KR102008498B1 - 자기 공명 영상 장치 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는, MR 파라미터의 제1 값을 기초로, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제1 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간 데이터를 획득하고, 상기 MR 파라미터의 제2 값을 기초로, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제2 미 획득 라인을 포함하는 제2 k 공간 데이터를 획득하는 데이터 획득부 및 상기 제1 k 공간 데이터에서, 제1 미 획득 라인 데이터 중 적어도 일부를 상기 제2 k 공간 데이터에 기초하여 보간하고, 제2 k 공간 데이터에서, 제2 미 획득 라인 데이터 중 적어도 일부를 상기 제1 k 공간 데이터에 기초하여 보간하는 영상 처리부를 포함한다.

Description

자기 공명 영상 장치 및 그 동작방법{Magnetic Resonance Imaging apparatus and method for operating the same}

본 발명은 자기 공명 영상 장치 및 그 동작방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 언더샘플링된 복수의 k 공간들 사이에서 데이터를 보간하기 위해, 일부 영역의 데이터를 공유하는 자기 공명 영상 장치 및 그 동작방법에 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 촬상에 이용한다.

최근에는 자기 공명 영상을 획득함에 있어서, 빠른 시간 내에 자기 공명 영상을 영상화하는 기술들에 대한 연구가 진행되고 있다.
전술한 자기 공명 영상을 영상화하는 기술에 대한 특허 문헌으로는 미국 특허출원 공개공보 US2009/0224759호(공개일: 2009. 09. 10)을 예로 들 수 있다. 상기 특허 문헌 US 2009/0224759호에는 미획득 데이터를 획득하여 완전한 k-스페이스 데이터를 획득하는 MRI시스템이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은, k 공간 데이터 획득 시간을 감소시키면서, 자기 공명 영상의 화질을 유지 또는 개선할 수 있는 자기 공명 장치 및 그 동작방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는, MR 파라미터의 제1 값을 기초로, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제1 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간 데이터를 획득하고, 상기 MR 파라미터의 제2 값을 기초로, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제2 미 획득 라인을 포함하는 제2 k 공간 데이터를 획득하는 데이터 획득부 및 상기 제1 k 공간 데이터에서, 제1 미 획득 라인 데이터 중 적어도 일부를 상기 제2 k 공간 데이터에 기초하여 보간하고, 제2 k 공간 데이터에서, 제2 미 획득 라인 데이터 중 적어도 일부를 상기 제1 k 공간 데이터에 기초하여 보간하는 영상 처리부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 획득부는, k 공간의 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호 및 k 공간의 제2 영역 일부 에 대응하는 자기 공명 신호를 샘플링하여, 상기 제2 영역에 상기 제1 미 획득 라인을 포함하는 상기 제1 k 공간 데이터를 획득하고, 상기 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호 및 상기 제2 영역 일부에 대응하는 자기 공명 신호를 샘플링하여, 상기 제2 영역에 상기 제2 미 획득 라인을 포함하는 상기 제2 k 공간 데이터를 획득하고, 상기 영상 처리부는, 상기 제1 미 획득 라인 데이터를 상기 제1 미 획득 라인에 대응하는 제2 k 공간의 획득 라인 데이터에 기초하여 복원하고, 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 상기 제2 미 획득 라인에 대응하는 제1 k 공간의 획득 라인 데이터에 기초하여 보간하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 영역은 상기 k 공간의 중심 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 k 공간의 상기 중심 영역이 아닌 외곽 영역인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 영역은 ACS(Auto Calibration Signal) 영역인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 영역에 대응하는 k 공간 데이터는 저주파 데이터이고, 상기 제2 영역에 대응하는 k 공간 데이터는 고주파 데이터인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 영상 처리부는, 상기 제1 k 공간의 가중치, 상기 제2 k 공간의 가중치에 기초하여, 상기 제1 미 획득 라인 데이터 및 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 영상 처리부는, 상기 제1 k 공간의 상기 제1 영역의 데이터에 기초하여 상기 제1 k 공간의 가중치를 계산하고, 상기 제2 k 공간의 상기 제1 영역의 데이터에 기초하여 상기 제2 k 공간의 가중치를 계산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 영상 처리부는, 상기 제1 k 공간의 제1 영역의 L2 놈(norm)값을 계산하여, 상기 제1 k 공간의 가중치로 하고, 상기 제2 k 공간의 제1 영역의 L2 놈(norm)값을 계산하여, 상기 제2 k 공간의 가중치로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 영상 처리부는, 상기 제2 k 공간의 가중치에 대한 상기 제1 k 공간의 가중치 비율을 상기 제1 미 획득 라인에 대응하는 제2 k 공간의 획득 라인 데이터에 곱하여, 상기 제1 미 획득 라인 데이터를 보간하고, 상기 제1 k 공간의 가중치에 대한 상기 제2 k 공간의 가중치 비율을 상기 제2 미 획득 라인에 대응하는 제1 k 공간의 획득 라인 데이터에 곱하여, 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 영상 처리부는, 상기 보간된 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터 중 적어도 하나에 부분 푸리에 재구성을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 영상 처리부는, 상기 보간된 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터에 기초하여, 상기 MR 파라미터 맵을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 동작방법은, MR 파라미터의 제1 값을 기초로, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제1 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간 데이터를 획득하는 단계, 상기 MR 파라미터의 제2 값을 기초로, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제2 미 획득 라인을 포함하는 제2 k 공간 데이터를 획득하는 단계 및 상기 제1 k 공간 데이터에서, 제1 미 획득 라인 데이터 중 적어도 일부를 상기 제2 k 공간 데이터에 기초하여 보간하고, 제2 k 공간 데이터에서, 제2 미 획득 라인 데이터 중 적어도 일부를 상기 제1 k 공간 데이터에 기초하여 보간하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 k 공간 데이터를 획득하는 단계는, k 공간의 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호 및 k 공간의 제2 영역 일부 에 대응하는 자기 공명 신호를 샘플링하여, 상기 제2 영역에 제1 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간 데이터를 획득하고, 상기 제2 k 공간 데이터를 획득하는 단계는, 상기 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호 및 상기 제2 영역 일부에 대응하는 자기 공명 신호를 샘플링하여, 상기 제2 영역에 제2 미 획득 라인을 포함하는 제2 k 공간 데이터를 획득하며, 상기 보간하는 단계는, 상기 제1 미 획득 라인 데이터를 상기 제1 미 획득 라인에 대응하는 제2 k 공간의 획득 라인 데이터에 기초하여 보간하고, 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 상기 제2 미 획득 라인에 대응하는 제1 k 공간의 획득 라인 데이터에 기초하여 보간하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 보간하는 단계는, 상기 제1 k 공간의 가중치, 상기 제2 k 공간의 가중치에 기초하여, 상기 제1 미 획득 라인 데이터 및 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 보간하는 단계는, 상기 제1 k 공간의 상기 제1 영역의 데이터에 기초하여 상기 제1 k 공간의 가중치를 계산하고, 상기 제2 k 공간의 상기 제1 영역의 데이터에 기초하여 상기 제2 k 공간의 가중치를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가중치를 계산하는 단계는, 상기 제1 k 공간의 제1 영역의 L2 놈(norm)값을 계산하여, 상기 제1 k 공간의 가중치로 하고, 상기 제2 k 공간의 제1 영역의 L2 놈(norm)값을 계산하여, 상기 제2 k 공간의 가중치로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 보간하는 단계는, 상기 제2 k 공간의 가중치에 대한 상기 제1 k 공간의 가중치 비율을 상기 제1 미 획득 라인에 대응하는 제2 k 공간의 획득 라인 데이터에 곱하여, 상기 제1 미 획득 라인 데이터를 보간하고, 상기 제1 k 공간의 가중치에 대한 상기 제2 k 공간의 가중치 비율을 상기 제2 미 획득 라인에 대응하는 제1 k 공간의 획득 라인 데이터에 곱하여, 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 장치의 동작방법은, 상기 보간된 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터 중 적어도 하나에 부분 푸리에 재구성을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 장치의 동작방법은, 상기 보간된 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터에 기초하여, 상기 MR 파라미터 맵을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 다른 k 공간의 샘플링 된 데이터들을 이용하여, 현재 k 공간의 샘플링되지 않은 데이터를 효율적으로 획득할 수 있다.

이에 따라, k 공간 데이터 획득 시간을 감소시키면서, 자기 공명 영상의 화질을 유지 또는 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공명 영상 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 통신부(70)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공명 영상 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공명 영상 장치의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 언더 샘플링된 k 공간들의 데이터 공유 방법을 설명하기 위하여 참조되는 도면이다.
도 7은 MR 파라미터 TR값에 따른 자기 공명 신호의 세기(S.I) 그래프를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공명 영상들 및 k 공간을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 공유 방법을 k 공간의 일부 데이터 획득에 적용하는 예를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10의 k 공간의 일부 데이터에 부분 푸리에 재구성 방법을 적용하여, k 공간의 풀 데이터를 획득하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 12 및 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공명 영상들을 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

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.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

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, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 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. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.

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.

본 명세서에서 "영상"은 이산적인 영상 요소들(예를 들어, 2차원 영상에 있어서의 픽셀들 및 3차원 영상에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 영상은 X-ray, CT, MRI, 초음파 및 다른 의료 영상 시스템에 의해 획득된 대상체의 의료 영상 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, "대상체"는 팬텀(phantom)을 포함할 수도 있다. 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미하는 것으로, 신체와 유사한 성질을 갖는 구형(sphere)의 팬텀을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 "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.

또한, 본 명세서에서 "자기 공명 영상 (MRI: Magnetic Resonance Imaging)"이란 핵자기 공명 원리를 이용하여 획득된 대상체에 대한 영상을 의미한다.

또한, 본 명세서에서 "펄스 시퀀스"란, MRI 장치에서 반복적으로 인가되는 신호의 연속을 의미한다. 펄스 시퀀스는 RF 펄스의 시간 파라미터, 예를 들어, 반복 시간(Repetition Time, TR) 및 에코 시간(Time to Echo, TE) 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 "펄스 시퀀스 모식도"란, MRI 장치 내에서 일어나는 사건(event) 들의 순서를 설명한다. 예컨대, 펄스 시퀀스 모식도란 RF 펄스, 경사 자장, MR 신호 등을 시간에 따라 보여주는 모식도일 수 있다.

MRI 장치는 특정 세기의 자기장에서 발생하는 RF(Radio Frequency) 신호에 대한 MR(Magnetic Resonance) 신호의 세기를 명암 대비로 표현하여 대상체의 단층 부위에 대한 이미지를 획득하는 장치이다. 예를 들어, 대상체를 강력한 자기장 속에 눕힌 후 특정의 원자핵(예컨대, 수소 원자핵 등)만을 공명시키는 RF 신호를 대상체에 순간적으로 조사했다가 중단하면 상기 특정의 원자핵에서 MR 신호가 방출되는데, MRI 장치는 이 MR 신호를 수신하여 MR 이미지를 획득할 수 있다. MR 신호는 대상체로부터 방사되는 RF 신호를 의미한다. MR 신호의 크기는 대상체에 포함된 소정의 원자(예컨대, 수소 등)의 농도, 이완시간 T1, 이완시간 T2 및 혈류 등의 흐름에 의해 결정될 수 있다.

MRI 장치는 다른 이미징 장치들과는 다른 특징들을 포함한다. 이미지의 획득이 감지 하드웨어(detecting hardware)의 방향에 의존하는 CT와 같은 이미징 장치들과 달리, MRI 장치는 임의의 지점으로 지향된 2D 이미지 또는 3D 볼륨 이미지를 획득할 수 있다. 또한, MRI 장치는, CT, X-ray, PET 및 SPECT와 달리, 대상체 및 검사자에게 방사선을 노출시키지 않으며, 높은 연부 조직(soft tissue) 대조도를 갖는 이미지의 획득이 가능하여, 비정상적인 조직의 명확한 묘사가 중요한 신경(neurological) 이미지, 혈관 내부(intravascular) 이미지, 근골격(musculoskeletal) 이미지 및 종양(oncologic) 이미지 등을 획득할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 자기 공명 영상 장치(100)는 갠트리(gantry)(20), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 장치 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60)를 포함할 수 있다.

갠트리(20)는 주 자석(22), 경사 코일(24), RF 코일(26) 등에 의하여 생성된 전자파가 외부로 방사되는 것을 차단한다. 갠트리(20) 내 보어(bore)에는 정자기장 및 경사자장이 형성되며, 대상체(10)를 향하여 RF 신호가 조사된다.

주 자석(22), 경사 코일(24) 및 RF 코일(26)은 갠트리(20)의 소정의 방향을 따라 배치될 수 있다. 소정의 방향은 동축 원통 방향 등을 포함할 수 있다. 원통의 수평축을 따라 원통 내부로 삽입 가능한 테이블(table)(28)상에 대상체(10)가 위치될 수 있다.

주 자석(22)은 대상체(10)에 포함된 원자핵들의 자기 쌍극자 모멘트(magnetic dipole moment)의 방향을 일정한 방향으로 정렬하기 위한 정자기장 또는 정자장(static magnetic field)을 생성한다. 주 자석에 의하여 생성된 자장이 강하고 균일할수록 대상체(10)에 대한 비교적 정밀하고 정확한 MR 영상을 획득할 수 있다.

경사 코일(Gradient coil)(24)은 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축 방향의 경사자장을 발생시키는 X, Y, Z 코일을 포함한다. 경사 코일(24)은 대상체(10)의 부위 별로 공명 주파수를 서로 다르게 유도하여 대상체(10)의 각 부위의 위치 정보를 제공할 수 있다.

RF 코일(26)은 환자에게 RF 신호를 조사하고, 환자로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, RF 코일(26)은, 세차 운동을 하는 원자핵을 향하여 세차운동의 주파수와 동일한 주파수의 RF 신호를 환자에게 전송한 후 RF 신호의 전송을 중단하고, 환자로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다.

예를 들어, RF 코일(26)은 어떤 원자핵을 낮은 에너지 상태로부터 높은 에너지 상태로 천이시키기 위하여 이 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수(Radio Frequency)를 갖는 전자파 신호, 예컨대 RF 신호를 생성하여 대상체(10)에 인가할 수 있다. RF 코일(26)에 의해 생성된 전자파 신호가 어떤 원자핵에 가해지면, 이 원자핵은 낮은 에너지 상태로부터 높은 에너지 상태로 천이될 수 있다. 이후에, RF 코일(26)에 의해 생성된 전자파가 사라지면, 전자파가 가해졌던 원자핵은 높은 에너지 상태로부터 낮은 에너지 상태로 천이하면서 라모어 주파수를 갖는 전자파를 방사할 수 있다. 다시 말해서, 원자핵에 대하여 전자파 신호의 인가가 중단되면, 전자파가 가해졌던 원자핵에서는 높은 에너지에서 낮은 에너지로의 에너지 준위의 변화가 발생하면서 라모어 주파수를 갖는 전자파가 방사될 수 있다. RF 코일(26)은 대상체(10) 내부의 원자핵들로부터 방사된 전자파 신호를 수신할 수 있다.

RF 코일(26)은 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수를 갖는 전자파를 생성하는 기능과 원자핵으로부터 방사된 전자파를 수신하는 기능을 함께 갖는 하나의 RF 송수신 코일로서 구현될 수도 있다. 또한, 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수를 갖는 전자파를 생성하는 기능을 갖는 송신 RF 코일과 원자핵으로부터 방사된 전자파를 수신하는 기능을 갖는 수신 RF 코일로서 각각 구현될 수도 있다.

또한, 이러한 RF 코일(26)은 갠트리(20)에 고정된 형태일 수 있고, 착탈이 가능한 형태일 수 있다. 착탈이 가능한 RF 코일(26)은 머리 RF 코일, 흉부 RF 코일, 다리 RF 코일, 목 RF 코일, 어깨 RF 코일, 손목 RF 코일 및 발목 RF 코일 등을 포함한 대상체의 일부분에 대한 RF 코일을 포함할 수 있다.

또한, RF 코일(26)은 유선 및/또는 무선으로 외부 장치와 통신할 수 있으며, 통신 주파수 대역에 따른 듀얼 튠(dual tune) 통신도 수행할 수 있다.

또한, RF 코일(26)은 코일의 구조에 따라 새장형 코일(birdcage coil), 표면 부착형 코일(surface coil) 및 횡전자기파 코일(TEM 코일)을 포함할 수 있다.

또한, RF 코일(26)은 RF 신호 송수신 방법에 따라, 송신 전용 코일, 수신 전용 코일 및 송/수신 겸용 코일을 포함할 수 있다.

또한, RF 코일(26)은 16 채널, 32 채널, 72채널 및 144 채널 등 다양한 채널의 RF 코일을 포함할 수 있다.

갠트리(20)는 갠트리(20)의 외측에 위치하는 디스플레이(29)와 갠트리(20)의 내측에 위치하는 디스플레이(미도시)를 더 포함할 수 있다. 갠트리(20)의 내측 및 외측에 위치하는 디스플레이를 통해 사용자 또는 대상체에게 소정의 정보를 제공할 수 있다.

신호 송수신부(30)는 소정의 MR 시퀀스에 따라 갠트리(20) 내부, 즉 보어에 형성되는 경사자장을 제어하고, RF 신호와 MR 신호의 송수신을 제어할 수 있다.

신호 송수신부(30)는 경사자장 증폭기(32), 송수신 스위치(34), RF 송신부(36) 및 RF 수신부(38)를 포함할 수 있다.

경사자장 증폭기(Gradient Amplifier)(32)는 갠트리(20)에 포함된 경사 코일(24)을 구동시키며, 경사자장 제어부(54)의 제어 하에 경사자장을 발생시키기 위한 펄스 신호를 경사 코일(24)에 공급할 수 있다. 경사자장 증폭기(32)로부터 경사 코일(24)에 공급되는 펄스 신호를 제어함으로써, X축, Y축, Z축 방향의 경사 자장이 합성될 수 있다.

RF 송신부(36) 및 RF 수신부(38)는 RF 코일(26)을 구동시킬 수 있다. RF 송신부(36)는 라모어 주파수의 RF 펄스를 RF 코일(26)에 공급하고, RF 수신부(38)는 RF 코일(26)이 수신한 MR 신호를 수신할 수 있다.

송수신 스위치(34)는 RF 신호와 MR 신호의 송수신 방향을 조절할 수 있다. 예를 들어, 송신 모드 동안에 RF 코일(26)을 통하여 대상체(10)로 RF 신호가 조사되게 하고, 수신 모드 동안에는 RF 코일(26)을 통하여 대상체(10)로부터의 MR 신호가 수신되게 할 수 있다. 이러한 송수신 스위치(34)는 RF 제어부(56)로부터의 제어 신호에 의하여 제어될 수 있다.

모니터링부(40)는 갠트리(20) 또는 갠트리(20)에 장착된 기기들을 모니터링 또는 제어할 수 있다. 모니터링부(40)는 시스템 모니터링부(42), 대상체 모니터링부(44), 테이블 제어부(46) 및 디스플레이 제어부(48)를 포함할 수 있다.

시스템 모니터링부(42)는 정자기장의 상태, 경사자장의 상태, RF 신호의 상태, RF 코일의 상태, 테이블의 상태, 대상체의 신체 정보를 측정하는 기기의 상태, 전원 공급 상태, 열 교환기의 상태, 컴프레셔의 상태 등을 모니터링하고 제어할 수 있다.

대상체 모니터링부(44)는 대상체(10)의 상태를 모니터링한다. 구체적으로, 대상체 모니터링부(44)는 대상체(10)의 움직임 또는 위치를 관찰하기 위한 카메라, 대상체(10)의 호흡을 측정하기 위한 호흡 측정기, 대상체(10)의 심전도를 측정하기 위한 ECG 측정기, 또는 대상체(10)의 체온을 측정하기 위한 체온 측정기를 포함할 수 있다.

테이블 제어부(46)는 대상체(10)가 위치하는 테이블(28)의 이동을 제어한다. 테이블 제어부(46)는 시퀀스 제어부(50)의 시퀀스 제어에 따라 테이블(28)의 이동을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 대상체의 이동 영상 촬영(moving imaging)에 있어서, 테이블 제어부(46)는 시퀀스 제어부(50)에 의한 시퀀스 제어에 따라 지속적으로 또는 단속적으로 테이블(28)을 이동시킬 수 있으며, 이에 의해, 갠트리의 FOV(field of view)보다 큰 FOV로 대상체를 촬영할 수 있다.

디스플레이 제어부(48)는 갠트리(20)의 외측 및 내측에 위치하는 디스플레이를 제어한다. 구체적으로, 디스플레이 제어부(48)는 갠트리(20)의 외측 및 내측에 위치하는 디스플레이의 온/오프 또는 디스플레이에 출력될 화면 등을 제어할 수 있다. 또한, 갠트리(20) 내측 또는 외측에 스피커가 위치하는 경우, 디스플레이 제어부(48)는 스피커의 온/오프 또는 스피커를 통해 출력될 사운드 등을 제어할 수도 있다.

시스템 제어부(50)는 갠트리(20) 내부에서 형성되는 신호들의 시퀀스를 제어하는 시퀀스 제어부(52), 및 갠트리(20)와 갠트리(20)에 장착된 기기들을 제어하는 갠트리 제어부(58)를 포함할 수 있다.

시퀀스 제어부(52)는 경사자장 증폭기(32)를 제어하는 경사자장 제어부(54), 및 RF 송신부(36), RF 수신부(38) 및 송수신 스위치(34)를 제어하는 RF 제어부(56)를 포함할 수 있다. 시퀀스 제어부(52)는 오퍼레이팅부(60)로부터 수신된 펄스 시퀀스에 따라 경사자장 증폭기(32), RF 송신부(36), RF 수신부(38) 및 송수신 스위치(34)를 제어할 수 있다. 여기에서, 펄스 시퀀스(pulse sequence)란, 경사자장 증폭기(32), RF 송신부(36), RF 수신부(38) 및 송수신 스위치(34)를 제어하기 위해 필요한 모든 정보를 포함하며, 예를 들면 경사 코일(24)에 인가하는 펄스(pulse) 신호의 강도, 인가 시간, 인가 타이밍(timing) 등에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.

오퍼레이팅부(60)는 시스템 제어부(50)에 펄스 시퀀스 정보를 지령하는 것과 동시에, MRI 장치 전체의 동작을 제어할 수 있다.

오퍼레이팅부(60)는 RF 수신부(38)로부터 수신되는 MR 신호를 처리하는 영상 처리부(62), 출력부(64) 및 입력부(66)를 포함할 수 있다.

영상 처리부(62)는 RF 수신부(38)로부터 수신되는 자기 공명 신호를 처리하여, 대상체(10)에 대한 자기 공명 화상 데이터를 생성할 수 있다.

영상 처리부(62)는 RF 수신부(38)가 수신한 자기 공명 신호에 증폭, 주파수 변환, 위상 검파, 저주파 증폭, 필터링(filtering) 등과 같은 각종의 신호 처리를 가한다.

영상 처리부(62)는, 예를 들어, 메모리의 k 공간 (예컨대, 푸리에(Fourier) 공간 또는 주파수 공간이라고도 지칭됨)에 디지털 데이터를 배치하고, 이러한 데이터를 2차원 또는 3차원 푸리에 변환을 하여 화상 데이터로 재구성할 수 있다.

한편, k 공간은 자기 공명 신호에 대한 로우 데이터(raw data) 의 집합을 의미하며, k 공간은 위치정보와 콘트라스트(contrast) 정보를 포함할 수 있다.

한편, k 공간에 배치되는 디지털 데이터는 언더 샘플링(undersamping)된 데이터일 수 있다. 이에 따라, k 공간의 일부 라인(line)에는 데이터가 배치되지 않고 비어있을 수 있다.

또한, 영상 처리부(62)는 필요에 따라, 화상 데이터(data)의 합성 처리나 차분 연산 처리 등도 수행할 수 있다. 합성 처리는, 픽셀에 대한 가산 처리, 최대치 투영(MIP)처리 등을 포함할 수 있다. 또한, 영상 처리부(62)는 재구성되는 화상 데이터뿐만 아니라 합성 처리나 차분 연산 처리가 행해진 화상 데이터를 메모리(미도시) 또는 외부의 서버에 저장할 수 있다.

또한, 영상 처리부(62)가 MR 신호에 대해 적용하는 각종 신호 처리는 병렬적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 다채널 RF 코일에 의해 수신되는 복수의 MR 신호에 신호 처리를 병렬적으로 가하여 복수의 MR 신호를 화상 데이터로 재구성할 수도 있다.

출력부(64)는 영상 처리부(62)에 의해 생성된 화상 데이터 또는 재구성 화상 데이터를 사용자에게 출력할 수 있다. 또한, 출력부(64)는 UI(user interface), 사용자 정보 또는 대상체 정보 등 사용자가 MRI 장치를 조작하기 위해 필요한 정보를 출력할 수 있다. 출력부(64)는 스피커, 프린터, CRT 디스플레이, LCD 디스플레이, PDP 디스플레이, OLED 디스플레이, FED 디스플레이, LED 디스플레이, VFD 디스플레이, DLP 디스플레이, PFD 디스플레이, 3D 디스플레이, 투명 디스플레이 등을 포함할 수 있고, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 출력 장치들을 포함할 수 있다.

사용자는 입력부(66)를 이용하여 대상체 정보, 파라미터 정보, 스캔 조건, 펄스 시퀀스, 화상 합성이나 차분의 연산에 관한 정보 등을 입력할 수 있다. 입력부(66)는 키보드, 마우스, 트랙볼, 음성 인식부, 제스처 인식부, 터치 스크린 등을 포함할 수 있고, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 입력 장치들을 포함할 수 있다.

도 1은 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60)를 서로 분리된 객체로 도시하였지만, 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60) 각각에 의해 수행되는 기능들이 다른 객체에서 수행될 수도 있다는 것은 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 영상 처리부(62)는, RF 수신부(38)가 수신한 MR 신호를 디지털 신호로 변환한다고 전술하였지만, 이 디지털 신호로의 변환은 RF 수신부(38) 또는 RF 코일(26)이 직접 수행할 수도 있다.

갠트리(20), RF 코일(26), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60)는 서로 무선 또는 유선으로 연결될 수 있고, 무선으로 연결된 경우에는 서로 간의 클럭(clock)을 동기화하기 위한 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 갠트리(20), RF 코일(26), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60) 사이의 통신은, LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 등의 고속 디지털 인터페이스, UART(universal asynchronous receiver transmitter) 등의 비동기 시리얼 통신, 과오 동기 시리얼 통신 또는 CAN(Controller Area Network) 등의 저지연형의 네트워크 프로토콜, 광통신 등이 이용될 수 있으며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 통신 방법이 이용될 수 있다.

도 2는 통신부(70)의 구성을 도시하는 도면이다. 통신부(70)는 도 1에 도시된 갠트리(20), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50) 및 오퍼레이팅부(60) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.

통신부(70)는 의료 영상 정보 시스템(PACS, Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있으며, 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 통신부(70)는 유선 또는 무선으로 네트워크(80)와 연결되어 외부의 서버(92), 외부의 의료 장치(94), 또는 외부의 휴대용 장치(96)와 통신을 수행할 수 있다.

구체적으로, 통신부(70)는 네트워크(80)를 통해 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT, MRI, X-ray 등 다른 의료 장치(94)에서 촬영한 의료 이미지 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부(70)는 서버(92)로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등을 수신하여 대상체의 진단에 활용할 수도 있다. 또한, 통신부(70)는 병원 내의 서버(92)나 의료 장치(94)뿐만 아니라, 의사나 고객의 휴대폰, PDA, 노트북 등의 휴대용 장치(96)와 데이터 통신을 수행할 수도 있다.

또한, 통신부(70)는 MRI 시스템의 이상 유무 또는 의료 영상 품질 정보를 네트워크(80)를 통해 사용자에게 송신하고 그에 대한 피드백을 사용자로부터 수신할 수도 있다.

통신부(70)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈(72), 유선 통신 모듈(74) 및 무선 통신 모듈(76)을 포함할 수 있다.

근거리 통신 모듈(72)은 소정 거리 이내의 위치하는 기기와 근거리 통신을 수행하기 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신 기술에는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

유선 통신 모듈(74)은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 수행하기 위한 모듈을 의미하며, 유선 통신 기술에는 페어 케이블(pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블 등을 이용한 유선 통신 기술이 포함될 수 있고, 그 밖에 당업자에게 자명한 유선 통신 기술이 포함될 수 있다.

무선 통신 모듈(76)은, 이동 통신망 상에서의 기지국, 외부의 장치, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공명 영상 장치를 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공명 영상 장치(200)는 데이터 획득부(210) 및 영상 처리부(220)를 포함할 수 있다.

도 3의 데이터 획득부(210)는 도 1의 RF 수신부(38) 또는 오퍼레이팅부(60)에 대응될 수 있으며, 도 3의 영상 처리부(220)는 도 1의 영상 처리부(62)에 대응될 수 있다.

데이터 획득부(210)는 MR 파라미터 맵을 형성하기 위해, 서로 다른 MR 파라미터 값을 가지는 데이터 세트를 획득할 수 있다. MR 파라미터 맵은 T1 맵, T2 맵, T2 강조 맵 등을 포함할 수 있으며, 영상 처리부(220)는 획득된 데이터 세트에 기초하여, MR 파라미터 맵을 형성할 수 있다. 상기와 같은 MR 파라미터 맵을 형성하기 위해, TR, FA, TI 등의 MR 파라미터 값을 다르게 설정하여 데이터 세트를 획득할 수 있다. 데이터 세트는 언더 샘플링된 데이터 세트일 수 있으며, k 공간 데이터일 수 있다.

예를 들어, 데이터 획득부(210)는 MR 파라미터의 제1 값을 기초로, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여 제1 k 공간 데이터를 획득하고, MR 파라미터의 제2 값을 기초로, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여 제2 k 공간 데이터를 획득할 수 있다. 이때, k 공간의 제1 영역에 대한 샘플링율을 k 공간의 제2 영역에 대한 샘플링율보다 크게 하여, k 공간 데이터를 획득할 수 있다. 이에 따라, 제2 영역의 획득 라인 데이터들의 밀도가 제1 영역의 획득 라인 데이터들의 밀도보다 작을 수 있다.

또한, 데이터 획득부(210)는 k 공간의 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호에 대해서는 풀 샘플링을 수행하고, 제2 영역에 대응하는 자기 공명 신호에 대해서는 언더 샘플링을 수행하여, 제2 영역에 미 획득 라인을 포함하는 k 공간 데이터를 획득할 수 있다.

영상 처리부(220)는 데이터 획득부(210)에서 획득한 데이터 세트에 기초하여, 샘플링되지 않은 미 획득 라인의 데이터를 보간할 수 있다.

예를 들어, 언더 샘플링되어 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 제1 k 공간의 획득 라인 데이터 또는 MR 파라미터 값을 다르게 설정하여 획득한 제2 k 공간의 획득 라인 데이터를 이용하여 보간할 수 있다.

제1 k 공간의 제1 영역에 포함되는 미 획득 라인 데이터의 경우, 제1 k 공간의 획득 라인 데이터를 이용하여 보간할 수 있으며, 이때, 압축 센싱 기법 등 다양한 방법을 사용하여, 데이터를 보간할 수 있다. 또한, 제1 k 공간의 제2 영역에 포함되는 미 획득 라인 데이터의 경우, 제2 k 공간의 획득 라인 데이터를 이용하여 보간할 수 있다.

이때, 영상 처리부(220)는 복수의 k 공간 각각에 대한 가중치를 계산할 수 있으며, 계산된 가중치를 적용하여 미 획득 라인 데이터를 보간할 수 있다.

또한, 보간된 k 공간 데이터에 기초하여, 부분 푸리에 재구성을 수행하여, 자기 공명 영상을 생성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공명 장치의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 자기 공명 장치(100, 200)는 MR 파라미터의 제1 값을 기초로, 언더 샘플링하여, 제1 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간 데이터 획득할 수 있다(S 310).

예를 들어, 자기 공명 장치(100, 200)는 MR 파라미터를 제1 값으로 설정하여, k 공간의 제1 영역 데이터에 대응하는 자기 공명 신호에 대해서는 풀 샘플링을 수행하고, 제2 영역 데이터에 대응하는 자기 공명 신호에 대해서는 언더 샘플링을 수행하여, 제1 k 공간을 획득할 수 있다. 이에 따라, 제1 k 공간은 제2 영역에 자기 공명 신호가 측정되지 않은 미 획득 라인을 포함할 수 있다.

또한, 자기 공명 장치(100, 200)는 MR 파라미터의 제2 값을 기초로, 언더 샘플링하여, 제2 미 획득 라인을 포함하는 제2 k 공간 데이터 획득할 수 있다(S 320).

예를 들어, 자기 공명 장치(100, 200)는 MR 파라미터를 제2 값으로 설정하여, k 공간의 제1 영역 데이터에 대응하는 자기 공명 신호에 대해서는 풀 샘플링을 수행하고, 제2 영역 데이터에 대응하는 자기 공명 신호에 대해서는 언더 샘플링을 수행하여, 제2 k 공간을 획득할 수 있다. 이에 따라, 제2 k 공간도 제2 영역에 자기 공명 신호가 측정되지 않은 미 획득 라인을 포함할 수 있다.

자기 공명 장치(100, 200)는 제1 미 획득 라인 데이터를 제2 k 공간 데이터에 기초하여 보간하고, 제2 미 획득 라인 데이터를 제1 k 공간 데이터에 기초하여 보간할 수 있다(S330).

예를 들어, 제1 k 공간의 제2 영역에서 샘플링되지 않은 미 획득 라인 데이터는 미 획득 라인 데이터에 대응하는 제2 k 공간의 획득 라인 데이터에 기초하여, 보간할 수 있다. 또한, 제2 k 공간의 제2 영역에서 샘플링되지 않은 미 획득 라인 데이터는 미 획득 라인 데이터에 대응하는 제1 k 공간의 획득 라인 데이터에 기초하여, 보간할 수 있다.

도 4의 동작방법에 대해서는 이하에서, 도 5 내지 도 13을 참조하여, 상세히 설명하기로 한다.

도 5 및 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 언더 샘플링된 k 공간들의 데이터 공유 방법을 설명하기 위하여 참조되는 도면이다.

도 5의 (a)는 MR 파리미터의 제1 값을 기초로 언더 샘플링된 제1 k 공간을 나타내고, 도 5의 (b)는 MR 파라미터의 제2 값을 기초로 언더 샘플링된 제2 k 공간을 나타낸다. 예를 들어, 제1 k 공간은 TR(Repetition Time)을 제1 값으로 설정하여, 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있으며, 제2 k 공간은 TR을 제2 값으로 설정하여, 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있다.

이외에도, 제1 k 공간은 FA(Flip angle)을 제1 값으로 설정하여, 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있으며, 제2 k 공간은 FA을 제2 값으로 설정하여, 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있다. 또한, 제1 k 공간은 TI(Inversion Time)를 제1 값으로 설정하고 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있으며, 제2 k 공간은 TI를 제2 값으로 설정하고 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 k 공간 및 제2 k 공간은 TR, FA, TI 이외에 다른 MR 파라미터를 서로 다른 값으로 설정하여, 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간들일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 다양한 MR 파라미터 중 TR을 예로 들어 설명하기로 한다.

한편, k 공간의 x축(kx축)은 주파수 엔코딩 방향(frequency encoding direction)을 나타내고, y축(ky축)은 위상 엔코딩 방향(phase encoding direction)을 나타낸다. 예를 들어, 도 5에 도시된 제1 k 공간 및 제2 k 공간은 ky 축으로 200개의 라인을 포함하며, kx축으로 400개의 라인을 포함한다. 또한, 도 5에서, 흰색으로 도시된 부분은 샘플링되어 자기 공명 신호가 측정된 라인(이하, 획득 라인(acquired line))을 나타내고, 검정색으로 도시된 부분은 샘플링되지 않아, 자기 공명 신호가 측정되지 않은 라인(이하, 미 획득 라인(not acquired line)을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 제1 k 공간(도 5의 (a)) 및 제2 k 공간(도 5의 (b))은 제1 영역(410) 및 제2 영역(420)을 포함할 수 있다. 제1 영역(410)은 데이터가 획득된 획득 라인으로만 구성될 수 있다. 즉, 자기 공명 장치(100, 200)는 제1 영역에 대해서 자기 공명 신호를 풀(full) 샘플링하여, 제1 영역에 대응하는 풀 데이터를 획득할 수 있다.

제1 영역(410)은 각각의 k 공간의 중심 영역일 수 있으며, 오토 캘리브레이션 시그널(ACS: Auto Calibration Signal)영역일 수 있다. 또한, 제1 영역(410)은 적어도 하나의 라인을 포함할 수 있으며, 제1 영역(410)에 포함되는 라인의 수는 미리 설정될 수 있다.

반면에, 제2 영역(420)은 데이터가 샘플링되지 않은 미 획득 라인(검정색으로 도시된 라인)을 포함할 수 있다. 즉, 자기 공명 장치(100, 200)는 제2 영역(420)에 대해, 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제2 영역(420) 일부에 대응하는 데이터만 획득할 수 있다.

상술한 바와 같이, 자기 공명 장치(100, 200)는, 제1 영역(410)에 대해서만 풀 샘플링하여 데이터를 획득하고, 제2 영역(420)에 대해서는 언더 샘플링하여 데이터를 획득함으로써, k 공간에 대한 데이터 획득시간을 단축할 수 있다.

다만, k 공간의 제2 영역(420)에서 샘플링되지 않은 미 획득 라인 데이터는 다른 k 공간의 제2 영역(420)에서 샘플링된 획득 라인 데이터를 이용하여 보간될 수 있다.

예를 들어, 도 5를 참조하면, 제1 k 공간(도 5의 (a))의 미 획득 라인(검정색으로 도시) 데이터는 미 획득 라인에 대응하는 제2 k 공간(도 5의 (b))의 획득 라인(흰색으로 도시) 데이터를 이용하여 보간할 수 있다(432). 또한, 제2 k 공간(도 5의 (b))의 미 획득 라인(검정색으로 도시) 데이터는 미 획득 라인에 대응하는 제1 k 공간(도 5의 (a))의 획득 라인(흰색으로 도시) 데이터를 이용하여 보간할 수 있다.

이에 따라, 제1 k 공간의 미 획득 라인 데이터들을 그에 대응하는 제2 k 공간의 획득 라인 데이터들을 이용하여 보간함으로써, 제1 k 공간의 제2 영역이 풀 데이터로 채워질 수 있으며, 제2 k 공간의 미 획득 라인 데이터들을 그에 대응하는 제1 k 공간의 획득 라인 데이터들을 이용하여 보간함으로써, 제2 k 공간의 제2 영역이 풀 데이터로 채워질 수 있다.

따라서, 제1 k 공간 및 제2 k 공간 전체 영역에 대하여 풀 샘플링을 하는 경우와 비교하면, 제1 k 공간 및 제2 k 공간에 대한 데이터 획득 시간은 단축될 수 있으며, 복원된 자기 공명 영상의 화질은 유지될 수 있다.

도 6을 참조하면, 도 6의 (a)는 MR 파리미터의 제1 값을 기초로 언더 샘플링된 제1 k 공간을 나타내고, 도 6의 (b)는 MR 파라미터의 제2 값을 기초로 언더 샘플링된 제2 k 공간을 나타내며, 도 6의 (c)는 MR 파라미터의 제3 값을 기초로 언더 샘플링된 제3 k 공간을 나타낸다. 예를 들어, 제1 k 공간은 TR을 제1 값으로 설정하고 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있으며, 제2 k 공간은 TR을 제2 값으로 설정하고 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있으며, 제 3 k 공간은 TR을 제3 값으로 설정하고 획득한 자기 공명 신호 데이터가 배치된 k 공간일 수 있다.

도 6의 (d)는 제2 k 공간의 샘플링되지 않은 데이터(미 획득 라인 데이터)를 제1 k 공간 데이터 및 제3 k 공간 데이터를 이용하여 보간한 제2 k 공간을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 제1 k 공간, 제2 k 공간 및 제3 k 공간의 제1 영역(511, 512, 513)은 데이터가 획득된 획득 라인으로만 구성될 수 있다. 즉, 자기 공명 장치(100, 200)는 제1 영역(511, 512, 513)에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 제1 영역(511, 512, 513)에 대한 풀 데이터를 획득할 수 있다.

한편, 제1 k 공간, 제2 k 공간 및 제3 k 공간은 제2 영역(521, 522, 523)에 자기 공명 신호 데이터가 샘플링되지 않은 미 획득 라인을 포함할 수 있다. 이때, 미 획득 라인은 적어도 하나 이상일 수 있다. 이때, 제2 k 공간의 미 획득 라인에 대응하는 제1 k 공간의 라인 및 제3 k 공간의 라인 중 적어도 하나는 데이터가 획득된 획득 라인일 수 있다. 예를 들어, 제2 k 공간의 n번째 라인이 미 획득 라인인 경우, 제1 k 공간의 n번째 라인 및 제3 k 공간의 n번째 라인 중 적어도 하나는 데이터가 획득된 획득 라인일 수 있다.

이에 따라, 제2 k 공간의 미 획득 라인 데이터는 미 획득 라인에 대응하는 제1 k 공간의 획득 라인 데이터 또는 제3 k 공간의 획득 라인 데이터를 이용하여 보간할 수 있다. 즉, 제2 k 공간의 제2 영역(522)에 포함되는 미 획득 라인 데이터는, 미 획득 라인에 대응하는 제1 k 공간(도 6의 (a))의 획득 라인(흰색으로 도시) 데이터를 이용하여 보간하거나(510), 미 획득 라인에 대응하는 제3 k 공간(도 6의 (c))의 획득 라인(흰색으로 도시) 데이터를 이용하여 보간할 수 있다(430). 이에 따라, 자기 공명 장치(100, 200)는 풀 데이터를 포함하는 제2 k 공간(도 6의 (d))을 형성할 수 있다.

도 7은 MR 파라미터 TR값에 따른 자기 공명 신호의 세기(S.I) 그래프를 나타낸다. 또한, 도 7에 도시된 복수의 k 공간은 그래프 각각의 점에서 획득한 k 공간을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 각 k 공간의 제1 영역(641, 642, 643, 644, 645, 646, 647)은 풀 샘플링되어 획득 라인으로만 구성되고, 제2 영역(제1 영역을 제외한 나머지 영역)은 언더 샘플링되어 미 획득 라인을 포함하며, 인접한 k 공간들을 이용하여, 제2 영역의 미 획득 라인 데이터들을 보간할 수 있다. 즉, 인접한 k 공간들 간에 제2 영역의 데이터를 공유(화살표로 도시)함으로써, 샘플링 되지 않은 미 획득 라인의 데이터를 보간할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, (n-1)번째 k 공간 데이터 및 (n+1)번째 k 공간 데이터를 사용하여 n번째 k 공간을 복원하는 방법을 사용하는 경우, k 공간의 제2 영역에 포함된 라인이 m개이면, 하나의 k 공간에서 제2 영역에 대하여 평균적으로 m/3개의 라인에 대해서만 데이터를 획득함으로써, 데이터 획득 시간을 감소시킬 수 있다.

한편, 도 7에는 n번째 k 공간을 복원하는 경우, (n-1)번째 k 공간 데이터 및 (n+1)번째 k 공간 데이터를 사용하여, n번째 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, n 번째 k 공간을 복원하는 경우, (n-2)번째 k 공간 데이터, (n-1)번째 k 공간 데이터, (n+1)번째 k 공간 데이터 및 (n+2)번째 k 공간 데이터를 사용하여, n번째 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간할 수 있다.

도 8은 TR을 1000ms로 설정한 경우의 자기 공명 영상들 및 k 공간을 나타낸다. 도 8의 (a)는 k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상을 나타내고, 도 의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 언더 샘플링된 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간하여, 생성한 자기 공명 영상을 나타내며, 도 8의 (c)는 도 8의 (a)의 자기 공명 영상과 도 8의 (b)의 자기 공명 영상의 차이 영상을 나타내고, 도 8의 (d)는 언더 샘플링된 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간하지 않고, 생성한 자기 공명 영상을 나타내며, 도 8의 (e)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 언더 샘플링된 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간한 k 공간을 나타낸다.

도 8의 (c)를 참조하면, k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상과 본 발명의 일 실시 예에 따라 언더 샘플링된 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간(다른 k 공간의 획득 라인 데이터 공유)하여, 생성한 자기 공명 영상의 차이가 거의 없음을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 k 공간 데이터 공유 방법은 제2 영역에 대해 언더 샘플링을 수행함으로써 데이터 획득 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 k 공간 데이터 공유 방법에 의해 보간된 k 공간에 기초하여, 생성된 자기 공명 영상의 화질은 풀 샘플링된 데이터를 이용하여 생성한 자기 공명 영상의 화질과 거의 유사하다.

한편, 다시 도 7을 참조하면, TR을 50ms으로 설정하여 획득한 k 공간(610)의 제2 영역의 미 획득 라인 데이터는, TR을 100ms으로 설정하여 획득한 k 공간(620) 데이터와 TR을 2000ms으로 설정하여 획득한 k 공간(630) 데이터를 이용하여, 보간할 수 있다.

이때, TR을 2000ms으로 설정하여 획득한 k 공간(630) 데이터와 TR을 50ms으로 설정하여 획득한 k 공간(610) 데이터간에 불연속이 발생할 수 있다. 이에 따라, TR이 2000ms인 경우에 획득한 k 공간(630)의 획득 라인 데이터를 TR이 50ms인 경우에 획득한 k 공간(610)의 미 획득 라인 데이터로 보간하여, 자기 공명 영상을 생성하면, 화질이 저하될 수 있다.

즉, MR 파라미터 값에 차이가 큰 경우, 인접한 k 공간 사이에 데이터 불연속이 존재하게 되고, 이를 보정하기 위하여 각각의 k 공간에 대한 가중치를 적용할 수 있다.

k 공간에 대한 가중치는 k 공간의 제1 영역에 배치되는 데이터들을 이용하여 계산할 수 있다. 예를 들어, k 공간의 중심영역 데이터들을 이용하여, 가중치를 계산할 수 있다. k 공간의 중심 영역 데이터는 주로 저주파 성분이 포함되며, MR 파라미터에 따라 신호의 크기가 크게 변하지 않으므로, 중심 영역 데이터를 기준으로 각각의 k 공간에 따른 가중치를 구하는 경우, 보간되는 데이터의 정확도가 증가할 수 있다.

예를 들어, k 공간에 대한 가중치는 다음의 식과 같이, k 공간의 중심영역 데이터들의 L2 norm(Euclidean norm) 값으로 계산될 수 있다.

예를 들어, x1, x2,..,xn은 k 공간의 중심 영역의 데이터들일 수 있다.

또한, k 공간의 중심 영역 중 기 설정된 라인에 대응하는 데이터들의 L2 norm 값을 해당 k 공간의 가중치로 할 수 있다. 이때, 기 설정된 라인의 데이터들에 대해서 수학식 1과 같이 L2 norm을 계산할 수 있다. 이때, 기 설정된 라인은 k 공간의 중심 라인일 수 있으며, 다만 이에 한정하는 것은 아니다.

각각의 k 공간에 대해 계산된 가중치는 미 획득 라인 데이터 보간에 이용할 수 있다. 예를 들어, 제1 k 공간에 대한 가중치를 W(k1), 제2 k 공간에 대한 가중치를 W(k2), 제3 k 공간에 대한 가중치를 W(k3)이라고 하고, 제2 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간하는 경우, 다음과 같은 식으로 보간될 수 있다.

여기서, X2, Y2는 제2 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 나타낸다. 이때, 미 획득 라인 X2에 대응하는 제1 k 공간의 획득 라인 데이터 X1에 제1 k 공간의 가중치에 대한 제2 k 공간의 가중치의 비율을 곱하여 제2 k 공간의 미 획득 라인 데이터 X2를 계산할 수 있다.

또한, 미 획득 라인 Y2에 대응하는 제3 k 공간의 획득 라인 데이터 Y3에 제3 k 공간의 가중치에 대한 제2 k 공간의 가중치의 비율을 곱하여 제2 k 공간의 미 획득 라인 데이터 Y2를 계산할 수 있다.

도 9는 TR을 1000ms로 설정한 경우의 자기 공명 영상들 및 k 공간을 나타낸다. 도 9의 (a)는 k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상을 나타내고, 도 9의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 가중치를 적용하여 언더 샘플링된 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간하고, 그에 기초하여 생성한 자기 공명 영상을 나타내며, 도 9의 (c)는 도 9의 (a)의 자기 공명 영상과 도 9의 (b)의 자기 공명 영상의 차이 영상을 나타내며, 도 9의 (d)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 가중치를 적용하여, 언더 샘플링된 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간한 k 공간을 나타낸다.

도 9의 (c)를 참조하면, k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상과 본 발명의 일 실시 예에 따라 언더 샘플링된 k 공간의 미 획득 라인 데이터를 보간(다른 k 공간의 획득 라인 데이터 공유)하여, 생성한 자기 공명 영상의 차이가 거의 없음을 알 수 있다. 또한, 도 8의 (c)와 비교해보면, 가중치를 적용하여 데이터를 보간한 경우가 가중치를 적용하지 않은 경우에 비해 k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상(도 8의 (a), 도 9의 (a))과 더욱 차이가 없음을 알 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미 획득 라인 데이터 보간 방법(데이터 공유 방법)을 k 공간의 일부 데이터 획득에 적용하는 예를 도시한 도면이다.

예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 k 공간 데이터 공유 방법은 부분 푸리에 재구성(partial fourier reconstruction)에 사용될 수 있다.

부분 푸리에 재구성은 k 공간 데이터의 대칭적인 특성을 이용하여, k 공간 전체에 대응하는 데이터를 획득하지 않고, 일부분의 데이터를 획득하여, 이를 기초로 k 공간의 나머지 데이터를 보간하는 것을 말한다.

예를 들어, k 공간이 y축, 즉, 주파수 엔코딩 방향(frquency encoding direction)으로 m개의 라인을 가지고, 오토 캘리브레이션 시그널(ACS: Auto calibration signal)영역으로 설정된 라인이 n개인 경우, 자기 공명 장치는 (m/2+n/2)개의 라인에 대응하는 자기 공명 영상 신호 데이터를 획득하여, 부분 푸리에 재구성을 수행함으로써, 자기 공명 영상을 생성할 수 있다.

이때, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 공유 방법을 적용하면, 하나의 k 공간에서, (m/2+n/2)개의 라인에 대한 데이터를 모두 획득할 필요 없이 일부 라인의 데이터를 획득하고, 다른 k 공간의 획득 라인 데이터를 이용하여, 미 획득 라인의 데이터를 보간함으로써, (m/2+n/2)개 라인에 대한 데이터를 획득할 수 있다.

예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, k 공간은 주파수 방향으로 200개의 라인을 가지고, ACS 영역으로 설정된 라인이 81번째 라인부터 120번째 라인인 경우, 1번째 라인부터 120번째 라인의 데이터들을 가지고 부분 푸리에 재구성을 수행할 수 있다. 이때, 121번째 라인부터 200번째 라인에 대응하는 신호값에 대해서는 샘플링을 수행하지 않고, 1번째 라인부터 120번째 라인에 포함되는 획득 라인 데이터를 가지고 보간할 수 있어, k 공간 획득시간이 빨라질 수 있다.

또한, 복수의 k 공간(제1k 공간, 제2 k 공간, 제3 k 공간)의 1번째 라인부터 120번째 라인의 데이터들을 획득하기 위해, 복수의 k 공간 각각에 대해서 ACS 영역으로 설정된 81번째 라인부터 120번째 라인에 대해서는 풀 샘플링을 수행하며, 1번째 라인부터 80번째 라인에 대해서는 언더 샘플링을 수행하고, 121번째 라인 내지 200번째 라인에 대해서는 샘플링을 수행하지 않을 수 있다.

또한, k 공간의 1번째 라인부터 80번째 라인들 중 샘플링되지 않은 미 획득 라인 데이터는 다른 k 공간의 샘플링된 획득 라인 데이터를 이용하여 보간할 수 있다.

예를 들어, 제1 k 공간 및 제3 k 공간의 언더 샘플링된 1번째 라인부터 80번째 라인들 중 획득 라인 데이터들을 이용하여, 제2 k 공간의 1번째 라인부터 80번째 라인들 중 샘플링되지 않은 미 획득 라인 데이터들을 보간할 수 있다.

이에 따라, 도 10의 (d)에 도시된 바와 같이, 제2 k 공간의 1번째 라인부터 120번째 라인은 모두 데이터를 포함할 수 있다.

도 11은 도 10의 k 공간의 일부 데이터(1번째 라인부터 120번째 라인 데이터)에 부분 푸리에 재구성 방법을 적용하여, k 공간의 풀 데이터를 획득하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 11의 (a)는 도 10의 (d)와 동일한 도면으로, 1번째 라인부터 120번째 라인이 데이터를 포함하는 k 공간을 나타낸다.

도 11의 (b)는 부분 푸리에 재구성 방법 중 POCS(Projection On to Convex Sets) 방법을 나타내는 도면이다. 본 명세서에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 공유 방법으로 획득한 k 공간의 일부 데이터를 POCS 방법에 적용하여, 부분 푸리에 재구성을 수행하는 것을 일예로 도시하고 설명할 뿐, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 다른 부분 푸리에 재구성 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 11의 (b)를 참조하면, 자기 공명 장치(100, 200)는 일부분 데이터(1번째 라인부터 120번째 라인 데이터)로 k 공간의 일부를 채우고(S710), 중심 영역 데이터를 추출하여(S720), 중심 영역 데이터에 대한 역 푸리에 변환을 수행하여, 제1 자기 공명 영상(810, ms(x,y))을 생성할 수 있다(S720). 또한, 제1 자기 공명 영상(810)에서 위상(phase) 정보(p(x,y)=exp(i arg(ms(a,y))))를 계산할 수 있다(S760).

한편, 자기 공명 장치(100, 200)는 일부분 데이터에 대한 역 푸리에 변환을 수행하여, 제2 자기 공명 영상(820, mi(x, y))을 생성할 수 있다(S740). 또한, 자기 공명 장치(100, 200)는 제2 자기 공명 영상(820)에서 크기(magnitude) 정보(abs(mi(x,y)))를 계산할 수 있다(S750)

자기 공명 장치(100, 200)는 760 단계(S760)에서 계산된 위상 정보 및 750 단계(S750)에서 계산된 크기 정보에 기초하여, 제3 자기 공명 영상(830)을 생성할 수 있다(S770).

자기 공명 장치(100, 200)는 제3 자기 공명 영상(830)에 대하여, 푸리에 변환을 수행하여, k 공간 데이터를 생성할 수 있으며(S780), 생성된 k 공간 데이터 중 121번째 라인 내지 200번째 라인 데이터를 이용하여, k 공간 데이터를 채울 수 있다(S790).

이에 따라, 자기 공명 장치(100, 200)는 k 공간의 일부 데이터에 대해 부분 푸리에 재구성 방법을 적용하여, k 공간의 풀 데이터를 획득할 수 있다.

도 12의 (a)는 k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상을 나타내고, 도 12의 (b)는 k 공간의 일부 데이터에 대하여 풀 샘플링한 후, 부분 푸리에 재구성 방법(POCS)을 사용하여, 생성한 자기 공명 영상을 나타내며, 도 12의 (c)는 도 12의 (a)의 자기 공명 영상과 도 12의 (b)의 자기 공명 영상의 차이 영상을 나타낸다.

한편, 도 13의 (a)는 k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상을 나타내고, 도 13의 (b)는 k 공간의 일부 데이터에 대하여 언더 샘플링한 후, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 공유 방법을 적용하여, 일부 데이터를 보간하고 이에 기초하여, 부분 푸리에 재구성 방법(POCS)을 사용하여, 생성한 자기 공명 영상을 나타내며, 도 13의 (c)는 도 13의 (a)의 자기 공명 영상과 도 13의 (b)의 자기 공명 영상의 차이 영상을 나타낸다.

도 13의 (c)를 참조하면, k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상과 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 공유 방법 및 부분 푸리에 재구성 방법을 사용하여, 획득한 자기 공명 영상의 차이가 거의 없음을 알 수 있다. 또한, 도 12의 (c)와 비교해보면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 공유 방법을 적용한 후, 부분 푸리에 재구성 방법을 사용한 경우가 데이터 공유 방법을 적용하지 않은 경우에 비해 k 공간에 대응하는 자기 공명 신호를 풀 샘플링하여, 생성한 자기 공명 영상과 더욱 차이가 없음을 알 수 있다.

즉, 도 13의 (c) 및 도 12의 (c)를 비교해보면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 공유 방법을 통하여 획득한 데이터는 위상 변화(phase variation)가 적어 아티팩트(artifact)가 감소함을 알 수 있다.

아래의 표 1은 MR 파라미터(TR) 값에 따른 k 공간 데이터 획득 시간을 나타낸다.

표 1에서 비교예 1은 각각의 k 공간에 대해 풀 샘플링을 하는 경우의 k 공간 데이터 획득시간을 나타내고, 실시예 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 공유 방법을 적용하는 경우, k 공간 데이터 획득시간을 나타내며, 실시예 2는 일 실시 예에 따른 데이터 공유 방법과 부분 푸리에 재구성 방법을 적용하는 경우, k 공간 데이터 획득시간을 나타낸다.

표 1을 참조하면, 실시예 1은 비교예 1에 대비하여, k 공간 데이터 획득 시간이 2.3배 감소할 수 있으며, 실시예 2는 비교예 1에 대비하여, k 공간 데이터 획득 시간이 3.6배 감소함을 알 수 있다.

또한, 도 8의 (c) 및 도 13의 (c)에 도시된 차이 영상을 참조하면, 비교예 1에 대비하여, 실시예 1 및 실시예 2의 k 공간 데이터를 이용하여, 생성된 자기 공명 영상의 화질 차이가 거의 없음을 알 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 공유 방법을 적용하여, 보간된 k 공간에 기초하여, MR 파라미터 맵을 구성하거나 자기 공명 영상을 생성하는 경우, 자기 공명 영상의 화질은 유지 또는 개선될 수 있으며, 데이터 획득 시간은 감소될 수 있다.

한편, 본 발명의 자기 공명 영상 장치의 동작방법은 자기 공명 영상 장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (23)

1. MR 파라미터의 제1 값을 기초로, k 공간의 제1 영역 및 제2 영역에 대응하는 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제1 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간 데이터를 획득하고, 상기 MR 파라미터의 제2 값을 기초로, 상기 k 공간의 제1 영역 및 제2 영역에 대응하는 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제2 미 획득 라인을 포함하는 제2 k 공간 데이터를 획득하는 데이터 획득부; 및
   상기 제1 k 공간 데이터에서, 제1 미 획득 라인 데이터를 상기 제1 미 획득 라인과 동일한 위치를 가지는 상기 제2 k 공간 데이터의 획득 라인 데이터에 기초하여 보간하고, 제2 k 공간 데이터에서, 제2 미 획득 라인 데이터를 상기 제2 미 획득 라인과 동일한 위치를 가지는 상기 제1 k 공간 데이터의 획득 라인 데이터에 기초하여 보간하는 영상 처리부를 포함하고,
   상기 제1 값 및 상기 제2 값은 서로 다른 값이고, 상기 제1 k 공간 데이터에서 상기 제1 미 획득 라인의 위치와 상기 제2 k 공간 데이터에서 상기 제2 미 획득 라인의 위치는 서로 다르고,
   상기 데이터 획득부는,
   상기 제1 영역의 샘플링율을 상기 제2 영역의 샘플링율보다 크게 하여, 언더 샘플링을 수행하고,
   상기 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터에서, 상기 제1 영역의 획득 라인 데이터의 밀도는 상기 제2 영역의 획득 라인 데이터의 밀도보다 큰 자기 공명 영상 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 데이터 획득부는,
   상기 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호 및 상기 제2 영역 일부에 대응하는 자기 공명 신호를 샘플링하여, 상기 제2 영역에 상기 제1 미 획득 라인을 포함하는 상기 제1 k 공간 데이터를 획득하고,
   상기 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호 및 상기 제2 영역 일부에 대응하는 자기 공명 신호를 샘플링하여, 상기 제2 영역에 상기 제2 미 획득 라인을 포함하는 상기 제2 k 공간 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 영역은 상기 k 공간의 중심 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 k 공간의 상기 중심 영역이 아닌 외곽 영역인 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 영역은 ACS(Auto Calibration Signal) 영역인 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 영역에 대응하는 k 공간 데이터는 저주파 데이터이고, 상기 제2 영역에 대응하는 k 공간 데이터는 고주파 데이터인 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 영상 처리부는,
   제1 k 공간의 가중치, 제2 k 공간의 가중치에 기초하여, 상기 제1 미 획득 라인 데이터 및 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 영상 처리부는,
   상기 제1 k 공간의 상기 제1 영역의 데이터에 기초하여 상기 제1 k 공간의 가중치를 계산하고, 상기 제2 k 공간의 상기 제1 영역의 데이터에 기초하여 상기 제2 k 공간의 가중치를 계산하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 영상 처리부는,
   상기 제1 k 공간의 제1 영역의 L2 놈(norm)값을 계산하여, 상기 제1 k 공간의 가중치로 하고, 상기 제2 k 공간의 제1 영역의 L2 놈(norm)값을 계산하여, 상기 제2 k 공간의 가중치로 하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 영상 처리부는,
   상기 제2 k 공간의 가중치에 대한 상기 제1 k 공간의 가중치 비율을 상기 제1 미 획득 라인과 동일한 위치를 가지는 상기 제2 k 공간 데이터의 획득 라인 데이터에 곱하여, 상기 제1 미 획득 라인 데이터를 보간하고,
   상기 제1 k 공간의 가중치에 대한 상기 제2 k 공간의 가중치 비율을 상기 제2 미 획득 라인과 동일한 위치를 가지는 상기 제1 k 공간 데이터의 획득 라인 데이터에 곱하여, 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 보간된 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터 중 적어도 하나에 부분 푸리에 재구성을 수행하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 보간된 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터에 기초하여, 상기 MR 파라미터 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
12. MR 파라미터의 제1 값을 기초로, k 공간의 제1 영역 및 제2 영역에 대응하는 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제1 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간 데이터를 획득하는 단계;
    상기 MR 파라미터의 제2 값을 기초로, 상기 k 공간의 제1 영역 및 제2 영역에 대응하는 자기 공명 신호를 언더 샘플링하여, 제2 미 획득 라인을 포함하는 제2 k 공간 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 제1 k 공간 데이터에서, 제1 미 획득 라인 데이터를 상기 제1 미 획득 라인과 동일한 위치를 가지는 상기 제2 k 공간 데이터의 획득 라인 데이터에 기초하여 보간하고, 제2 k 공간 데이터에서, 제2 미 획득 라인 데이터를 상기 제2 미 획득 라인과 동일한 위치를 가지는 상기 제1 k 공간 데이터의 획득 라인 데이터에 기초하여 보간하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 값과 상기 제2 값은 서로 다른 값이고, 상기 제1 k 공간 데이터에서 상기 제1 미 획득 라인의 위치와 상기 제2 k 공간 데이터에서 상기 제2 미 획득 라인의 위치는 서로 다르고,
    상기 제1 k 공간 데이터를 획득하는 단계 및 상기 제2 k 공간 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 제1 영역의 샘플링율을 상기 제2 영역의 샘플링율보다 크게 하여, 언더 샘플링을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터에서, 상기 제1 영역의 획득 라인 데이터의 밀도는 상기 제2 영역의 획득 라인 데이터의 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 k 공간 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호 및 상기 제2 영역 일부 에 대응하는 자기 공명 신호를 샘플링하여, 상기 제2 영역에 제1 미 획득 라인을 포함하는 제1 k 공간 데이터를 획득하고,
    상기 제2 k 공간 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 제1 영역에 대응하는 자기 공명 신호 및 상기 제2 영역 일부에 대응하는 자기 공명 신호를 샘플링하여, 상기 제2 영역에 제2 미 획득 라인을 포함하는 제2 k 공간 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 k 공간의 중심 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 k 공간의 상기 중심 영역이 아닌 외곽 영역인 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영역은 ACS(Auto Calibration Signal) 영역인 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영역에 대응하는 k 공간 데이터는 저주파 데이터이고, 상기 제2 영역에 대응하는 k 공간 데이터는 고주파 데이터인 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
17. 제12항에 있어서,
    상기 보간하는 단계는,
    제1 k 공간의 가중치, 제2 k 공간의 가중치에 기초하여, 상기 제1 미 획득 라인 데이터 및 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
18. 제16항에 있어서,
    상기 보간하는 단계는,
    상기 제1 k 공간의 상기 제1 영역의 데이터에 기초하여 상기 제1 k 공간의 가중치를 계산하고, 상기 제2 k 공간의 상기 제1 영역의 데이터에 기초하여 상기 제2 k 공간의 가중치를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 가중치를 계산하는 단계는,
    상기 제1 k 공간의 제1 영역의 L2 놈(norm)값을 계산하여, 상기 제1 k 공간의 가중치로 하고, 상기 제2 k 공간의 제1 영역의 L2 놈(norm)값을 계산하여, 상기 제2 k 공간의 가중치로 하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
20. 제17항에 있어서,
    상기 보간하는 단계는,
    상기 제2 k 공간의 가중치에 대한 상기 제1 k 공간의 가중치 비율을 상기 제1 미 획득 라인과 동일한 위치를 가지는 상기 제2 k 공간 데이터의 획득 라인 데이터에 곱하여, 상기 제1 미 획득 라인 데이터를 보간하고, 상기 제1 k 공간의 가중치에 대한 상기 제2 k 공간의 가중치 비율을 상기 제2 미 획득 라인과 동일한 위치를 가지는 상기 제1 k 공간 데이터의 획득 라인 데이터에 곱하여, 상기 제2 미 획득 라인 데이터를 보간하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
21. 제12항에 있어서,
    상기 동작방법은,
    상기 보간된 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터 중 적어도 하나에 부분 푸리에 재구성을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
22. 제12항에 있어서,
    상기 동작방법은,
    상기 보간된 제1 k 공간 데이터 및 제2 k 공간 데이터에 기초하여, 상기 MR 파라미터 맵을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치의 동작방법.
23. 제12항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체이며,
    상기 기록매체는
    ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 또는 광 데이터 저장장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.

Images