)은 테이블(31)에 마련되고, 지지 프레임(230)의 하부은 테이블(31)과 일체를 이루고, 지지 프레임(230)의 상부는 보어(21)의 형상과 대응되도록 마련될 수 있다.

상술한 바와 같이 광원(210)은 대상체(ob)의 시선에 따라 회전할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 대상체(ob)의 시선이 보어(21)의 상측으로 향하고 있는 경우 광원(210)은 테이블(31)에 바닥에 대응되는 위치에서 보어(21)의 상측을 향해 광을 조사하여, 보어에 시각 정보를 표시할 수 있다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이 대상체(ob)가 자세를 변경하면, 대상체(ob)의 시선 방향이 보어(21)의 상측에서 보어(21)의 측면으로 이동하게 된다. 이와 같이 보어(21)의 측면으로 대상체(ob)의 시선이 이동하면, 광원(210)은 지지 프레임(230)을 따라 시선의 이동 방향으로 회전한다.

도 13은 광원의 이동을 위한 구동 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

한편, 영상 촬영부(123)는 광원(210)의 이동을 위한 구동 장치를 더 포함할 수 있다. 이때, 구동 장치는 자기장의 영향을 최소화하고 자기 공명 신호의 왜곡을 방지하기 위하여 몸체(20)와 이격되어 마련될 수 있다. 예를 들어, 구동 장치는 이송부(30)에 마련될 수 있다.

구체적으로, 도 13을 참조하면, 테이블(31)에는 모터(232), 샤프트(233), 기어(234)가 마련되어, 가이드 레일(231)을 회전시킬 수 있다. 이와 같이 가이드 레일(231)이 회전하면, 가이드 레일(231)과 결합한 광원(210)도 지지 프레임(230)을 따라 회전하게 된다.

이때, 모터(232)는 영상 제어부(121)의 제어에 따라 회전할 수 있다. 모터(232)는 회전각의 조절이 가능한 스탭핑 모터가 채용되어 광원(210)의 회전을 정교하게 조절할 수 있다.

샤프트(233)는 모터(232)의 회전력을 가이드 레일(231)에 전달한다. 이를 위해 샤프트(233)의 일단은 모터(232)의 회전축과 결합하고, 샤프트(233)의 타단에는 가이드 레일(231)과 연결된 기어(234)가 마련될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이 몸체(20)와 이격되어 모터(232)가 마련되므로, 자기장의 영향을 최소화할 수 있으며, 모터(232)의 구동으로 인한 자기 공명 신호의 왜곡도 방지할 수 있다.

도 14 및 도 15는 시각 정보가 표시되는 스크린을 설명하기 위한 도면이다.

한편, 영상 출력부(200)는 시각 정보가 투영되는 스크린(237)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 14 및 도 15를 참조하면, 광원(210)과 대응되는 위치에 스크린이 마련될 수 있다.

스크린(237)은 광원(210)과 대응되는 위치에 마련되어 시각 정보를 더 선명하게 제공한다.

또한, 스크린(237)은 지지 프레임(230)에 마련된 가이드 레일(231)과 결합하여 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이. 광원(210)과 함께 회전할 수 있다.

한편, 영상 제어부(121)는 보어(21)의 공간 정보에 기초하여 시각 정보의 표시 위치를 조절할 수 있다. 여기서, 공간 정보는 보어(21) 내부에 존재하는 다양한 장치의 위치 정보일 수 있다. 예를 들어, 공간 정보는 대상체(ob)의 호흡을 측정하기 위한 호흡 측정기, 대상체(ob)의 심전도를 측정하기 위한 ECG 측정기, 또는 대상체(ob)의 체온을 측정하기 위한 체온 측정기, 대상체(ob)로부터 입력을 수신하기 위한 스위치, 보어 내부에 마련된 RF 수신 코일(도 3의 154참조) 등과 같은 장치의 위치 정보 일수 있다.

구체적으로, 시각 정보는 광원(210)에 조사된 빛이 보어(21)에 투영되어 생성된다. 그러므로, 광원(210)에서 조사되는 빛이 장애물에 의하여 가려지면 시각 정보는 보어에 투영되지 않는다. 그러므로, 영상 제어부(121)는 보어 내부의 공간 정보를 관리하고, 장애물에 의하여 광원(210)에 조사된 빛이 가져지지 않도록, 광원(210)의 위치를 조절할 수 있다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 대상체(ob)의 머리에 RF 수신 코일(154)이 마련된 경우, RF 수신 코일(154)에 의하여 광원(210)에서 조사되는 빛이 가려질 수 있다. 이와 같이 RF 수신 코일(154)에 빛이 가려지면 시각 정보가 보어에 투영되지 않는 바, 영상 출력부(200)는 RF 수신 코일(154)에 의하여 빛이 가려지지 않도록 광원(210)의 위치를 조절할 수 있다.

이하 도 16 및 도 17을 참조하여 일 실시예에 따른 자기 공명 명상 장치의 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 16은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 16에 도시된 바와 같이, 광원(210)은 보어(21) 내부에 시각 정보를 출력한다(S510). 구체적으로, 광원(210)은 영상 제어부(121)의 제어 신호에 따라 소정의 시각 정보를 출력하고, 이와 같이 출력된 시각 정보는 보어(21)의 일측에 투영된다.

이와 같은 자기공명영상장치(1)는 시각 정보를 이용하여 통해 사용자는 보어(21) 내부에 대상체(ob)와 전달하거나, 대상체(ob)에게 자기 공명 영상 촬영과 관련된 촬영 정보를 전달할 수 있다. 또한, 시각 정보는 대상체(ob)의 뇌에 소정의 자극을 가하기 위한 것일 수도 있다.

자기공명영상장치(1)는 대상체(ob)의 시선의 이동을 판단한다(S520). 자기공명영상장치(1)는 미리 설정된 촬영 프로토콜에 따라 대상체(ob)를 촬영하여 자기 공명 영상을 획득한다. 이와 같은 자기 공명 영상의 촬영 프로토콜에서 대상체(ob)의 자세 또는 위치가 변화에 기초하여 대상체(ob)의 시선 이동 여부를 판단할 수 있다.

자기공명영상장치(1)는 대상체(ob)의 시선이 이동된 것으로 판단되면(S520의 예), 광원(210)은 대상체(ob)의 시선 이동에 따라 광원(210)의 이동 위치를 결정한다(S530). 구제적으로, 자기공명영상장치(1)는 대상체(ob)의 시선에 대응되는 위치에 시각 정보가 표시되도록 광원(210)의 이동 위치를 결정할 수 있다.

자기공명영상장치(1)는 결정된 이동 위치로 광원(210)을 회전시킨다(S540).

도 17은 대상체(ob)의 시선 이동의 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 자기공명영상장치(1)는 촬영부(123)를 이용하여 대상체(ob)의 제1 자세를 획득한다. 획득한다(S521). 이를 위해, 자기공명영상장치(1)는 촬영부(123)를 통해 보어(21) 내부의 대상체(ob)의 영상을 획득하고. 대상체(ob)의 영상에 윤곽 검출 기법을 사용하여 제1 자세를 획득할 수 있다.

이때, 대상체(ob)의 영상은 동영상 일 수도 있고, 정지 영상일 수도 있다. 또한, 촬영부(123)는 보어(21) 내부에 형성되는 자기장과 영향을 주고받지 않도록 보어(21) 외부에 설치하되, 광시야각 카메라로 구현하여 대상체(ob)의 움직임을 나타내는 영상을 촬영하도록 할 수 있다.

그리고, 자기공명영상장치(1)는 실시간 또는 일정 시간 간격으로 촬영을 수행하여 대상체(ob)의 현재 영상을 획득하고, 획득된 영상으로부터 대상체(ob)의 제2 자세를 획득한다(S523).

자기공명영상장치(1)는 대상체(ob)의 자세 변화 정도를 판단하기 위해 대상체(ob)의 제1 자세와 제2 자세를 비교하고, 그 차이를 계산한다(S525).

자기공명영상장치(1)는 계산된 차이 값을 기초하여 대상체(ob)의 자세 변화를 판단하고, 자세 변환에 기초하여 시선 이동을 분석할 수 있다(S529).

본원 발명의 실시 예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 조작 콘솔 11: 조작부
12: 디스플레이부 20: 몸체
21: 보어 30: 이송부
31: 테이블 32: 테이블 구동부
110: 모니터링부 111: 시스템 모니터링부
112: 대상체 모니터링부 120: 제어부
121: 영상 제어부 122: 정자장 제어부
123: 펄스 스퀀스 제어부 130: 신호 인가부
131: 경사 인가부 132: RF 인가부
150: 자석 어셈블리 151: 정자장 코일부
152: 경사 코일부 153: RF 송신 코일
154: RF 수신 코일 160: 영상 처리부
200: 영상 출력부 210: 광원
220, 230: 지지 프레임

Claims (20)

1. 보어가 마련된 켄트리;
   상기 보어를 따라 회전하면서 보어 내부의 대상체에게 시각 정보를 출력하는 영상 출력부; 및
   상기 영상 출력부와 결합된 가이드 레일을 포함하되,
   상기 영상 출력부는 상기 보어와 대응되는 형상으로 마련된 지지 프레임, 및
   상기 보어 내부에 시각 정보를 표시하고, 상기 지지 프레임을 따라 회전 가능한 광원을 포함하고,
   상기 가이드 레일은 상기 지지 프레임에 마련되어 상기 광원을 상기 보어와 대응되는 형상에 따라 회전시키는 자기공명영상장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 영상 출력부는 상기 대상체의 시선에 따라 회전하는 자기공명영상장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 영상 출력부는, 상기 보어 내부에 마련되는 자기공명영상장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 영상 출력부는, 상기 대상체를 상기 보어 내부로 이송하는 테이블에 마련되는 자기공명영상장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 광원은 상기 보어 내부에 시각 영상을 투영하는 자기공명영상장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 보어 내부에 위치한 대상체의 시선에 대응되는 위치에 상기 시각 정보가 표시되도록 상기 영상 출력부의 회전을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 자기공명영상장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는, 미리 설정된 자기 공명 영상촬영 프로토콜에 따른 상기 대상체의 자세 변화에 따라 상기 대상체의 시선 이동을 판단하는 자기공명영상장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 대상체의 자세 변화를 모니터링하는 모니터링부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 대상체의 자세 변화에 기초하여 상기 대상체의 시선 변화를 분석하는 자기공명영상장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 보어 내부에 대상체의 영상에 기초하여 상기 대상체의 자세 변화를 모니터링하는 자기공명영상장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 보어의 공간 정보에 기초하여 상기 대상체와 상기 시각 정보가 표시되는 위치 사이의 장애물의 유무를 판단하고, 장애물이 있는 것으로 판단되면 상기 시각 정보의 표시 위치를 조절하는 자기공명영상장치.
12. 보어가 마련된 켄트리; 및
    보어 내부로 대상체를 이송하는 테이블;
    상기 보어와 대응되는 형상으로 마련된 지지 프레임;
    상기 보어 내부에 시각 정보를 표시하고, 상기 지지 프레임을 따라 회전 가능한 광원;
    상기 지지 프레임에 마련되어 상기 광원을 상기 보어와 대응되는 형상에 따라 회전시키는 가이드 레일; 및
    상기 대상체의 시선에 따라 상기 광원의 회전을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 자기공명영상장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 테이블의 내측에 마련된 모터; 및
    상기 모터의 회전력을 상기 가이드 레일에 전달하는 샤프트;
    를 더 포함하는 자기공명영상장치.
14. 제12항에 있어서,
    상기 광원과 함께 회전하면서, 상기 시각 정보가 표시되는 스크린;을 더 포함하는 자기공명영상장치.
15. 제12항에 있어서,
    상기 시각 정보는 기능식 자기 공명 영상을 획득하기 위한 것인 자기공명영상장치.
16. 보어 내부에 상기 보어와 대응되는 형상으로 마련된 지지 프레임, 상기 보어 내부에 시각 정보를 표시하고, 상기 지지 프레임을 따라 회전 가능한 광원, 및 상기 지지 프레임에 마련되어 상기 광원을 상기 보어와 대응되는 형상에 따라 회전시키는 가이드 레일을 포함하는 자기공명영상장치의 제어 방법에 있어서.
    상기 광원이 보어 내부에 시각 정보를 표시하는 단계; 및
    대상체의 시선 이동에 따라 상기 광원을 상기 지지 프레임을 따라 회전시키는 단계;
    를 포함하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
17. 제16항에 있어서,
    미리 설정된 자기 공명 영상촬영 프로토콜에 따른 상기 대상체의 자세 변화에 따라 상기 대상체의 시선 이동을 판단하는 단계;를 더 포함하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
18. 제16항에 있어서,
    상기 대상체의 자세 변화에 기초하여 상기 대상체의 시선 변화를 분석하는 단계;를 더 포함하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 보어 내부의 대상체의 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 영상에 기초하여 상기 대상체의 자세 변화를 모니터링하는 단계;를 더 포함하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
20. 제16항에 있어서,
    상기 시각 정보는 기능식 자기 공명 영상을 획득하기 위한 것인 자기공명영상장치의 제어 방법.

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