KR101989153B1 - Ｍｒｉ 진단 장치에서 영상 영역을 설정하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

Ｍｒｉ 진단 장치에서 영상 영역을 설정하는 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

대상체로부터 로컬라이저 영상을 획득하고, 대상체의 부위에 따라 분류되어 미리 저장된 복수 개의 샘플 영상으로부터 적어도 하나의 후보 영상을 획득하고, 후보 영상을 이용하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정하는 영상 영역 설정 방법 및 MRI 진단 장치가 제공된다.

Description

ＭＲＩ 진단 장치에서 영상 영역을 설정하는 방법 및 그 장치{METHOD FOR SETTING FIELD OF VIEW IN MAGNETIC RESONANCE IMAGING DIAGNOSIS APPARATUS AND APPARATUS THERETO}
본 발명은, 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI) 시스템에서 영상 영역(Field Of View, FOV)을 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI)은 원자핵을 자장에 노출시킨 후 공명을 통해 얻어지는 정보로 영상을 나타낸 것이다. 원자핵의 공명이란 외부 자장에 의해 자화된 상태의 원자핵에 특정한 고주파를 입사시키면 낮은 에너지 상태의 원자핵이 고주파 에너지를 흡수하여 높은 에너지 상태로 여기되는 현상을 말한다. 원자핵은 종류에 따라 각기 다른 공명주파수를 가지며 공명은 외부 자장의 강도에 영향을 받는다. 인체 내부에는 무수히 많은 원자핵이 있으며 일반적으로 수소 원자핵을 자기 공명 영상 촬영에 이용한다.
MRI 진단 장치는 비침습적이고(noninvasive), CT에 비하여 조직의 대조도(contrast)가 우수하며, 골조직에 의한 아티팩트(artifact)가 없다는 장점이 있다. 또한, MRI 진단 장치는 대상체의 위치 변환 없이도 원하는 방향에 따라 다양한 단면을 촬영할 수 있다는 장점이 존재하여, 다른 화상 진단 장치와 함께 널리 이용된다.
1. 미국 공개특허공보 US2008/0108895 A1호
MRI 진단 장치에서 미리 저장된 샘플 영상들을 이용하여, 로컬라이저(localizer) 영상(또는, 스카우트 영상)에 대한 영상 영역(Field Of View, FOV)을 설정하는 방법 및 그 장치를 제공하는 데에 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다. 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 이하의 명세서에 기재된 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 영상 영역 설정 방법은, 대상체로부터 로컬라이저(localizer) 영상을 획득하는 단계, 대상체의 부위에 따라 분류되어 미리 저장된 복수 개의 샘플 영상으로부터, 적어도 하나의 후보 영상을 획득하는 단계, 및 후보 영상을 이용하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의하면, 후보 영상을 획득하는 단계는, 스캔하고자 하는 대상체의 부위 및 단면을 나타내는 프로토콜 정보에 매칭되는 적어도 하나의 후보 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의하면, 영상 영역을 설정하는 단계는, 후보 영상을 이용하여 대상체를 스캔하기 위한 추천 영상 영역을 결정하는 단계, 및 외부 입력 신호에 기초하여, 추천 영상 영역을 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의하면, 추천 영상 영역을 결정하는 단계는, 적어도 하나의 후보 영상 중에서 로컬라이저 영상과 가장 유사한 후보 영상을 이용하여 추천 영상 영역을 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의하면, 영상 영역 설정 방법은 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계를 더 포함하고, 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계는, 추천 영상 영역의 크기에 대한 정보 및 중심점에 대한 정보를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의하면, 영상 영역 설정 방법은 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계를 더 포함하고, 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계는, 추천 영상 영역의 최대 가변 크기 및 최소 가변 크기에 대한 정보를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의하면, 영상 영역 설정 방법은 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계를 더 포함하고, 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계는, 로컬라이저 영상이 기결정된 기준으로부터 회전된 각도에 대한 정보를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의하면, 영상 영역 설정 방법은, 로컬라이저 영상을 프로토콜 정보에 매칭시켜서, 복수 개의 샘플 영상에 추가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 의하면, 영상 영역을 설정하는 단계는, 후보 영상에 대한 아이겐 분석(Eigen Analysis) 알고리즘을 이용하여 영상 영역을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 MRI 진단 장치는, 대상체의 부위에 따라 분류되는 복수 개의 샘플 영상을 저장하는 저장부, 대상체로부터 로컬라이저 영상을 획득하는 영상 획득부, 및 복수 개의 샘플 영상으로부터, 적어도 하나의 후보 영상을 획득하고, 후보 영상을 이용하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정하는 영상 영역 결정부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 영상 영역 설정방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
상술한 바에 따르면, MRI 진단 장치에서 영상 영역을 설정함에 있어서 사용자 의존도를 줄이고, 영상 영역을 정확하게 결정할 수 있게 된다. 또한, 기존의 트라이얼 앤드 에러(trial and error) 방식에 비하여 자기 공명 영상을 획득하는 시간을 크게 줄일 수 있다. 나아가, 영상 영역을 잘못 설정함에 따라 자기 공명 영상에서 에일리어싱(aliasing)이 발생할 확률을 줄일 수 있고, 정확한 자기 공명 영상을 획득할 수 있게 된다.
또한, 촬영된 자기 공명 영상을 피드백(feedback)하여, MRI 진단 장치가 활용 가능한 데이터 셋(data set)을 확장할 수 있다. 이에 따라, 새로운 로컬라이저 영상에 대한 정교한 영상 영역의 설정이 가능해진다. 즉, 영상 영역을 설정하는 과정이 지능화될 수 있다.
본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예와 관련하여, MRI 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 MRI 진단 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 영상 영역 설정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 도 3의 단계 340과 관련된 일 실시 예를 구체적으로 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예와 관련하여 샘플 영상을 저장하는 저장부 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 후보 영상을 이용하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정하는 실시 예를 도시한 도면이다.
본 발명에서 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, 명세서에 기재된 “...부” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예 들을 상세히 설명한다.
도 1은 MRI 시스템(10)의 전체 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다. MRI 시스템(10)은 MRI 촬영 장치(11) 및 MRI 진단 장치(100)를 구비한다. MRI 시스템(10)을 구성하는 각 장치들은 도 1에 도시된 바와 달리 물리적으로 분리되어 있지 않고 통합된 형태일 수 있다.
MRI 촬영 장치(11)는, MRI 진단 장치(100)로부터 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Image)을 촬영하기 위한 제어신호를 입력 받아 작동한다. 또한, MRI 촬영 장치(11)는 마그네트 시스템(13) 내에 위치한 대상체(12)로부터 자기 공명 영상을 생성하기 위해 사용되는 자기 공명 신호를 획득하여, MRI 진단 장치(100)로 출력한다. 대상체(12)는 크레이들(14, cradle)에 의해 마그네트 시스템(13) 내부로 이동하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, MRI 촬영 장치(11)는 MRI 진단 장치(100)가 위치하는 오퍼레이팅 룸(operating room)으로부터 분리되어, 외부 RF 신호가 차폐된 실드 룸(shield room) 내에 위치할 수 있다.
MRI 진단 장치(100)는 MRI 촬영 장치(11)로부터 수신된 자기 공명 신호를 처리하여, 대상체의 자기 공명 영상을 생성하고 디스플레이한다. MRI 진단 장치(100)에 대해서는 도 2에서 자세히 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 MRI 진단 장치(100)를 도시한 블록도이다. 일 실시 예에 따른 MRI 진단 장치(100)는, 저장부(110), 영상 획득부(120), 영상 영역 결정부(130), 디스플레이부(140), 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
MRI 진단 장치(100)는, 도 2에 도시되지는 않았으나, 다른 여러 가지의 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, MRI 진단 장치(100)는 MRI 촬영 장치(11)로부터 자기 공명 신호를 수신하는 수신부, 사용자로부터 외부 입력 신호를 수신하기 위한 사용자 인터페이스, 자기 공명 신호를 재구성하여 자기 공명 영상을 생성하는 영상 처리 프로세서, 및 MRI 진단 장치(100)에서 처리된 다양한 정보를 MRI 촬영 장치(11)로 전송하는 송신부 등을 더 포함할 수 있다.
저장부(110)는, 자기 공명 영상과 여러 가지 종류의 정보를 저장한다. 저장부(110)는, 자기 공명 영상을 저장함에 있어서 대상체를 촬영한 부위 및 단면에 따라 분류하여 저장할 수 있다. 도 5에서 자세하게 설명하겠으나, 저장부(110)가 저장하는 자기 공명 영상들은 뇌(brain), 무릎(knee), 심장(cardiac), 골반(pelvis), 및 척추(spine) 등으로 분류될 수 있다. 저장부(110)는 상술한 여러 가지 부위 이외에도 다양한 부위에 대한 자기 공명 영상을 미리 저장할 수 있다.
저장부(110)가 저장하는 자기 공명 영상은, 대상체를 스캔하여 직접 획득된 영상일 수 있는 반면, MRI 진단 장치(100)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 서버로부터 수신된 영상일 수도 있다.
한편, 저장부(110)는 자기 공명 영상과 함께 다양한 종류의 정보를 저장할 수 있다. 즉, 저장부(110)는 앞서 설명한 자기 공명 영상이 촬영된 대상체의 부위에 대한 정보 또는 영상이 촬영된 단면의 방향에 대한 정보를 자기 공명 영상과 함께 저장할 수 있다. 저장부(110)가 저장하는 단면의 방향에 대한 정보는, 공간적으로 직교하는 세 평면인 코로날(coronal) 단면, 사지탈(sagittal) 단면, 및 액시얼(axial) 단면에 대한 정보가 될 수 있다.
설명한 다양한 종류의 정보 이외에도, 저장부(110)는 자기 공명 영상과 함께 영상 영역에 대한 정보를 저장할 수도 있다. 즉, 저장부(110)는 자기 공명 영상이 획득되는 과정에서 이용된 영상 영역에 대한 정보를 자기 공명 영상에 매칭시켜 저장할 수 있다. 이에 따라, 저장부(110)에 저장되는 자기 공명 영상은, 샘플(sample) 영상으로서 다른 스캔 과정에서 활용될 수 있다.
다시 말해서, 저장부(110)는 자기 공명 영상이 촬영된 부위 및/또는 단면에 따라 영상을 저장할 수 있고, 미리 저장된 복수 개의 자기 공명 영상들은 다른 자기 공명 영상의 영상 영역을 설정하는 데에 샘플 영상으로서 이용될 수 있다.
한편, 저장부(110)는 다양한 종류의 정보를 자기 공명 영상과 매칭시켜 저장할 수 있다. 다양한 종류의 정보는 메타데이터(metadata)의 형태로 영상과 함께 저장될 수 있다. 또는, 저장부(110)는 자기 공명 영상과 다양한 정보를 매칭시키는 매핑 테이블(mapping table)을 통해 앞서 설명한 정보들을 저장할 수도 있다.
이하에서 다시 설명하겠으나, 저장부(110)는 현재 촬영 중인 대상체의 로컬라이저(localizer) 영상을 샘플 영상에 추가하여 저장할 수도 있다. 즉, 저장부(110)는 매번 반복되는 촬영 과정에 따라 생성되는 로컬라이저 영상 및 관련 정보들을 저장함으로써, 샘플 영상들을 확장할 수 있게 된다. 이에 따라, MRI 진단 장치(100)는 자기 공명 영상에 대한 샘플 영상들의 데이터를 정교하게 발전시킬 수 있게 된다. 즉, MRI 진단 장치(100)가 지능화되어, 인간이 학습하는 과정과 유사한 효과를 낼 수 있다.
영상 획득부(120)는, 자기 공명 신호를 재구성하여 생성된 자기 공명 영상을 획득한다. 영상 획득부(120)는, 2차원 또는 3차원의 자기 공명 영상을 획득할 수 있다. 영상 획득부(120)가 획득하는 자기 공명 영상은, 앞서 설명한 영상 처리 프로세서(미도시)에 의해 처리되어 생성된 영상일 수 있다.
또한, 영상 획득부(120)가 획득하는 자기 공명 영상은, 전체 스캔 과정 중 획득되는 순서에 따라, 로컬라이저(localizer) 영상(또는, 스카우트 영상) 및 메인 영상으로 구별될 수 있다. 또한, 영상 획득부(120)는 일정한 간격으로 평행하게 배치된 복수 개의 단면들을 통해, 대상체를 분할하는 다단면 영상(multi-slice image)을 획득할 수도 있다.
영상 획득부(120)가 획득하는 로컬라이저 영상은, MRI 진단 장치(100)가 메인 스캔을 수행하기에 앞서서 메인 영상의 해상도, 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 및 스캔 시간 등을 결정하기 위하여 이용된다. MRI 진단 장치(100)는, 로컬라이저 영상을 이용하여 영상 영역의 위치, 크기, 및 여러 가지 파라미터 등을 설정할 수 있다. 일반적으로, 로컬라이저 영상은 앞서 설명한 코로날, 사지탈, 및 액시얼 단면에 대해 각각 획득될 수 있다.
영상 획득부(120)가 로컬라이저 영상을 획득하는 과정에서, 영상 촬영과 관련된 여러 가지 설정 값에 대한 정보가 프로토콜 정보로 생성될 수 있다. 프로토콜 정보는, 앞서 설명한 자기 공명 영상이 촬영된 대상체의 부위에 대한 정보, 및 영상이 촬영된 단면에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 프로토콜 정보는 자기 공명 영상의 종류에 따라 T1 영상, T2 영상, 및 T2* 영상 중 어느 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 나아가, 프로토콜 정보는 대상체를 촬영하는 방식에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 예를 들어 FLASH(Fast Low Angle Shot Imaging) 촬영 에 대한 정보가 프로토콜 정보에 포함될 수 있다.
영상 영역 결정부(130)는, 로컬라이저 영상에 대해 메인 스캔을 위한 영상 영역을 설정한다. 영상 영역 결정부(130)가 영상 영역을 설정함에 있어서, 앞서 설명한 저장부(110)에 저장된 샘플 영상을 활용할 수 있다. 즉, 영상 영역 결정부(130)는 현재 촬영에 대한 프로토콜 정보를 참조하여, 저장부(110)에 저장된 복수 개의 샘플 영상 중에서 적어도 하나의 후보 영상을 획득할 수 있다.
예를 들면, 뇌를 촬영하는 경우, 현재 촬영의 프로토콜 정보는 뇌에 대한 사지탈 단면의 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라, 영상 영역 결정부(130)는 복수 개의 샘플 영상 중에서 뇌의 사지탈 단면에 해당되는 후보 영상을 적어도 하나 획득할 수 있다. 즉, 저장부(110)는 앞서 설명한 바와 같이 복수 개의 샘플 영상들을 촬영된 부위와 단면에 따라 분류하여 저장하므로, 영상 영역 결정부(130)는 해당되는 후보 영상을 선택할 수 있다. 이어서, 영상 영역 결정부(130)는 획득된 후보 영상을 이용하여 메인 스캔을 위한 영상 영역을 로컬라이저 영상에 대해 설정할 수 있다.
이하에서는, 영상 영역 결정부(130)가 후보 영상을 이용하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정하는 과정을 자세히 설명한다. 영상 영역 결정부(130)는 다양한 종류의 방법 및/또는 알고리즘을 통해 후보 영상을 이용하여 영상 영역을 설정할 수 있다.
예를 들면, 아이겐 분석(Eigen Analysis)이 하나의 예시가 될 수 있다. 즉, 영상 영역 결정부(130)는 후보 영상의 픽셀의 수를 벡터 공간의 차원으로 하고, 동일한 부위 및 단면에 해당되는 샘플 영상들을 평균화 한 후보 영상을 고유 벡터(아이겐 벡터)로 하여, 로컬라이저 영상을 분석할 수 있다. 이에 따라, 현재 로컬라이저 영상은 고유 벡터와 각각의 픽셀들의 선형 조합(linear combination)을 통해 표현되고, 후보 영상과 비교될 수 있다. 이어서, 비교 결과에 따라 영상 영역 결정부(130)는 후보 영상에 매칭되어 저장된 영상 영역을 이용하여 해당 로컬라이저 영상의 영상 영역을 결정할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 후보 영상의 특징점을 이용하여 로컬라이저 영상의 영상 영역을 결정할 수 있다. 즉, 영상 영역 결정부(130)는 후보 영상의 부위 및 단면에 따라 영상을 가장 잘 표현할 수 있는 특징점을 하나 이상 결정할 수 있고, 이에 따라, 영상 영역 결정부(130)는 후보 영상과 로컬라이저 영상의 특징점들을 비교할 수 있다. 이어서, 비교 결과를 참조하여 영상 영역 결정부(130)는 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 결정할 수 있다.
한편, 영상 영역 결정부(130)가 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 결정함에 있어서, 임계값(threshold) 알고리즘이 활용될 수 있다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 영상 영역 결정부(130)가 후보 영상과 로컬라이저 영상을 비교함에 있어서, 그 비교 결과가 미리 결정된 임계값을 넘는지 여부에 따라 후보 영상의 영상 영역을 로컬라이저 영상에 활용할지 여부가 결정될 수도 있다.
설명한 실시 예들 이외에도, 영상 영역 결정부(130)는 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 결정하기 위하여 다양한 종류의 알고리즘 및 방법을 통해 후보 영상을 이용할 수 있다. 또한, 영상 영역 결정부(130)는 어느 하나의 후보 영상을 이용할 뿐만 아니라, 복수 개의 샘플 영상 중에서 로컬라이저 영상과의 유사한 정도가 가장 높은 3개의 후보 영상을 선택하고, 이러한 3개의 후보 영상에 매칭된 영상 영역을 이용하여 로컬라이저 영상의 영상 영역을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 영상 영역 결정부(130)가 로컬라이저 영상의 영상 영역을 설정함에 있어서, 앞서 설명한 바와 같이 후보 영상을 이용하여 바로 설정할 수 있는 반면, 외부 입력 신호에 기초하여 설정할 수도 있다. 다시 말해서, 영상 영역 결정부(130)는 후보 영상을 이용한 결과에 따라 획득한 영상 영역을 “추천” 영상 영역으로서 사용자에게 디스플레이 하고, 외부 입력 신호에 따라 추천 영상 영역을 그대로 메인 스캔을 위한 영상 영역으로 설정할 수 있다.
또는, 영상 영역 결정부(130)는 외부 입력 신호에 따라 추천 영상 영역의 크기 또는 위치를 조절하여 영상 영역을 최종적으로 설정할 수도 있다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 내부적으로 결정된 추천 영상 영역을 사용자에게 제안하고, 사용자 인터페이스를 통한 사용자의 확인 과정을 통해 영상 영역을 설정할 수 있다.
디스플레이부(140)는, 화면을 통해서 자기 공명 영상을 디스플레이 한다. 즉, 디스플레이부(140)는 대상체로부터 획득된 로컬라이저 영상 등 다양한 종류의 자기 공명 영상을 디스플레이할 수 있다. 또한, 디스플레이부(140)는 자기 공명 영상 이외에도 사용자에게 여러 가지 정보를 제공하기 위한 메시지를 출력하거나 디스플레이할 수 있다.
디스플레이부(140)가 영상 및 다양한 정보를 디스플레이하는 실시 예에 대해서는 도 6에서 자세히 설명하겠으나, 디스플레이부(140)는 영상 영역 결정부(130)가 결정한 영상 영역에 대한 정보를 디스플레이할 수 있다. 즉, 디스플레이부(140)는 영상 영역의 크기 또는 중심점에 대한 정보, 또는 후보 영상과 비교하여 어느 정도 회전하였는지에 대한 정보 또한 디스플레이할 수 있다.
디스플레이부(140)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 및 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, MRI 진단 장치(100)는, 그 구현 형태에 따라 디스플레이부(140)를 2개 이상 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 의하면, 디스플레이부(140)는 외부 입력을 수신하는 사용자 인터페이스와 레이어(layer) 구조를 형성하는 터치 스크린으로 구성될 수 있다. 즉, 디스플레이부(140)는 출력 장치와 입력 장치로 모두 이용될 수 있고, 이러한 경우 디스플레이부(140)는 스타일러스 펜(stylus pen), 또는 신체의 일부를 이용한 터치 입력을 수신할 수도 있다.
또한, 상술한 바와 같이 디스플레이부(140)가 레이어 구조를 형성하며 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(140)는 터치 입력 위치, 면적, 및 터치 압력 등을 검출할 수 있다. 또한, 터치 스크린은 실제 터치(real-touch) 뿐만 아니라 근접 터치(proximity touch) 또한 검출할 수 있다.
제어부(150)는 저장부(110), 영상 획득부(120), 영상 영역 결정부(130), 및 디스플레이부(140)를 제어하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정한다. 즉, MRI 진단 장치(100)에 포함되는 다양한 구성들 간의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(150)는 영상 영역 결정부(130)가 저장부(110)에 저장된 복수 개의 샘플 영상 중 프로토콜 정보를 참조하여 후보 영상을 선택하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 영상 획득부(120)에서 획득한 로컬라이저 영상에 대하여 영상 영역 결정부(130)가 영상 영역을 설정하도록 제어할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 영상 영역 설정 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 3에 도시된 흐름도는, 도 2에 도시된 MRI 진단 장치(100)에 포함된 저장부(110), 영상 획득부(120), 영상 영역 결정부(130), 디스플레이부(140), 및 제어부(150)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도, 도 2에서 도시된 구성들에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 3에 도시된 흐름도에도 적용됨을 알 수 있다.
단계 310에서, MRI 진단 장치(100)는 로컬라이저 영상을 획득한다. 로컬라이저 영상은, 앞서 설명한 바와 같이 MRI 촬영 장치(11)로부터 수신된 신호에 기초하여 생성될 수 있다. 또한, 로컬라이저 영상은 코로날 단면, 사지탈 단면, 및 액시얼 단면 각각에 대해 획득될 수 있다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 메인 스캔을 통해 촬영하고자 하는 대상체의 부위에 대한 적어도 하나의 로컬라이저 영상을 획득할 수 있다.
단계 320에서, MRI 진단 장치(100)는 촬영 프로토콜 정보를 확인한다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 메인 스캔을 통해 촬영하고자 하는 대상체의 부위 및 단면에 대한 정보를 포함하는 촬영 프로토콜 정보를 획득하여, 분석한다. 촬영 프로토콜 정보는 로컬라이저 영상과 함께 MRI 촬영 장치(11)로부터 획득될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 프로토콜 정보는 대상체의 부위 및 단면에 대한 정보 이외에도, 촬영 방식 및/또는 영상의 종류에 대한 정보를 더 포함할 수도 있다.
단계 320에서, MRI 진단 장치(100)는 촬영 프로토콜 정보를 통해 복수 개의 샘플 영상(325) 중 어떠한 영상을 후보 영상으로 획득할 지에 대해 결정할 수 있다.
단계 330에서, MRI 진단 장치(100)는 적어도 하나의 후보 영상을 획득한다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 미리 저장된 샘플 영상(325)으로부터, 단계 320에서 확인한 프로토콜 정보와 매칭되는 후보 영상을 획득한다. 앞서 설명한 바와 같이, 후보 영상은 하나가 획득될 수도 있고, 둘 이상의 후보 영상이 획득될 수도 있다.
단계 340에서, MRI 진단 장치(100)는 후보 영상을 이용하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정한다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 단계 330에서 획득된 후보 영상을 앞서 설명한 아이겐 분석 등 다양한 알고리즘을 통해 로컬라이저 영상과 비교하여, 로컬라이저 영상에 대해 영상 영역을 설정할 수 있다.
도 4는 도 3의 단계 340과 관련된 일 실시 예를 구체적으로 설명하는 흐름도이다.
단계 3401에서, MRI 진단 장치(100)는 획득된 후보 영상을 이용하여 추천 영상 영역을 결정한다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 미리 저장된 알고리즘 등을 이용하여 사용자에게 제안하기 위한 추천 영상 영역을 결정한다.
단계 3402에서, MRI 진단 장치(100)는 결정한 추천 영상 영역을 화면에 디스플레이 한다. 단계 3402에서, 후보 영상이 추천 영상 영역과 함께 디스플레이될 수 있으며, 추천 영상 영역에 대한 자세한 정보가 디스플레이될 수도 있다. 이에 대해서는 도 6에서 자세히 살펴본다.
단계 3403에서, MRI 진단 장치(100)는 외부 입력 신호를 수신한다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 사용자로부터 추천 영상 영역을 메인 스캔을 위한 영상 영역으로 설정할 것인지 여부를 결정하는 외부 입력 신호를 수신할 수 있다. 또는, MRI 진단 장치(100)는 추천 영상 영역을 임의로 조절하여 그 크기 및 위치 등을 변경하는 외부 입력 신호를 수신할 수도 있다.
단계 3404에서, MRI 진단 장치(100)는 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정한다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 추천 영상 영역을 그대로 선택하거나 변경하는 외부 입력 신호를 반영하여, 최종적으로 메인 스캔을 위한 영상 영역을 설정한다. MRI 진단 장치(100)는 단계 3404에서 설정된 영상 영역에 대한 정보를 MRI 촬영 장치(11)로 전송할 수 있으며, 이에 따라 메인 스캔이 진행된다.
도 4에 도시되지는 않았으나, MRI 진단 장치(100)는 로컬라이저 영상 및 설정된 영상 영역에 대한 정보를 피드백하여 저장할 수 있다. 즉, 현재 로컬라이저 영상에 대해 설정된 영상 영역은, 사용자인 방사선사에 의해 확인되어 신뢰할 만한 영상 영역이다. 이에 따라, MRI 진단 장치(100)는 현재 로컬라이저 영상 및 영상 영역에 대한 정보를 저장부(110)에 저장된 샘플 영상에 추가하여 저장하고, 차후에 스캔 과정에서 활용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 피드백 과정을 통해 샘플 영상이 확장됨으로써 MRI 진단 장치(100)가 지능화될 수 있다. 또한, 현재 로컬라이저 영상에 프로토콜 정보가 매칭되어 있으므로, MRI 진단 장치(100)는 로컬라이저 영상을 효율적으로 분류하여 저장할 수 있게 된다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 프로토콜 정보를 통해 현재의 로컬라이저 영상이 해당되는 대상체의 부위 및 단면을 확인하고, 해당되는 샘플 영상들에 추가하여 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예와 관련하여 샘플 영상을 저장하는 저장부(110) 구성을 도시한 도면이다.
저장부(110)는, 앞서 설명한 바와 같이 자기 공명 영상들을 대상체의 다양한 부위 및/또는 단면에 따라 분류하여, 샘플 영상으로 저장한다. 도 5에 도시된 원통들은 각각 자기 공명 영상들이 촬영된 대상체의 부위를 의미한다. 즉, 원통 510을 예로 들면, 뇌를 촬영한 샘플 영상들이 포함된다. 이와 마찬가지로, 복수 개의 샘플 영상들은 심장, 척추, 무릎, 및 골반 등 각각이 촬영된 부위에 따라 분류되어 저장될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플 영상들은 대상체의 부위 및 촬영된 단면에 따라 저장될 수도 있다. 즉, 뇌에 대한 샘플 영상(510)들은 코로날 단면에서 촬영된 샘플 영상(511), 사지탈 단면에서 촬영된 샘플 영상(512), 및 액시얼 단면에서 촬영된 샘플 영상(513)으로 분류되어 저장될 수 있다. 대상체의 부위 및 단면에 대해서, 적어도 하나의 샘플 영상들이 각각 포함될 수 있다.
이러한 분류에 따라, MRI 진단 장치(100)는 촬영 프로토콜 정보를 참조하여 어떠한 샘플 영상을 후보 영상으로 획득할 것인지를 쉽게 결정할 수 있다. 로컬라이저 영상을 피드백하는 과정에 대해서도, MRI 진단 장치(100)는 앞서 설명한 바와 같이 프로토콜 정보를 참조하여 저장부(110)에 저장할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 부위 및 단면에 따라 분리된 원통들은 발명의 개념을 설명하기 위한 도형에 불과하다는 점은, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있다. 즉, 저장부(110)는 자기 공명 영상을 디지털화 하여 데이터의 형태로 저장하게 되며, 관련 정보는 메타데이터 또는 매핑 테이블로 저장될 수 있다.
도 6은 후보 영상을 이용하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정하는 실시 예를 도시한 도면이다. 도 6에는, MRI 진단 장치(100)의 화면(600)이 디스플레이 되어 있고, 화면(600)의 왼쪽 영역인 제1 영역(610)에는 MRI 진단 장치(100)에 미리 저장된 후보 영상이, 화면(600)의 오른쪽 영역인 제2 영역(620)에는 현재 촬영된 로컬라이저 영상이 디스플레이 된다. 한편, 도 6에는 설명을 위한 실시 예로서, 신체의 뇌에 대한 사지탈 단면의 영상이 후보 영상 및 로컬라이저 영상으로 도시 되어 있다.
후보 영상을 먼저 살펴보면, MRI 진단 장치(100)에는 후보 영상과 함께 후보 영상에 대한 영상 영역(611)이 저장되어 있다. 즉, 후보 영상은 이전 스캔 과정을 통해 MRI 진단 장치(100)에 피드백되어 저장된 영상일 수 있으며, 후보 영상에 대한 영상 영역(611)은 이 과정에서 사용자에 의해 설정된 영상 영역일 수 있다.
한편, MRI 진단 장치(100)는 로컬라이저 영상이 신체의 뇌에 대한 사지탈 단면의 영상이라는 프로토콜 정보를 참조하여, 후보 영상을 획득할 수 있다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 복수 개의 샘플 영상 중에서, 로컬라이저 영상이 뇌에 대한 사지탈 단면이라는 정보를 이용하여 후보 영상을 획득할 수 있다.
나아가, MRI 진단 장치(100)는 획득된 후보 영상을 이용하여 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역(612)을 결정한다. 즉, MRI 진단 장치(100)는 후보 영상과 로컬라이저 영상을 아이겐 분석 등 다양한 알고리즘을 통해 비교하여, 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 결정할 수 있다. 자세한 과정에 대해서는 앞서 도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같다.
본 실시 예에 있어서, 로컬라이저 영상은 후보 영상에 비하여 시계 방향으로 약간 회전되어 있다. 즉, 로컬라이저 영상이 촬영된 시점에서 대상체가 기울어진 채로 고정된 경우이다. 이에 따라, 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역이 후보 영상의 영상 영역(611)과 동일하게, 회전되지 않은 직사각형으로 설정되는 경우, 메인 스캔에 따른 결과는 사용자가 원하지 않는 결과로 나타날 수 있다.
즉, 신체의 뒤통수 부분이 영상 영역에 올바르게 포함되지 않아 에일리어싱 아티팩트(aliasing artifact)가 발생할 수 있다. 또는, 에일리어싱 아티팩트가 발생하지 않기 위해 영상 영역이 필요 이상으로 크게 설정될 수 있다. 이에 따라, 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역(612)은 후보 영상의 영상 영역(611)이 시계 방향으로 회전된 직사각형으로 설정되어야 한다.
MRI 진단 장치(100)는, 로컬라이저 영상을 후보 영상과 비교하여, 영상 영역의 크기 및 위치뿐만 아니라, 회전된 정도에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라, MRI 진단 장치(100)는 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역(612)을 시계 방향으로 회전된 직사각형으로 설정할 수 있다.
또 다른 실시 예를 살펴보면, MRI 진단 장치(100)는 영상 영역의 최대 가변 크기 및 최소 가변 크기를 결정하고, 디스플레이할 수 있다. 즉, 다단면 (multi-slice) 영상의 경우, 뇌의 사지탈 단면 영상이 일정 간격을 두고 획득될 수 있다.
한편, 신체의 뇌는 정수리 방향에서 내려다 보았을 때(액시얼 방향), 타원형이므로, 중심부의 길이는 길고 좌우 방향 끝의 길이는 상대적으로 짧다. 이에 따라, 좌우 방향 끝 쪽의 사지탈 단면 영상은 중심부의 사지탈 단면 영상 보다 영상 영역이 작게 설정될 수 있다.
이에 따라, MRI 진단 장치(100)는 영상 영역의 최대 가변 크기(뇌의 중심부) 및 최소 가변 크기(좌우 끝쪽)를 결정하고 디스플레이할 수 있다. 도 6에는, 영상 영역의 최대 가변 크기가 실선으로(612), 최대 가변 크기 보다는 작은 영상 영역이 쇄선으로(613) 각각 도시되어 있다. 도 6에 도시되어 있지는 않으나, MRI 진단 장치(100)는 최소 가변 크기의 영상 영역을 디스플레이할 수 있다.
또한, MRI 진단 장치(100)는 화면(600)의 제3 영역(630)에 로컬라이저 영상의 영상 영역(612)에 대한 다양한 정보를 디스플레이할 수 있다. 즉, 도 6에는 영상 영역(612)의 크기, 최대 크기, 최소 크기 및 기울어진 정도에 대한 정보가 텍스트의 형태로 디스플레이 되는 실시 예가 도시되어 있다. 한편, 영상 영역에 대한 다양한 정보는, 텍스트뿐만 아니라 그래픽의 형태로도 디스플레이될 수 있다.
본 실시 예에 의하면, 사용자는 디스플레이되는 추천 영상 영역에 대한 정보를 확인할 수 있고, 나아가 영상 영역의 크기, 위치 및 회전하는 정도에 대해 직접 설정할 수도 있다.
상술한 방법은, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함하는 저장 디바이스를 설명하기 위해 사용될 수 있는 프로그램 저장 디바이스들은, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함한다.
이상에서 설명한 바에 의하면, 본 발명에 따른 영상 영역 설정 방법 및 MRI 진단 장치(100)에 의해, 자기 공명 영상에 대한 영상 영역을 효율적으로 설정할 수 있게 된다. 또한, MRI 진단 장치(100)가 지능화되어, 설정되는 영상 영역의 정확도를 점차 향상시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 사용자의 숙련도에 대한 의존도를 크게 낮출 수 있게 되며, 영상 영역을 설정하기 위한 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
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 특허청구범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (19)

  1. MRI(Magnetic Resonance Imaging) 진단 장치에서 영상 영역(Field Of View, FOV)을 설정하는 방법에 있어서,
    대상체로부터 로컬라이저(localizer) 영상을 획득하는 단계;
    상기 대상체의 부위에 따라 분류되어 미리 저장된 복수 개의 샘플 영상으로부터, 적어도 하나의 후보 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 후보 영상을 이용하여 상기 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정하는 단계를 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후보 영상을 획득하는 단계는, 스캔하고자 하는 상기 대상체의 부위 및 단면을 나타내는 프로토콜 정보에 매칭되는 상기 적어도 하나의 후보 영상을 획득하는 단계를 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상 영역을 설정하는 단계는,
    상기 후보 영상을 이용하여, 상기 대상체를 스캔하기 위한 추천 영상 영역을 결정하는 단계; 및
    외부 입력 신호에 기초하여, 상기 추천 영상 영역을 상기 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역으로 설정하는 단계를 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 추천 영상 영역을 결정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 후보 영상 중에서 상기 로컬라이저 영상과 가장 유사한 후보 영상을 이용하여 상기 추천 영상 영역을 결정하는 단계를 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 영상 영역을 설정하는 단계는, 상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계를 더 포함하고,
    상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계는, 상기 추천 영상 영역의 크기에 대한 정보 및 중심점에 대한 정보를 디스플레이하는 단계를 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 영상 영역을 설정하는 단계는, 상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계를 더 포함하고,
    상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계는, 상기 추천 영상 영역의 최대 가변 크기 및 최소 가변 크기에 대한 정보를 디스플레이하는 단계를 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 영상 영역을 설정하는 단계는, 상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계를 더 포함하고,
    상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 단계는, 상기 로컬라이저 영상이 기결정된 기준으로부터 회전된 각도에 대한 정보를 디스플레이하는 단계를 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 영상 영역 설정 방법은, 상기 로컬라이저 영상을 상기 프로토콜 정보에 매칭시켜서, 상기 복수 개의 샘플 영상에 추가하는 단계를 더 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 영상 영역을 설정하는 단계는, 상기 후보 영상에 대한 아이겐 분석(Eigen Analysis) 알고리즘을 이용하여 상기 영상 영역을 설정하는 단계를 포함하는 영상 영역 설정 방법.
  10. 영상 영역(Field Of View, FOV)을 설정하는 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 진단 장치에 있어서,
    대상체의 부위에 따라 분류되는 복수 개의 샘플 영상을 저장하는 저장부;
    상기 대상체로부터 로컬라이저 영상을 획득하는 영상 획득부; 및
    상기 복수 개의 샘플 영상으로부터, 적어도 하나의 후보 영상을 획득하고, 상기 후보 영상을 이용하여 상기 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역을 설정하는 영상 영역 결정부를 포함하는 MRI 진단 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 영상 영역 결정부는, 스캔하고자 하는 상기 대상체의 부위 및 단면을 나타내는 프로토콜 정보에 매칭되는 상기 적어도 하나의 후보 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 MRI 진단 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 영상 영역 결정부는, 상기 후보 영상을 이용하여 상기 대상체를 스캔하기 위한 추천 영상 영역을 결정하고, 외부 입력 신호에 기초하여 상기 추천 영상 영역을 상기 로컬라이저 영상에 대한 영상 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 MRI 진단 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 영상 영역 결정부는, 상기 적어도 하나의 후보 영상 중에서 상기 로컬라이저 영상과 가장 유사한 후보 영상을 이용하여 상기 추천 영상 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 MRI 진단 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 MRI 진단 장치는, 상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는, 상기 추천 영상 영역의 크기에 대한 정보 및 중심점에 대한 정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 MRI 진단 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 MRI 진단 장치는, 상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는, 상기 추천 영상 영역의 최대 가변 크기 및 최소 가변 크기에 대한 정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 MRI 진단 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 MRI 진단 장치는, 상기 추천 영상 영역을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는, 상기 로컬라이저 영상이 기결정된 기준으로부터 회전된 각도에 대한 정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 MRI 진단 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 저장부는, 상기 로컬라이저 영상을 상기 프로토콜 정보에 매칭시켜서 상기 복수 개의 샘플 영상에 추가하는 것을 특징으로 하는 MRI 진단 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 영상 영역 결정부는, 상기 후보 영상에 대한 아이겐 분석(Eigen Analysis) 알고리즘을 이용하여 상기 영상 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 MRI 진단 장치.
  19. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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