KR20040005682A - 조영제 지원 혈관조영 측정의 그래픽 설계 장치를 갖는핵스핀 단층 촬영 장치 - Google Patents
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Abstract
조영제 지원 혈관조영 측정의 그래픽 설계를 위한 장치를 갖는 핵스핀 단층 촬영 장치
본 발명은 일반적으로 환자를 검사하기 위해 의료용으로 사용되는 핵스핀 단층 촬영(유의어:자기공명 단층촬영, MRT)에 관한 것이다. 본 발명은 특히 조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 장치를 갖는 핵스핀 단층 촬영 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 일반적으로는 환자 검사를 위해 의학에서 사용되는 핵스핀 단층 촬영(유의어:자기공명 단층 촬영, MRT)에 관한 것이다. 본 발명은 특히 조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계 장치를 갖는 핵스핀 단층 촬영 장치에 관한 것이다.
핵스핀 공명의 물리적인 현상을 기초로 하는 MRT는 의학 및 생물리학에서 영상화 방법으로서 15년간 성공적으로 사용되어 왔다. 이러한 검사 방법에서는 물체가 일정한 강력 자계에 노출된다. 그럼으로써 이전에는 비정렬 상태였던 물체 내 원자의 핵스핀이 정렬 상태가 된다. 이제 고주파가 이러한 "정렬된" 핵스핀을 특정한 진동으로 여기시킬 수 있다. 이러한 진동은 MRT에서 고유의 측정 신호를 발생시키는데, 상기 측정 신호는 적합한 수신 코일에 의해 수신된 것이다. 이러한 경우에 경사코일을 통해 발생된 불균일한 자계를 사용함으로써 측정 물체가 3차원으로 부호화될 수 있으므로, 이를 일반적으로 "공간 부호화"라고 한다.
MRT로 데이터를 촬영하는 것은 소위 k 공간(유의어:주파수 공간)에서 이루어진다. 소위 영상 공간 내의 MRT 영상은 푸리어 변환에 의해 k 공간에서 MRT 데이터와 결합된다. k 공간을 고정시키는 물체의 공간 부호화는 3차원 방향으로의 경사에 의해 이루어진다. 이때 층 선택(물체 내에 촬영층을 고정시킴, 통상적으로 z 축), 주파수 부호화(층 내에 한 방향을 고정시킴, 통상적으로 x 축) 및 위상 부호화(층 내에 제 2 차원을 정함, 통상적으로 y 축)으로 구분된다. 또한 z 축에 따른 위상 부호화에 의해 선택된 층이 또다른 층으로 분할될 수 있다.
또한 우선은 선택적으로 하나의 층이 예컨대 z 방향으로 여기되고 경우에 따라서는 위상 부호화가 z 방향으로 실행된다. 층 내 공간 정보의 부호화는 직각을 이루는 두 개의 경사자계-이미 언급됨-를 이용하여 조합된 위상 부호화 및 주파수 부호화에 의해 이루어지며, 상기 경사자계는 z 방향으로 여기된 층에서 x 및 y 방향으로의 경사 코일-이미 언급됨-에 의해 발생된다.
검사될 물체의 모든 층을 측정하기 위해서는 영상 시퀀스(예컨대 경사 에코 시퀀스, FLASH)가 상이한 위상 부호화 경사값(Gy)에 대해 N 번 반복된다. 이러한 경우 여기되는 개별 HF 펄스의 시간 간격을 반복시간(TR)이라고 표기한다. 핵 공명 신호(예컨대 경사 에코 신호)는 △t-클록화된 ADC(아날로그 디지털 변환기)를 통한 각각의 시퀀스 전송시 판독 경사(GX)가 존재하는 가운데 등거리 시간 단계(△t)에서 마찬가지로 N 번 샘플링되고 디지털화되며 저장된다. 이러한 방식으로 N ×N 데이터 점들을 갖는 숫자 행렬(k 공간 내의 행렬 및 k 행렬)이 얻어진다. 이러한 데이터 세트로부터 푸리에 변환에 의해 N ×N 픽셀의 해상도를 갖는 관찰된 층의 MR 영상이 직접 재구성될 수 있다(N ×N 점들을 갖는 대칭 행렬은 단지 하나의 예일 뿐이고, 비대칭 행렬이 생성될 수도 있다). 물리적 근거로 볼 때 k 행렬의 중심 영역에 있는 값은 주로 조영에 대한 정보를 담고 있고, k 행렬의 가장자리 영역에 있는 값은 주로 변환된 MRT 영상의 해상도에 관한 정보를 담고 있다.
평면 표시 방식으로 신체의 단면 영상들이 전 방향으로 촬영될 수 있다. 의료 진단학에서 단면 영상 방법으로서의 MRT는 우선은 "비침입성(英:noninvasive)"검사 방법으로서의 특징을 갖는다. 그럼에도 불구하고 특히 혈관조영 촬영(즉 신체에서, 특히 피가 통하는 기관의 혈관 촬영)의 경우에 고유의 MR 영상에 나타나는 조영에 경계가 설정되는데, 이러한 경계는 조영제의 사용에 의해 크게 확대될 수 있다. 자기공명 단층 촬영시 사용되는 조영제의 효과는 통상적으로 예컨대 종축 이완시간 또는 횡축 이완시간(T1및 T2)과 같은 조영 측정 파라미터의 영향을 받는다. 임상용으로 사용될 경우에는 T1-단축 작용을 갖는 3가 가돌리늄(Gd3+)이 획득된다. 소위 킬레이트화합물(DTPA,Diethylentriaminepentaaceticacid)에 결합되면서 가돌리늄은 독성을 잃게 되므로, Gd-DTPA는 통상적으로 정맥내로 투여될 수 있다. 이때 심장으로 직접 통하는 하나의 정맥이 선택되고, 상기 심장은 결국 조영제를 전체 동맥계에 분할한다. 일반적인 시퀀스(T1-가중 스핀에코시퀀스, 경사에코시퀀스 등)의 경우에는 가속화된 T1-이완이 MR 신호의 증가를 야기한다. 즉 관련 조직이 높은 명도의 MR 영상으로 표시된다. 이러한 방식으로 예컨대 머리-, 목-, 심장- 또는 신장 혈관의 또렷하고 조영이 풍부한 영상들이 측정될 수 있다.
상기와 같은 조영제 지원 방법을 자기공명 단층 촬영에서는 일반적으로 "조영증강 혈관조영술(英:ContrastEnhancedMR Angiography, CE MRA)이라고 한다. 조영제 지원 혈관 촬영의 품질은 실질적으로는 측정을 특성화하는 단계의 시간 조정에 따라 좌우되며, 이는 일반적으로 타이밍 또는 조영제 타이밍으로 표기된다. 가장 중요한 단계:조영제 주입, k 공간 행렬의 중심의 측정지속 및 측정. 가능한한 우수한 조영을 달성하기 위해서는 k 행렬의 중심 영역의 측정시 촬영 관심 구역에서 최대의 조영제 농도가 존재하도록 추구된다. 이를 근거로 해서 종래기술에 따른 조영 증강 혈관조영술이 다음과 같이 실행된다:
1. 관심 혈관 계통의 위치를 대략 검출해서 최적의 촬영층을 도출하기 위해서 먼저 상이한 층들의 개관 촬영(英:Localizer)이 실행된다.
2. 관심 구역(英:RegionOfInterest, ROI)에서 조영제 농축도의 시간 진행을 검출하는 소위 테스트 볼루스 측정이 실행된다. 이를 위해서 시점(T2)(도 2)에서 극소량(대략 2ml)의 조영제가 정맥내로 주입되고, 그리고 나서 (통상적으로 초당) ROI 내에 있는 동맥의 MR 강도가 측정된다. 평가 소프트웨어를 이용하여 ROI 내에서의 조영제(30)의 강도 특성이 도 2에서와 같이 표시될 수 있다. 조영제 주입의 시작 시점(T2)에서 충분량(A, B - 통상적으로 최대값의 75 내지 80%)의 조영제가 농축되는 시점(T3)까지를 일반적으로 천이시간(英:BolusArrivalTime, BAT)이라고 한다. 그리고 나서 사용자는 상기 BAT를 토대로 해서 시간지연(英:Delay)(T4)을 계산하는데, 상기 시간지연에 따라서 -주입시점(T2 또는 Tinj)에 관련하여- 고유의 측정 프로토콜(예컨대 개별 스핀에코시퀀스 또는 경사에코 시퀀스)이 시작되어야만 한다. 사용자는 상기 지연시간(도 2)을 계산하기 위해서 이제 구역에 따른 실험값을 사용하거나 상기 실험값의 신뢰 공식을 사용한다. 여기서 사용될 수 있는 공식은 다음과 같다:
Delay=BAT-TA/4
Delay=BAT+Tinj/2-TA/2
Delay=BAT-TTC+15%TA 등.
상기 식에서 TA는 사용된 시퀀스(英:Acquisition Time, TA)의 전체 측정 시간(T4 내지 T6)을 나타내고, TTC(英:Time To Center)는 k 행렬의 중심 행을 측정하는 시퀀스 시작(T5)에 따른 시간을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이 지연시간(T2 내지 T4)은, TA가 농축의 최대영역(A와 B 사이의 시간)으로 들어가고 추가적으로 TTC(T5)에 따라서 ROI 내 최대의 조영제 농도에서 k 행렬의 중심 행이 측정되도록 바람직하게 선택되거나 계산되어야만 한다. 또한 테스트 볼루스 측정은 전방에서의 고유의 CE MRA 측정의 조영을 최적화할 수 있도록 하기 위해서 측정 준비 및 시간 설계를 실행하는데 사용된다.
3. 테스트 볼루스 측정후에는 조영전 측정, 즉 조영제없이 실행되는 MR 측정이 실행된다. 상기와 같은 조영제 주입없이 실행되는 고유 촬영시 ROI 내에서 관심 대상이 아니지만 후속되는 조영제 촬영(조영후 촬영)에서도 촬영되는 조직이 촬영된다. 조영전 촬영 및 조영후 촬영이 후에 화면상에서 감산됨으로써 상기 조직은 CE MRA 방법의 마지막 단계에서 계산된다.
4. 상기 조영전 측정의 끝지점에서 더 많은 양(대략 20ml)의 조영제 농축이 수동적으로 이루어진다.
5. 계산되거나 조절된 지연시간 후에 조영전 측정, 즉 선택되거나 조절된 MR 시퀀스의 시작 및 종료가 자동으로 이루어진다.
6. CE MRA의 마지막 단계에서 조영전 측정 및 조영후 측정의 촬영이 화면상에서 후처리(英:Postprocessing)의 형태로 감산된다.
단계 1 내지 6에서 기술된 바와 같은 CE MRA 측정은 매우 결정적인 종료를 갖는 것을 특징으로 한다. 측정 진행곡선의 시간적 계획은 실질적으로는 추가의 생리학적 인자를 고려할 필요없이 부동식에 따라 이루어진다. 이로 인해 측정은 최적의 시점에 이루어질 수 없게 된다. 측정이 너무 일찍 시작되면, 조영 정보를 담고있는 k 행렬의 중심 영역이 ROI 내 조영제 농축이 아직 최적화되지 않은 시점에 측정된다. 그 결과 측정을 무효화시키는 에지 진동(Gibbs-Ringing)의 형태로 인위 구조(artefact)가 나타남으로써 영상 품질이 나빠진다. 측정이 너무 늦게 시작되면, 혈관 계통의 정맥 부분에서 이미 발생하는 조영제 농축에 의해 촬영시 정맥과 동맥이 중첩됨으로써 상기와 같은 측정도 마찬가지로 무효가 된다.
따라서 본 발명의 목적은 MRT 장치의 사용자가 조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 시간 설계를 쉽고 최적으로 실행할 수 있도록 하는 것이다.
도 1은 핵스핀 단층 촬영 장치의 개략도이고,
도 2는 관심구역에서의 동맥내 조영제 농축의 특성을 검출하기 위한, 종래기술에 따른 테스트 볼루스 측정의 다이아그램이며,
도 3은 정맥계 내에서의 시간적으로 지연된 조영제 농축을 고려하면서 조영제 지원 혈관조영 MR 측정의 최적의 측정 영역을 검출하기 위한 본 발명에 따른 TEST-BOLUS 카드를 도시하고,
도 4는 한편으로는 테스트 볼루스 측정의 평가를 최적화하고 다른 한편으로는 조영제 지원 혈관조영 MR 측정을 그래픽으로 설계할 수 있는, 본 발명에 따른 ANGIO 카드를 확대한 것이며,
도 5는 그래픽으로 설계된 조영제 지원 혈관조영 MR 측정의 시간 진행곡선을 나타낸 본 발명에 따른 PROZESS 카드를 도시한 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 독립항의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명의 중심 사고는 더 바람직한 방식으로 종속항에서 전개된다.
본 발명에 따르면 상호작용하는 사용자 표면의 그래픽 표시를 위한 장치를 갖는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치가 제공되는데, 상기 사용자 표면 상에 상기 핵스핀 단층 촬영 장치가 파라미터의 입력 및/또는 선택에 의해 구성될 수 있다. 이와 같은 테스트 볼루스 카드 형태의 그래픽으로 표시된 사용자 표면 상에는 준비된 테스트 볼루스 측정의 결과가 그래픽으로 표시되는데, 상기 준비된 테스트볼루스 측정에서 조영제 지원 자기공명 혈관조영 측정의 시간적 계획을 위해 동맥내 조영제 농축의 시간 진행곡선이 검출된다.
종래기술에서와는 달리 본 발명에 따르면 테스트 볼루스 측정시 정맥내 조영제 농축의 시간 진행곡선도 고려되고 테스트 볼루스 카드에서 그래픽으로 표시된다.
본 발명에 따르면 테스트 볼루스 측정의 평가는, 처리장치가 테스트 볼루스 측정의 촬영된 영상 시리즈로부터 표시된 하나의 표준 편차 영상을 산출하고 상기 표준 편차 영상 내에 평가될 동맥내 영역 및 정맥내 영역이 마킹되고 전체 시리즈에 관련하여 평가됨으로써, 간소화된다.
측정 시점을 조영제 범람의 시간 특성곡선에 매칭시킬 수 있도록 하기 위해서는 본 발명에 따르면 정맥내- 및 동맥내 조영제 농축의 진행곡선에 대해 추가적으로 정확한 척도로 MR 측정 프로토콜이 측정 바아 형태로 그래픽으로 표시된다.
CE MRA 측정의 본 발명에 따른 그래픽 설계는, 측정 바아가 서로에 대해 상대적으로, 그리고 정맥내- 및 동맥내 조영제 농축의 진행곡선에 대해 상대적으로 이동됨으로써 이루어진다.
이러한 경우에 상기 이동은 본 발명에 따라 상응하는 입력창에 입력함으로써 또는 마우스에 의해 이루어진다.
본 발명에 따르면 측정의 진행곡선이 시간 흐름 바아에 의해 실행될 수 있다.
이러한 경우에 시간 흐름 바아에 의해 측정의 진행곡선을 관찰하기 위해서는추가의 PROZESS-카드가 검출된다.
또한 본 발명에 따라 상기 핵스핀 단층 촬영 장치에 의한 조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계 방법이 제공된다.
종속항 제 10항 내지 16항은 본 발명에 따른 방법의 중심 사고를 바람직하게 전개한다.
또한 본 발명에 따르면 컴퓨터 소프트웨어 제품이 제공되는데, 상기 컴퓨터 소프트웨어 제품은 핵스핀 단층 촬영 장치와 연결된 연산 장치가 작동될 경우에 상기 방법을 실행한다.
본 발명의 추가의 장점, 특징 및 특성이 첨부된 도면에 관련한 실시예에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 MR-Time-of-Flight 혈관조영 촬영의 개선된 조영특성을 갖는 핵스핀 단층 촬영 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 여기서 상기 핵스핀 단층 촬영 장치의 구조는 종래의 단층 촬영 장치의 구조와 동일하다. 기본 계자석(1)이 예컨대 신체의 검사될 부분과 같은 물체의 검사영역 내에 핵스핀을 분극화하고 정렬하기 위해 시간적으로 일정한 강력 자계를 발생시킨다. 핵스핀 공명측정을 위해 필요한 기본계자석의 높은 균일도는 구형 측정 공간(M) 내에서 정해지며, 상기 공간(M) 내로 신체의 검사될 부분이 들어가게 된다. 상기 균일도 요구를 지지하고 특히 시간적으로 일정한 작용들을 제거하기 위해, 적합한 지점에 소위 강자성 재료로 만들어진 심(shim)-플레이트가 설치된다. 시간적으로 가변하는 영향들이 심-코일(2)에 의해 제거되고, 상기 심-코일(2)은 심-전원(15)에 의해 제어된다.
상기 기본계자석(1) 내에 원통형 경사 코일 시스템(3)이 삽입되며, 상기 경사 코일 시스템(3)은 3개의 부분 권선으로 이루어진다. 각각의 부분 권선은 증폭기(14)에 의해 평행 좌표계의 개별 방향으로 일차 경사 자계를 발생시키기 위해 전류를 공급받는다. 여기서 상기 경사 자계 시스템(3)의 제 1 부분 권선은 x 방향으로 경사(Gx)를 발생시키며, 제 2 부분 권선은 y 방향으로 경사(Gy)를 발생시키고, 제 3 부분 권선은 z 방향으로 경사(Gz)를 발생시킨다. 각각의 증폭기(14)는 디지털/아날로그 변환기를 포함하며, 상기 디지털/아날로그 변환기는 시퀀스 제어 장치(18)에 의해 시간에 따른 경사 자계의 발생을 위해 제어된다.
상기 경사 자계 시스템(3)의 내부에는 고주파 안테나(4)가 존재하며, 상기 고주파 안테나(4)는 고주파 전력 증폭기(30)에 의해 방출된 고주파 펄스를 핵을 여기시키고 검사될 물체의 핵스핀 또는 검사될 물체 영역의 핵스핀을 정렬하기 위해서 교번 자계로 변환시킨다. 또한 상기 고주파 안테나(4)에 의해 핵스핀으로부터 발생한 교번 자계, 즉 통상적으로 하나 이상의 고주파 펄스 및 하나 이상의 경사 펄스로 이루어진 펄스 시퀀스로부터 호출된 핵스핀 에코 신호가 증폭기(7)에 의해 고주파 시스템(22)의 고주파 수신 채널(8)로 공급된 전압으로 변환된다. 또한 상기 고주파 시스템(22)은 송신 채널(9)을 포함하며, 상기 송신 채널(9)에서 자기 핵 공명의 여기를 위한 고주파 펄스가 발생된다. 이러한 경우 상기 각각의 고주파 펄스가 설치 컴퓨터(20)에 의해 사전설정된 펄스 주파수로 인해 시퀀스 제어장치(18)에서 복소수의 수열로서 디지털로 표시된다. 이러한 수열은 실수부분 및 허수부분으로서 각각 하나의 입력(12)에 의해 고주파 시스템(22) 내의 디지털/아날로그 변환기로 공급되어서, 상기 디지털/아날로그 변환기로부터 상기 송신 채널(9)로 공급된다. 상기 송신 채널(9)에서 펄스 주파수가 고주파 캐리어 신호로 변조되는데, 상기 신호의 기본 주파수는 측정 공간 내 핵스핀의 공명 주파수와 동일하다.
송/수신 모드의 변환은 송수 전환기(英:duplexer)(6)에 의해 이루어진다. 상기 고주파 안테나(4)는 핵스핀을 여기시키기 위해 측정 공간(M) 내부로 고주파 펄스를 방출하고 그 결과로 발생하는 에코신호를 샘플링한다.
이에 상응해서 획득되는 핵 공명 신호는 고주파 시스템(22)의 수신 채널(8)에서 위상 판별적으로 복조되어서, 각각의 아날로그/디지털 변환기에 의해 측정 신호의 실수부분 및 허수부분으로 변환된다. 영상 컴퓨터(17)에 의해 상기와 같이 획득된 측정 데이터로부터 하나의 영상이 재구성된다. 측정 데이터, 영상 데이터 및 제어 프로그램의 관리는 설치 컴퓨터(20)에 의해 이루어진다. 제어 프로그램이 주어짐으로써 시퀀스 제어 장치(18)는 소정의 개별 펄스 시퀀스의 발생 및 이에 상응하는 k 행렬의 샘플링을 제어한다. 특히 상기 시퀀스 제어 장치(18)는 시간에 따른 경사의 전환, 정해진 위상 및 진폭을 갖는 고주파 펄스의 방출 및 핵 공명 신호의 수신을 제어한다. 상기 고주파 시스템(22) 및 시퀀스 제어 장치(18)에 대한 타임베이스는 신시사이저(19)를 이용한다. MRT 장치의 구성, 이에 상응하여 핵스핀 영상을 발생시키기 위한 제어 프로그램의 선택, 그리고 발생된 핵스핀 영상의 표시는 하나의 키보드 및 하나 이상의 모니터를 갖는 단말기(21)에 의해 이루어진다.
상기 MRT 장치의 구성을 위해서는 상기 단말기(21)의 모니터상에 상이한 카드(英:Pop-Up)가 호출될 수 있다. 이러한 카드들은 설치 컴퓨터(20)에 의해 발생된다. 상기 카드에는 입력창이 표시되고, 상기 입력창 내에 사용자가 측정 파라미터값을 입력함으로써 MRT 장치가 세팅될 수 있다. 이러한 카드들은 테마에 따라 나누어진다. 따라서 특히 플립각도가 조절될 수 있도록 구성된 CONTRAST 카드, 예컨대 에코시간, 반복시간 및 층 수가 입력될 수 있는 ROUTINE 카드, k 행렬이 구성될 수 있는 AUFLOESUNG 카드, 소정의 시퀀스 타입(경사 에코 시퀀스, 정상 상태 스핀 에코 시퀀스, True-Fisp, EPI, FLASH 등)이 선택될 수 있도록 구성된 SEQUENZ 카드가 선택될 수 있다.
본 발명의 관점에서는 테스트 볼루스 측정을 위해서도 사용자에게 마찬가지로 하나의 카드가 제공될 수 있다. 이와 같은 TEST-BOLUS 카드(33)가 도 3에 도시된다. 이러한 TEST-BOLUS 카드(33)에는 평가된 테스트 볼루스 측정의 결과로서-평가 소프트웨어를 이용해서 사용자에 의해 평가가 이루어짐-의 결과로서 주입 시점(T2)에 따른 조영제 농축의 진행곡선(30)이 맨 처음 그래픽으로 표시된다. 또한 본 발명에 따라 그래픽으로부터 천이시간(T3)(동맥내 BAT)이 자동으로 검출된다. 본 발명에 따른 또다른 관점에서는 상기 TEST-BOLUS 카드(33)에 정맥내 조영제 농축의 진행곡선(31)이 표시되고 정맥내 천이시간(T4)(정맥내 BAT)도 자동으로 검출될 수 있다. 종래기술에 따른 테스트 볼루스 측정(도 2)과는 달리 상기 TEST-BOLUS 카드(33)에는 본 발명에 따라 조영제 농축의 두 개의 진행곡선(30, 31)이 표시되는데, 이때 동맥내 조영제 농축과 정맥내 조영제 농축이 중첩된다.
정맥내 조영제 농축이 CE MRA 측정에 미치는 작용은 이미 언급하였다: 조영전 측정(TA)이 정맥계 내 뚜렷한 조영제 농축 영역에서 시간적으로 떨어질 경우에는(Delay+TA > 정맥내 BAT), 영상 내에 동맥 혈관 및 정맥 혈관이 중첩된다; 이러한 촬영은 무효가 된다. 따라서 본 발명에 따르면 일반적으로 CE MRA 촬영시 측정 계획에서 정맥내 조영제 농축(31)이 고려되어야만 한다. 이를 위해서 TEST-BOLUS 카드(33)에서의 자동 평가가 두 개의 천이시간(T3, T7)(동맥내 BAT 및 정맥내 BAT)을 제공하고, 상기 천이시간(T3, T7)의 시간차에 의해 소위 시간창(△)(T3 내지 T7, A와 C 사이의 영역)이 나타난다. 조영후 측정의 측정시간(TA)이 이러한 시간창 보다 작을 경우에는(TA<△), 상기 조영후 측정은 통상적으로 주입후에 다음과 같은 시간:
Delay=동맥내 BAT
에 시작된다(즉 T3=T4). 상기 조영후 측정의 측정시간이 이러한 시간창 보다 클 경우에는(TA>△), 상기 조영후 측정의 시작은 다음과 같은 공식:
Delay= 동맥내 BAT-TTC+△/2
에 따라 바람직하게 계산된다.
동맥내 조영제 농축의 시간 진행곡선(30) 및 정맥 내 조영제 농축의 시간 진행곡선(31), 그리고 시간창(△)은 일반적으로 개별 혈액 순환 상태에 따라 좌우된다. 상기 혈액 순환 상태는 한편으로는 환자에 따라(저혈압), 다른 한편으로는 병적 상태에 따라(염증 침전물이나 좌창에 의한 혈관의 좋지못한 혈액 공급), 그리고구역에 따라(두개 내 구역(두개골)은 대략 5초, 목혈관 및 폐혈관은 4 내지 8초, 신장 및 복부 동맥은 10초 미만, 골반 내 혈관은 20 내지 30초, 말초 혈관은 60초 미만의 △을 갖는다) 좌우된다. 본 발명에 따르면 CE MRA 측정의 전방에서 두 개의 진행곡선(30, 31)의 실험에 따른 결정에 의해 본 발명의 개별 상태에 측정 계획이 개별적으로 매칭될 수 있다.
도 4는 한편으로는 테스트 볼루스 측정의 평가가 본 발명에 따라 최적화되고 다른 한편으로는 조영제 지원 혈관조영 MR 측정이 본 발명에 따라 그래픽으로 설계될 수 있는, 본 발명에 따른 ANGIO 카드(34) 형태의 TEST-BOLUS 카드(33)를 확대한 것이다.
위에서 이미 언급한 바와 같이 테스트 볼루스 측정(동맥내 또는 정맥내)이 상기와 같이 형성될 경우, 소량의 주입후 T2에서 한 층의 영상으로 이루어진 시리즈가 촬영된다(통상적으로 초당 1 영상). 종래 기술에 따른 테스트 볼루스 측정의 평가는, 사용자가 이미지를 개별적으로 평가할 수 있도록 하는 평가 소프트웨어를 작동시켜야만 하는 방식으로 이루어진다. 사용자는 개별 영상들의 비교에 의해 동맥 및 정맥 영역을 찾아내서(강도 변화를 근거로 해서), 상기 영역을 마킹하고, 상기 평가 소프트웨어에 의해 도 2 또는 도 3에 따른 마킹된 영역의 강도 진행곡선(30, 31)을 그래픽으로 표시할 수 있다.
본 발명에서는 테스트 볼루스 측정(들)의 평가가 자동화되어서 간소화되어야만 한다. 테스트 볼루스 측정의 범주 내에서 한 층의 영상 시리즈가 촬영된 후에, 본 발명에 따라 ANGIO 카드(34) 내에서 상기 영상 시리즈의 표준편차(英:Standard-Deviation-, STD DEV-)-영상(25)이 사용자에게 제공된다. 상기와 같은 STD DEV 영상(25)은 도 4의 오른쪽 상부에 도시된다. 이는 예컨대 설치 컴퓨터(25)에 의해 검출되는데, 이때 상기 설치 컴퓨터(25)가 시리즈로 이루어진 개별 영상의 강도를 합산한다. 도 4의 STD DEV 영상(25)은 목의 단면을 보여준다; 기관(27)은 어두운 영역으로서, 정맥(29) 및 동맥(28)은 밝은 점으로서 표시된다. 사용자는 이제(해부학적 지식을 근거로 해서) 동맥(28) 및 정맥(29)을 원으로 표시해야만 한다. AUSWERTE 버튼(26)을 작동시킴으로써 동맥내 조영제 농축의 진행곡선 및 정맥내 조영제 농축의 진행곡선(30, 31)이 그래픽으로 표시된다.
본 발명에 따른 간소화는, 영상을 선택하기 위해서 사용자가 더 이상 평가 소프트웨어(평가 툴)에 들어갈 필요가 없다는데 있다. 테스트 볼루스 측정이 끝난 직후에 ANGIO 카드(34)의 표면상에서 사용자에게 개관 영상(25)이 제공되며, 상기 개관 영상(25) 내에서 사용자는 마킹될 관련 영역(28, 29)을 즉시 검출할 수 있다. 혈관의 마킹은 적합한 알고리즘에 의해서도 자동화될 수 있다.
도 4의 ANGIO 카드(34)에서 본 발명의 또다른 관점이 수행된다: ANGIO 카드(34)에서 조영제 지원 혈관조영 MR 측정을 그래픽으로 설계할 수 있는 가능성이 사용자에게 주어진다. 이를 위해서 시간축하에서 개별 측정이 측정 바아(32)의 형태로 표시되며, 상기 측정 바아(32)는 조영 진행곡선(30, 31)에 의해 시간적으로 조정될 수 있다. 도 4에 도시된 상태는 4개의 측정 바아(32)를 보여주며, 상기 측정 바아(32)는 각각 서로에 대한 상이한 간격을 갖는다. 측정 횟수는 입력 필드인 "MESSUNGEN"에 의해 정해질 수 있다. 종래 기술에서와 같이 조영전 측정으로서의제 1 측정은 항상 관심 층의 고유 측정(조영제 없이 실행됨)을 표시한다. 그 다음에 실행되는 조영후 측정은 조영제를 사용해서 동일한 층을 기록한다.
미리 구성된 사운드 데이터 세트에 의해 개별 측정 직전 및 직후에 출력되는, 도 4에서 검게 표시된 호흡 명령(VO, 英:Voice Output)에 의해, 개별 측정은 동일한 자세에서 수행되고 측정될 층의 해부학적 상태가 변경되지 않도록 보장된다. 측정전의 호흡 명령을 예컨대 "FEST EINATEM-ATEM ANHALTEN"이라고 한다. 측정후의 호흡 명령을 예컨대 "NORMAL WEITERATMEN"이라고 한다.
고유 측정은 회색으로 마킹된 영역(TA) 동안에 실행된 세팅된 MR 시퀀스의 흐름으로 나타난다. 이러한 경우에 빗금친 영역은 k 행렬의 중심 행이 샘플링되는 시간 영역을 나타낸다. 이러한 시간 영역은 촬영되는 영상의 조영에 영향을 미친다. k 행렬의 중심이 정확하게 측정되는 시점은 빗금친 영역의 중심에 있는 선(k0)으로 표시된다.
시간 길이(TA)는 모든 측정에서 일반적으로 동일하지만, 조영제 위상이 상이한 경우에 상이한 공간 해상도를 달성하기 위해서는 다르게 선택될 수도 있다. 파라미터는 CE MRA 실험전에 모든 시퀀스 파라미터(반복시간, 에코시간, 샘플링시간 등)의 선택에 의해 다른 카드에 의한 사용자의 상호작용에 의해 정해지므로, ANGIO 카드에서는 변경될 수 없다. 상기와 같은 카드(35)(PROGRAMM, ROUTINE, KONTRAST, SEQUENZ 등)는 도 4의 하부 영역에 도시된 필드(35)를 마우스로 클릭함으로써 호출될 수 있다.
ANGIO 카드(34)를 이용하여 실행된 CE MRA 측정의 본 발명에 따른 그래픽 설계는, 사용자가 개별 측정을 측정 바아(32)의 형태로 서로에 대해 상대적으로, 그러나 주로 조영제 농축의 진행곡선(30, 31)에 대해 상대적으로 배치시키도록 형성된다.
조영후 측정(T6-T8, T9-T10)사이의 시간 간격은 입력 필드인 "PAUSE NACH MESSUNG x"에 입력될 수 있거나(x>1, x∈N), 또는 마우스에 의해 시간축을 따라 이동될 수 있다. 마우스에 의한 이동시에는 이에 상응하는 값이 입력창에 자동으로 업데이트된다.
고유 측정과 제 1 조영후 측정(T1 내지 T4)사이의 시간 간격은 시간 간격 PAUSE(T1 내지 T4) 및 DELAY(T2 내지 T4)로 이루어진다. 상기 두 개의 값은 사용자에 의해 마찬가지로 본 발명에 따라 변경될 수 있는데, 특히 PAUSE 및 DELAY의 값을 이에 상응하는 입력창에 그래픽으로 수동 입력하거나 또는 마우스에 의해 실행된다. 예컨대 상기 PAUSE는 시간축을 따라서 주입 시점의 클릭해서 이동시킴으로써 변경될 수 있다(이와 동시에 조영제 진행곡선의 이동이 야기된다). DELAY는 제 1 조영후 측정의 측정 바아의 클릭 및 이동에 의해 변경될 수 있다.
이상적으로는 측정들간의 시간 간격, 특히 조영전 측정과 조영후 측정(T1 내지 T4)사이의 시간 간격이 가급적 짧아야만 한다; 환자는 측정시 동일한 위치에 고정되어야만 하고 경우에 따른 위치 변경도 가급적 피해야만 한다. 그러나 다양한 이유로부터 측정들간, 또는 측정과 주입 시점간의 어느정도의 시간 간격이 요구된다. DELAY(T2 내지 T4)는 예컨대, 제 1 조영후 측정의 시간(TA=T4-T6)이 시간창(△)(A 내지 C 및 T3 내지 T7) 내에 놓여있고 동맥내 최대 조영제 농축시에는 k 행렬의 중심 행(T5에서 TTC)의 측정이 이루어지도록 선택되어야만 한다. 중환자나 허약한 환자일 경우에는 상황에 따라서 호흡 정지후에 다시 숨을 들이쉬거나 회복하기 위해서 환자에게 여러번 심호흡할 기회를 제공할 필요가 있다. 이러한 이유로 PAUSE를 이에 상응하여 세팅하거나 HOLD 버튼을 작동시킬 수 있다. 상기 HOLD 버튼(36)이 작동될 경우에는 본 발명에 따라 CE MRA 측정의 측정 진행이 고유 측정 직후에(T1에서) 정지된다. 이와 동시에 모니터상에 본 발명에 따라 CONTINUE 버튼(24)이 나타나고, 상기 CONTINUE 버튼(24)은 사용자에게 주입 시점(T2)을 갖는 CE MRA 측정을 계속할 수 있도록 한다. PAUSE는 이와 같이 임의로 확장될 수 있다.
본 발명에 따르면 최종적으로 CE MRA 측정의 진행을 그래픽으로 함께 실행될 수 있는 가능성이 사용자에게 주어져야만 한다. 이러한 이유로 ANGIO 카드(34)에서 그래픽 필드하에서 시간 흐름 바아(23)(英:Progress-Bar)가 실행되며, 상기 시간 흐름 바아(23)는 CE MRA 측정의 실제 시점을 가시화한다. 이러한 측정 흐름은 본 발명에 따라 고유의 카드(37)에도 표시되며, 상기 카드(37)는 고유 측정이 시작되면서 단말기(21)의 모니터상에 나타난다. 상기와 같은 카드(37)는 도 5에 도시되며 본 발명에서는 PROZESS 카드(37)로 표기된다. 도 4의 ANGIO 카드(34)에서 HOLD 버튼(36)이 작동될 경우에는, CE MRA 측정을 계속할 수 가능성을 사용자에게 부여하기 위해서 PROZESS 카드(37)의 CONTINUE 버튼(24)을 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 특징들은 제시된 상응하는 장점들과 다음과 같이 결합된다:
1. 고유 카드(33)에 테스트 볼루스 측정의 결과들을 그래픽으로 표시하고 천이시간(BAT)을 자동 검출하는 것이 쉬워져서, CE MRA 측정의 시간 조정을 위한 준비가 가속화된다.
2. 정맥계 내 조영제 농축의 시간 진행곡선(31)을 고려함으로써 (시간창을 결정함으로써) (제 1) 조영후 측정의 시간 조정에 관련하여 더욱 개선된 입사 안정성이 달성된다.
3. 표준 편차 영상(25)을 자동으로 검출함으로써 테스트 볼루스 측정의 평가가 더욱 신속해진다.
4. 조영제 농축 진행곡선(30, 31)이 동시에 표시될 때 이동가능한 측정 바아(32)의 형태로 조영전 측정 및 조영후 측정을 표시함으로써 CE MRA 측정의 그래픽 설계, 및 이로 인한 최적의 안전 설계가 달성되기 때문에, 부동식을 사용할 필요가 없다.
5. 특히 고유의 PROZESS 카드(37) 내에 시간 흐름 바아(23)에 의해 시간 측정 흐름을 표시함으로써 사용자가 측정 흐름을 시간에 따라 정확하게 실행할 수 있게 된다.
본 발명에 의해 MRT 장치의 사용자가 조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 시간 설계를 쉽고 최적으로 실행할 수 있게 된다.
Claims (17)
- 상호작용하는 사용자 표면(35)을 그래픽으로 표시하기 위한 장치(20, 21)를 갖는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치로서, 상기 사용자 표면(35)상에 상기 핵스핀 단층 촬영 장치가 파라미터의 입력 및/또는 선택에 의해 구성될 수 있는, 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치에 있어서,그래픽으로 표시된 사용자 표면이 테스트 볼루스 카드(33)의 형태로 준비된 테스트 볼루스 측정의 결과를 상기 사용자 표면상에 그래픽으로 표시되며, 상기 테스트 볼루스 측정에서 조영제 지원 자기공명 혈관조영 측정의 시간 설계를 위해 동맥내 조영제 농축의 시간 진행곡선(30)이 검출되는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 테스트 볼루스 측정에서 정맥내 조영제 농축의 시간 진행곡선(31)도 고려되어서, 상기 테스트 볼루스 카드(33) 내에 그래픽으로 표시되는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 처리 장치(20)가 테스트 볼루스 측정의 촬영된 영상 시리즈로부터 표시된 하나의 표준 편차 영상(25)을 산출하고, 상기 표준 편차 영상(25) 내에 평가될동맥내 영역 및 정맥내 영역(28, 29)이 마킹되고 전체 영상 시리즈에 관련하여 평가될 수 있는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치.
- 제 3항에 있어서,상기 정맥내 조영제 농축의 진행곡선 및 동맥내 조영제 농축의 진행곡선(30, 31)에 대해 추가적으로 측정 바아(32) 형태의 MR 측정 프로토콜이 정확한 척도로 그래픽으로 표시되는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치.
- 제 4항에 있어서,상기 측정 바아(32)가 서로에 대해 상대적으로, 그리고 정맥내 조영제 농축의 진행곡선 및 동맥내 조영제 농축의 진행곡선(30, 31)에 대해 상대적으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치.
- 제 5항에 있어서,상기 이동이 상응하는 마우스에 의해, 또는 상응하는 입력창에 값을 입력함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치.
- 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 측정의 진행곡선이 시간 흐름 바아(23)에 의해 실행될 수 있는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치.
- 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,상기 시간 흐름 바아(23)에 의해 상기 측정의 진행곡선을 관찰하기 위해서 또다른 PROZESS 카드(37)가 검출되는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치의 처리 장치.
- 상호작용하는 사용자 표면(35)의 그래픽 표시를 위한 장치(20, 21)를 갖는 핵스핀 단층 촬영 장치에 의한 조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법으로서, 상기 사용자 표면(35) 상에 상기 핵스핀 단층 촬영 장치가 파라미터의 입력 및/또는 선택에 의해 구성될 수 있는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법에 있어서,상기 그래픽으로 표시된 사용자 표면이 테스트 볼루스 카드(33)의 형태로 검출되고, 상기 테스트 볼루스 카드(33)상에 준비된 테스트 볼루스 측정의 결과가 그래픽으로 표시되며, 상기 준비된 테스트 볼루스 측정에서 조영제 지원 자기공명 혈관조영 측정의 시간 설계를 위해서 동맥내 조영제 농축의 시간 진행곡선(30)이 검출되는 것을 특징으로 하는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 테스트 볼루스 측정에서 정맥내 조영제 농축의 시간 진행곡선(31)도 고려되어서, 상기 테스트 볼루스 카드(33) 내에 그래픽으로 표시되는 것을 특징으로 하는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법.
- 제 9항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,상기 처리 장치(20)가 상기 테스트 볼루스 측정의 촬영된 영상 시리즈로부터 표시된 하나의 표준 편차 영상(25)을 산출하고, 상기 표준 편차 영상(25) 내에 평가될 동맥내 영역 및 정맥내 영역(28, 29)을 마킹하고 전체 영상 시리즈에 관련하여 평가할 수 있는 것을 특징으로 하는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법.
- 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,상기 정맥내 조영제 농축의 진행곡선 및 동맥내 조영제 농축의 진행곡선(30, 31)에 대해 추가적으로 측정 바아(32) 형태의 MR 측정 프로토콜이 정확한 척도로 그래픽으로 표시되는 것을 특징으로 하는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법.
- 제 12항에 있어서,상기 측정 바아(32)가 서로에 대해 상대적으로, 그리고 정맥내 조영제 농축의 진행곡선 및 동맥내 조영제 농축의 진행곡선(30, 31)에 대해 상대적으로 이동될수 있는 것을 특징으로 하는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법.
- 제 13항에 있어서,상기 이동이 마우스에 의해, 또는 상응하는 입력창 내에 값을 입력함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법.
- 제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,상기 측정의 진행곡선이 상기 시간 흐름 바아(23)에 의해 실행될 수 있는 것을 특징으로 하는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법.
- 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 시간 흐름 바아(23)에 의해 상기 측정의 진행곡선을 관찰하기 위해서 또다른 PROZESS 카드(37)가 검출되는 것을 특징으로 하는,조영제 지원 혈관조영 MRT 측정의 그래픽 설계를 위한 방법.
- 컴퓨터 소프트웨어 제품에 있어서,상기 컴퓨터 소프트웨어 제품이 핵스핀 단층 촬영 장치와 연결된 연산장치(17, 18, 19, 20)에서 작동될 경우에 청구항 제 9항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 소프트웨어 제품.
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