KR20070042875A - 자기 공명 촬상 장치 - Google Patents

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KR20070042875A
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KR1020060101146A
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나오유키 다케이
데츠지 츠카모토
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지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
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Abstract

화상의 콘트라스트를 향상시켜, 화상 품질을 향상시키기 위해, 각 촬상 시퀀스 IS의 수행전에, 네비게이터 에코 데이터를 획득하는 네비게이터 시퀀스 NS를 수행하고, 네비게이터 에코 데이터에 근거하여 호흡 운동에 의한 횡격막의 변위 N을 검출한다. 그 다음, 피검체(SU)의 호흡 운동에 의한 검출된 변위 N이 허용 윈도우 AW 이내인 경우에, 촬상 영역의 촬상 데이터를 획득하는 촬상 시퀀스 IS를 수행한다. 그 후, 복수회 수행된 촬상 시퀀스 IS에서 획득된 복수의 촬상 데이터 세트의 각각을, 촬상 데이터 세트 각각을 획득하는 제 1 촬상 시퀀스 ISl과, 제 1 촬상 시퀀스 IS1 이전에 수행된 제 2 촬상 시퀀스 IS2 사이의 시간 간격에 대응하는 보정 계수를 이용하여 보정하고, 복수의 보정한 촬상 데이터 세트로부터 슬라이스 화상을 생성한다.

Description

자기 공명 촬상 장치{MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 자기 공명 촬상 장치(1)의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 실시예에 있어서, 피검체 SU를 촬상시의 동작을 도시하는 흐름도,
도 3은 본 실시예에 있어서, 피검체 SU를 스캔시의 시퀀스를 나타내는 시퀀스 챠트로서, 수평축은 시간축 t를 나타내는 도면,
도 4는 본 실시예에 있어서, 네비게이터 시퀀스 NS를 나타내는 펄스 시퀀스 챠트,
도 5는 본 실시예에 있어서, 횡격막의 변위 N1이 허용 윈도우 AW 이내인지를 결정하는 처리를 도시하는 도면,
도 6은 본 실시예에 있어서, 길이방향 자화의 회복을 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 자기 공명 촬상 장치 2 : 스캔부
3 : 조작 콘솔부 12 : 정자장 마그네트부
13 : 구배 코일부 14 : RF 코일부
15 : 크레이들 22 : RF 구동부
23 : 구배 구동부 24 : 데이터 수집부
25 : 체동 검출부 30 : 제어부
31 : 화상 생성부 32 : 조작부
33 : 표시부 34 : 저장부
B : 촬상 공간
본 발명은 자기 공명 촬상 장치에 관한 것으로서, 특히, 정자장 공간내에서 피검체의 촬상 영역을 여기하도록 피검체에 전자파를 조사하여, 피검체의 촬상 영역에서 발생하는 자기 공명 신호를 획득하는 스캔을 수행한 후, 스캔의 수행에 의해 획득된 자기 공명 신호에 근거하여, 피검체의 화상을 생성하는 자기 공명 촬상 장치에 관한 것이다.
자기 공명 촬상(Magnetic Resonance Imaging; MRI) 장치는, 의료 응용 및 산업 응용을 포함하는 다양한 분야에서 이용되고 있다.
자기 공명 촬상 장치는, 정자장 공간내의 피검체에 전자파를 조사함으로써, 피검체내 양성자의 스핀을 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance; NMR) 현상에 의해서 여기시키고, 여기된 스핀에 의해 발생되는 자기 공명(MR) 신호를 획득하는 스캔을 수행한다. 스캔에서 획득된 자기 공명 신호에 근거하여, 피검체를 통한 단층면의 슬라이스 화상을 생성한다.
이와 같이 자기 공명 촬상 장치를 이용하여 피검체를 촬상할 때에, 스캔 동안에 피검체가 움직이는 경우, 생성된 슬라이스 화상에 움직임 아티팩트(motion artifacts)가 발생될 수 있다. 예를 들면, 피검체의 심장이나 복부를 촬상하는 경우, 호흡 운동이나 심박 운동과 같은 체동(body motion)에 의해서, 움직임 아티팩트가 발생하여, 화상 품질이 저하된다.
이러한 움직임 아티팩트로 인한 화상 품질 저하를 방지하기 위해서, 호흡 운동이나 심박 운동과 같은 체동에 동기하여 촬상을 수행하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제 10-277010 호
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제 2002-102201 호
이러한 방법에서, 예를 들면, 주기적인 심박 운동에 의해 초래된 변위를 심전 신호(electrocardiographic signal)로서 검출하고, 그러한 심전 신호에 근거하여, 피검체의 심박 운동의 특정한 위상에서, 자기 공명 촬상 장치가 피검체를 반복적으로 스캔한다. 이 스캔에 있어서는, 우선, 피검체의 호흡 운동을 모니터하기 위해서, 예를 들면, 횡격막을 포함하는 영역을 선택적으로 여기하여, 네비게이터 에코 데이터로서의 자기 공명 신호를 획득하는 네비게이터 시퀀스를 수행한다. 네비게이터 시퀀스에 후속하여, 슬라이스 화상을 생성하는 슬라이스 위치로부터 촬상 데이터로서의 자기 공명 신호를 획득하는 촬상 시퀀스를 수행한다. 이 때, 네비게이터 시퀀스에 의해서 얻어진 횡격막의 변위가 사전정의된 허용 윈도우 이내인 경우, 후속하는 촬상 시퀀스에 의해 획득된 촬상 데이터를 슬라이스 화상에 대한 로우(raw) 데이터로서 선택하여, 순차적으로, k 공간을 채운다. 특히, 피검체의 심박수가 일반적으로 매분 60회 정도이기 때문에, 1OOOmsec의 주기로 네비게이터 시퀀스 및 촬상 시퀀스를 수행해서 네비게이터 에코 데이터 및 촬상 데이터를 획득하여, 네비게이터 에코 데이터에 의해 얻어진 횡격막의 변위가 사전정의된 허용 윈도우내에서 촬상 데이터가 획득된 경우에, 슬라이스 화상에 대한 재료로서 이용되는 로우 데이터로서, 그 촬상 데이터를 선택한다. 그 다음, 로우 데이터로서 선택된 촬상 데이터에 근거하여, 슬라이스 화상을 재구성한다.
그러나, 피검체의 심박 운동에 동기하도록 1초 주기로 RF 펄스를 발생시켜 촬상 데이터를 획득하는 경우, 예를 들면, 혈관의 T1값이 130Omsec 정도이기 때문에, 촬상 영역내의 양성자의 길이방향 자화가 완전히 회복되지 않고, 상기한 바와 같이 획득되는 촬상 데이터에 대한 신호 강도가 낮아지게 된다. 따라서, 때로는 화상의 콘트라스트가 저하되어, 화상 품질을 향상시키기 어렵다. 특히, 관형상 동맥을 촬상하는 경우, 때때로 이러한 불편함을 겪게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 화상의 콘트라스트를 향상시켜, 화상 품질을 향상시킬 수 있는 자기 공명 촬상 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 정자장 공간내에서 피검체의 촬상 영역을 여기하도록 상기 피검체에 전자파를 조사하여, 상기 피검체의 상기 촬상 영 역에서 발생하는 자기 공명 신호를 촬상 데이터 세트로서 획득하는 촬상 시퀀스를 복수회 수행하는 스캔부와, 상기 스캔부가 상기 촬상 시퀀스를 수행함으로써 획득된 상기 복수의 촬상 데이터 세트에 근거하여, 상기 피검체의 화상을 생성하는 화상 생성부를 포함하는 자기 공명 촬상 장치를 제공하며, 상기 자기 공명 촬상 장치는, 상기 피검체의 체동에 의한 변위를 주기적으로 검출하는 체동 검출부를 더 포함하고, 상기 스캔부는, 상기 체동 검출부에 의해서 검출된 상기 체동에 의한 변위가 지정된 범위 이내인 경우, 상기 촬상 시퀀스를 수행하며, 상기 화상 생성부는, 상기 스캔부에 의해 복수회 수행된 상기 촬상 시퀀스에서 획득된 상기 복수의 촬상 데이터 세트의 각각을, 상기 촬상 데이터 세트의 각각을 획득하는 제 1 촬상 시퀀스와, 상기 제 1 촬상 시퀀스 이전에 수행된 제 2 촬상 시퀀스 사이의 시간 간격에 대응하는 보정 계수를 이용하여 보정한 후, 상기 보정된 복수의 촬상 데이터 세트에 근거하여, 상기 화상을 생성한다.
본 발명에 따르면, 화상의 콘트라스트를 향상시켜, 화상 품질을 향상시킬 수 있는 자기 공명 촬상 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은, 첨부 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명 예시적인 실시예를 설명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 자기 공명 촬상 장치(1)의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 자기 공명 촬상 장치(1)는 스캔부(2) 및 조작 콘솔부(3)를 갖는다.
이제, 스캔부(2)에 대하여 설명한다.
스캔부(2)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 정자장 마그네트부(12)와, 구배 코일부(13)와, RF 코일부(14)와, 크레이들(15)을 가지며, 정자장이 생성된 촬상 공간 B내에서, 피검체 SU의 촬상 영역을 여기하도록 피검체 SU에 전자파를 조사하여, 피검체 SU의 촬상 영역에서 발생하는 자기 공명 신호를 획득하는 스캔을 수행한다.
본 실시예에서, 스캔부(2)는, 후술하는 조작 콘솔부(3)의 체동 검출부(25)에 의해서 검출된 심전 신호에 근거하여, 피검체 SU의 심박 운동의 특정한 위상에서, 피검체 SU를 반복적으로 스캔한다.
이 스캔에 있어서는, 우선, 피검체 SU의 호흡 운동을 모니터하기 위해서, 피검체 SU에서 횡격막을 포함하는 영역을 선택적으로 여기하여, 네비게이터 에코 데이터로서의 자기 공명 신호를 획득하는 네비게이터 시퀀스를 수행한다. 그 후, 상세 내용은 후술할 것이지만, 네비게이터 시퀀스에 후속하여, 피검체 SU에서 관형상 동맥을 포함하는 영역을 촬상 영역으로 하는 촬상 시퀀스를 수행하여, 슬라이스 화상을 생성하기 위한 촬상 데이터 세트로서, 자기 공명 신호를 획득한다. 구체적으로, 네비게이터 시퀀스를 수행함으로써 획득된 네비게이터 에코 데이터에 근거하여 체동 검출부(25)가 검출한 호흡 운동에 의한 횡격막의 변위가, 사전정의된 범위 이내인 경우, 스캔부(2)가 촬상 시퀀스를 수행한다. 즉, 스캔부(2)는 피검체 SU의 호흡 운동에 의한 횡격막의 변위가 사전정의된 범위 이내인 경우에, 피검체 SU의 각각의 심박 운동 주기의 동일한 위상에서, 촬상 시퀀스를 반복적으로 수행한다.
이제, 스캔부(2)의 각 구성요소에 대하여 순차적으로 설명한다.
정자장 마그네트부(12)는, 예를 들면, 한 쌍의 영구 자석에 의해 구성되어 있고, 피검체 SU가 수용되는 촬상 공간 B에 정자장을 생성한다. 여기서, 정자장 마그네트부(12)는, 피검체 SU의 몸축 방향에 대하여 수직인 방향 Z에 정자장의 방향이 정렬되도록 정자장을 생성한다. 이와 달리, 정자장 마그네트부(12)는 초전도 자석에 의해 구성될 수도 있다.
구배 코일부(13)는 정자장이 생성된 촬상 공간 B에 구배 자장을 생성하여, RF 코일부(14)가 수신하는 자기 공명 신호에 공간 위치 정보를 부가한다. 여기서, 구배 코일부(13)는 x 방향, y 방향 및 z 방향의 3 코일 계통으로 이루어지며, 촬상 조건에 따라서, 주파수 인코딩 방향, 위상 인코딩 방향 및 슬라이스 선택 방향에서의 각각의 구배 자장을 생성한다. 특히, 구배 코일부(13)는 피검체 SU의 슬라이스 선택 방향에 구배 자장을 인가하여, RF 코일부(l4)가 RF 펄스를 송신함으로써 여기될 피검체 SU를 통한 슬라이스를 선택한다. 또한, 구배 코일(13)은 피검체 SU의 위상 인코딩 방향에 구배 자장을 인가하여, RF 펄스에 의해 여기된 슬라이스로부터의 자기 공명 신호를 위상 인코딩한다. 더욱이, 구배 코일부(13)는 피검체 SU의 주파수 인코딩 방향에 구배 자장을 인가하여, RF 펄스에 의해 여기된 슬라이스로부터의 자기 공명 신호를 주파수 인코딩한다.
RF 코일부(14)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 피검체 SU의 촬상 영역을 둘러싸도록 배치된다. RF 코일부(14)는 정자장 마그네트부(12)에 의해 정자장이 생성되는 촬상 공간 B내에서, 전자파인 RF 펄스를 피검체 SU에 송신하여 고주파 자장을 생성함으로써, 피검체 SU의 촬상 영역내에 양성자의 스핀을 여기한다. 그리고, RF 코일부(14)는 피검체 SU내의 여기된 양성자로부터 발생하는 전자파를 자기 공명 신호로서 수신한다.
크레이들(15)은 피검체 SU를 위치시키는 테이블을 갖는다. 크레이들부(26)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 근거하여, 촬상 공간 B의 내부와 외부 사이를 이동한다.
이제, 조작 콘솔부(3)에 대하여 설명한다.
조작 콘솔부(3)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, RF 구동부(22)와, 구배 구동부(23)와, 데이터 수집부(24)와, 체동 검출부(25)와, 제어부(30)와, 화상 생성부(31)와, 조작부(32)와, 표시부(33)와, 저장부(34)를 갖는다.
이제, 조작 콘솔부(3)의 각 구성요소에 대하여 순차적으로 설명한다.
RF 구동부(22)는, RF 코일부(14)를 구동시켜 촬상 공간 B내에 RF 펄스를 송신함으로써, 고주파 자장을 생성한다. RF 구동부(22)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 근거하여, 게이트 변조기를 이용하여 RF 발진기로부터의 신호를 소정의 타이밍 및 소정의 포락선의 신호로 변조한 후, 게이트 변조기에 의해 변조된 신호를, RF 전력 증폭기에서 증폭하여 RF 코일부(14)에 출력함으로써, RF 펄스를 송신한다.
구배 구동부(23)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 근거하여, 구배 펄스를 구배 코일부(13)에 인가하여 구동함으로써, 정자장이 생성되는 촬상 공간 B내에 구배 자장을 발생시킨다. 구배 구동부(23)는 3 계통의 구배 코일부(13)에 대응하는 3 개의 구동 회로(도시되지 않음)를 갖는다.
데이터 수집부(24)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 근거하여, RF 코일부(14)가 수신하는 자기 공명 신호를 수집한다. 여기서, 데이터 수집부(24)는, RF 코일부(14)가 수신하는 자기 공명 신호를, RF 구동부(22)의 RF 발진기로부터의 출력을 참조하여 위상 검파하는 위상 검파기를 갖는다. 그 후, A/D 변환기를 이용하여, 아날로그 신호인 자기 공명 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
본 실시예에서, 데이터 수집부(24)는, 스캔부(2)가 수행하는 촬상 시퀀스에 의해서 촬상 데이터 세트로서 획득된 자기 공명 신호를, 조작 콘솔(3)의 화상 생성부(31)로 출력한다. 더욱이, 데이터 수집부(24)는, 스캔부(2)가 수행하는 네비게이터 시퀀스에 의해서 네비게이터 에코 데이터로서 획득된 자기 공명 신호를, 체동 검출부(25)로 출력한다.
체동 검출부(25)는, 컴퓨터와, 컴퓨터에 소정의 데이터 처리를 실행시키는 프로그램을 가지며, 스캔부(2)가 촬상 시퀀스의 각각을 수행할 때에, 피검체 SU의 체동에 의한 변위를 검출하는 데이터 처리를 실행한다.
본 실시예에 있어서, 체동 검출부(25)는 피검체 SU의 심박 운동에 의한 변위를, 심전계를 이용하여 검출한다.
이러한 동작과 함께, 체동 검출부(25)는, 스캔부(2)가 촬상 시퀀스를 수행하기 전에, 피검체 SU의 체동에 의한 변위를 주기적으로 검출한다. 여기서, 체동 검출부(25)는, 피검체 SU의 각각의 심박 운동 주기마다, 그 심박 운동의 주기에 있어서의 동일한 위상에서, 촬상 시퀀스 이전에 호흡 운동에 의해서 변화되는 피검체 SU의 횡격막의 변위를 반복적으로 검출한다. 특히, 체동 검출부(25)는, 스캔부(2)가 네비게이터 시퀀스를 수행함으로써 획득된 네비게이터 에코 데이터에 근거하여, 스캔부(2)가 촬상 시퀀스를 수행하기 전에 호흡 운동에 의해서 움직여진 횡격막의 변위를 검출한다.
제어부(30)는, 컴퓨터와, 컴퓨터를 이용하여 소정의 스캔에 대응하는 동작을 각 구성요소에 실행시키는 프로그램을 가지며, 관련 구성요소를 제어한다. 여기서, 제어부(30)는, 조작부(32)로부터 조작 데이터가 입력되어, 조작부(32)로부터 공급되는 조작 데이터에 근거하여, RF 구동부(22), 구배 구동부(23) 및 데이터 수집부(24) 각각에 소정의 스캔을 수행시키는 제어 신호를 출력하여 제어를 하는 동시에, 체동 검출부(25), 화상 생성부(31), 표시부(33) 및 저장부(34)에 제어 신호를 출력하여 제어를 한다.
화상 생성부(31)는, 컴퓨터와, 컴퓨터에 소정의 데이터 처리를 실행시키는 프로그램을 가지며, 제어부(30)로부터의 제어 신호에 근거하여, 피검체 SU를 통한 슬라이스에 대한 슬라이스 화상을 재구성한다. 본 실시예에서, 화상 생성부(31)는, 스캔부(2)가 촬상 시퀀스를 수행함으로써 획득된 복수의 촬상 데이터 세트에 근거하여, 피검체 SU의 슬라이스 화상을 생성한다. 여기서, 화상 생성부(31)는, 스캔부(2)에 의해 복수회 수행된 촬상 시퀀스에서 획득된 복수의 촬상 데이터 세트의 각각을, 촬상 데이터 세트의 각각을 획득하는 제 1 촬상 시퀀스와, 제 1 촬상 시퀀스 이전에 수행된 제 2 촬상 시퀀스 사이의 시간 간격에 대응하는 보정 계수를 이용하여 보정한다. 그 후, 보정된 복수의 촬상 데이터 세트에 근거하여, 피검체 SU에 대한 슬라이스 화상을 재구성한다. 그리고, 화상 생성부(31)는, 재구성한 슬라이스 화상을 표시부(33)에 출력한다.
조작부(32)는 키보드 및 포인팅 장치와 같은 조작 장치로 구성된다. 조작부(32)는, 오퍼레이터에 의해서 조작 데이터가 입력되어, 그 조작 데이터를 제어부(30)에 출력한다.
표시부(33)는 CRT와 같은 표시 장치에 의해 구성되어 있고, 제어부(30)로부터의 제어 신호에 근거하여, 표시 화면에 화상을 표시한다. 예를 들면, 표시부(33)는, 오퍼레이터에 의해서 조작부(32)에 조작 데이터가 입력되는 입력 필드의 복수의 화상을 표시 화면에 표시한다. 또한, 표시부(33)는 피검체 SU로부터의 자기 공명 신호에 근거하여 생성되는 피검체 SU의 슬라이스 화상에 대한 데이터를 화상 생성부(31)로부터 수신하여, 표시 화면에 그 슬라이스 화상을 표시한다.
저장부(34)는 메모리에 의해 구성되어 있고, 각종 데이터를 저장하고 있다. 저장 장치(33)는, 필요에 따라서 제어부(30)에 의해서 액세스되는 데이터를 저장하고 있다.
이제, 상기 본 발명에 따른 실시예의 자기 공명 촬상 장치(1)를 이용하여, 피검체 SU를 촬상시의 동작에 대하여 설명한다.
도 2는 본 실시예에 있어서, 피검체 SU를 촬상시의 동작을 도시하는 흐름도이다. 도 3은 본 실시예에 있어서, 피검체 SU를 스캔시의 시퀀스를 나타내는 시 퀀스 챠트이며, 수평축이 시간축 t를 나타낸다.
본 실시예에서, 체동 검출부(25)에 의해서 검출된 심전 신호에 근거하여, 피검체 SU의 심박 운동의 특정한 위상에서, 스캔부(2)가 피검체 SU에 대하여 스캔 S를 반복적으로 수행하여 자기 공명 신호를 획득한다. 특히, 도 3에 도시하는 바와 같이, 체동 검출부(25)에 의해서 검출된 심전 신호에서 R파(R-wave)(51)를 검출하여, 그 R파(51)를 검출한 시점 t0으로부터 소정의 지연 시간 D1 이후의 심장 수축기에 대응하는 시점 t1에서, 스캔부(2)가 피검체 SU의 흉부에 대하여 스캔 S를 주기적으로 반복하기 시작한다. 예를 들면, 1초 주기마다 스캔 S를 반복한다.
스캔 S의 수행시에, 도 2 및 3에 도시하는 바와 같이, 네비게이터 시퀀스 NS를 처음에 수행한다(S11).
구체적으로, 피검체 SU의 호흡 운동을 모니터하기 위해서, 스캔부(2)가, 횡격막을 포함하는 영역의 스핀을 선택적으로 여기하여, 네비게이터 에코 데이터로서의 자기 공명 신호를 획득하는 네비게이터 시퀀스 NS를 스핀 에코법에 따라 수행한다. 예를 들면, 네비게이터 시퀀스 NS는, 도 3에 도시하는 바와 같이, R파(51)를 검출한 시점 t0으로부터 소정의 지연 시간 D1 이후의 시점 t1로부터, 소정 시간 D 2 이후의 시점 t2까지의 기간에 수행된다.
도 4는 네비게이터 시퀀스 NS를 나타내는 펄스 시퀀스 챠트이다. 도 4는 RF 펄스 RF와, x 방향의 구배 자장 Gx와, z 방향의 구배 자장 Gz와, y 방향의 구배 자장 Gy를 도시한다. 이러한 도면에서, 수직축은 강도를 나타내고, 수평축은 시간축을 나타낸다.
네비게이터 시퀀스 NS의 수행시에, 우선, 도 4에 도시하는 바와 같이, 90° 펄스 RF1과 더불어 제 1 x-구배 자장 Gx1을 인가함으로써, 피검체 SU의 횡격막을 포함하는 제 1 슬라이스면을 선택적으로 90° 여기한다. 그 후, 제 2 x-구배 자장 Gx2를 피검체 SU에 인가함으로써 위상을 되돌린 후, 180°펄스 RF2와 더불어 제 3 x-구배 자장 Gx3과 제 1 z-구배 자장 Gz1을 인가함으로써, 횡격막을 포함하는 영역에서 제 1 슬라이스면과 교차하는 제 2 슬라이스면을 180°여기한다. 그리고, 주파수 인코딩을 위해 제 1 및 제 2 y-구배 자장 Gyl, Gy2를 인가하여, 피검체 SU에서 제 1 슬라이스면과 제 2 슬라이스면이 교차하는 영역으로부터의 자기 공명 신호 MR1을, 네비게이터 에코 데이터로서 획득한다.
그리고, 네비게이터 시퀀스 NS의 수행에 의해서 네비게이터 에코 데이터로서 획득된 자기 공명 신호 MR1을, 데이터 수집부(24)가 수집하여, 체동 검출부(25)로 출력한다.
다음, 횡격막의 변위 N이 허용 윈도우 AW 이내인지에 대한 결정이 수행된다(S21).
구체적으로, 제어부(30)가, 체동 검출부(25)에 의해서 검출된 피검체 SU의 횡격막의 변위 N1이 허용 윈도우 AW 이내인지 여부를 결정한다.
특히, 우선, 스캔부(2)가 상기한 바와 같이 네비게이터 시퀀스 NS를 수행함으로써 획득된 네비게이터 에코 데이터에 근거하여, 체동 검출부(25)는, 스캔부(2)가 촬상 시퀀스 IS를 수행하기 전에 호흡 운동에 의해서 움직여진 횡격막의 변위 N1을 결정한다. 여기서, 네비게이터 에코 데이터를 1차원 역퓨리에 변환하여, 횡 격막을 포함하는 영역의 프로파일을 생성함으로써, 체동 검출부(25)가 프로파일로부터 횡격막의 변위 N1을 결정한다. 본 실시예에서는, 생성된 프로파일에 있어서, 높은 신호 강도를 갖는 부분이 복부에 대응하고, 낮은 신호 강도를 갖는 부분이 흉부에 대응하며, 복부와 흉부를 나타내는 부분들 사이의 경계 부분이 횡격막에 대응하기 때문에, 이 횡격막에 대응하는 경계 부분이 몸축 방향에 있어서 이동된 위치를, 체동 검출부(25)가 횡격막의 변위 N1로서 결정한다.
그 후, 체동 검출부(25)에 의해서 검출된 피검체 SU의 횡격막의 변위 N1과, 사전정의된 허용 윈도우 AW의 상위 및 하위 임계값에 대해 제어부(30)가 비교 처리를 수행함으로써, 변위 N1이 허용 윈도우 AW 이내인지 여부를 결정한다.
도 5는 본 실시예에 있어서, 횡격막의 변위 N1이 허용 윈도우 AW 이내인지 여부를 결정하는 처리를 도시하는 도면이며, 수평축은 시간축 t를 나타내고, 수직축은 횡격막의 변위 N을 나타낸다. 도면에서, 도 5(a)는 변위 N1이 허용 윈도우 AW 이내가 아닌 경우를 나타내고, 도 5(b)는 변위 N1이 허용 윈도우 AW 이내인 경우를 나타낸다.
도 5(a)에 도시하는 바와 같이 횡격막의 변위 N1이 사전정의된 허용 윈도우 AW 이내가 아닌 경우(아니오(No))에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 촬상 시퀀스 IS를 수행하지 않고서, 다음 심박 운동 주기에서 네비게이터 시퀀스를 수행한다(S11).
한편, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이 횡격막의 변위 N1이 사전정의된 허용 윈도우 AW 이내인 경우(예(Yes))에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 촬상 시퀀스 IS 를 수행한다(S31).
구체적으로, 네비게이터 시퀀스 NS에 후속하여, 피검체 SU에서 관형상 동맥을 포함하는 영역을 촬상 영역으로 하는 촬상 시퀀스를 수행하여, 슬라이스 화상을 생성하기 위한 촬상 데이터 세트로서, 자기 공명 신호를 획득한다. 예를 들면, 스캔부(2)가 구배 에코법에 따라 촬상 시퀀스 IS를 수행한다. 촬상 시퀀스 IS는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 네비게이터 시퀀스 NS가 종료된 시점 t2로부터, 소정 시간 D3 이후의 시점 t3까지의 기간에 수행된다. 그 다음, 데이터 수집부(24)가, 촬상 시퀀스 IS의 수행에 의해서 촬상 데이터 세트로서 획득된 자기 공명 신호를 수집한다.
따라서, 각 스캔 S에서, 네비게이터 시퀀스 NS의 수행에 의해서 획득된 네비게이터 에코 데이터에 근거하여 체동 검출부(25)가 검출한 호흡 운동에 의한 횡격막의 변위 N1이 사전정의된 허용 윈도우 AW 이내인 경우, 도 3의 좌측에서 실선으로 도시하는 바와 같이, 스캔부(2)가 촬상 시퀀스 IS를 수행한다. 한편, 각 스캔 S에서, 네비게이터 시퀀스 NS의 수행에 의해서 획득된 네비게이터 에코 데이터에 근거하여 체동 검출부(25)가 검출한 호흡 운동에 의한 횡격막의 변위 N1이 사전정의된 허용 윈도우 AW 이내가 아닌 경우, 도 3의 우측에서 파선으로 도시하는 바와 같이, 스캔부(2)는 촬상 시퀀스 IS를 수행하지 않는다. 즉, 스캔부(2)는, 피검체 SU의 심박 운동의 각 주기에서의 동일한 위상에서, 피검체 SU의 호흡 운동에 의한 횡격막의 변위가 사전정의된 범위내인 경우에, 촬상 시퀀스 IS를 수행한다.
다음, 도 2에 도시하는 바와 같이, 촬상 데이터의 획득 완료의 결정을 수행 한다(S41).
구체적으로, 제어부(30)는, 생성될 슬라이스 화상의 매트릭스에 대응하도록, 데이터 수집부(24)가 촬상 데이터를 수집했는지의 여부를 결정한다. 예를 들면, k 공간에서 모든 위상 인코딩 단계에 대응하도록 촬상 데이터를 획득했는지 여부를 결정한다. 모든 촬상 데이터를 데이터 수집부(24)가 수집하지 않은 경우(아니오), 상기 피검체 SU의 스캔 S를 계속하도록 제어부(30)가 관련 구성요소를 제어한다.
한편, 요구되는 모든 촬상 데이터를 데이터 수집부(25)가 수집하여 획득을 완료한 경우(예), 도 2에 도시하는 바와 같이, 획득된 촬상 데이터의 보정을 수행한다(S51).
구체적으로, 스캔부(2)에 의해 복수회 수행된 촬상 시퀀스 IS에서 획득된 복수의 촬상 데이터 세트 I의 각각을, 각 촬상 데이터 세트 I를 획득하는 제 1 촬상 시퀀스 IS1과, 제 1 촬상 시퀀스 IS1 이전에 수행된 제 2 촬상 시퀀스 IS2 사이의 시간 간격 q에 대응하는 보정 계수 Rpq를 이용하여, 화상 생성부(31)가 보정한다. 즉, 화상 생성부(31)가, 스캔부(2)에 의해 복수회 수행된 촬상 시퀀스 IS에서의 길이방향 자화 Mz에 대한 상이한 회복 시간에 의해 초래된 복수의 촬상 데이터 세트 I들 사이의 신호 강도의 편차를 보정한다.
도 6은 본 실시예에 있어서, 길이방향 자화의 회복을 도시하는 도면이며, 수직축은 길이방향 자화의 강도 Mz이고, 수평축은 시간 t를 나타낸다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 신호 획득 후의 양성자의 길이방향 자화는 하기 의 수학식(1)에 따라서 회복되기 때문에, 본 실시예에 있어서는, 보정 계수 Rpq를 이하의 수학식(2)와 같이 정의하며, 제 1 촬상 시퀀스 IS1에서 획득된 촬상 데이터 세트 I와 보정 계수 Rpq를 수학식(3)에 따라 화상 생성부(31)가 승산 처리를 수행하여, 보정된 촬상 데이터 세트 H를 얻는다. 하기 수학식에 있어서, Mp는 제 1 촬상 시퀀스 IS1 수행 이전의 제 2 촬상 시퀀스 IS2에서 여기된 길이방향 자화의 강도로서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제 l 시점 t1에 있어서 p 초의 회복 시간이 경과한 후의 길이방향 자화의 강도를 나타낸다. Mq는 제 1 촬상 시퀀스 IS1에서 여기를 시작할 때의 길이방향 자화 강도로서, 제 1 시점 t1로부터 q 초의 회복 시간 이후의 제 2 시점 t2에서의 길이방향 자화 강도를 나타낸다. Mo는 초기 자화를 나타내며, T1은 촬상 영역에 포함되는 동맥의 길이방향 완화 시간을 나타낸다.
Figure 112006074988118-PAT00001
Figure 112006074988118-PAT00002
Figure 112006074988118-PAT00003
다음, 도 2에 도시하는 바와 같이, 슬라이스 화상을 생성한다(S61).
구체적으로, 화상 생성부(31)가, 상기한 바와 같이 보정된 복수의 촬상 데이터 세트를 이용하여, 피검체 SU의 슬라이스 화상을 재구성한다. 그리고, 화상 생성부(31)는, 재구성된 슬라이스 화상을 표시부(33)에 출력한다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 스캔부(2)는 정자장 공간내 피검체 SU의 관형상 동맥을 포함하는 촬상 영역을 여기하도록 피검체 SU에 전자파를 조사 하여, 피검체 SU의 촬상 영역에서 발생된 자기 공명 신호를 촬상 데이터 세트로서 획득하는 복수회의 촬상 시퀀스 IS를 수행한다. 이 때, 각 촬상 시퀀스 IS의 수행전에, 스캔부(2)가 피검체 SU의 횡격막을 포함하는 영역으로부터의 자기 공명 신호를 네비게이터 에코 데이터로서 획득하는 네비게이터 시퀀스 NS를 수행하고, 체동 검출부(25)는 스캔부(2)가 네비게이터 시퀀스 NS를 수행함으로써 획득된 네비게이터 에코 데이터에 근거하여, 호흡 운동에 의한 횡격막의 변위 N을 검출한다. 체동 검출부(25)에 의해서 검출된 피검체 SU의 호흡 운동에 의한 변위 N이 허용 윈도우 AW 이내인 경우, 스캔부(2)는 피검체 SU에서 관형상 동맥을 포함하는 영역을 촬상 영역으로 하는 촬상 시퀀스 IS를 수행한다.
그 후, 화상 생성부(31)는 스캔부(2)가 촬상 시퀀스 IS를 수행함으로써 획득된 복수의 촬상 데이터 세트에 근거하여, 피검체 SU의 슬라이스 화상을 생성한다. 이 때, 화상 생성부(31)는, 스캔부(2)에 의해 복수회 수행된 촬상 시퀀스 IS에서 획득된 복수의 촬상 데이터 세트의 각각을, 그 촬상 데이터 세트의 각각을 획득하는 제 1 촬상 시퀀스 IS1과, 제 1 촬상 시퀀스 IS1 이전에 수행된 제 2 촬상 시퀀스 IS2 사이의 시간 간격에 대응하는 보정 계수를 이용하여 보정한다. 그리고, 화상 생성부(31)는, 보정된 복수의 촬상 데이터 세트에 근거하여, 피검체 SU의 슬라이스 화상을 생성한다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 피검체 SU의 호흡 운동에 따라 촬상 시퀀스를 수행하여 촬상 데이터를 획득함으로써, 촬상 영역내의 양성자의 길이방향 자화를 완전히 회복할 수 있고, 또한 촬상 시퀀스가 수행되는 시간들 사이의 시간 간격에 따라 촬상 데이터를, 완전히 회복된 길이방향 자화에 의해 얻어지는 신호 강도에 근접하도록 보정하기 때문에, 촬상 데이터를 높은 신호 강도의 로우 데이터로서 획득할 수 있다. 따라서, 본 실시예는 화상의 콘트라스트를 향상시켜, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 실시예의 자기 공명 촬상 장치(1)는 본 발명의 자기 공명 촬상 장치에 대응한다. 상기 실시예의 스캔부(2)는 본 발명의 스캔부에 대응한다. 상기 실시예의 체동 검출부(25)는 본 발명의 체동 검출부에 대응한다. 상기 실시예의 화상 생성부(31)는 본 발명의 화상 생성부에 대응한다. 마지막으로, 상기 실시예의 표시부(33)는 본 발명의 표시부에 대응한다.
본 발명의 실시예는 전술한 실시예에서 실시되는 것으로 한정되지 않으며, 여러 가지의 변형예를 채용할 수 있다.
예를 들면, 네비게이터 시퀀스는, 스핀 에코법 이외에, 다양한 촬상 기법들 중 임의의 기법에 따라 수행될 수 있다.
더욱이, 예를 들면, 피검체의 체동은 네비게이터 시퀀스를 수행함으로써 검출되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 호흡 운동은 피검체의 흉부에 벨트를 감아, 그 벨트의 신축을 검출하는 것에 의해 검출될 수 있다.
본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않고서도, 본 발명의 여러 가지의 상이한 실시예를 구성할 수 있다. 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위에 정의된 것을 제외하고는, 명세서에 기술된 특정 실시예에 한정되지 않음을 이해해야 한다.
본 발명에 따르면, 화상의 콘트라스트를 향상시켜, 화상 품질을 향상시킬 수 있는 자기 공명 촬상 장치를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 정자장 공간(B)에서 피검체(SU)의 촬상 영역을 여기하도록 상기 피검체(SU)에 전자파를 조사하여, 상기 피검체(SU)의 상기 촬상 영역에서 발생하는 자기 공명 신호를 촬상 데이터 세트로서 획득하는 촬상 시퀀스를 복수회 수행하는 스캔 장치(2)와, 상기 스캔 장치(2)가 상기 촬상 시퀀스를 수행함으로써 획득된 상기 복수의 촬상 데이터 세트에 근거하여, 상기 피검체(SU)의 화상을 생성하는 화상 생성 장치(31)를 포함하는 자기 공명 촬상 장치(1)에 있어서,
    상기 자기 공명 촬상 장치(1)는 상기 피검체(SU)의 체동에 의한 변위를 주기적으로 검출하는 체동 검출 장치(25)를 더 포함하고,
    상기 스캔 장치(2)는 상기 체동 검출 장치(25)에 의해서 검출된 상기 체동에 의한 변위가 지정된 범위 이내인 경우, 상기 촬상 시퀀스를 수행하며,
    상기 화상 생성 장치(31)는 상기 스캔 장치(2)에 의해 복수회 수행된 상기 촬상 시퀀스에서 획득된 상기 복수의 촬상 데이터 세트의 각각을, 상기 촬상 데이터 세트의 각각을 획득하는 제 1 촬상 시퀀스와, 상기 제 1 촬상 시퀀스 이전에 수행된 제 2 촬상 시퀀스 사이의 시간 간격에 대응하는 보정 계수를 이용하여 보정한 후, 상기 보정된 복수의 촬상 데이터 세트에 근거하여, 상기 피검체(SU)의 화상을 생성하는
    자기 공명 촬상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체동 검출 장치(25)는 상기 피검체(SU)의 호흡 운동에 의한 변위를 검출하는 자기 공명 촬상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 체동 검출 장치(25)는 상기 피검체(SU)의 심박 운동의 주기마다, 상기 호흡 운동에 의한 변위를 검출하는 자기 공명 촬상 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 체동 검출 장치(25)는 상기 피검체(SU)의 심박 운동의 주기에서의 동일한 위상에서, 상기 호흡 운동에 의한 변위를 반복적으로 검출하고,
    상기 스캔 장치(2)는 상기 피검체(SU)의 심박 운동의 주기에서의 동일한 위상에서 상기 촬상 시퀀스를 수행하는 자기 공명 촬상 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스캔 장치(2)는 상기 피검체(SU)의 관형상 동맥을 포함하는 영역을 상 기 촬상 영역으로 하여 상기 촬상 시퀀스를 수행하는 자기 공명 촬상 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스캔 장치(2)는 상기 촬상 시퀀스의 수행전에, 상기 자기 공명 신호를 네비게이터 에코 데이터로서 획득하는 네비게이터 시퀀스를 수행하고,
    상기 체동 검출 장치(25)는 상기 스캔 장치(2)가 상기 네비게이터 시퀀스를 수행함으로써 획득된 상기 네비게이터 에코 데이터에 근거하여, 상기 체동에 의한 변위를 검출하는 자기 공명 촬상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스캔 장치(2)는 상기 피검체(SU)에서 횡격막을 포함하는 영역에 대하여 상기 네비게이터 에코 데이터를 획득하도록 상기 네비게이터 시퀀스를 수행하는 자기 공명 촬상 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 생성 장치(31)에 의해 생성된 상기 피검체(SU)의 화상을 표시 화면에 표시하는 표시 장치(33)를 더 포함하는 자기 공명 촬상 장치.
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