KR20070038929A

KR20070038929A - 자기공명촬상장치

Info

Publication number: KR20070038929A
Application number: KR1020060098072A
Authority: KR
Inventors: 나오유키 다케이; 데츠지 츠카모토
Original assignee: 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2006-10-09
Publication date: 2007-04-11
Also published as: JP2007098026A; CN1943510A; NL1032648A1; US20070080690A1; NL1032648C; DE102006047492A1; CN1943510B; US7432710B2

Abstract

운동 열화의 발달을 방지하고 영상 품질을 향상시키기 위해, 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스를 실행하기 전의 횡경막의 제 1 변위(N1) 및 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스를 실행한 후의 횡경막의 제 2 변위(N2)가 몸체 운동 검출부(25)에 의해 피검체(SU)의 호흡 운동에 의해 발생되는 변위로서 검출된다. 그에 따라, 몸체 운동 검출부(25)에 의해 검출된 횡경막의 제 1 변위(N1) 및 제 2 변위(N2)에 기초하여, 촬상 데이터는 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터(raw data)로서 선택된다. 그 다음, 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터로서 선택된 촬상 데이터에 기초하여 피검체(SU)의 슬라이스 영상이 영상 생성부(31)에 의해 생성된다.

Description

자기공명촬상장치{MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 자기공명촬상장치(1)의 구성을 도시한 블록도.

도 2는 본 실시예에서 피검체(SU)를 촬상하는 동작을 도시한 순서도.

도 3은 본 실시예에서 피검체(SU)를 스캐닝하는 시퀀스를 도시하는 시퀀스 차트로서, 수평 축은 시간 축 t를 나타내는 시퀀스 차트.

도 4는 본 실시예의 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)를 도시한 펄스 시퀀스 차트.

도 5는 본 실시예에서 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터로서 촬상 데이터를 선택하는 동작을 도시한 순서도.

도 6은 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)가 허용 범위(AW) 내에 있는지의 여부를 판단하는 프로세스를 도시한 도면.

도 7은 본 실시예에서 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)이 사전 결정된 문턱값(TH) 내에 있는지 여부를 판단하는 프로세스를 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

22 : RF 구동부

23 : 경사 구동부(gradient driving section)

24 : 데이터 수집부 25 : 몸체 운동 검출부

26 : 원 데이터(raw data) 선택부 30 : 제어부

31 : 영상 생성부 32 : 동작부

33 : 디스플레이부 34 : 저장부

본 발명은 자기공명촬상장치에 관한 것이다.

자기공명촬상(MRI) 장치는 의학 응용분야와 산업 응용분야를 포함하는 다양한 분야에서 폭넓게 사용된다.

자기공명촬상장치는 정자기장 공간 내의 피검체를 향해 전자기파를 방사하며, 그에 따라 핵 자기 공명(NMR) 현상을 사용하여 피검체 내의 양자(proton)의 스핀을 여기시키고, 스캔을 수행하여 여기된 스핀에 의해 발생된 자기공명(MR) 신호를 획득한다. 스캔에서 획득된 자기공명신호는 슬라이스 영상에 대해 원 데이터로서 사용되어 피검체의 슬라이스 이미지를 생성한다.

이러한 자기공명촬상장치를 사용하는 피검체 상의 스캔에서, 만약 피검체가 움직이면, 생성된 슬라이스 영상에 운동 열화가 나타날 수 있다. 예를 들어, 피검체의 심장 또는 복부가 촬상될 때, 호흡 또는 심장 운동과 같은 몸체 운동은 운동 열화를 발생시키고 영상 품질의 저하를 나타낸다.

이러한 운동 열화로 인한 영상 품질 저하를 방지하기 위해, 호흡 또는 심장 운동과 같은 몸체 운동과 동기하여 스캔을 수행하는 방법이 제안되었다.

[특허 문서 1] No. H10-277010에 개시된 일본 특허 출원

[특허 문서 2] No. 2002-102201에 개시된 일본 특허 출원

이러한 방법으로, 예를 들어 순환적인 심장 운동에 의해 발생되는 변위가 심전도 신호로서 검출되며, 자기공명촬상장치는 이 심전도 신호에 기초한 피검체의 심장 운동의 특정 위상에서 피검체를 반복적으로 스캔한다. 스캔을 할 때, 먼저 예를 들어 횡경막을 포함하는 영역이 선택적으로 여기되어 피검체의 호흡 운동을 모니터링하며, 네비게이터 시퀀스가 실행되어 네비게이터 에코 데이터로서 자기공명신호를 획득한다. 네비게이터 시퀀스에 이어서, 촬상 시퀀스가 실행되어 슬라이스 이미지가 생성되는 슬라이스 위치로부터 자기공명신호를 촬상 데이터로서 획득한다. 이때, 만약 네비게이터 시퀀스에 의해 획득된 횡경막의 변위가 사전 결정된 허용 범위 내에 있다면, 연속적인 촬상 시퀀스에 의해 획득된 촬상 데이터는 k-공간을 연속적으로 채우는 슬라이스 영상에 대해 원 데이터로서 선택된다. 특히, 피검체의 심박률이 일반적으로 분당 60회이기 때문에, 네비게이터 에코 데이터 및 촬상 데이터는 1초마다 획득되고, 네비게이터 에코 데이터에 의해 획득된 횡경막의 변위가 사전 결정된 허용 범위 내에 있을 때 획득된 촬상 데이터는 슬라이스 영상을 위 한 재료로서 사용되는 원 데이터로서 선택된다. 그 다음 슬라이스 영상은 원 데이터로서 선택된 영상 데이터에 기초하여 재구성된다.

그러나, 예를 들어,심장 운동이 불규칙해지거나, 호흡의 깊이가 상당히 불안정하고 불규칙할 때, 촬상 시퀀스 이전에 실행된 네비게이터 시퀀스에 의해 획득된 횡경막의 변위가 사전 결정된 허용 범위 내에 있다 하더라도, 횡경막은 촬상 시퀀스를 실행하는 순환적인 호흡 운동에서의 위치로부터 다른 위치에 놓일 수 있다. 이러한 경우에, 운동 열화가 나타날 수 있으며, 그에 따라 영상 품질의 저하가 나타날 수 있다.

전술된 바와 같이, 종래의 기술에 따르면, 운동 열화의 발달이 충분하게 억제될 수 없으며 영상 품질을 향상시키는 것이 어렵다.

따라서, 본 발명은 운동 열화의 발달을 억제하고 영상 품질을 향상시킬 수 있는 자기공명촬상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 정자기장 공간(static magnetic field) 내의 피검체를 향해 전자기파가 방사되어 피검체의 촬상 영역을 여기시키고(excite), 피검체의 촬상 영역에서 발생된 자기공명신호가 촬상 데이터로서 획득되는, 촬상 시퀀스를 반복적으로 실행하는 스캐닝부와, 스캐닝부가 촬상 시퀀스를 실행할 때마다 피검체의 몸체 운동에 의해 발생된 변위를 반복적으로 검출하는 몸체 운동 검출부와, 몸체 운동 검출 디바이스에 의해 검출된 피검체의 몸체 운동에 의해 발생된 변위에 기초하여, 촬상 시퀀스를 실행하는 스캐닝 디바이스에 의해 획득된 촬상 데이터를 원 데이터(raw data)로서 선택하는 원 데이터 선택부와, 원 데이터 선택 디바이스에 의해 원 데이터로서 선택된 촬상 데이터에 기초하여 피검체의 영상을 생성하는 영상 생성 디바이스를 포함하되, 몸체 운동 검출 디바이스는 피검체의 몸체 운동에 의해 발생된 변위로서, 스캐닝 디바이스가 촬상 시퀀스를 실행하기 전의 제 1 변위 및 스캐닝 디바이스가 촬상 시퀀스를 실행한 후의 제 2 변위를 검출하며, 원 데이터 선택 디바이스는 몸체 운동 검출 디바이스에 의해 검출된 제 1 변위 및 제 2 변위에 기초하여 촬상 데이터를 원 데이터로서 선택하는 자기공명촬상장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 운동 열화의 발달을 억제하고 영상 품질을 향상시킬 수 있는 자기공명촬상장치가 제공된다.

또한 본 발명의 목적과 장점은 후술될 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 자기공명촬상장치(a magnetic resonance imaging apparatus)(1)의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자기공명촬상장치(1)는 스캐닝부(2)와 동작 콘솔부(3)를 갖는다.

이제 스캐닝부(2)에 대해 기술한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 스캐닝부(2)는 정자기장 자기부(static magnetic field magnet section)(12), 경사 코일부(gradient coil section)(13), RF 코일부(14) 및 크래들(cradle)(15)을 포함하며, 피검체(SU)를 향해 전자기파를 방사하여 정자기장이 발생된 촬상 공간(B) 내의 피검체(SU)의 촬상 영역을 여기시키고, 스캐닝을 수행하여 피검체(SU) 내의 촬상 영역에서 발생되는 자기공명신호를 획득한다.

본 실시예에서, 스캐닝부(2)는 동작 콘솔부(3) 내의 몸체 운동 검출부(25)에 의해 검출되는 심전계 신호에 기초하여 피검체(SU)의 심장 운동(cardiac motion)이 특정 위상에 있을 때 피검체(SU)를 각각 스캔한다.

스캔을 할 때, 먼저 횡경막을 포함하는 영역이 선택적으로 여기되어 피검체(SU)의 호흡 운동을 모니터링하며, 제 1 네비게이터 시퀀스가 실행되어 제 1 네비게이터 에코 데이터로서 자기공명신호를 획득한다. 제 1 네비게이터 시퀀스에 이어서, 촬상 시퀀스가 실행되어 촬상 데이터로서 슬라이스 이미지가 생성되는 슬라이스 위치로부터 자기공명신호를 획득한다. 그 다음, 제 2 네비게이터 시퀀스가 다시 실행되어 제 2 네비게이터 에코 데이터로서 횡경막을 포함하는 영역에서의 자기공명신호를 획득한다. 이때, 스캐닝부(2)는 피검체(SU)의 모든 심장 사이클에 대해 이 심장 사이클 내의 동일한 위상에서 제 1 네비게이터 시퀀스, 촬상 시퀀스 및 제 2 네비게이터 시퀀스를 연속적, 반복적으로 실행한다.

이제 스캐닝부(2)의 구성 요소가 차례로 기술될 것이다.

정자기장 자기부(12)는 예를 들어, 한 쌍의 영구 자석으로 구성되어 촬상 공간(B) 내에서 피검체(SU)가 수신하는 정자기장을 발생시킨다. 이 정자기장 자기부(12)는 정자기장의 방향이 피검체(SU)의 몸체 축 방향에 직교하는 방향(Z)으로 정렬하도록 정자기장을 발생시킨다. 이와는 달리, 정자기장 자기부(12)는 초전도 자석을 포함할 수도 있다.

경사 코일부(13)는 정자기장이 발생되는 촬상 공간(B) 내에서 경사 자기장을 발생시켜, RF 코일부(14)에 의해 수신된 자기공명신호에 공간적인 위치 정보를 추가한다. 이 경사 코일부(13)는 x, y, z 방향의 3 코일 시스템으로 구성되어 촬상 조건에 따라 주파수 인코딩 방향, 위상 인코딩 방향 및 슬라이스 선택 방향으로 경사 자기장을 발생시킨다. 특히, 경사 코일부(13)는 피검체(SU)의 슬라이스 선택 방향으로 경사 자기장을 인가하여 RF 펄스를 전달하는 RF 코일부(14)에 의해 여기될 피검체(SU)를 통과하는 슬라이스를 선택한다. 또한 경사 코일부(13)는 피검체(SU)의 위상 인코딩 방향으로 경사 자기장을 인가하여 RF 펄스에 의해 여기되는 슬라이스로부터 자기공명신호를 위상-인코딩한다. 또한 경사 코일부(13)는 피검체(SU)의 주파수 인코딩 방향으로 경사 자기장을 인가하여 RF 펄스에 의해 여기되는 슬라이스로부터 자기공명신호를 주파수-인코딩한다.

RF 코일부(14)는 도 1에 도시된 바와 같이, 피검체(SU)의 촬상 영역을 둘러싸도록 배치된다. RF 코일부(14)는 전자기파인 RF 펄스를 정자기장 자기부(12)에 의해 정자기장이 발생되는 촬상 공간(B) 내의 피검체(SU)로 전달하여, 고주파수의 자기장을 발생시키며 피검체(SU)의 촬상 영역 내의 양자의 스핀을 여기시킨다. 그 다음 RF 코일부(14)는 자기공명신호로서 피검체(SU) 내의 여기된 양자에 의해 발생된 전자기파를 수신한다.

크래들(15)은 피검체(SU)가 누울 수 있는 테이블을 갖는다. 크래들부(15)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초하여 촬상 공간(B)의 내부와 외부 사이에서 이동된다.

이제 동작 콘솔부(3)가 기술될 것이다.

동작 콘솔부(3)는 도 1에 도시된 바와 같이, RF 구동부(22), 경사 구동부(23), 데이터 수집부(24), 몸체 운동 검출부(25), 원 데이터 선택부(raw data selecting section)(26), 제어부(30), 영상 생성부(31), 동작부(32), 디스플레이부(33) 및 저장부(34)를 포함한다.

이제 동작 콘솔부(3)의 구성 요소가 차례로 기술될 것이다.

RF 구동부(22)는 RF 코일부(14)를 구동시켜 RF 펄스를 전달함으로써 촬상 공간(B) 내에서 고주파수의 자기장을 발생시킨다. RF 구동부(22)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초하여, 게이트 모듈레이터를 사용하여 RF 오실레이터로부터 신호를 사전 결정된 타이밍과 인벨롭(envelope)의 신호로 변경시키고, 그 다음 RF 전력 증폭기에서 게이트 모듈레이터에 의해 변형된 신호를 증폭시켜 RF 펄스를 전달한다.

경사 구동부(23)는 경사 코일부(13)에 경사 펄스를 인가하고 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초한 경사 코일부(13)를 구동하여 정자기장이 발생된 촬상 공간(B) 내에 경사 자기장을 발생시킨다. 경사 구동부(23)는 경사 코일부(13)의 세 개의 시스템에 상응하는 (도시되지 않은) 세 개의 구동 회로를 갖는다.

데이터 수집부(24)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초하는 RF 코일부(14)에 의해 수신된 자기공명신호를 수집한다. 이 데이터 수집부(24)는 RF 구동부(22) 내의 RF 오실레이터로부터의 출력을 참조하여 RF 코일부(14)에 의해 수신된 자기공명신호를 검출하는 위상 검출기를 갖는다. 다음으로, A/D 변환기가 아날로그 신호인 자기공명신호를 디지털 신호로 변환시키는 데에 사용되며 그들을 출력한다.

본 실시예에서, 데이터 수집부(24)는 스캐닝부(2)에 의해 실행된 촬상 시퀀스에 의해 촬상 데이터로서 획득된 자기공명신호를 동작 콘솔(3) 내의 원 데이터 선택부(26)로 출력한다. 또한, 데이터 수집부(24)는 스캐닝부(2)에 의해 실행된 제 1 네비게이터 시퀀스에 의해 제 1 네비게이터 에코 데이터로서 획득된 자기공명신호와 제 2 네비게이터 시퀀스에 의해 제 2 네비게이터 에코 데이터로서 획득된 자기공명신호를 동작 콘솔(3) 내의 몸체 운동 검출부(25)로 출력한다.

몸체 운동 검출부(25)는 컴퓨터와, 이 컴퓨터가 사전 결정된 동작을 실행토록 하는 프로그램을 포함하며, 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스를 실행할 때마다 피검체(SU)의 몸체 운동에 의해 발생하는 변위를 검출하는 데이터 프로세싱을 실행한다.

본 실시예에서, 몸체 운동 검출부(25)는 피검체(SU)의 심장 운동에 의해 발생된 변위를 심전계에 의해 검출한다. 이러한 동작과 함께, 몸체 운동 검출부(25)는 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스를 실행하기 전의 제 1 변위 및 스캐닝부가 촬상 시퀀스를 실행한 후의 제 2 변위를 피검체(SU)의 호흡 운동에 의한 변위로서 검출한 다. 이 몸체 운동 검출부(25)는 피검체(SU)의 모든 심장 사이클에 대해 동일한 위상에서, 시퀀스 전후의 호흡 운동에 따라 변화하는 피검체(SU)의 횡경막의 제 1 변위 및 제 2 변위를 반복적으로 검출한다.

특히, 몸체 운동 검출부(25)는 제 1 네비게이터 시퀀스를 실행하는 스캐닝부(2)에 의해 획득되는 제 1 네비게이터 에코 데이터에 기초한 제 1 변위로서 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스를 실행하기 전에 호흡 운동에 의해 이동된 횡경막의 변위를 검출한다. 또한 몸체 운동 검출부(25)는 제 2 네비게이터 시퀀스를 실행하는 스캐닝부(2)에 의해 획득되는 제 2 네비게이터 에코 데이터에 기초한 제 2 변위로서 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스를 실행한 후에 호흡 운동에 의해 이동된 횡경막의 변위를 검출한다.

원 데이터 선택부(26)는 컴퓨터와, 이 컴퓨터가 사전 결정된 동작을 실행하도록 하는 프로그램을 가지며, 몸체 운동 검출부(25)에 의해 검출된 피검체(SU)의 몸체 운동에 의해 발생되는 변위에 기초하여 원 데이터로서 촬상 시퀀스를 실행하는 스캐닝부(2)에 의해 획득된 촬상 데이터를 선택하기 위해 데이터 프로세싱을 실행한다.

원 데이터 선택부(26)는 전술된 바와 같이 피검체(SU)의 제 1 및 제 2 변위에 기초한 원 데이터로서 현재 스캔에서 획득된 촬상 데이터를 선택한다. 예를 들어, 만약 촬상 데이터를 획득할 때 피검체(SU)의 제 1 및 제 2 변위가 사전 결정된 허용 범위 내에 포함되며, 제 1 변위와 제 2 변위 사이의 차의 절대값이 사전 결정된 문턱값 내에 포함된다면, 원 데이터 선택부(26)는 그 스캔에서의 촬상 데이터를 원 데이터로서 선택할 것이다.

제어부(30)는 컴퓨터와 그 컴퓨터를 사용하여 관련된 구성 성분이 사전 결정된 스캔에 해당하는 동작을 실행하도록 하는 프로그램을 포함하며, 관련 구성 성분들을 제어한다. 이 제어부(30)는 동작부(32)로부터 동작 데이터를 공급받고, 동작부(32)로부터 공급받은 동작 데이터에 기초하며, 제어를 위해 RF 구동부(22), 경사 구동부(23) 및 데이터 수집부(24)로 제어 신호를 출력하여 사전 결정된 스캔을 수행하고, 제어를 위해 몸체 운동 검출부(25), 영상 생성부(31), 디스플레이부(33) 및 저장부(34)로 제어 신호를 출력한다.

영상 생성부(31)는 컴퓨터와 이 컴퓨터를 사용하여 사전 결정된 데이터 프로세싱을 실행하는 프로그램을 포함하며, 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초하여, 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터로서 선택된 촬상 데이터로부터 피검체(SU)를 통과한 슬라이스 영상에 대해 슬라이스 영상을 재구성한다. 그 다음 영상 생성부(31)는 생성된 영상을 디스플레이부(33)로 출력한다.

동작부(32)는 키보드 및 포인팅 디바이스와 같은 동작 디바이스로 구성된다. 동작부(32)에는 오퍼레이터에 의해 동작 데이터가 제공되며, 이 동작 데이터를 제어부(30)로 출력한다.

디스플레이부(33)는 CRT와 같은, 제어부(30)로부터의 제어 신호에 기초한 디스플레이 디바이스로 구성되며, 영상을 디스플레이 스크린 상에 표시한다. 예를 들어, 디스플레이부(33)는 동작부(32)를 통해 오퍼레이터에 의해 입력될 동작 데이터의 아이템과 관련된 다수의 영상들을 디스플레이 스크린 상에 디스플레이한다. 또 한 디스플레이부(33)는 영상 생성부(31)로부터 피검체(SU)로부터의 자기공명신호에 기초해 발생된 피검체(SU)의 한 슬라이스 영상에 대한 데이터를 수신하며, 그 슬라이스 이미지를 디스플레이 스크린 상에 디스플레이한다.

저장부(34)는 메모리로 구성되며, 다양한 종류의 데이터들을 저장한다. 저장 디바이스(33)는 제어부(30)에 의해 액세스되는 필요한 데이터를 저장한다.

이제 앞서 기술된 본 발명에 따른 실시예의 자기공명촬상장치(1)를 이용한 피검체(SU) 촬상 동작이 후술될 것이다.

도 2는 본 실시예에서 피검체(SU)를 촬상하는 동작을 도시한 순서도이다. 도 3은 본 실시예에서 피검체(SU)를 스캐닝하는 시퀀스를 도시한 시퀀스 차트이며, 이때 수평 축은 시간 축 t를 나타낸다.

본 실시예에서, 스캐닝부(2)는 몸체 운동 검출부(25)에 의해 검출된 심전도 신호에 기초한 피검체(SU)의 심장 운동의 특정 위상에서 피검체(SU)를 스캔(S)하여, 슬라이스 영상의 생성에서 원 데이터로서 사용되는 자기공명신호를 획득한다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, R-파장(51)은 몸체 운동 검출부(25)에 의해 검출된 심전도 신호에서 검출되며, 스캐닝부(2)는 R-파장(51)이 검출되는 시점(t0)으로부터 사전 결정된 지연 시간(D1)이 흐른 후 심장수축에 해당하는 시점(t1)에 피검체(SU)의 흉부 상에서 주기적, 반복적으로 스캔을 시작한다.

스캔(S)을 수행할 때, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)는 처음으로 (S11)에서 실행된다.

특히, 피검체(SU)의 호흡 운동을 모니터하기 위해, 스캐닝부(2)는 선택적으 로 횡경막을 포함하는 영역 내의 스핀을 여기시키며, 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)를 실행하여 스핀 에코 기술에 따른 제 1 네비게이터 에코 데이터로서 자기공명신호를 획득한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)는 R-파장(51)이 검출되는 시점(t0)으로부터 사전 결정된 지연 시간(D1)이 흐른 후, 시점(t1)으로부터 사전 결정된 시간(D2) 후의 시점(t2)까지의 주기 내에서 실행된다.

도 4는 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)를 도시한 펄스 시퀀스 차트이다. 도 4에, RF 펄스(RF), x 방향의 경사 자기장(Gx), z 방향의 경사 자기장(Gz) 및 y 방향의 경사 자기장(Gy)이 도시된다. 도면에서, 수직 축은 세기를 나타내며, 수평 축은 시간 축을 나타낸다.

제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)의 실행에서, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 x-경사 자기장(Gx1)이 90° 펄스(RF1)를 따라 인가되어 그에 따라 피검체의 횡경막을 포함하는 제 1 슬라이스 면을 선택적으로 90° 여기시킨다. 그 후에, 제 2 x-경사 자기장(Gx2)이 피검체에 인가되어 위상을 리와인드(rewind)하며, 제 3 x-경사 자기장(Gx3)과 제 1 z-경사 자기장(Gz1)이 180° 펄스(RF2)를 따라 인가되어 그에 따라 횡경막을 포함하는 영역 내의 제 1 슬라이스 면을 가로지르는 제 2 슬라이스 면을 180° 여기시킨다. 그 다음, 제 1 및 제 2 y-경사 자기장(Gy1, Gy2)이 주파수 인코딩을 위해 인가되며, 피검체 내의 제 2 슬라이스 면을 가로지르는 제 1 슬라이스면의 영역으로부터의 자기공명신호(MR1)가 제 1 네비게이터 에코 데이터로서 획득된다.

그 다음 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)를 실행함으로써 제 1 네비게이터 에코 데이터로서 획득된 자기공명신호(MR1)는 데이터 수집부(24)에 의해 수집되며, 몸체 운동 검출부(25)로 출력된다.

다음으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 촬상 시퀀스(IS)가 실행된다(S21).

특히, 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)에 연속하여, 스캐닝부(2)는 촬상 이미지가 생성되는 피검체(SU)의 흉부 내의 슬라이스 위치로부터의 촬상 데이터로서 자기공명신호를 획득하기 위해 촬상 시퀀스(IS)를 실행한다. 예를 들어, 스캐닝부(2)는 경사 에코 기술에 따른 촬상 시퀀스(IS)를 실행한다. 촬상 시퀀스(IS)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)가 완료되는 시점(t2)으로부터 사전 결정된 시간(D3)이 지난 후인 시점(t3)까지의 주기에서 실행된다.

그 다음 촬상 시퀀스(IS)를 실행함으로써 촬상 데이터로서 획득된 자기공명신호는 데이터 수집부(24)에 의해 수집되며, 원 데이터 선택부(26)로 출력된다.

다음으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 네비게이터 시퀀스(NS2)가 실행된다(S31).

특히, 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)와 유사하게, 스캐닝부(2)는 제 2 네비게이터 시퀀스(NS2)를 실행하여 제 2 네비게이터 에코 데이터로서 횡경막을 포함하는 영역의 자기공명신호를 획득한다. 제 2 네비게이터 시퀀스(NS2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 촬상 시퀀스(IS)가 완료되는 시점(t3)으로부터 사전 결정된 시간(D4)이 지난 후인 시점(t4)까지의 주기에서 실행된다.

그 다음 제 2 네비게이터 시퀀스(NS2)를 실행함으로써 제 2 네비게이터 에코 데이터로서 획득된 자기공명신호는 데이터 수집부(24)에 의해 수집되며, 몸체 운동 검출부(25)로 출력된다.

다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 원 데이터가 선택되어야 하는지의 여부가 판단된다(S41).

특히, 원 데이터 선택부(26)가 몸체 운동 검출부(25)에 의해 검출된 피검체(SU)의 몸체 운동에 의해 발생된 변위에 기초한 각각의 스캔에서 촬상 시퀀스(IS)를 실행하는 스캐닝부(2)에 의해 획득되는 촬상 데이터를 원 데이터로서 선택해야 하는지의 여부가 판단된다.

본 실시예에서, 원 데이터 선택부(26)는 몸체 운동 검출부(25)에 의해 검출된 호흡 운동에 의한 피검체(SU)의 횡경막의 제 1 변위(N1) 및 제 2 변위(N2)에 기초한 원 데이터로서 촬상 데이터를 선택한다.

특히, 먼저, 전술된 바와 같이 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)를 실행하는 스캐닝부(2)에 의해 획득된 제 1 네이게이터 에코 데이터에 기초한, 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스(IS)를 실행하기 전에 호흡 운동에 의해 움직인 횡경막의 변위는 몸체 운동 검출부(25)에 의한 제 1 변위(N1)로서 판단된다. 특히, 제 1 네이게이터 에코 데이터는 1차원 역 푸리에변환되어 횡경막을 포함하는 영역의 프로파일을 발생하며, 횡경막의 변위는 프로파일로부터 몸체 운동 검출부(25)에 의한 제 1 변위(N1)로서 판단된다. 본 실시예에서, 발생된 프로파일에서 높은 세기의 신호를 갖는 부분은 복부에 해당하며, 낮은 세기의 신호를 갖는 부분은 흉부에 해당하고, 복부와 흉부를 나타내는 부분의 사이에 있는 경계 부분이 횡경막에 해당한다. 그에 따라 몸체 축 방향에서 이동되는 횡경막에 따른 경계 부분 위치는 몸체 운동 검출부(25)에 의한 제 1 변위(N1)로서 판단된다.

제 2 네비게이터 시퀀스(NS2)를 실행하는 스캐닝부(2)에 의해 획득된 제 2 네비게이션 에코 데이터에 기초한 제 1 변위(N1)와 유사하게, 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스(IS)를 실행한 후의 호흡 운동에 의해 움직인 횡경막의 변위는 몸체 운동 검출부(25)에 의한 제 2 변위(N2)로서 판단된다.

그 다음, 전술된 바와 같이 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)를 검출하기 위해 실행된 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)와 제 2 네비게이터 시퀀스(NS2) 사이의 촬상 시퀀스(IS)에 의해 획득된 촬상 데이터가 몸체 운동 검출부(25)에 의해 판단되는 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)에 기초한 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터로서 선택되어야 하는지 여부가 판단된다.

도 5는 본 실시예에서 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터로서 촬상 데이터를 선택하는 동작을 도시한 순서도이다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)가 허용 범위(AW) 내에 있는지의 여부가 판단된다(S411).

특히, 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스(IS)를 실행하기 전에 호흡 운동에 의해 이동된 횡경막의 제 1 변위(N1)가 사전 결정된 허용 범위(AW) 내에 있는지의 여부가 원 데이터 선택부(26)에 의해 판단되며, 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스(IS)를 실행한 후에 호흡 운동에 의해 이동된 횡경막의 제 2 변위(N2)가 사전 결정된 허용 범위(AW) 내에 있는지의 여부가 원 데이터 선택부(26)에 의해 판단된다.

도 6은 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)가 허용 범위(AW) 내에 있는지의 여부를 판단하는 프로세스를 도시하는 도면이며, 이때 수평 축은 시간 축(t)을 나타내고, 수직 축은 횡경막의 변위(N)를 나타낸다. 도면에서, 도 6(a)은 허용 범위(AW)을 벗어난 제 1 변위(N1) 또는 제 2 변위(N2)를 도시하며, 도 6(b)은 허용 범위(AW) 내에 있는 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)를 도시한다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 제 1 변위(N1) 또는 제 2 변위(N2)가 사전 결정된 허용 범위(AW)을 벗어났을 때(No), 스캔(S)의 촬상 시퀀스(IS)에서의 촬상 데이터로서 획득되는 자기공명신호는 도 5에 도시된 바와 같이 원 데이터로서 선택되지 않는다.

이와는 달리, 만약 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)가 도 6(b)에 도시된 바와 같이 사전 결정된 허용 범위(AW)에 있을 때(Yes), 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)이 사전 결정된 문턱값 내에 있는지 여부가 판단된다(S431).

특히, 원 데이터 선택부(26)는 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)이 사전 결정된 문턱값(TH) 내에 있는지 여부를 판단한다.

도 7은 본 실시예에서 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)이 사전 결정된 문턱값(TH) 내에 있는지 여부를 판단하는 프로세스를 도시하는 도면이며, 이때 수평 축은 시간의 축(t)을 나타내고, 수직 축은 횡경막의 변위(N)를 나타낸다. 도면에서, 도 7(a)은 사전 결정된 문턱값(TH)을 초과하는 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)을 도시하며, 도 7(b)은 사전 결 정된 문턱값(TH) 내에 있는 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)을 도시한다.

만약 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)이 사전 결정된 문턱값(TH)을 초과하면(No), 스캔(S)의 촬상 시퀀스(IS)에서의 촬상 데이터로서 획득되는 자기공명신호는 원 데이터로서 선택되지 않는다.

이와는 달리, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 만약 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)이 사전 결정된 문턱값 내에 있으면(Yes), 도 5에 도시된 바와 같이, 스캔(S)의 촬상 시퀀스(IS)에서의 촬상 데이터로서 획득되는 자기공명신호가 원 데이터로서 선택된다(S441).

따라서, 만약 각 스캔(S)에서 촬상 데이터가 획득되지 전후에 피검체(SU)의 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)가 사전 결정된 허용 범위(AW) 내에 있고, 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2) 사이의 차의 절대값(A)이 사전 결정된 문턱값(TH) 내에 있으면(Yes), 원 데이터 선택부(26)는 도 2에 도시된 바와 같이 스캔(S)에서 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)의 검출 사이에 실행된 촬상 시퀀스(IS)에 의해 획득된 촬상 데이터를 원 데이터로서 선택한다. 그 다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 만약 원 데이터 선택부(26)가 촬상 시퀀스(IS)에 의해 획득된 촬상 데이터를 원 데이터로서 선택하지 않는다면(No), 제 1 네비게이터 시퀀스가 실행되고(S11), 촬상 시퀀스가 실행되며(S21), 제 2 네비게이터 시퀀스가 실행된다(S31). 예를 들어, 이러한 경우, 촬상 시퀀스(IS)는 원 데이터로서 선택되지 않은 촬상 시퀀스(IS)의 위상 인코 딩 단계에 따르도록 다시 실행된다.

다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이 원 데이터가 저장된다(S42).

특히, 전술된 바와 같이 원 데이터로서 선택된 촬상 데이터가 저장되며 원 데이터 선택부(26)에 의해 보호된다.

다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 원 데이터의 획득이 완료되었는지 여부가 판단된다.

특히, 제어부(30)는 생성될 슬라이스 영상의 행렬에 해당하는 모든 원 데이터가 원 데이터 선택부(26)에 의해 획득되었는지 여부를 판단한다. 예를 들어, k-공간에서의 모든 위상 인코딩 단계에 해당하는 원 데이터가 획득되었는지 여부가 판단된다. 만약 모든 원 데이터가 원 데이터 선택부(26)에 의해 획득되지 않았다면(No), 제어부(30)는 관련 구성 성분이 피검체(SU) 상에서의 스캔을 계속하도록 제어한다.

이와는 달리, 만약 원 데이터 선택부(26)에 의해 모든 원 데이터가 획득도었다면(Yes), 도 2에 도시된 바와 같이 슬라이스 영상이 생성된다(S61).

특히, 영상 생성부(31)는 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터로서 선택된 촬상 이미지로부터 피검체(SU)를 통과한 슬라이스의 슬라이스 이미지를 재구성한다. 그 다음 영상 생성부(31)는 재구성된 영상을 디스플레이부(33)로 출력한다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 몸체 운동 검출부(25)는 피검체의 호흡 운동에 의해 발생되는 변위로서, 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스(IS)를 실행하기 전에 횡경막의 제 1 변위(N1)와 스캐닝부(2)가 촬상 시퀀스(IS)를 실행한 후에 횡 경막의 제 2 변위(N2)를 검출한다. 특히, 스캐닝부(2)는 촬상 시퀀스(IS)를 실행하기 전에 횡경막을 포함하는 영역에 대해 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)를 실행하며 제 1 네비게이터 에코 데이터로서 자기공명신호를 획득하며, 또한 스캐닝부(2)는 촬상 시퀀스(IS)를 실행한 후에 횡경막을 포함하는 영역에 대해 제 2 네비게이터 시퀀스(NS2)를 실행하며 제 2 네비게이터 에코 데이터로서 자기공명신호를 획득한다. 그 다음 몸체 운동 검출부(25)는 제 1 네비게이터 시퀀스(NS1)를 실행하는 스캐닝부(2)에 의해 획득된 제 1 네비게이터 에코 데이터에 기초한 횡경막의 제 1 변위(N1)를 검출하며, 또한 몸체 운동 검출부(25)는 제 2 네비게이터 시퀀스(NS2)를 실행하는 스캐닝부(2)에 의해 획득된 제 2 네비게이터 에코 데이터에 기초한 횡경막의 제 2 변위(N2)를 검출한다. 그 다음, 원 데이터 선택부(26)는 몸체 운동 검출부(25)에 의해 검출된 횡경막의 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)에 기초한 원 데이터로서 촬상 데이터를 선택한다. 특히, 촬상 데이터를 획득할 때, 만약 피검체(SU)의 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)가 사전 결정된 허용 범위 내에 있으며, 제 1 변위(N1)와 제 2 변위(N2)의 차의 절대값이 사전 결정된 특정 값 내에 있으면, 촬상 데이터는 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터로서 선택된다. 그 다음 영상 생성부(31)는 원 데이터 선택부(26)에 의해 원 데이터로서 선택된 촬상 데이터에 기초한 피검체의 슬라이스 영성을 생성한다.

따라서, 촬상 시퀀스(IS) 전후에 실행되는 제 1 및 제 2 네이게이터 시퀀스(NS1, NS2)에 의해 획득된 횡경막의 변위(N1, N2)에 기초한 본 실시예에 따르면, 예를 들어 호흡의 깊이가 상당히 거칠고 변화가 심할 때와 같은 불규칙적인 호흡 운동이 검출될 수 있으며, 규칙적인 호흡 운동에서 획득된 촬상 데이터가 원 데이터로서 슬라이스 영상을 재구성하는 데에 선택될 수 있다. 따라서, 본 실시예는 운동 열화의 발달을 억제하고 영상 품질을 향상시킬 수 있다.

전술된 본 실시예에서의 자기공명촬상장치(1)는 본 발명의 자기공명촬상장치를 따른다. 전술된 본 실시예의 스캐닝부(2)는 본 발명의 스캐닝부을 따른다. 전술된 본 실시예의 몸체 운동 검출부(25)는 본 발명의 몸체 운동 검출부을 따른다. 전술된 본 실시예의 원 데이터 선택부(26)는 본 발명의 원 데이터 선택부를 따른다. 전술된 본 실시예의 영상 생성부(31)는 본 발명의 영상 생성부를 따른다. 마지막으로, 전술된 본 실시예의 디스플레이부(33)는 본 발명의 디스플레이부를 따른다.

본 발명을 실시함에 있어서 전술된 실시예에 제한되는 것은 아니며, 다양한 변경이 사용될 수 있다.

예를 들어, 네이게이터 시퀀스는 스핀 에코 기술 외에, 하나 이상의 임의의 다양한 촬상 기술에 따라 실행될 수 있다.

또한, 예를 들어, 피검체의 몸체 운동은 네비게이터 시퀀스에 의해 검출되는 것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 호흡 운동은 피검체의 흉부 둘레에 벨트를 매어 벨트의 연장/수축을 검출함으로써 검출될 수도 있다.

본 발명의 다양한 다수의 실시예들이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 구성될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한된다는 점을 이해할 것이다.

본 발명의 자기공명촬상장치는 운동 열화의 발달을 억제하고 영상 품질을 향상시킨다.

Claims

정자기장(static magnetic field) 공간(B) 내의 피검체(SU)를 향해 전자기파가 방사되어 상기 피검체(SU)의 촬상 영역을 여기시키고(excite), 상기 피검체(SU)의 상기 촬상 영역에서 발생된 자기공명신호가 촬상 데이터로서 획득되는, 촬상 시퀀스를 반복적으로 실행하는 스캐닝 디바이스(2)와,

상기 스캐닝 디바이스(2)가 상기 촬상 시퀀스를 실행할 때마다 상기 피검체(SU)의 몸체 운동에 의해 발생된 변위를 반복적으로 검출하는 몸체 운동 검출 디바이스(25)와,

상기 몸체 운동 검출 디바이스(25)에 의해 검출된 상기 피검체(SU)의 몸체 운동에 의해 발생된 변위에 기초하여 상기 촬상 시퀀스를 실행하는 상기 스캐닝 디바이스(2)에 의해 획득된 상기 촬상 데이터를 원 데이터(raw data)로서 선택하는 원 데이터 선택 디바이스(26)와,

상기 원 데이터 선택 디바이스(26)에 의해 원 데이터로서 선택된 상기 촬상 데이터에 기초하여 상기 피검체(SU)의 영상을 생성하는 영상 생성 디바이스(31)를 포함하되,

상기 몸체 운동 검출 디바이스(25)는 상기 피검체(SU)의 몸체 운동에 의해 발생된 변위로서 상기 스캐닝 디바이스(2)가 상기 촬상 시퀀스를 실행하기 전의 제 1 변위 및 상기 스캐닝 디바이스(2)가 상기 촬상 시퀀스를 실행한 후의 제 2 변위를 검출하며,

상기 원 데이터 선택 디바이스(26)는 상기 몸체 운동 검출 디바이스(25)에 의해, 검출된 상기 제 1 변위 및 상기 제 2 변위에 기초하여 상기 촬상 데이터를 원 데이터로 선택하는

자기공명촬상장치(3).
제 1 항에 있어서,

만약 상기 제 1 변위와 상기 제 2 변위가 특정 범위 내에 있으면, 상기 원 데이터 선택 디바이스(26)는 상기 특정 범위 내의 상기 제 1 변위 및 상기 제 2 변위에 따른 촬상 데이터를 원 데이터로서 선택하는

자기공명촬상장치(3).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 원 데이터 선택 디바이스(26)는 상기 제 1 변위와 상기 제 2 변위 사이의 차의 절대값을 계산하며, 상기 계산된 절대값에 기초하여 상기 촬상 데이터를 원 데이터로서 선택하는

자기공명촬상장치(3).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

만약 상기 제 1 변위와 상기 제 2 변위 사이의 차의 상기 절대값이 특정 값 내에 있으면, 상기 원 데이터 선택 디바이스(26)는 상기 촬상 데이터를 원 데이터로서 선택하는

자기공명촬상장치(3).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 몸체 운동 검출 디바이스(25)는 호흡 운동에 의해 발생되는 상기 피검체(SU)의 변위를 검출하는

자기공명촬상장치(3).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스캐닝 디바이스(2)는 상기 피검체(SU)의 각 심장 사이클에 대해 상기 촬상 시퀀스를 반복적으로 실행하며,

상기 몸체 운동 검출 디바이스(25)는 상기 피검체(SU)의 각 심장 사이클에 대해 상기 제 1 변위 및 상기 제 2 변위를 검출하는

자기공명촬상장치(3).
제 6 항에 있어서,

상기 스캐닝 디바이스(2)는 상기 피검체(SU)의 심장 사이클에 대해 동일한 위상에서 상기 촬상 시퀀스를 반복적으로 실행하며,

상기 몸체 운동 검출 디바이스(25)는 상기 피검체(SU)의 심장 사이클에 대해 동일한 위상에서 상기 제 1 변위를 반복적으로 검출하고, 상기 피검체(SU)의 심장 사이클에 대해 동일한 위상에서 상기 제 2 변위를 반복적으로 검출하는

자기공명촬상장치(3).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스캐닝 디바이스(2)는 상기 촬상 시퀀스를 실행하기 전에 제 1 네비게이터 시퀀스를 실행하여 상기 자기공명신호를 제 1 네비게이터 에코 데이터로서 획득하고, 상기 촬상 시퀀스를 실행한 후에 제 2 네비게이터 시퀀스를 실행하여 상기 자기공명신호를 제 2 네비게이터 에코 데이터로서 획득하며,

상기 몸체 운동 검출 디바이스(25)는 상기 제 1 네비게이터 시퀀스를 실행하는 상기 스캐닝 디바이스(2)에 의해 획득된 상기 제 1 네비게이터 에코 데이터에 기초하여 상기 제 1 변위를 검출하고, 상기 제 2 네비게이터 시퀀스를 실행하는 상기 스캐닝 디바이스(2)에 의해 획득된 상기 제 2 네비게이터 에코 데이터에 기초하여 상기 제 2 변위를 검출하는

자기공명촬상장치(3).
제 8 항에 있어서,

상기 스캐닝 디바이스(2)는 상기 제 1 네비게이터 시퀀스와 상기 제 2 네비게이터 시퀀스를 실행하여 상기 피검체(SU)의 상기 횡경막을 포함하는 영역에 대한 상기 제 1 네비게이터 에코 데이터 및 상기 제 2 네비게이터 에코 데이터를 획득하는

자기공명촬상장치(3).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 영상 생성 디바이스(31)에 의해 생성된 상기 피검체(SU)의 영상을 디스플레이 스크린 상에 디스플레이하는 디스플레이 디바이스(33)를 더 포함하는

자기공명촬상장치(3).