KR20060051013A - Ｐｅｔ - ｍｒｉ 하이브리드 시스템 - Google Patents

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Abstract

생체 조직의 해부학적 정보와 분자적 정보를 동시에 제공할 수 있는 의료 영상 장치 및 방법이 제공된다. 제1 스캐너와 제2 스캐너는 이송 레일로 연결되어 있으며, 이송 레일 상에는 검사 대상을 고정할 수 있는 받침대가 구비된다. 이송 레일은 제1 스캐너와 제2 스캐너 사이에서 기하학적 기준점이 동일하게 유지되도록 설계된다. 또한, 제1 스캐너와 제2 스캐너 사이에는 외부 RF 및 제1 스캐너로부터 누설된 자기장을 차폐하기 위한 RF + 자기장 쉴드와, 제2 스캐너에 영향을 주는 외부 자기장을 차폐하기 위한 자기장 쉴드가 구비된다. 받침대에 고정된 검사 대상은 이송 레일을 따라 제1 스캐너 또는 제2 스캐너로 이동하게 된다. RF + 자기장 쉴드와 자기장 쉴드는 받침대의 위치 및 이동에 동기화되어 제어된다. 영상 처리 수단은 제1 스캐너와 제2 스캐너로부터 각각 얻어진 데이터를 이용하여 해부학적 정보와 분자적 정보가 포함된 영상을 융합한다.
양전자방출단층촬영술(PET), 자기공명영상촬영장치(MRI), RF + 자기장 쉴드, 자기장 쉴드, 이송 레일, 받침대, 해부학적 정보, 분자적 정보, 융합 영상

Description

ＰＥＴ - ＭＲＩ 하이브리드 시스템{PET - MRI Hybrid System}
도 1은 본 발명이 속하는 기술분야의 종래 기술을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 PET - MRI 하이브리드 시스템의 제1 실시예, 로우 필드(Low Field) MRI + PET/CT 시스템을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예, 로우 필드 MRI + PET/CT 시스템의 동작을 도시한 도면.
도 4a는 본 발명에 따른 PET - MRI 하이브리드 시스템의 제2 실시예, UHF (Ultra High Field) MRI + HRRT (High Resolution Research Tomography) PET 시스템을 도시한 도면.
도 4b는 본 발명에 따른 제2 실시예, UHF MRI + HRRT PET 시스템에 대한 변형을 도시한 도면.
도 5a는 본 발명에 따른 제2 실시예, UHF MRI + HRRT PET 시스템에서 사용되는 HRRT PET 스캐너를 도시한 도면.
도 5b는 본 발명에 따른 제2 실시예, UHF MRI + HRRT PET 시스템에서의 UHF-MRI 입구를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예, UHF MRI + HRRT PET 시스템의 동작을 나타내는 흐름도
도 7은 본 발명에 따라 생성된 PET - MRI 융합 영상.
도 8은 본 발명에 따른 PET - MRI 하이브리드 시스템의 제3 실시예, 마이크로 PET + 마이크로 MRI 시스템을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 제3 실시예, 마이크로 PET + 마이크로 MRI 시스템의 동작을 나타내는 흐름도.
본 발명은 생체 조직에 대한 정보를 포함하는 영상을 비침습적으로 획득하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 양전자방출단층촬영기술(PET)과 자기공명영상촬영기술(MRI)을 통합하여 인체 조직 내부의 기능적 (functional)·분자적 (molecular) 정보뿐만 아니라, 해부학적 정보까지도 그려내는 고해상도 융합 영상을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
PET는 1975년, 서로 다른 두 그룹의 과학자들에 의해 처음으로 개발되었다. 제1 그룹은 로스앤젤러스에 위치한 캘리포니아 대학(UCLA)의 조장희 박사가 주도하였고, 제2 그룹은 미저리 주, 세인트루이스에 위치한 워싱턴 대학의 M. 티르-포고시안 (Ter-Pogossian) 및 M. 펠프스 (Phelps)가 이끌었다. 그 후, PET는 CPS-CTI를 포함하는 몇몇 상업 회사들에 의해서 발전하여 왔고, 1992년까지 인체와 뇌에 대한 기능적·분자적 영상을 획득할 수 있는 유일한 수단이었다 (fMRI가 1992년에 등장했지만, 그것은 두뇌의 혈류동태 (hemodynamics)에만 제한된 것이었다).
반면, MRI는 1973년에 P. 라우데부르 (Lauterbur)에 의해 개발되었다. 그것은 CT(computer tomography) 또는 PET와 어느 정도 유사하지만, 물리학적 원리 면에서 상이하다. 현재는 전세계의 병원에 10,000대 이상의 MRI가 사용되고 있다. MRI는 근본적으로 기능적 영상 도구라기 보다, 형태학적(morphological) 또는 해부학적(anatomical) 도구이기 때문에 분자적 특징성(speciality)이 부족하다. 그렇지만, MRI는 PET보다 높은 시간적, 해부학적 해상도를 가진다. 또한, 1992년에는, S. 오가와 (Ogawa) 에 의해 기능적 영상을 얻을 수 있는 기능이 MRI에 부가된 fMRI가 탄생하였다. 이러한 기능적 영상에 관한 기능이 추가됨에 따라, fMRI는 신경과학(neuroscience) 분야에서 가장 뛰어난 두되 영상을 제공할 수 있는 장치 중 하나가 되었다.
fMRI가 개발되어 세상에 나왔을 때, fMRI는 두뇌 영상 면에서 매우 인상적인 것이어서, 신경 과학의 모든 학계는 이 새로운 장치를 열성적으로 받아드렸다. 그러나, 분자적 특정성 (specificity)에 대한 요구가 일어나면서 이러한 흥분은 오래가지 않았고, 이는 PET에 대한 근본적인 관심을 다시 불러 왔다. 본 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이, PET은 두 가지의 주요한 능력(capability), 즉 포도당(glucose) 및 갠사이크로비르(ganciclovir)와 같은 특정 기질의 대사(metabolism) 및 신경 전달 물질 배위자 (ligands)에 대한 특정 신경-수용체 (neuro-receptors)의 친화력/분포(affinity/distribution)를 측정할 수 있는 능력이 있다.
앞서 설명한 바와 같이, PET와 MRI에는 각각 고유한 장점과 단점이 있다. 더욱 상세히는, PET가 인체 조직의 분자학적 그리고 기능적 정보를 매우 높은 대조 도(contrast)를 통해 제공할 수 있다. 하지만, PET는 본질적으로 낮은 해상도를 갖기 때문에 해부학적 정보를 제공하는 데는 한계가 있다. MRI의 경우, 인체 조직에 대한 상세한 해부학적 정보를 제공할 수는 있지만, PET와 반대로, 분자학적 그리고 기능적 정보는 제공할 수가 없다.
앞서와 같은 PET와 MRI의 장점과 단점으로 인하여, 본 기술분야에서는 이들을 함께 결합하기 위한 시도가 있어 왔다. 그러나, 이전의 모든 시도들은 현실적인 성공을 거두지 못했다. 예컨대, 도 1은 통상의 MRI(1.5T ~ 3.0T의 자기장을 사용함)와 PET(또는 PET/CT)을 결합하기 위한 종래의 시도를 도시한다. 즉, 종래의 시스템(100)은 MRI 장치(120) 및 PET/CT 장치(130)를 포함한다. 공지된 바와 같이, MRI 장치(120)는 사람의 인체 내에 존재하는 검사대상 물질의 자기적 성질을 이용하여 주어진 조직의 원자적, 화학적 및 물리적 양태를 측정한다. 도 1에 도시된 바와 같이, MRI 장치(120)는 인체 조직의 해부학적 정보를 포함하는 MRI 영상(122)을 생성하기 위해 위 측정치들은 처리한다. 역시 공지된 바와 같이, PET/CT 장치(130)는, 인체 조직에 대한 분자적, 기능적 정보를 제공하는 PET 영상(132)을 생성하기 위해 감마선(즉, 511 kev의 annihilation 양전자)을 검출한다. 상기 감마선은 F18과 같은 양전자 방출 동위원소로 표지되고 사람의 몸에 주입된 생물학적 샘플(sample)로부터 발생한다. 상기 방사선 핵종으로부터 양전자가 방출되고 인체 내에서 전자와 만나면, 한 쌍의 감마선이 생성된다.
이러한 종래의 시스템에서는, 환자가 빈번하게 내외로 이송되어야만 하는 문제가 있다. 이는 환자를 MRI 장치(120)가 설치된 곳으로부터 PET/CT 장치(130)가 설치된 다른 장소로 옮겨야 하기 때문이다. PET 영상은 일반적으로 MRI 영상 촬영 이후에 취해진다. 그러나, MRI 영상이 PET 영상에 앞서 촬영될 수도 있다. 뿐만 아니라, MRI 영상 및 PET 영상을 얻었다 하더라도, 이들을 영상 융합에 적합한 정확도로 결합하는 것은 대단히 어렵다. 그 이유는, 원하는 해상도가 매우 높음에도 MRI 장치(120)와 PET/CT 장치(130) 사이에 물리적으로 분리되어 있기 때문이다. 따라서, 분리된 구성을 통해 획득한, PET 장치(130)로부터의 분자적 영상과 MRI 장치(120)로부터의 해부학적 영상을 결합하는 것에는 어려움이 있었다. 더욱이, 두 영상(즉, 하나는 MRI로부터, 다른 하나는 PET으로부터)이 서로 다른 장소(상이한 환경 또는 조건) 및 시간(그 시간 동안에 대사 변화가 일어남)에서 얻어짐으로써, 검사 조건들이 변하고 그에 따라 두 영상 사이에 불일치가 발생할 수 있다는 것이다. 다시 말해, MRI 장치(120)로부터의 해부학적 영상,(또는 fMRI로부터의 산소 소모량이나 피의 흐름)과 PET/CT 장치(130)으로부터의 영상을 종래 기술의 구성에 의해 결합하는 것은 일반적으로 적절치 않으며, 무엇보다도 뉘 구조가 매우 세밀하기 때문에 뇌 영상의 경우 더욱 적절치 않았다.
따라서, 뇌의 기능적 변화 또는 역동성(dynamics)에 적절한 의료 영상을 제공할 수 있는 시스템이 필요하다.
본 발명의 목적은, PET-MRI 하이브리드 장치(즉, PET과 MRI의 통합 시스템) 및 그것을 구현하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 이를 통해 인체 조직의 해부학적 정보 및 분자적 정보를 단일 영상 내에서 획득할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 높은 공간 해상도를 가지는 분자적 영상을 제공하기 위해, MRI 영상과 PET 영상을 통합하기 위한 수학적 컴퓨터 기법들을 수행하는 일련의 소프트웨어를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 피검사체의 분자적 기능적 정보뿐만 아니라, 해부학적 정보 및 혈류동태 정보도 제공할 수 있는 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는, 혈류동태 및 해부학적 정보를 획득하기 위한 제1 스캐너; 분자적 기능적 정보를 획득하기 위한 제2 스캐너; 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 전환되며, 또한 상기 폐쇄 상태에서 외부 RF 필드로부터 상기 제1 스캐너를 포함하는 소정의 공간을 보호하기 위한 RF 쉴드를 포함한다. 상기 제1 스캐너로부터 상기 RF 쉴드를 거쳐 상기 제2 스캐너에 이르는 경로를 따라 이송 레일이 놓인다. 또한, 상기 이송 레일을 따라 상기 피검사체를 이송하고 지지하기 위한 받침대가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 피검사체의 분자적 기능적 정보뿐만 아니라, 해부학적 정보 및 혈류동태 정보도 제공하기 위한 영상 장치가 제공된다. 이 장치는, 상기 피검사체의 혈류동태 정보뿐만 아니라, 상기 해부학적 정보도 획득하기 위한 제1 스캐너; 상기 분자적 기능적 정보를 획득하기 위한 제2 스캐너; 외부 RF 필드로부터 상기 제1 스캐너를 포함한 소정의 공간을 보호하고, 또한 상기 제1 스캐너의 자기장이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위한 RF + 자기장 쉴드; 상기 제1 스캐너로부터의 상기 자기장으로부터 상기 제2 스캐너를 포함한 공간을 보 호하기 위한 자기장 쉴드; 상기 제1 스캐너로부터 상기 RF + 자기장 쉴드 및 상기 RF 쉴드를 거쳐 상기 제2 스캐너에 이르는 경로를 따라 놓여진 이송 레일; 및 상기 이송 레일을 따라 이동할 수 있고 상기 피검사체를 지지하기 위한 받침대를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 피검사체의 분자적 기능적 정보뿐만 해부학적 정보도 제공하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법은, 상기 해부학적 정보가 획득되는 공간으로 상기 피검사체를 이송하는 단계; 상기 해부학적 정보가 획득되는 상기 공간을 외부 RF 필드로부터 보호하는 단계; 상기 해부학적 정보를 획득하는 단계; 상기 분자적 기능적 정보를 획득할 수 있는 공간으로 상기 피험자를 이송시키는 단계; 및 상기 분자적 기능적 정보를 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 피검사체의 분자적 기능적 정보뿐만 해부학적 정보 및 혈류동태 정보를 제공하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은, 상기 해부학적 정보 및 혈류동태 정보가 획득되는 제1 공간으로 상기 피검사체를 이송하는 단계; 상기 해부학적 정보 및 상기 혈류동태 정보가 획득되는 상기 제1 공간을 외부 RF 필드로부터 차폐시키는 단계; 상기 해부학적 정보 및 상기 혈류동태 정보를 획득하는 단계; 상기 분자적 기능적 정보를 획득할 수 있는 제2 공간으로 상기 피험자를 이송시키는 단계; 상기 분자적 기능적 정보가 획득되는 상기 제2 공간을 외부 자기장으로부터 보호하는 단계 및 상기 분자적 기능적 정보를 획득하는 단계를 포함하고, 완전 동기화된 방식으로, 상기 제2 공간이 어떤 순간에도 상기 제1 공간으로부터의 자기장에 노출되지 않도록 한다.
이하에서, 본 발명의 기술적 특징과 본 발명이 달성할 수 있는 뛰어난 효과에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
1. 로우 필드 (Low Field) MRI + PET/CT 하이브리드 시스템의 실시예
도 2에는, 본 발명에 따른 로우 필드 MRI + PET/CT 하이브리드 시스템의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 2의 실시예에서, 시스템(200)은 크게 MRI 스캐너(210), RF 쉴드 (RF Shield) (220), PET/CT 스캐너(240), 환자 받침대(250), 이송 레일(260) 및 영상 처리 수단(270)을 포함한다.
공지된 바와 같이, MRI 스캐너(210)는 1.5T ~ 3.0T 크기의 자기장을 이용하여, 인체 조직에 대한 기능적 영상뿐만 아니라 해부학적 구조적 정보를 제공한다. MRI 스캐너(210)는, 그 자체가 차폐되어, 스캐너의 자기장이 사용중에 누설되는 것을 방지한다.
RF 쉴드(220)는 MRI 블록(202)이 외부 RF 필드에 의해 나쁜 영향을 받지 않도록 보호한다. MRI 블록(202)에서는, 생체 조직의 핵종(nuclei)을 여기(excitation) 상태로 만들기 위하여, 전기적인 자극을 해당 핵종에 가한다. 여기 상태에 있던 핵종이 비여기 (de-excitation) 상태로 되돌아 올 때, 그것은 고주파수의 RF 신호를 방출한다. MRI 스캐너(210)는 상기 핵종으로부터 방출된 RF 신호를 RF 코일을 통해 수신하여 생체 조직의 해부학적 정보를 재구성한다. 그런데, 핵종의 상태가 여기로부터 비여기로 변화할 때 발생되는 상기 RF 신호는 통상의 라디오 방송 또는 통신 시스템에서 사용되는 주파수 범위와 중복된다. 따라서 MRI 블록(202)을 상기 외부 RF 신호에 의한 RF 필드로부터 차단하지 않으면, MRI 블록 (202)은 인체 조직으로부터의 고주파 신호를 구별할 수 없게 되어 해부학적 정보를 정확하게 획득할 수 없다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위해, RF 쉴드(220)는 MRI 블록(202)을 외부 RF로부터 보호한다.
PET/CT 스캐너(240)는, 양전자를 방출하는 방사선 핵종과 함께 X-레이를 사용하여 사람 내부 조직에 관한 데이터를 획득할 수 있다. 따라서, 해부학적 영상과 분자적 영상 모두를 획득할 수 있다. 여기서, PET/CT 스캐너(240)가 최근에 개발되었다는 점을 주목하여야 한다.
환자 받침대(250)는 환자를 지지하고 MRI 스캐너(210)와 PET/CT 스캐너(240) 사이에서 앞뒤로 옮길 수 있다. 또한, 환자 받침대(250)는 환자를 MRI 스캐너(210)의 RF 코일에 맞게 위치시킬 수 있다.
환자 이송 레일(260)은 MRI 스캐너(210)와 PET/CT 스캐너(240) 사이에 놓여 있다. 환자 이송 레일(260)은, 상기 스캐너들 사이에서 이송 레일을 따라 환자를 이송시킬 때 MRI 스캐너(210)의 영상 획득 원점과 PET/CT 스캐너(240)의 영상 획득 원점 간에 소정의 관계가 유지되도록 하는 것이 요구된다.
영상 처리 수단(270)은 푸리에 변환(Fourier Transformation) 및 3차원 재구성과 같은, MRI 영상 및 PET 영상을 생성하는데 필요한 알고리듬을 수행한다. 상기 알고리듬은 또한, MRI 및 PET 영상을 결합하는데 필요한 기하학적 에러 조정(error calibration) 및 정정(correction)과 같은 다양한 수학적 변환과 관련이 있다.
도 3은, 본 발명에 따른 제1 실시예에서 수행되는 방법을 도시한다. 단계 (320)에서, 본 실시예의 방법은, MRI 영상을 획득하기 위해, MRI 블록(202)을 차폐하는 것으로 시작한다. 이 단계에서, 환자는 환자 받침대(250) 위에 고정되어 있다. 그 후, 상기 환자 받침대(250)는 이송 레일(260)을 따라 MRI 스캐너(210) 방향으로 이동한다. 환자 받침대(250)가 소정의 거리만큼 RF 쉴드(220)에 접근하면, 그곳에 설치된 셔터(shutter)(222)가 열리기 시작한다. 환자의 발이 상기 셔터(222)를 완전히 지나치면, 셔터(222)는 그때 닫히게 된다. 환자 받침대(250)는 환자의 머리가 RF 코일 내부에 위치하게 될 때까지 계속해서 MRI 스캐너(210) 방향으로 이동한다.
단계(330)에서는, MRI 스캐너(210)가 해부학적 정보를 얻고자 하는 환자의 머리에 RF 필드와 경사자계(gradient)를 적용하고, RF 펄스 신호를 방출한다. 일반적으로, 신체 조직을 구성하는 각각의 핵종은, 일정한 자기장 내에 위치할 때 그 자신만의 라모어(Lamor) 주파수를 갖는다. 따라서, RF 펄스 신호가 가해지는 신체 조직은 위 라모어 주파수와 상응하는 자기 공명(MR: magnetic resonance) 신호들을 방출한다. 이들 MR 신호는 MRI 스캐너(210)의 RF 코일에 의해 수집되어 영상 처리수단(270)으로 전송된다. 영상 처리수단(270)에서는 푸리에 변환과 같은 신호처리를 수신된 정보에 대하여 수행함으로써 MRI 영상(280)을 생성한다. MRI 영상을 위한 MR 신호의 수집과 처리는 본 발명과는 직접적인 관련이 없으므로, 이에 관한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략하도록 한다.
단계(340)에서는, PET/CT 영상을 얻기 위해 환자 받침대(250)가 환자 이송 레일(260)을 따라 PET/CT 스캐너(240) 방향으로 이동한다. 앞서 설명한 바와 같 이, 환자 받침대(250)가 소정의 거리만큼 RF 쉴드(220)에 접근하면, 그것에 설치된 셔터(222)가 열리기 시작한다. 환자 받침대(250)가 셔터(222)를 완전히 통과하면 셔터(222)는 다시 닫힌다.
단계(350)에서는, 환자 받침대(250)가 PET/CT 스캐너(240) 내부에 도착한다. PET/CT 스캐너(240)는 앞서 MRI 스캐너(210)에 의해 검사된 환자의 동일 부위를 검사하여 감마선(소멸(annihilation) 양전자)을 검출하기 시작한다.
상기 감마선은 양전자 방출 동위원소로 표지되어 정맥 주사를 통해 사람의 몸에 주입되는, 포도당과 같은 기질의 생물학적 표지자로부터 발생된다. 보다 구체적으로는, 상기 동위원소가 양전자와 중성자를 방출하면서 자연 붕괴되고 방출된 양전자는 인체 조직의 전자들과 충돌한다. 이러한 충돌은 양전자와 전자의 소멸(annihilation)을 불러오고 이로 인해 감마선이 생성된다. 이러한 소멸 과정에 있어서, 운동량이 보존되어야 하기 때문에 한 쌍의 감마선(소멸 광자)이 180도 서로 반대 방향으로 생성된다. 이와 같은 소멸 특성으로 인하여, PET/CT 스캐너(240)에는 검출기가 원형으로 배열되어, 서로 반대 방향에 있는 한 쌍의 검출기가 동시에 511 kev 광자, 즉 한 쌍의 감마선을 검출한다. 이러한 검출은, 2개의 수신 검출기 사이를 연결하는 선 상의 어딘가에서 양전자와 전자의 충돌이 있었다는 것을 의미하고, 이러한 선을 반응선이라고 일컫는다. 따라서, 다수의 일치하는 반응선이 PET/CT 스캐너(240) 내에서 획득되고 프로세서(270)의 수학적 재구성을 거쳐 단면 영상을 생성한다.
PET/CT 스캐너(240)는 상기 일치 데이터를 영상 처리 수단(270)에 전송한다. 충분한 수의 반응선이 획득되면, 영상 처리 수단(270)은 PET 영상(242)을 최종적으로 재구성하기 위해 감마선 감쇠에 대한 보상 및 여과 역투사(filtered backprojection) 등과 같은 신호처리를 수행한다. PET 영상을 위한 일치 데이터를 처리하는 방법은 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로, 이에 관한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략하도록 한다.
다음으로, 단계(352)에서는, 환자 받침대(250)가 이송 레일(260)을 따라 MRI 스캐너(210) 및 PET/CT 스캐너(240)의 중간 지점을 향해 다시 되돌아 간다. 환자 받침대(250)가 MRI 스캐너(210) 및 PET/CT 스캐너(240)의 중간 지점에 멈추면, 그 지점에서 환자가 빠져나온다.
단계(360)에서, 영상 처리 수단(270)은 두 개의 영상(즉, MRI 영상(280)과 PET 영상(242))을 생성하고 이들을 융합하여, 해부학적 MRI 영상(280)과 PET/CT 영상(242)의 융합 영상을 획득한다. 상기 MRI 및 PET 영상을 최대한 정확하게 융합하기 위해, 이송 레일(260)은 필요한 기하학적 기계적 정확도를 충족시킬 수 있도록 고정되고 정밀하게 유지된다. 융합의 정확성을 더욱 돕기 위해, MRI 스캐너(210)와 PET/CT 스캐너(240) 내부 모두에 각각 레이저-유도 교정 (laser-guided calibration) 수단이 구비될 수도 있다. 끝으로, 영상 처리 수단(270)이 디스플레이 수단(도시되지 않음) 상에 융합 영상을 생성함으로써, 시간적, 공간적 측면에서 완전히 동기된 해부학적, 분자적 및 기능적 정보를 포함한 의료 영상을 제공하게 된다.
2. 뇌전용 울트라-하이 필드 MRI (UHF-MRI) + 뇌 연구 전용 고해상도 PET (HRRT-PET) 하이브리드 시스템
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예인 뇌전용 UHF-MRI + HRRT-PET 하이브리드 시스템을 도시한다. 도 4a에 나타난 것처럼, 본 실시예는 뇌전용 MRI 스캐너(410), RF + 자기장 쉴드 (RF + Magnetic Shield) (420), 자기장 쉴드(430), HRRT-PET 스캐너(440), 환자 받침대(450), 이송 레일(460), 이들 구성요소를 동기적으로(synchronously) 제어하기 위한 제어기 및 영상 처리 수단(470)을 포함한다.
UHF-MRI 스캐너(410)는 7.0T 이상의 매우 높은 세기의 자기장을 사용하여 뇌에 대한 해부학적, 구조적 정보뿐만 아니라 기능적 정보를 제공한다. 매우 높은 세기의 자기장을 이용함으로써, UHF-MRI 스캐너(410)는 대뇌 피질의 계층면 (cortical laminar) 구조까지 보여주는 영상을 제공할 수 있다. 하지만, UHF-MRI 스캐너(410)의 예외적으로 높은 세기의 자기장은 더 먼 거리에까지 영향을 미친다. 따라서, 특히 PET 스캐너와 같이 자장에 손상되기 쉬운 기기가 가까이 있을 때에는 자기장, 예컨대 누설 자기장(stray field)을 완벽히 차폐시킬 수 있는 특수한 쉴드가 필요하다.
본 실시예에서, 자기장 + RF 쉴드(420)는 UHF-MRI 스캐너(410)의 자기장이 외부로 누설되는 것을 방지한다. 또한, 자기장 쉴드(430)는 UHF-MRI 스캐너(410)로 누설되는 자기장으로부터 PET 스캐너(HRRT-PET)(440)을 보호한다. 본 실시예에서, 위 두 쉴드(420 및 430)는 UHF-MRI 스캐너(410)의 자기장을 완전히 차폐하기 위해 제어기에 의해 동기식으로 제어된다. 이러한 이중의 자기장 차폐를 통해, 자기장에 매우 민감한 HRRT-PET(440)도 UHF-MRI 스캐너(410)에 근접하여 안전하게 위 치할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 자기장 + RF 쉴드(420)는, UHF-MRI 스캐너(410)의 자기장이 누설되는 것을 방지하는 것에 더하여, 외부의 RF 필드가 UHF-MRI 스캐너(410)에 침입하는 것을 방지한다. 외부의 RF 필드를 방지하기 위해, UHF-MRI 스캐너(410)는 고주파 RF 쉴드(426)도 포함한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 최근에 개발된 HRRT-PET 스캐너(440)는 총 59,904 x 2 개의 검출기와 1,200 개의 PMT을 포함하고 있다. 구체적으로, HRRT-PET 스캐너(440)에는 8개의 검출기 배치 (batch) (510-580)가 있으며, 각 배치는 9 x 13 개의 블록(512)으로 구성된다. 도 5b에는, UHF-MRI(7.0T)의 입구에 대한 스케치가 도시되어 있다. 본 도면에서, 구성요소(590)는 머리의 영상을 극대화하기 위한 머리 전용 RF 코일이다. 또한, 본 도면에서, 구성요소(591)는 뇌를 위해 설계된 그래디언트(gradient)(Wi)이며, 구성요소(592)는 자석(7.0T)이다.
환자 받침대(450)는 환자를 지지하고, UHF-MRI 스캐너(410)와 HRRT-PET 스캐너(440) 사이에서 환자를 좌우로 이동시킨다. 또한, 제1 실시예의 받침대(250)와 동일하게, 받침대(450)는 환자를 UHF-MRI 스캐너(410)의 RF 코일에 위치시킬 수 있다.
환자 이송 레일(460)은 UHF-MRI 스캐너(410)와 HRRT-PET 스캐너(440) 사이에 놓여 있다. 바람직하게는, 환자가 상기 스캐너들 사이를 이송 레일을 따라 이송될 때, 이송 레일(460)은 UHF-MRI 스캐너(410) 및 HRRT-PET 스캐너(440)의 영상 획득 원점들 간에 소정의 관계를 유지하도록 하는 것이 요구된다.
또한, 환자 이송 레일(460)은 RF + 자기장 쉴드(420)와 자기장 쉴드(430) 사이에 구비되어 있고, 환자를 180도 회전시킬 수 있는 회전판 레일(462)을 더 포함한다. 환자가 UHF-MRI 스캐너(410)로부터 나온 후, 회전판 레일(462)은 환자의 몸통이 통과하기에는 작은 내경(bore)을 갖는 HRRT-PET 스캐너(440)에 환자의 머리가 보다 쉽게 들어갈 수 있게 해준다.
영상 처리 수단(470)은 푸리에 변환과 3차원 영상 재구성과 같이, MRI 영상 및 PET 영상 모두를 생성하는데 필요한 알고리즘을 수행한다. 이들 알고리즘은 또한, MRI 영상 및 PET 영상을 결합하는데 있어서의 수학적 변환 및 기하학적 오류 정정에 관한 것일 수 있다.
제어기는 RF + 자기장 쉴드(420)와 자기장 쉴드(430)를 동기화된 방법으로 제어하여, 앞서 설명드린 UHF-MRI 스캐너(410)의 높은 자기장이 어느 순간에도 HRRT-PET 스캐너(440)에 도달하지 않도록 한다. 보다 자세하게는, 제어기는 이송 레일(460)을 따라 이동하는 환자 받침대(450)의 움직임을 제어하고 환자 받침대(450)의 위치에 따라 RF + 자기장 쉴드(420) 및 자기장 쉴드(430)의 개폐를 제어하여, UHF-MRI 스캐너(410)의 자기장이 외부로 누설되어 HRRT-PET 스캐너(440)에 도달하는 것을 철저히 방지한다.
도 4b는 본 발명의 제2 실시예인, 뇌전용 UHF-MRI + HRRT-PET 하이브리드 시스템에 대한 변형예를 도시한다. 도 4b에 도시된 실시예는 이송 레일(460)을 제외하고는 도 4a에 도시된 실시예와 동일하다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 단지 도 4b 실시예는, 회전판 레일(460) 상에 위치한 이송 레일(460)의 일부가 직각으로 회 전할 수 있다. 따라서, 환자가 자기장 쉴드(430)를 거쳐 HRRT-PET 스캐너(440)로 이동하기 전에, 환자는 회전판 레일(460)에 의해 90도 각도로 회전한다.
이와 같은 회전판 레일(460)의 변형은, UHF-MRI 스캐너(410)의 누설 자기장에 의해 발생하여 HRRT-PET 스캐너(440)에 미치는 자기장의 영향을 감소시키는데 기여한다. 도 4b의 실시예에서, UHF-MRI 및 HRRT-PET의 내경은 서로 직접 마주보고 있지 않다. 그로 인해, UHF-MRI 스캐너(410)의 누설 자기장이 도 4a의 실시예에서의 직선 구성에 비하여 더욱 감소한다. 결국, HRRT-PET 스캐너(440)에 대한 누설 자기장의 영향이 더욱 감소한다.
도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예에서 수행되는 방법을 도시한다.
단계(620)에서, 환자 받침대(450) 위에 환자가 고정된다. 환자 받침대(450)는 이송 레일(460)을 따라 머리 쪽부터 이동하는 방식으로 UHF-MRI 스캐너(410)로 이동한다. 환자가 이동하는 때에, RF + 자기장 쉴드(420)는 열려져야 하고, 자기장 쉴드(430)는 닫혀야 한다. 환자 받침대(450)는, 환자의 머리가 UHF-MRI 스캐너(410)의 RF 코일 내부에 위치할 때까지 UHF-MRI 스캐너(410) 쪽으로 계속해서 이동한다.
단계(630)에서는, UHF-MRI 스캐너(410)가 RF 필드와 그레디언트를 가한다. RF 코일(414) 내부에 삽입된 환자의 머리는 상기 RF 필드와 그레디언트에 응답하여 RF 신호를 방출한다. 일반적으로, 자기장의 크기가 클수록, 더 많은, 그리고 더 신뢰할 수 있고 정확한 정보가 획득될 수 있다. 따라서, 통상의 MRI 스캐너에 비하여 7.0T의 UHF MRI 스캐너(410)는 통상의 시스템에 비해 보다 높은 해상도를 제 공할 수 있고 뇌의 피질 계층에 대한 영상까지도 제공할 수 있다. RF 펄스에 반응하여 환자의 뇌 조직으로부터 RF 신호들이 방출되고, 이들은 UHF 스캐너(410)의 RF 코일(414)에 의해 수집된다. 다음으로, 수집된 신호들은 영상 처리수단(470)으로 전송된다. 영상 처리수단(470)은 푸리에 변환과 같은 신호처리를 수신된 정보에 대하여 수행함으로써 UHF-MRI 영상(480)을 생성한다. MRI 영상을 생성하기 위해 수신된 RF 신호들에 대하여 수행하는 신호 처리 방법은 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로, 이에 관한 자세한 설명은 이하에서 생략한다.
MRI 영상을 생성하기 위한 UHF-MRI 영상 데이터 수집의 모든 과정이 종료된 이후, 단계(640) 단계에서는 환자 받침대(450)가 UHF-MRI 스캐너(410)로부터 RF + 자기장 쉴드(420) 쪽으로 이송 레일(460)을 따라 이동하기 시작한다. 환자 받침대(450)에 고정된 환자의 다리 부분이 소정의 거리만큼 RF + 자기장 쉴드(420)에 접근하면, 그곳에 설치된 셔터(422)가 열리기 시작한다. 환자 받침대(450)에 고정된 환자 머리가 RF + 자기장 쉴드(420)를 통과하여 완전히 빠져나오게 되면 셔터(422)는 닫히게 된다. 그 후, 환자 받침대(450)는 RF + 자기장 쉴드(420)와 자기장 쉴드(430) 사이의 이송 레일(460) 위에 위치하게 된다.
이때, UHF-MRI 스캐너(410)로부터 셔터(422)를 통해 누설된 자기장에 의해 HRRT-PET 스캐너(440)가 나쁜 영향을 받을 수 있다는 점을 주의하여야 한다. 그러므로, RF + 자기장 쉴드(420)와 자기장 쉴드(430)가 동위 상으로 제어되어 두 쉴드가 한시라도 동시에 개방 상태에 있지 않도록 하여야 한다. 즉, UHF-MRI 스캐너(410)는 7.0T 이상의 매우 높은 자기장을 이용하므로, 환자 받침대(450)가 RF + 자 기장 쉴드(420)로부터 빠져나오면, 그 즉시 RF + 자기장 쉴드(420)에 구비된 셔터(422)가 반드시 닫혀야 한다. 그리고, 환자 받침대(450)가 자기장 쉴드(430)에 소정의 거리만큼 접근한 다음에, 자기장 쉴드(430)에 구비된 셔터(432)가 열리기 시작한다.
환자 받침대(450)가 PET용 자기장 쉴드(430)에 접근하기 전에, 환자가 회전판 레일(462)에 의해 180도 회전함으로써, 머리 크기에만 맞는 내경을 가지는 HRRT-PET 스캐너(440)의 내부에 환자의 머리가 쉽게 삽입될 수 있도록 설계가 이루어진다. 일단, 환자가 회전되면, 환자의 머리가 HRRT-PET 스캐너(440) 방향으로 위치하게 되고, 자기장 쉴드(430)를 향해 움직인다. 환자 받침대(450)가 자기장 쉴드(430)에 소정의 거리만큼 가까워지면, 자기장 쉴드(430)에 설치된 셔터(432)가 열리기 시작한다. 환자 받침대(450)가 셔터(432)를 통과한 후에, 자기장에 민감한 HRRT-PET 스캐너(440)가 UHF-MRI 스캐너(410)로부터의 자기장에 의한 영향을 방지하기 위해, 셔터가 다시 닫힌다. 상술한 바와 같이, 자기장 쉴드(430)에 구비된 셔터(432)가 개방 상태에 있는 동안에는 RF + 자기장 쉴드(420)에 구비된 셔터(422)는 반드시 폐쇄 상태에 있어야 한다.
다음으로, 본 실시예의 단계(650)에서는, HRRT-PET 영상을 얻기 위해 환자 받침대(450)가 HRRT-PET 스캐너(440) 내부에 도착한다. HRRT-PET 스캐너(440)는 UHF-MRI 스캐너(410)가 검사한 환자의 동일 부위로부터의 감마선을 검출한다. 종래의 스캐너에 비하여, HRRT-PET 스캐너(440)는 보다 많은 수의 검출기를 구비하고 있어 피검사체로부터 감마선을 검출하는 데 있어 보다 더 효율적이다. 이와 같은 특징으로 인하여, HRRT-PET 스캐너(440)는 해상도 및 효율성 면에서 현존하는 PET 스캐너들에 비해 월등한 PET 영상(490)을 생성할 수 있다.
HRRT-PET 스캐너(440)는 환자로부터 데이터를 수집하고, 이를 영상 처리수단(470)으로 전송한다. PET 영상을 생성하기 위한 데이터의 처리 방법은 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로, 이에 관한 자세한 설명은 생략한다.
HRRT-PET 스캐너(440)가 PET 영상을 생성하기 위해 충분한 정보를 획득한 이후에는, 다음 검사를 수행할 수 있도록 환자 받침대(450)가 이송 레일(460)을 따라 RF + 자기장 쉴드(420)와 자기장 쉴드(430) 사이의 지점으로 되돌아 온다.
단계(660)에서는, 영상 처리수단(470)이 UHF-MRI 스캐너(410) 및 HRRT-PET 스캐너(440)로부터 얻어진 데이터를 융합하여 해부학적 정보와 분자적 정보가 시간적, 공간적으로 동기화된 의료 영상을 생성한다. 이때, 영상 융합을 보다 향상시키기 위해, 레이저-유도 교정 수단이 UHF-MRI 스캐너(410)와 HRRT-PET 스캐너(420)에 추가될 수 있다. 도 7은, 본 발명의 본 실시예에 따라 MRI 영상과 PET 영상이 융합된 의료 영상의 일 예를 도시한다.
본 발명의 본 실시예는, 해부학적 정보를 분자적 정보와 정확하게 일치시킴으로써, UHF-MRI 영상 데이터와 HRRT-PET 영상 데이터가 융합된 정보(즉, 특정 신체 조직의 분자적 기능의 식별)를 제공하는 의료 영상을 생성한다. 상술한 바와 같이, 본 실시예는 해부학적, 혈류 동태적, 그리고 분자적 정보가 공간적, 시간상으로 동기화되어 융합된 의료 영상을 생성한다. 따라서, 질병치료, 인식과학, 학습과 기억, 감정 및 지능활동 등에 필요한 뇌과학의 모든 변수가 7.0T MRI 영상의 해상도에 버금가는 정확도를 가지고 본 실시예에 의해 정량적으로 측정할 수가 있다.
3. 마이크로 (micro) PET + 마이크로 MRI 하이브리드 시스템
본 발명에 따른 마이크로 PET + 마이크로 MRI 하이브리드 시스템의 실시예가 도 8에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 마이크로 PET + 마이크로 MRI 시스템(800)은 마이크로 MRI 스캐너(810), RF 쉴드(820), 마이크로 PET 스캐너(840), 검체 받침대(850), 이송 레일(860) 및 영상 처리 수단(870)을 포함한다.
본 실시예의 마이크로 MRI 스캐너(810)는 주로 동물 모델에 대한 연구에서 사용된다. 마이크로 MRI 스캐너(810)는 검체의 내부 조직에 대한 분자적 정보와 함께 해부학적 정보를 제공한다. 마이크로 MRI 스캐너(810)는 앞서 설명드린 인체용 MRI 스캐너와 매우 유사한 구조를 가지지만, 보다 작은 직경의 자석과 고자장(약 7.0T~14.0T)을 사용하여 해상도를 100㎛ 정도까지 높일 수 있다.
마이크로 PET 스캐너(840)는 주로 동물의 분자적 영상을 획득하기 위해 사용된다. 마이크로 PET 스캐너(840)도 작은 지름의 내경을 사용하고 반치폭(fwhm: full width half maximum)이 1mm 에 가까운 해상도의 영상을 제공할 수 있다.
본 실시예에서, RF 쉴드(820)는 Low Field MRI + PET/CT 하이브리드 실시예에서의 RF 쉴드(220)와 마찬가지로, 외부 RF 필드로부터 나쁜 영향을 받지 않도록 마이크로 MRI 스캐너(810)를 보호한다.
검체 받침대(850)는 마이크로 MRI 스캐너(810) 또는 마이크로 PET 스캐너(840)에 의한 스캔 과정 동안 검체가 움직이지 않도록 검사 대상 검체를 고정시킨 다.
이송 레일(860)은 마이크로 MRI 스캐너(810)와 마이크로 PET 스캐너(840) 사이에 놓인다. 검체가 이송 레일을 따라 상기 스캐너 사이에서 이송될 때, 이송 레일(860)은 마이크로 MRI 스캐너(810)와 마이크로 PET 스캐너(840)의 영상 획득 원점 간에 소정의 관계가 유지되도록 하는 것이 요구된다.
영상 처리 수단(870)은 푸리에 변환과 3차원 영상 재구성과 같이 필요한 연산을 수행함으로써, 검체에 대한 의료 영상을 생성하기 위한 것이다. 이들 알고리즘은 영상 재구성에 필요한 기타 수학적 기하학적 교정(calibration)과도 관련될 수 있다.
마이크로 PET이 RF 및 자기장 쉴드를 필요로 하지만, 이는 비교적 간단하고 저렴하게 구현될 수 있다.
도 9는, Low Field MRI + PET/CT 하이브리드 제1 실시예의 방법과 유사한 마이크로 MRI + 마이크로 PET 하이브리드 실시예의 방법을 도시한다.
먼저, 단계(920)에서, 본 실시예의 방법은 마이크로 MRI의 영상 촬영 동안 마이크로 MRI 블록을 차폐하는 것으로부터 시작한다. 이 단계에서는, 검체가 검체 받침대(850) 위에 고정된다. 다음으로, 검체 받침대(850)는 이송 레일(860)을 따라 마이크로 MRI 스캐너(810) 쪽으로 이동한다. 검체 받침대(850)가 소정의 거리만큼 RF 쉴드(820)에 접근하면, RF 쉴드(820)에 설치된 셔터(822)가 열리기 시작한다. 검체 받침대(850)가 셔터(822)를 통과한 후에는, 다시 셔터(822)가 닫힌다.
단계(930)에서는, 마이크로 MRI 스캐너(810)가 검체에 RF 필드와 그래디언트 를 가한다. RF 펄스 신호에 응하여, 검체로부터 MR 신호들이 발생하고 이들은 마이크로 MRI 스캐너(810)의 RF 코일에 의해 수집된다. 영상 처리수단(870)은 푸리에 변환과 같은 알고리듬을 MR 신호들에 대하여 수행하여 MRI 영상(880)을 생성한다. MRI 영상을 위한 MR 신호들에 대한 수집 및 처리는 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로, 이에 관한 자세한 설명은 이하에서 생략한다.
단계(940)에서는, 검체 받침대(850)가 이송 레일(860)을 따라 마이크로 PET 스캐너(840) 쪽으로 움직인다. 그때, RF 쉴드(820)에 설치된 셔터(822)가 열린다. 그 후에, 검체 받침대(850)가 셔터(822)로부터 빠져나온 때에, 셔터(822)가 완전히 닫힌다.
단계(950)에서는, 검체 받침대(850)가 마이크로 PET 스캐너(840) 내부에 도착할 때까지, 받침대(850)가 이송 레일(860)을 따라 마이크로 PET 스캐너(840) 쪽으로 이동한다. 마이크로 PET 스캐너(840)는 마이크로 MRI 스캐너(810)에 의해 측정된 검체의 동일 부위로부터의 감마선을 검출하기 시작한다. 마이크로 PET 스캐너(840)가 충분한 데이터를 얻게 되면, 그 데이터를 영상 처리수단(870)으로 전송한다.
단계(960)에서는, 상기 두 개의 스캐너, 즉 마이크로 MRI 스캐너(810)와 마이크로 PET 스캐너(840)로부터 각각 획득된 데이터를 이용하여 영상 처리 수단(870)이 MRI 영상과 PET 영상을 생성하고, 위 영상들을 융합한다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 구체적인 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 상기 구체적인 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니고, 단지 본 발명을 보다 이해하기 쉽도록 하기 위한 예에 불과하다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형, 변경, 및 치환 등을 본 발명에 가할 수 있음은 자명하다.
이상 설명드린 본 발명의 하이브리드 PET-MRI 시스템은, 높은 해상도의 MRI 영상과 분자적 기능 정보를 제공하는 PET 영상을 시간적, 공간적 오차 면에서 동기화되도록 융합할 수 있도록 함으로써, 지금까지는 불가능하였던 해부학적·혈류동태적·분자적 정보가 모두 제공하는 의료 영상을 제공할 수 있다.

Claims (25)

  1. 피검사체에 대한 해부학적(anatomical) 정보, 혈류동태(hemodynamical) 정보, 분자적(molecular) 정보 및 기능적(functional) 정보를 통합된 형태로 제공하는 영상 장치로서,
    상기 해부학적 정보 및 상기 혈류동태 정보를 획득하는 제1 스캐너;
    상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보를 획득하는 제2 스캐너;
    개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 전환되며(switch), 상기 폐쇄 상태에서는 상기 제1 스캐너를 포함하는 소정의 공간을 외부 RF 필드로부터 보호하도록 구성된 RF 쉴드;
    상기 제1 스캐너로부터 상기 RF 쉴드를 거쳐 상기 제2 스캐너에 이르는 경로를 따라 놓여진 이송 레일; 및
    상기 피검사체를 지지하고 상기 이송 레일을 따라 움직일 수 있는 받침대
    를 포함하는 영상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 RF 쉴드는 상기 이송 레일과의 교차점에 구비된 셔터를 더 포함하고, 상기 셔터는 상기 받침대가 통과하는 경우에만 열리도록 구성된 영상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송 레일은 상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너 사이에서 상기 피검사체에 대하여 동일 좌표가 유지될 수 있을 정도로 충분히 고정된 영상 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너는 상기 검사체에 대하여 동일 좌표를 유지하기 위해 각각 레이저-유도 교정 (laser-guided calibration) 수단을 포함하는 영상 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스캐너에 의해 획득된 상기 해부학적 정보와 상기 제2 스캐너에 의해 획득된 상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보를 처리하여 융합된 영상을 구성하는 영상 처리기(imaging processor)를 더 포함하는 영상 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스캐너는 로우-필드(Low-Field) MRI 스캐너이고, 상기 제2 스캐너는 PET/CT 스캐너인 영상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스캐너는 마이크로-MRI(micro-MRI) 스캐너이고, 상기 제2 스캐너는 마이크로-PET 스캐너인 영상 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 장치를 동작시키도록 컴퓨터에 지시하는 명령들을 포함하는 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능한 저장 매체.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 장치에 의해 획득된 해부학적 정보, 혈류동태 정보 및 분자적 기능적 정보를 융합하는데 필요한 수학적 또는 컴퓨터 기법들을 컴퓨터가 수행하도록 지시하는 명령들을 포함하는 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능한 저장 매체.
  10. 피검사체에 대한 해부학적 정보, 혈류동태 정보, 분자적 정보 및 기능적 정보를 제공하는 방법으로서,
    상기 피검사체를 상기 해부학적 정보 및 상기 혈류동태 정보가 획득되는 공간으로 이송하는 단계;
    상기 해부학적 정보 및 상기 혈류동태 정보가 획득되는 상기 공간을 외부 RF 필드로부터 보호하는 단계;
    상기 해부학적 정보를 획득하는 단계;
    상기 피검사체를 상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보가 획득되는 공간으로 이송하는 단계; 및
    상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보를 획득하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항의 방법을 컴퓨터가 수행할 수 있도록 지시하는 명령들을 포함하는 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능한 기록 매체.
  12. 피검사체에 대한 해부학적 정보, 혈류동태 정보, 분자적 정보 및 기능적 정보를 제공하는 영상 장치로서,
    상기 피검사체에 대한 상기 해부학적 정보뿐만 아니라 상기 혈류동태 정보를 통합된 형태로 획득하는 제1 스캐너;
    상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보를 획득하는 제2 스캐너;
    상기 제1 스캐너를 포함하는 소정의 제1 공간을 외부 RF 필드로부터 보호하고, 상기 제1 스캐너의 자기장이 외부로 새나가는 것을 방지하는 RF + 자기장 쉴드;
    상기 제2 스캐너를 포함하는 소정의 제2 공간을 상기 제1 스캐너에서 나온 상기 자기장으로부터 보호하는 자기장 쉴드;
    상기 제1 스캐너로부터 상기 RF + 자기장 쉴드 및 상기 자기장 쉴드를 거쳐 상기 제2 스캐너에 이르는 경로를 따라 놓여진 이송 레일; 및
    상기 피검사체를 지지하고 상기 이송 레일을 따라 움직일 수 있는 받침대
    를 포함하는 영상 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 RF + 자기장 쉴드 및 상기 자기장 쉴드는 각각 상기 이송 레일과의 교차점에 구비된 셔터를 더 포함하는 영상 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    어느 순간에서도 상기 제2 스캐너에 대하여 완벽한 자기장 쉴드를 보장하기 위해 상기 RF + 자기장 쉴드의 상기 셔터와 상기 자기장 쉴드의 상기 셔터 양자가 동시에 열리지 않도록, 상기 셔터들이 완전 동기화된 방식으로 제어되는 영상장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 이송 레일은 상기 제1 스캐너 및 제2 스캐너 사이에서 상기 피검사체에 대하여 동일 좌표가 유지될 수 있을 정도로 충분히 고정된 영상 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 스캐너 및 제2 스캐너는 상기 검사체에 대하여 동일 좌표를 유지하기 위해 각각 레이저-유도 교정 수단을 포함하는 영상 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 스캐너에 의해 획득된 상기 해부학적 및 상기 혈류동태 정보와 상기 제2 스캐너에 의해 획득된 상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보를 처리하여 융합된 영상을 구성하는 영상 처리기를 더 포함하는 영상 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제1 스캐너는 UHF-MRI 스캐너이고, 상기 제2 스캐너는 HRRT-PET 스캐너인 영상 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 RF + 자기장 쉴드와 상기 자기장 쉴드 사이에 위치하며, 상기 이송 레일을 특정 각도로 회전시킬 수 있는 수단을 더 포함하는 영상 장치.
  20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항의 장치를 동작시키도록 컴퓨터에 지시하는 명령들을 포함하는 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능한 저장 매체.
  21. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항의 장치에 의해 획득된 해부학적 정보, 혈류동태 정보 및 분자적 기능적 정보를 융합하는데 필요한 수학적 또는 컴퓨터 기법들을 컴퓨터가 수행하도록 지시하는 명령들을 포함하는 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능한 저장 매체.
  22. 피검사체에 대한 해부학적 정보, 혈류동태 정보, 분자적 정보 및 기능적 정보를 제공하는 방법으로서,
    상기 피검사체를 상기 해부학적 정보 및 상기 혈류동태 정보가 획득되는 제1 공간으로 이송하는 단계;
    상기 제1 공간을 외부 RF 필드로부터 보호하고 상기 제1 공간으로부터 자기장이 외부로 누설되는 것을 방지하는 단계;
    상기 해부학적 정보 및 상기 혈류동태 정보를 획득하는 단계;
    상기 피검사체를 상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보가 획득되는 제2 공간으로 이송하는 단계;
    상기 제2 공간을 외부 자기장으로부터 보호하는 단계; 및
    상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보를 획득하는 단계
    를 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 피검사체를 상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보가 획득되는 상기 제2 공간으로 이송하는 상기 단계는, 상기 해부학적 정보 및 상기 혈류동태 정보가 획득되는 상기 제1 공간으로부터 누설된 자기장을 차단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 피검사체를 상기 분자적 정보 및 상기 기능적 정보가 획득되는 상기 제2 공간으로 이송하는 상기 단계는, 상기 제2 공간에 상기 피검사체가 도착하기 전에 임의의 각도로 상기 피검사체를 회전하는 단계를 포함하는 방법.
  25. 제22항 내지 제24항의 방법 중 어느 하나를 컴퓨터가 수행할 수 있도록 지시하는 명령들을 포함하는 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능한 기록 매체.
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