KR20160026298A

KR20160026298A - 자기 공명 영상 장치, 그 제어 방법, 및 자기 공명 영상 장치용 헤드 코일

Info

Publication number: KR20160026298A
Application number: KR1020140114519A
Authority: KR
Inventors: 김대환; 조재문
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-09
Also published as: WO2016032102A1; US20160058397A1

Abstract

본 발명의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 갠트리 내의 보어의 내벽에 삼차원 영상을 표시하는 디스플레이부; 대상체의 눈에 대응하는 영역에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 개구부에 배치된 광학 부재를 포함하는 헤드 코일; 및 대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 기초하여 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 제어부를 포함하는 자기 공명 영상 장치가 제공된다.

Description

자기 공명 영상 장치, 그 제어 방법, 및 자기 공명 영상 장치용 헤드 코일 {Magnetic resonance imaging apparatus, method for controlling the same, and head coil for the magnetic resonance imaging apparatus}

본원의 실시예들은 자기 공명 영상 장치, 자기 공명 영상 장치 제어 방법, 및 자기 공명 영상 장치용 헤드 코일에 관한 것이다.

자기 공명 영상(MRI: magnetic resonance imaging) 촬영 장치는 자기장을 이용해 피사체를 촬영하는 장치로, 뼈는 물론 디스크, 관절, 신경 인대 등을 원하는 각도에서 입체적으로 보여주기 때문에 정확한 질병 진단을 위해서 널리 이용되고 있다.

자기 공명 영상 장치는 자기 공명(MR: magnetic resonance) 신호를 획득하고, 획득된 신호를 영상으로 재구성하여 출력한다. 구체적으로, 자기 공명 영상 장치는 RF 코일들, 영구자석 및 그래디언트 코일 등을 이용하여 자기 공명 신호를 획득한다. 상기 자기 공명 신호의 검출 성능을 향상시키기 위해, 대상체에 근접하게 배치되고 대상체가 착탈 가능한 RF 코일이 이용되고 있다.

자기 공명 영상 장치를 이용하여 대상체를 촬영 시, 대상체가 자기 공명 영상 장치의 보어 내에서 일정 시간 머무르며 촬영이 수행된다. 그런데 보어는 주변이 폐쇄된 공간이고, 촬영 시 대상체의 움직임이 제한되기 때문에, 대상체는 자기 공명 영상의 촬영 동안, 폐쇄감과 지루함을 느낄 수 있다. 특히 폐쇄공포증이 있는 환자 또는 영유아는 보어 내에서 일정 시간 머무르는 것에 어려움이 있기 때문에 자기 공명 영상 촬영이 제한될 수 있다.

본원의 실시예들은 자기 공명 영상의 촬영 시, 대상체가 느끼는 폐쇄감과 지루함을 완화시키기 위한 것이다.

또한 본원의 실시예들은 자기 공명 영상 장치의 보어 내에서 삼차원 영상을 제공할 때, 대상체가 편리하게 삼차원 영상 감상용 렌즈 또는 필터를 통해 삼차원 영상을 감상할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한 본원의 실시예들은 자기 공명 영상의 촬영 시에 이용되는 헤드 코일에 다양한 종류의 렌즈 또는 필터를 착탈할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예의 일 측면에 따르면,

갠트리 내의 보어의 내벽에 삼차원 영상을 표시하는 디스플레이부;

대상체의 눈에 대응하는 영역에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 개구부에 배치된 광학 부재를 포함하는 헤드 코일; 및

대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 기초하여 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 제어부를 포함하는 자기 공명 영상 장치가 제공된다.

상기 삼차원 영상은 제1 방향으로 편광된 좌안 영상과 제2 방향으로 편광된 우안 영상을 포함하고, 상기 광학 부재는 상기 제1 방향으로 편광된 좌안 편광 필터와, 상기 제2 방향으로 편광된 우안 편광 필터를 포함할 수 있다.

상기 삼차원 영상은 제1 색상 성분의 좌안 영상과 제2 색상 성분의 우안 영상이 합성된 영상이고, 상기 광학 부재는 상기 제1 색상 성분을 통과시키는 좌안 색 필터와, 상기 제2 색상 성분을 통과시키는 우안 색 필터를 포함할 수 있다.

상기 광학 부재는 대상체의 좌안 및 우안 중 하나로는 빛을 통과시키고, 다른 하나로는 빛을 차단시키며, 상기 제어부는 기능적 자기공명영상(fMRI; functional magnetic resonance imaging)을 획득할 수 있다.

상기 헤드 코일은, 상기 적어도 하나의 개구부에 배치된 적어도 하나의 시력 교정용 렌즈를 더 포함할 수 있다.

상기 삼차원 영상은 배경 영상 및 컨텐츠 영상을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 대상체의 입력 또는 상기 사용자의 입력에 기초하여 상기 배경 영상의 원근감을 변경할 수 있다.

상기 삼차원 영상은 상기 대상체를 기준으로, 상기 보어의 내벽 뒤에서 초점이 맞춰지는 적어도 하나의 객체를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이부는, 상기 보어의 내벽에 상기 삼차원 영상을 투사하는 적어도 하나의 프로젝터를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 프로젝터는 상기 보어의 내부에 배치될 수 있다.

상기 자기 공명 영상 장치는, 상기 대상체가 놓이고, 상기 보어에 진입 및 진출하는 테이블을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로젝터는 상기 테이블에 부착되고, 상기 테이블이 상기 보어로 진입하면 상기 적어도 하나의 프로젝터는 상기 보어 내부에 배치될 수 있다.

상기 보어의 내벽은 인쇄된 배경 패턴을 구비하고, 상기 삼차원 영상은, 상기 대상체를 기준으로 상기 보어의 내벽 앞에서 초점이 맞춰지는 적어도 하나의 객체를 포함할 수 있다.

상기 광학 부재는, 상기 적어도 하나의 개구부에 착탈 가능하게 배치될 수 있다.

상기 광학 부재는, 삼차원 영상 감상용 필터, 광 차단용 필터, 및 시력 교정용 렌즈를 포함하는 그룹 중 하나일 수 있다.

상기 프레임은, 상기 개구부 둘레에 상기 프레임의 외향면과 단차를 갖도록 형성된 광학 부재 거치부를 더 포함할 수 있다.

상기 프레임은, 상기 개구부에 상기 광학 부재가 삽입되는 가이드를 제공하는 슬롯을 더 포함할 수 있다.

자기 공명 영상 장치는, 상기 대상체가 놓이고, 상기 보어에 진입 및 진출하는 테이블을 더 포함하고, 상기 디스플레이부는, 상기 테이블이 상기 보어 내로 진입되는 위치에 따라 상기 보어의 내벽에 상기 삼차원 영상을 표시하는 위치를 이동할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 보어의 내벽에 표시되는 삼차원 영상의 왜곡을 보정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 다른 측면에 따르면,

갠트리 내의 보어의 내벽에 삼차원 영상을 표시하는 단계; 및

대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 기초하여 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 단계를 포함하고,

상기 삼차원 영상은 좌안 영상 및 우안 영상을 포함하고,

상기 좌안 영상은 헤드 코일에서 좌안에 대응하는 영역에 배치된 개구부에 배치된 좌안 광 필터에 대응하는 광학 성질을 갖고,

상기 우안 영상은 상기 헤드 코인에서 우안에 대응하는 영역에 배치된 개구부에 배치된 우안 광 필터에 대응하는 광학 성질을 갖는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법이 제공된다.

상기 삼차원 영상은 제1 방향으로 편광된 좌안 영상과 제2 방향으로 편광된 우안 영상을 포함하고, 상기 좌안 광 필터는 상기 제1 방향으로 편광된 좌안 편광 필터이고, 상기 우안 광 필터는, 상기 제2 방향으로 편광된 우안 편광 필터일 수 있다.

상기 삼차원 영상은 제1 색상 성분의 좌안 영상과 제2 색상 성분의 우안 영상이 합성된 영상이고, 상기 좌안 광 필터는 상기 제1 색상 성분을 통과시키는 좌안 색 필터이고, 상기 우안 광 필터는, 상기 제2 색상 성분을 통과시키는 우안 색 필터일 수 있다.

상기 좌안 광 필터 및 상기 우안 광 필터는 대상체의 좌안 및 우안 중 하나로는 빛을 통과시키고, 다른 하나로는 빛을 차단시키고, 상기 자기 공명 영상 장치의 제어 방법은, 기능적 자기공명영상(fMRI; functional magnetic resonance imaging)을 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 삼차원 영상은 배경 영상 및 컨텐츠 영상을 포함하고, 상기 자기 공영 영상 장치의 제어 방법은, 상기 대상체의 입력 또는 상기 사용자의 입력에 기초하여 상기 배경 영상의 원근감을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 자기 공명 영상 장치의 제어 방법은, 상기 보어의 내벽에 적어도 하나의 프로젝터를 이용하여 상기 삼차원 영상을 투사하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 자기 공명 영상 장치의 제어 방법은, 상기 자기 공명 영상 장치의 테이블이 상기 보어 내로 진입되는 위치에 따라 상기 보어의 내벽에 상기 삼차원 영상을 표시하는 위치를 이동하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 자기 공명 영상 장치의 제어 방법은, 상기 보어의 내벽에 표시되는 삼차원 영상의 왜곡을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본원의 실시예들에 따르면, 자기 공명 영상의 촬영 시, 대상체가 느끼는 폐쇄감과 지루함을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본원의 실시예들에 따르면, 자기 공명 영상 장치의 보어 내에서 삼차원 영상을 제공할 때, 대상체가 편리하게 삼차원 영상 감상용 렌즈 또는 필터를 통해 삼차원 영상을 감상할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본원의 실시예들에 따르면, 자기 공명 영상의 촬영 시에 이용되는 헤드 코일에 다양한 종류의 렌즈 또는 필터를 착탈할 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100a)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 헤드 코일(130a)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 헤드 코일(130b)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 헤드 코일(130c)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제어부(140a)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따라 삼차원 영상을 생성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13의 실시예에 따라 삼차원 영상이 표시되는 모습을 설명한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 디스플레이부(120)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이부(120)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 디스플레이부(120)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 23은 일 실시예에 따른 인보어 프로젝터(2210)의 광원 구동부(2300)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 24는 일 실시예에 따른 인보어 프로젝터(2210)의 광원 구동부(2300a) 및 광원(2430)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 25는 일 실시예에 따른 가변 레귤레이터(2310)에 구비되는 인덕터(2410) 및 보어(2220)를 나타낸 도면이다.
도 26은 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원에 인가되는 구동 신호의 예를 도시한다.
도 27은 일 실시예에 따른 광학 부재(220)의 착탈 구조를 나타낸 도면이다.
도 28은 일 실시예에 따른 광학 부재(220)의 착탈 구조를 나타낸 도면이다.
도 29는 일 실시예에 따른 광학 부재(220)의 착탈 구조를 나타낸 도면이다.
도 30은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100b)의 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법 및 장치는 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 어드레싱 할 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"는 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 (Magnetic Resonance Image)"이란 핵자기 공명 원리를 이용하여 획득된 대상체에 대한 영상을 의미한다.

또한, 본 명세서에서 "펄스 시퀀스"란, MRI 시스템에서 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.

MRI 시스템은 특정 세기의 자기장에서 발생하는 RF(Radio Frequency) 신호에 대한 MR(Magnetic Resonance) 신호의 세기를 명암 대비로 표현하여 대상체의 단층 부위에 대한 영상을 획득하는 기기이다. 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 시스템은 이 MR 신호를 수신하여 MR 영상을 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 시스템은 다른 이미징 장치들과는 다른 특징들을 포함한다. 영상의 획득이 감지 하드웨어(detecting hardware)의 방향에 의존하는 CT와 같은 이미징 장치들과 달리, MRI 시스템은 임의의 지점으로 지향된 2D 영상 또는 3D 볼륨 영상을 획득할 수 있다. 또한, MRI 시스템은, CT, X-ray, PET 및 SPECT와 달리, 대상체 및 검사자에게 방사선을 노출시키지 않으며, 높은 연부 조직(soft tissue) 대조도를 갖는 영상의 획득이 가능하여, 비정상적인 조직의 명확한 묘사가 중요한 신경(neurological) 영상, 혈관 내부(intravascular) 영상, 근 골격(musculoskeletal) 영상 및 종양(oncologic) 영상 등을 획득할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100a)의 구조를 나타낸 도면이다. 본 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100a)는 갠트리(110), 디스플레이부(120), 헤드 코일(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

갠트리(110)는 그 내에 자기장이 형성되고, 전자기파가 외부로 방사되는 것을 차단한다. 갠트리(110)는 예를 들면, 원통형으로 형성되어, 그 내에 보어(bore)가 형성될 수 있다. 갠트리(110)내의 보어에는 정자기장 및 경사자장이 형성되어, 대상체(10)를 향해 RF 신호가 조사된다. 자기 공명 영상의 촬영 시, 대상체(10)는 테이블(150) 상에 누운 상태로 갠트리(110)의 보어 내로 이동하고, 대상체(10)가 보어 내에서 소정의 시간 동안 머무르는 동안, 자기 공명 영상의 촬영이 수행된다.

갠트리(110)에는 주 자석, 경사 코일, RF 코일 등이 적층 구조로 배치될 수 있다. 갠트리(110)는 주 자석, 경사 코일, RF 코일 등을 이용하여 보어 내에 정자기장 및 경사자장을 형성하고, RF 신호를 조사한다. RF 코일은 환자에게 RF 신호를 조사하고, 환자로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로 RF 코일은, 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 코일은 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 코일에 의해 생성된 전자파 신호가 어떤 원자핵에 가해지면, 이 원자핵은 낮은 에너지 상태로부터 높은 에너지 상태로 천이될 수 있다. 이후에, RF 코일에 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 코일은 대상체(10) 내부의 원자핵들로부터 방사된 전자파 신호를 수신할 수 있다.

RF 코일은 갠트리(110)에 고정된 형태일 수 있고, 착탈이 가능한 형태일 수 있다. 착탈이 가능한 RF 코일은 헤드 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.

헤드 코일(130)은 도 1에 도시된 바와 같이 대상체(10)의 머리를 둘러싸는 형태를 갖는다. 헤드 코일은(130)은 대상체(10)가 착탈 가능하게 한쪽 방향이 열린 형태를 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 헤드 코일(130)은 대상체(10)의 눈에 대응하는 영역에 개구부(132)를 가져, 대상체(10)가 헤드 코일(130)을 착용한 상태에서도 시야를 확보할 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 헤드 코일(130)은 상기 개구부(132)에 광학 부재를 구비할 수 있다.

본 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100a)는, 보어 내벽(112)에 삼차원 영상을 표시하는 디스플레이부(120)를 포함한다. 디스플레이부(120)는 예를 들면, 프로젝션 방식으로 구현될 수 있다. 다른 예로서, 디스플레이부(120)는 비 금속성 소재로 형성된 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널 등의 형태로 구현될 수 있다.

삼차원 영상은 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상으로서, 영상 내에서 각 객체들 사이의 초점 거리가 다르게 형성되어, 입체감 있게 보여지는 영상이다. 삼차원 영상은 예를 들면, 편광 방식, Anaglyph 방식 등으로 표현될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 헤드 코일(130)의 개구부(132)에 삼차원 영상 감상용 광 필터를 배치하여, 대상체(10)가 디스플레이부(120)에 표시된 삼차원 영상을 감상할 수 있다. 따라서 대상체(10)는 별도의 안경을 쓰지 않고도 편리하게 삼차원 영상을 감상할 수 있다.

제어부(140)는 자기 공명 영상 장치(100a) 전반의 동작을 제어한다. 본 실시예에 따른 제어부(140)는 대상체(10)의 입력 또는 의사 등의 사용자의 입력에 기초하여, 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절한다.

삼차원 영상의 원근감을 조절한다 함은, 삼차원 영상 내의 적어도 하나의 객체의 포커싱 위치를 변경함을 의미한다. 예를 들면, 대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 기초하여, 삼차원 영상에 포함된 글자가 현재 표시된 상태보다 대상체(10)에 더 가까운 방향에 배치된 것처럼 보이게 하거나, 현재 표시된 상태보다 대상체(10)로부터 더 멀리 배치된 것처럼 보이게 하여, 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절할 수 있다.

상기 대상체(10)의 입력은 예를 들면, 대상체(10)가 휴대할 수 있는 단말, 테이블 상에 배치된 사용자 입력부, 보어 내벽에 배치된 사용자 입력부 등을 통해 입력될 수 있다. 상기 사용자 입력부는 예를 들면, 버튼, 키, 감압 센서, 터치 스크린, 터치 센서, 다이얼 등을 구비할 수 있다.

의사 등의 사용자의 입력은 예를 들면, 자기 공명 영상 장치(100a)의 오퍼레이팅부에 배치된 사용자 입력부, 갠트리(110) 외벽에 배치된 사용자 입력부, 사용자가 휴대할 수 있는 단말 등을 통해 입력될 수 있다. 상기 사용자 입력부는 예를 들면, 버튼, 키, 감압 센서, 터치 스크린, 터치 센서, 다이얼 등을 구비할 수 있다.

제어부(140)는 이외에도, 예를 들면, 갠트리(110) 제어, 자기 공명 영상 장치(100a) 모니터링, 대상체(10) 모니터링, 테이블(150) 제어, 디스플레이부(120) 제어, 삼차원 영상의 생성 및 출력, 자기 공명 영상의 처리 및 저장 등의 동작을 수행할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 헤드 코일(130a)의 구조를 나타낸 도면이다.

헤드 코일(130a)은 대상체(10)의 머리를 둘러싸는 형태로 형성된 프레임(230)을 갖는다. 또한 헤드 코일(130a)의 프레임(230) 내부에는 복수의 RF 코일들이 배치된다. 복수의 RF 코일들은 프레임(230)의 개구부(210a, 210b)가 형성되지 않은 영역에 배치되거나, 개구부(210a, 210b)를 둘러싸도록 배치된다.

본 실시예에 따른 헤드 코일(130a)은 대상체(10)의 좌안 및 우안에 대응되는 위치에 배치된 개구부(210a, 210b), 및 개구부(210a, 210b)에 배치된 광학 부재(220)를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 광학 부재(220)는 삼차원 영상을 감상하기 위한 광 필터로서, 예를 들면, 편광 필터, 색 필터 등이다. 좌안에 대응하는 위치에 배치된 개구부(210a)에는 좌안 영상용 필터가 배치되고, 우안에 대응하는 위치에 배치된 개구부(210b)에는 우안 영상용 필터가 배치될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 광학 부재(220)는 광 차단용 필터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 좌안에 대응하는 개구부(210a)에 광 차단 필터가 배치되고, 우안에 대응하는 개구부(210b)에는 광 차단 필터가 배치되지 않을 수 있다. 반대로 좌안에 대응하는 개구부(210a)에는 광 차단 필터가 배치되지 않고, 우안에 대응하는 개구부(210b)에 광 차단 필터가 배치될 수 있다. 본 실시예는, fMRI(Functional magnetic resonance imaging) 영상을 획득하기 위해 한쪽 눈을 가리고 MRI 촬영을 하는 경우에 이용될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 광학 부재(220)는 시력 교정용 렌즈를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 대상체(10)의 시력에 따라 시력 교정용 렌즈를 개구부(210a, 210b)에 배치할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 광학 부재(220)는 착탈 가능한 구조로 개구부(210a, 210b)에 배치될 수 있다.

도 3은 다른 실시예에 따른 헤드 코일(130b)의 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 헤드 코일(130b)은 대상체(10)의 양안에 대응되는 영역에 개구부(210c)를 구비한다. 본 실시예에 따르면, 광학 부재(220)는 좌안에 대한 광학 부재와 우안에 대한 광학 부재가 일체로 형성되어, 개구부(210c)에 배치될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 양안 사이에 프레임 부재가 배치되지 않아, 대상체(10)의 시야를 넓게 확보하고, 폐쇄감을 더욱 완화시킬 수 있다.

도 4는 다른 실시예에 따른 헤드 코일(130c)의 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 헤드 코일(130c)은 대상체(10)의 머리가 들어가는 A 방향으로 연장되어 형성된 복수의 개구부들(210d)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 사용자는 복수의 개구부들(210d) 중 대상체(10)의 양안에 대응되는 위치의 개구부(210d)를 선택하여, 광학 부재(220)를 배치할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 방법은 예를 들면 도 1에 도시된 자기 공명 영상 장치(100a)에서 수행될 수 있다. 그러나 본 실시예에 따른 자기 공명 장치의 제어 방법은 그 발명의 사상에서 벗어나지 않는 한, 다양한 자기 공명 영상 장치에서 수행되는 것이 가능하다. 본 명세서에서는 도 1에 도시된 자기 공명 영상 장치(100a)에서 자기 공명 영상 장치의 제어 방법이 수행되는 실시예를 중심으로 설명한다.

자기 공명 영상 장치(100a)는 보어의 내벽에 삼차원 영상을 표시한다(S502). 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 보어 내벽에 형성된 디스플레이부(120)에 상기 삼차원 영상이 표시될 수 있다.

다음으로, 자기 공명 영상 장치(100a)는 대상체(10) 또는 사용자로부터 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절하라는 명령이 입력된 경우(S504), 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절한다(S506). 앞서 설명한 바와 같이, 삼차원 영상에 포함된 적어도 하나의 객체의 포커싱 위치를 조절하여, 상기 삼차원 영상의 원근감이 조절될 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 제어부(140a)의 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 제어부(140a)는 사용자 입력부(610), 영상 처리부(620), 및 신호 출력부(630)를 포함한다.

사용자 입력부(610)는 대상체(10) 또는 사용자로부터 입력을 수신한다. 사용자 입력부(610)는 예를 들면, 휴대할 수 있는 단말, 테이블 상에 배치된 사용자 입력부, 보어 내벽에 배치된 사용자 입력부, 갠트리(110) 외벽에 배치된 사용자 입력부, 및 자기 공명 영상 장치(100a)의 오퍼레이팅부에 배치된 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다.

또한, 상기 사용자 입력부(610)는 예를 들면, 버튼, 키, 감압 센서, 터치 스크린, 터치 센서, 다이얼 등을 구비할 수 있다.

영상 처리부(620)는 사용자 입력부(610)를 통해 입력된 대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 기초하여, 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절한다. 또한 영상 처리부(620)는 원근감이 조절된 삼차원 영상을 신호 출력부(630)로 출력한다.

신호 출력부(630)는 상기 삼차원 영상의 신호를 디스플레이부(120)로 출력한다. 신호 출력부(630)는 예를 들면, 출력 신호 증폭, 노이즈 제거, 에뮬레이팅(emulating) 등의 동작을 수행할 수 있다. 또한 신호 출력부(630)는 좌안 영상의 신호 및 우안 영상의 신호를 디스플레이부(120)로 출력하는 타이밍을 조절하는 동작, 출력 경로를 선택하는 동작 등을 수행할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

제어부(140)는 대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 따라, 대상체(710)의 포커싱 위치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제어부(140)는 보어 내벽(710b)에서 포커싱된 객체(710b)의 포커싱 위치를, 대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 따라, 보어 내부 방향, 즉 대상체(10)와 가까워지는 방향으로 이동시켜 객체(710a)를 표시할 수 있다. 또한 예를 들면, 제어부(140)는 보어 내벽(710b)에서 포커싱된 객체(710b)의 포커싱 위치를, 대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 따라, 갠트리(110)의 외벽 방향, 즉 대상체(10)와 멀어지는 방향으로 이동시켜 객체(710c)를 표시할 수 있다.

대상체(10)는 헤드 코일(130, 130a, 130b, 130c)에 배치된 삼차원 영상 감상용 광 필터(720)를 통해 상기 삼차원 영상을 감상할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

삼차원 영상의 원근감을 조절하는 동작은 삼차원 영상의 객체의 포커싱 위치를 조절함에 의해 수행된다. 예를 들면, 보어 내벽에서 포커싱되어 삼차원 영상의 객체(810)가 표시되거나, 보어 내벽 뒤쪽에서 포커싱되어 삼차원 영상의 객체(820)가 표시되거나, 보어 내벽 앞쪽에서 포커싱되어 삼차원 영상의 객체(830)가 표시될 수 있다.

보어 내벽 뒤쪽에서 포커싱되는 경우, 좌안 영상의 객체가 보어 내벽의 822 위치에 표시되고, 우안 영상의 객체가 보어 내벽의 824 위치에 표시된다. 이러한 경우, 대상체(10)는 822 위치에 표시된 좌안 영상의 객체와 824 위치에 표시된 우안 영상의 객체를 보고, 객체가 820 위치에 있는 것처럼 인식한다.

보어 내벽 앞쪽에서 포커싱되는 경우, 좌안 영상의 객체가 보어 내벽의 834 위치에 표시되고, 우안 영상의 객체가 보어 내벽의 832 위치에 표시된다. 이러한 경우, 대상체(10)는 834 위치에 표시된 좌안 영상의 객체와, 832 위치에 표시된 우안 영상의 객체를 보고, 객체가 830 위치에 있는 것처럼 인식한다.

도 9는 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

삼차원 영상의 객체의 포커싱 위치를 보어 내벽의 뒤쪽에 두고자 하는 경우, 삼차원 영상(910)에서 좌안 영상의 객체(912)를 표시되는 영상의 좌측에 두고, 우안 영상의 객체(914)를 표시되는 영상의 우측에 두고, 좌안 영상의 객체(912)와 우안 영상의 객체(914) 사이의 거리인 오프셋을 조절하여 삼차원 영상(910)의 원근감을 조절할 수 있다. 이러한 경우, 오프셋 값의 크기가 커지면 객체가 대상체(10)로부터 더 멀리 있는 것처럼, 즉 보어 내벽의 뒤쪽 방향으로 가는 것처럼 보인다. 오프셋 값의 크기가 작아지면, 객체가 대상체(10)로부터 더 가까이 있는 것처럼, 즉 보어 내부 쪽 방향으로 가는 것처럼 보인다.

도 10은 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

삼차원 영상의 객체의 포커싱 위치를 보어 내부에 두고자 하는 경우, 삼차원 영상(1010)에서 좌안 영상의 객체(1014)를 표시되는 영상의 우측에 두고, 우안 영상의 객체(1012)를 표시되는 영상의 좌측에 두고, 좌안 영상의 객체(1014)와 우안 영상의 객체(1012) 사이의 거리인 오프셋을 조절하여 삼차원 영상(1010)의 원근감을 조절할 수 있다. 이러한 경우, 오프셋 값의 크기가 커지면 객체가 대상체(10)로부터 더 가까이 있는 것처럼, 즉 보어 내부 쪽 방향으로 가는 것처럼 보인다. 오프셋 값의 크기가 작아지면, 객체가 대상체(10)로부터 더 멀리 있는 것처럼, 즉 보어 내벽 쪽 방향으로 가는 것처럼 보인다.

오프셋 값의 크기가 0이되면, 보어 내벽에 삼차원 영상의 객체가 포커싱되어, 객체가 보어 내벽 상에 있는 것처럼 보인다.

상기와 같이 제어부(140)는 좌안 영상과 우안 영상에서 객체의 위치 및 오프셋 값을 조절하여, 삼차원 영상의 원근감을 조절할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따라 삼차원 영상을 생성하는 방법을 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 상기 삼차원 영상은 배경 영상과 컨텐츠 영상이 합성된 영상이다. 예를 들면, 상기 배경 영상은 카메라로 촬영된 영상이고, 컨텐츠 영상은 텍스트가 표시된 영상일 수 있다. 다른 예로서, 상기 배경 영상과 상기 컨텐츠 영상을 서로 다른 객체를 포함하는 영상으로서, 배경 영상은 밤하늘의 영상이고, 컨텐츠 영상은 별과 달의 영상일 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 제어부(140)는 배경 영상의 원근감을 조절하여, 삼차원 영상의 원근감을 조절할 수 있다. 예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 배경 영상의 포커싱 위치를 대상체로부터 멀게 이동시켜 원거리 초점 영상을 생성하고, 배경 영상의 포커싱 위치를 대상체로부터 가깝게 이동시켜 근거리 초점 영상을 생성할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 대상체(10)는 배경 영상이 멀리 있는 것처럼 인식하여, 보어 내부의 공간이 더 넓은 것처럼 인지할 수 있다. 따라서 본 실시예에 따르면, 대상체(10)가 보어 내부에 있을 때 느끼는 폐쇄감을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 13은 일 실시예에 따라 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따르면, 보어 내벽(1320)에 배경 패턴이 인쇄되고, 배경 패턴 상에 삼차원 영상(1310)이 표시될 수 있다. 예를 들면, 배경 패턴은 밤하늘을 표현하고, 삼차원 영상(1310)은 지구를 표현할 수 있다.

도 14는 도 13의 실시예에 따라 삼차원 영상이 표시되는 모습을 설명한 도면이다.

본 실시예에 따르면, 제어부(140)는 삼차원 영상의 객체(1410, 예를 들면 도 13에서는 지구)의 포커싱 위치를 보어 내벽의 앞쪽, 즉 보어 내부에 위치시킨다. 본 실시예에 따르면, 대상체(10)는 삼차원 영상 감상용 광 필터(1420)를 통해 상기 삼차원 영상을 볼 때, 삼차원 영상의 객체(1410)가 근거리에 있는 것처럼 인지함에 의해, 상대적으로 배경 패턴이 인쇄된 보어 내벽이 원거리에 있는 것처럼 인지한다. 따라서 본 실시예에 따르면, 대상체(10)는 보어 내부 공간이 더 넓은 것처럼 인지하여, 폐쇄감을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 보어 내벽(112)에 표시되는 영상에서 발생하는 왜곡을 보정할 수 있다. 보어 내벽(112)은 그 횡단면이 원통형인 곡면이다. 따라서, 보어 내벽(112)에 투사되는 영상은 보어 내벽(112)의 곡면 형상에 의해 곡면 왜곡이 발생될 수 있다. 또한, 하우징(110)의 종단면에서 보았을 때, 일측에서 투사되는 광빔은 보어 내벽(112)에 대해 비스듬히 투사될 수 있는데, 이와 같은 경사 투사에 의해 스큐(skew) 왜곡이 발생될 수 있다. 나아가, 디스플레이부(120)의 프로젝터에 의해 투사되는 영상의 영상투사방향이 보어 내벽(112) 둘레를 따라 이동을 하게 되면, 보어 내벽(112)에 투사되는 영상은 보어 내벽(112)의 곡면 형상에 의해 곡면 왜곡이 발생된다. 또한, 디스플레이부(120)의 프로젝터의 영상투사방향이 보어 내벽(112)의 종방향으로 이동되는 경우, 스큐 왜곡의 왜곡량은 변동될 수 있다. 이에 대응하여, 제어부(140)는 곡면 왜곡이나 스큐 왜곡을 상쇄시키는 선행 1차 왜곡을 영상신호처리 과정에서 먼저 발생시킴으로써 곡면 보어 내벽(112)에 형성되는 영상의 곡면 왜곡을 제거할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 자기 공명 영상 장치(100a)는 테이블(150)이 보어 내로 진입되는 위치에 따라, 보어의 내벽에 삼차원 영상을 표시하는 위치를 변경할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이부(120)는 보어 내벽에 영상을 투사하는 프로젝터를 포함하고, 프로젝터로부터 주사되는 영상의 보어 내벽(112) 상의 결상 위치는 테이블(150)이 보어 내로 진입되는 위치에 따라 이동될 수 있다.

도 15는 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 상기 광학 부재는 가로 방향으로 편광된 좌안 편광 필터 및 세로 방향으로 편광된 우안 편광 필터를 포함한다. 예를 들면, 좌안 편광 필터는 헤드 코일(130a, 도 2 참조)에서 대상체(10)의 좌안에 대응하는 개구부(210a, 도 2 참조)에 배치되고, 우안 편광 필터는 헤드 코일(130a)에서 대상체의 우안에 대응하는 개구부(210b, 도 2 참조)에 배치될 수 있다.

도 16은 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 상기 광학 부재는 오른쪽 45도 방향으로 편광된 좌안 편광 필터 및 왼쪽 45도 방향으로 편광된 우안 편광 필터를 포함한다. 예를 들면, 좌안 편광 필터는 헤드 코일(130a, 도 2 참조)에서 대상체(10)의 좌안에 대응하는 개구부(210a, 도 2 참조)에 배치되고, 우안 편광 필터는 헤드 코일(130a)에서 대상체의 우안에 대응하는 개구부(210b, 도 2 참조)에 배치될 수 있다.

삼차원 영상의 좌안 영상 및 우안 영상이 편광 방식을 이용하여 생성되는 경우, 예를 들면, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같은 편광 필터의 형태로 상기 광학 부재가 구현될 수 있다. 이 때, 좌안 편광 필터의 편광 패턴은, 좌안 영상의 편광 패턴과 대응되고, 우안 편광 필터의 편광 패턴은, 우안 영상의 편광 패턴과 대응된다.

도 17은 일 실시예에 따른 디스플레이부(120)의 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 디스플레이부(120)는 제1 프로젝터, 제2 프로젝터, 및 스크린을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 스크린은 보어 내벽의 일부 영역에 광 반사율이 높은 소재(예를 들면, 은(Ag))를 이용하여 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 별도의 스크린을 구비하지 않고, 보어 내벽 자체에 프로젝터로부터 빛이 투사될 수 있다.

제1 프로젝터 및 제2 프로젝터는, 프로젝터로부터 빛이 방사될 때, 편광부를 통해서 방사되도록, 편광부를 포함할 수 있다. 편광부의 편광 패턴은 좌안 편광 필터 및 우안 편광 필터의 편광 패턴과 대응된다. 예를 들면, 제1 프로젝터가 좌안 영상을 투사하고, 제2 프로젝터가 우안 영상을 투사하는 경우, 제1 프로젝터의 편광부는 좌안 편광 필터의 편광 패턴과 동일한 패턴으로 빛을 편광시키고, 제2 프로젝터의 편광부는 우안 편광 필터의 편광 패턴과 동일한 패턴으로 빛을 편광시킬 수 있다.

제1 프로젝터 및 제2 프로젝터는, 예를 들면, 테이블(150, 도 1 참조)에서 갠트리(110, 도 1 참조) 내부로 들어가지 않는 부분에 배치되거나, 갠트리(110) 외부의 소정의 거치대에 배치될 수 있다. 제1 프로젝터 및 제2 프로젝터는 보어 내벽(112, 도 1 참조)의 디스플레이부(120)에 대응하는 영역에 빛을 투사하도록 배치된다.

도 18은 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 상기 광학 부재는 일부 색상 성분만 통과시키는 색 필터를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 좌안 색 필터는 제1 색상 성분을 통과시키고, 우안 색 필터는 제2 색상 성분을 통과시키는 색 필터일 수 있다. 예를 들면, 좌안 색 필터는 헤드 코일(130a, 도 2 참조)에서 대상체(10)의 좌안에 대응하는 개구부(210a, 도 2 참조)에 배치되고, 우안 색 필터는 헤드 코일(130a)에서 대상체(10)의 우안에 대응하는 개구부(210b, 도 2 참조)에 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 삼차원 영상이 Anaglyph 방식의 삼차원 영상인 경우, 좌안 영상은 제1 색상 성분의 영상으로 표현되고, 우안 영상은 제2 색상 성분의 영상으로 표현될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 색상 성분은 적청색이고, 제2 색상 성분은 적녹색일 수 있다. 이러한 경우, 좌안 색 필터는 제1 색상 성분을 통과시키고, 우안 색 필터는 제2 색상 성분을 통과시켜, 대상체(10)가 헤드 코일(130)의 좌안 색 필터 및 우안 색 필터를 통해 상기 삼차원 영상을 보았을 때, 삼차원 영상의 입체감을 느낄 수 있다.

도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이부(120)의 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 삼차원 영상(1920)이 Anaglyph 방식으로 표현되어, 하나의 프로젝터(1910)를 이용하여 삼차원 영상(1920)를 표시할 수 있다. Anaglyph 방식으로 삼차원 영상을 변환하는 처리는 예를 들면, 제어부(140) 또는 프로젝터(1910)에서 수행될 수 있다. 다른 예로서, 삼차원 영상이 Anaglyph 방식으로 저장되어 있을 수 있다. 본 실시예에 따르면, 헤드 코일(130)은 도 18에 도시된 바와 같은 좌안 색 필터 및 우안 색 필터를 구비할 수 있다.

Anaglyph 방식 이외에도, 하나의 프로젝터(1910)를 이용하여 삼차원 영상(1920)을 표시하는 다양한 실시예들이 있다.

일 실시예에 따르면, 프로젝터(1910)로부터 빛이 출력되는 경로에 편광 필터를 좌안 편광 필터와 우안 편광 필터로 번갈아 바꿔주는 장치를 배치하여, 하나의 프로젝터(1910)로 삼차원 영상을 표시할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 프로젝터(1910)에 2개의 광원을 포함하고, 상기 2개의 광원이 각각 좌안 영상과 우안 영상을 표시할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 프로젝터(1910)는 셔터 글라스 방식을 이용하고, 대상체(10)가 착용한 셔터 글라스와 동기화하여 좌안 영상 및 우안 영상을 출력할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 대상체(10)는 삼차원 안경을 착용한 상태로 헤드 코일(130)을 착용하여 삼차원 영상을 볼 수 있다. 예를 들면, 대상체(10)는 디스플레이부(120)의 삼차원 영상 표시 방식에 따라 편광 필터가 구비된 안경, 셔터 글라스, 색 필터가 구비된 안경 등을 착용할 수 있다. 삼차원 안경은 플라스틱과 같은 비금속성 소재를 이용하여 구성될 수 있다. 대상체(10)는 삼차원 안경을 착용하고, 헤드 코일(130)에는 삼차원 영상용 광학 부재가 아닌 다른 종류의 광학 부재(예를 들면, 시력 교정용 렌즈, 광 차단용 필터 등)가 구비될 수 있다.

도 20은 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 상기 광학 부재는 광 차단 필터를 포함할 수 있다. 광 차단 필터는 광의 통과를 차단하는 필터로서, 예를 들면 도 20에 도시된 바와 같은 패턴을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 광 차단 필터는 대상체(10)의 양안 중 한쪽만 빛을 차단하도록 배치될 수 있다. 광 차단 필터가 배치되지 않은 나머지 눈에 대해서는, 실시예에 따라 광학 부재가 배치되지 않거나, 빛을 통과시키는 광 통과 필터가 배치될 수 있다.

본 실시예에 따르면, fMRI 영상을 촬영하기 위해 자극을 주고자 하는 눈 이외의 눈, 즉, 자극을 차단하고자 하는 눈에 대응하는 영역에 광 차단 필터를 배치하고, 디스플레이부(120)에서 소정의 영상을 표시하여, 자기 공명 영상 장치(100a)가 fMRI 촬영을 할 수 있다. 예를 들면, 우안에 대한 fMRI 영상을 촬영하는 경우, 좌안에 대응하는 영역의 헤드 코일(130a)의 개구부(210a)에 광 차단 필터를 배치하여 우안에 대한 fMRI 영상을 촬영할 수 있다. 이때 디스플레이부(120)는 우안에 자극을 줄 영상을 표시한다. 상기 영상은 이차원 영상 또는 삼차원 영상일 수 있다.

도 21은 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 제어 방법을 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 자기 공명 영상 장치(100a)는 보어의 내벽에 소정의 영상을 표시한다(S2102).

다음으로, 자기 공명 영상 장치(100a)는 좌안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되었는지 여부를 판단한다(S2104). 일 실시예에 따르면, 좌안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되었는지 여부는, 대상체(10) 또는 사용자의 입력에 기초하여 알 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 좌안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되었는지 여부는, 헤드 코일(130)에 구비된 소정의 센서의 센싱 값을 이용하여 알 수 있다. 상기 센서는 예를 들면, 헤드 코일(130)의 좌안에 대응하는 영역에 배치된 개구부에 인접한 영역, 헤드 코일(130)에서 광학 부재를 착탈하는 구조 등에 배치될 수 있다.

좌안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되었으면(S2104), 제어부(140)는 우안에 대한 fMRI 영상을 획득한다(S2106).

좌안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되지 않았으면(S2104), 제어부(140)는 우안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되었는지 여부를 판단한단(S2108). 일 실시예에 따르면, 우안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되었는지 여부는, 대상체(10) 또는 사용자의 입력에 기초하여 알 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 우안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되었는지 여부는, 헤드 코일(130)에 구비된 소정의 센서의 센싱 값을 이용하여 알 수 있다. 상기 센서는 예를 들면, 헤드 코일(130)의 우안에 대응하는 영역에 배치된 개구부에 인접한 영역, 헤드 코일(130)에서 광학 부재를 착탈하는 구조 등에 배치될 수 있다.

우안에 대응하는 영역에 광 차단 필터가 배치되었으면(S2108), 제어부(140)는 좌안에 대한 fMRI 영상을 획득한다(S2110).

이러한 동작(S2102, S2104, S2106, S2108, S2110)은 fMRI 영상의 촬영의 완료 시까지 반복될 수 있다(S2112).

도 22는 일 실시예에 따른 디스플레이부(120)의 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면, 디스플레이부(120)는 보어 내부에 배치된 인보어 프로젝터(2210, In-bore projector)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 인보어 프로젝터(2210)는 테이블(150) 상에 배치되고, 대상체(10)를 촬영하기 위해 테이블(150)이 보어 내부로 이동하였을 때, 보어 내부에 배치된다. 다른 실시예로서, 인보어 프로젝터(2210)는 보어 내벽에 배치되는 등의 방식으로 보어 내부에 고정되어 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 22에 도시된 바와 같이, 인보어 프로젝터(2210)는 테이블(150)의 내부에 배치되고, 테이블(150)로부터 인출 가능하게 구성될 수 있다. 인보어 프로젝터(2210)는 테이블(150)이 보어 외부로부터 보어 내부로 이동하면, 테이블(150)로부터 인출될 수 있다. 또한 인보어 프로젝터(2210)는 테이블(150)이 보어 내부로부터 보어 외부로 이동하면 테이블(150) 내부로 수납될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 테이블(150)의 이동에 따른 인보어 프로젝터(2210)의 파손을 최소화할 수 있다. 일 실시예에 따르면 인보어 프로젝터(2210)는 테이블(150)의 이동에 연동하여 인입될 수 있다. 또한 인보어 프로젝터(2210)는 테이블(150)을 이동시키는 동력원을 이용하여 인입될 수 있다.

인보어 프로젝터(2210)는 보어 내벽의 소정의 위치에 영상을 투사할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인보어 프로젝터(2210)는 테이블(150)에 배치되고, 테이블(150)의 이동에 따라 인보어 프로젝터(2210)로부터 출력되어 보어 내벽에 표시되는 영상의 위치가 변할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 테이블(150)의 이동에 따라 자동으로, 보어 내벽에 표시되는 영상의 위치가 대상체(10)의 이동에 따라 변한다. 따라서 본 실시예에 따르면 영상이 표시되는 위치를 조절하기 위한 별도의 동작 없이, 대상체(10)의 위치에 대응되게 영상이 표시되는 위치를 조절할 수 있는 효과가 있다.

인보어 프로젝터(2210)는 보어 내의 높은 자기장의 영향을 최소화할 수 있도록 회로가 구성될 수 있다. 또한 인보어 프로젝터(2210)는 보어 내의 높은 자기장 및 전기장에 영향을 받거나 주지 않도록 전자기장 차폐를 가질 수 있다.

도 23은 일 실시예에 따른 인보어 프로젝터(2210)의 광원 구동부(2300)의 구조를 나타낸 도면이다.

인보어 프로젝터(2210)의 광원에 공급되는 광원용 전원은, 인보어 프로젝터(2210)의 동작시 광원의 밝기를 일정하게 하기 위하여 급격하게 변화하는 전류에 대해서도 정전압 전원을 공급할 필요가 있다. 이에 광원 구동부(2300)는 인덕터를 사용하지 않는 가변 레귤레이터(adjustable regulator)(2310)를 이용한다. 가변 레귤레이터(2310)는 입력되는 전원을 기설정된 정전압으로 변환한 후 출력한다. 가변 레귤레이터(2310)는 인덕터를 사용하지 않으므로, 보어 내의 강한 자기장의 영향을 크게 받지 않는다.

다만, 가변 레귤레이터(2310) 자체만으로는 부품의 특성상 스위칭 시간이 늦어, 급격한 전류가 발생할 경우 정전압 전원의 출력이 불안정할 수 있다. 이에, 광원 구동부(2300)는 정전압 제어기(2320)와 전류 센서(2330)를 추가적으로 구비한다. 정전압 제어기(2320)는 FET(field effect transistor)고속 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 전류 센서(2330)는 광원으로 공급하는 전류를 감지하여 공급되는 전류의 크기에 대한 정보를 정전압 제어기(2320)에 알린다. 정전압 제어기(2320)는 전류 센서(2330)에서 감지된 전류 크기에 대한 정보에 기초하여, 스위칭 소자의 고속 제어에 의해 안정적으로 정전압 전원을 광원에 공급하게 하여, 광원이 인보어 프로젝터(2210)을 위한 일정한 밝기의 광빔을 방출할 수 있도록 한다.

도 24는 일 실시예에 따른 인보어 프로젝터(2210)의 광원 구동부(2300a) 및 광원(2430)의 구조를 나타낸 도면이다.

가변 레귤레이터(2310)의 전압 변환은, 예를 들어 펄스폭 변조(pulse width modulation)를 통해 온-오프 시간의 비율을 조절함으로서 이루어질 수 있다. 이와 같은 전압 변환에서 온-오프의 스위칭이 발생될 때마다 회로에 흐르는 전류는 급격히 변화하게 되는바, 가변 레귤레이터(2310)는 빠른 스위칭 동작에 대응하기 위하여 코일 형태의 인덕터(2410)를 사용할 수 있다.

인덕터(2410)는 원통형 공심 코일 구조를 가질 수 있다. 원통형 공심 코일은 전선이 원통 형태로 감긴 구조를 지니며, 원통 내부는 비어 있거나 비자성체(예를 들어 베이클라이드)로 지지되는 코일이다. 자기장에 의해 직접적으로 자기력을 받는 철이나 페라이트와 같은 자기코어(자심)를 인덕터(2410)에 사용하지 않음으로써 보어(2220) 내에서 발생되는 강한 자기장의 영향을 최소화할 수 있다.

도 25는 일 실시예에 따른 가변 레귤레이터(2310)에 구비되는 인덕터(2410) 및 보어(2220)를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따르면 인덕터(2410)를 이루는 원통형 코일의 중심축이, 도 25에 도시되듯이, 자기 공명 영상 장치(100a)의 주자석에 의한 주자기장(B0)의 방향에 수평이 되도록 설치된다. 원통형 코일에 전류가 인가되면, 원통형 코일의 내부에서 원통의 중심축과 평행한 방향으로 자기장이 형성된다. 따라서, 인덕터(2410)를 이루는 원통형 코일의 중심축이, 도 25에 도시되듯이, 주자기장(B0)의 방향에 수평이 되도록 배치됨으로써, 인덕터(2410)의 코일 자체에 전류가 흐를 때 발생되는 자기장(이하, 인덕터 자기장)의 방향이 주자석에 의한 주자기장(B0)의 방향에 수평이 되도록 할 수 있다. 전술한 바와 같이 주자석에 의한 주자기장(B0)은 보어 내에서 원통 중심축과 평행한 방향일 수 있으므로, 인덕터(2410)의 원통 중심축을 보어의 중심축과 평행한 방향이 되도록 할 수 있다.

다음으로, 도 24 내지 도 26을 참조하여, 광원 구동부(2300a)의 동작과 주자석에 의한 주자기장(B0)의 영향에 대해 설명하기로 한다.

도 24를 참조하면, 가변 레귤레이터(2310)에서 출력되는 전원은 광원(2430)의 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원에 공급된다. 또한, 광원 구동부(2300a)는 광원 구동신호에 의한 적색, 녹색 및 청색 인에이블 신호(R_ENABLE, G_ENABLE, B_ENABLE)를 광원(2430)의 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원을 스위치하는 스위칭 소자(2420)에 인가한다. 이에 따라, 광원(2430)의 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원은 순차적으로 구동될 수 있다.

도 26은 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원에 인가되는 구동 신호의 예를 도시한다.

도 26에 도시된 바와 같이, 가령 적색 광원의 구동 신호는 1.4ms의 펄스파인데, 이는 833Hz의 가청 주파수 대역에 해당된다. 또한, 녹색 및 청색 광원의 구동 전류는 3.25ms의 펄스파인데, 이는 397.7Hz의 가청 주파수 대역에 해당된다.

전술한 바와 같이 자기공명영상 촬영시 인보어 프로젝터(2210)가 보어(2220) 내에 위치하게 되면, 도 25에 도시된 바와 같이 인보어 프로젝터(2210)의 인덕터(2410)는 보어(2220) 내에 형성된 주자기장(B0)과 전자기적 상호작용에 의해 힘을 받을 수 있다. 즉, 광원(2430)의 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원에 공급되는 구동 전류가 광원 구동부(2300a)의 회로에 흐르게 되면, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 인덕터(2410)의 코일을 이루는 도선은 힘을 받게 되는데, 이때의 힘은 전술한 가청 주파수 대역에서 주기적으로 작용하게 된다.

만일, 인덕터(2410)를 이루는 원통형 코일의 중심축을 주자석에 의한 주자기장(B0)의 방향에 대해 경사지게 된다면, 인덕터(2410)의 코일을 이루는 도선에 작용하는 힘은 도 25에 표시되는 F2과 같이 작용하게 되어, 힘의 균형이 깨져 원통형 코일 형상의 인덕터(2410)는 가청 주파수 대역의 진동(즉, 소음)을 일으키게 된다. 인보어 프로젝터(2210)를 도입하는 것은, 자기공명영상 촬영 중에 있는 피검사자에게 다양한 컨텐츠(예를 들어, 동영상, 사진, 촬영 상태 정보(촬영 시간 정보, 촬영 안내 정보, 촬영 부위 정보), FMRI용 정보 등)을 제공함으로써, 심리적 안정감을 주는데 있는데, 만일 가청 주파수 대역의 소음이 발생되면, 오히려 피검사자의 검사 환경에 악영향을 줄 수가 있다.

본 실시예의 자기공명영상 장치(100a)는, 앞서 설명한 바와 같이 인덕터(2410)에 전류가 흐를 때 발생되는 인덕터 자기장의 방향을 주자석에 의한 주자기장(B0)의 방향과 평행이 되도록 인덕터의 배치 방향을 설정함으로써, 즉 인덕터(2410)를 이루는 원통형 코일의 중심축을 주자석에 의한 주자기장(B0)의 방향에 수평이 되도록 설치함으로써, 인덕터(2410)의 코일을 이루는 도선에 작용하는 힘은 도 25에 표시되는 F1과 같이 대칭적으로 작용하여 진동을 상쇄시키게 된다. 따라서, 본 실시예의 자기공명영상 장치(100a)는 인보어 프로젝터(2210)에서 발생되는 소음이 없는 상태에서 피검사자에게 다양한 컨텐츠를 제공할 수 있게 된다.

본 실시예에서의 광원 구동부(2300a)의 구체적인 구성은 예시적인 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 코일을 사용하는 다양한 공지의 구동회로가 알려져 있는바, 이러한 구동회로에서의 코일 역시 전술한 바와 같이 코일에 전류가 인가되었을 때 코일에서 발생되는 자기장이 보어(2220) 내의 주자기장의 방향과 평행이 되도록 배치함으로써, 코일에서 발생되는 소음을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예는 인보어 프로젝터(2210)에 사용되는 코일의 예로서 광원 구동부(2300a)의 인덕터(2410)를 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 인보어 프로젝터(2210)의 회로 블록 중 광원 구동부(2300a) 외에도 코일이 사용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 인보어 프로젝터(2210)의 회로 블록 중 전원 변환기에도 코일이 사용될 수 있으며, 이때 코일은 전술한 바와 같이 코일에 전류가 인가되었을 때 코일에서 발생되는 자기장이 보어(2220) 내의 주자기장의 방향과 평행이 되도록 배치함으로써, 코일에서 발생되는 소음을 억제할 수 있다.

도 27은 일 실시예에 따른 광학 부재(220)의 착탈 구조를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 광학 부재(220)는 헤드 코일(130d)로부터 착탈 가능하게 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 헤드 코일(130d)은 개구부(210f) 둘레에 헤드 코일(130d)의 프레임(130d)의 외향면과 단차(2710)를 갖도록 형성된 광학 부재 거치부(2720)를 포함할 수 있다. 광학 부재 거치부(2720)는, 광학 부재(220)를 프레임의 면 방향과 나란하게 배치하였을 때, 광학 부재 거치부(2720) 내의 개구를 통해 광학 부재(220)가 통과하지 않고, 광학 부재(220)가 광학 부재 거치부(220)에 걸치도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 광학 부재 거치부(2720)는 헤드 코일(130d)의 개구부(210f)의 둘레로부터 돌출된 형태로 형성될 수 있다.

도 28은 일 실시예에 따른 광학 부재(220)의 착탈 구조를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 헤드 코일(130e)은 헤드 코일(130e)의 개구부(210g) 주변의 프레임의 외향면에 형성되고, 광학 부재(220)를 고정하는 고정부(2810a, 2810b, 2810c)를 포함할 수 있다. 고정부(2810a, 2810b, 2810c)는 광학 부재(220)가 배치되었을 때, 광학 부재(220)의 움직임을 제한하는 구조로, 헤드 코일(130e)의 개구부(210g) 주변에 배치될 수 있다. 고정부(2810a, 2810b, 2810c)는 예를 들면, 도 28에 도시된 바와 같이, 꺾인 구조로 형성될 수 있다.

도 29는 일 실시예에 따른 광학 부재(220)의 착탈 구조를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 헤드 코일(130f)은 헤드 코일(130f)의 개구부(210h)로 광학 부재(220)를 삽입할 수 있도록, 헤드 코일(130f)의 프레임 내에 형성된 슬롯(2910)을 구비할 수 있다. 슬롯(2910)은 광학 부재(220)가 헤드 코일(130f)의 프레임을 통과하여 개구부(210h)에 배치될 수 있도록 하는 경로 및 가이드를 제공한다.

일 실시예에 따르면, 광학 부재(220)는 그 착탈이 용이하도록 하는 손잡이 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 광학 부재(220)는 사용자가 광학 부재(220)를 잡을 수 있는 돌출 구조를 가질 수 있다.

도 30는 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100b)의 구조를 나타낸 도면이다. 도 25을 참조하면, 자기 공명 영상 장치(100B)은 갠트리(gantry)(20), 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 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 헤드 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.

이하에서는, RF 코일(26)이 다수개의 채널들인 제1 내지 제 N 채널에 각각 대응되는 N 개의 코일들을 포함하는 고주파 멀티 코일(Radio Frequency multi coil)인 경우를 예로 들어 설명한다. 여기서, 고주파 멀티 코일은 다채널 RF 코일이라 칭할 수도 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 데이터 획득부(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 데이터 획득부(38)는 RF 코일(26)을 구동시킬 수 있다. RF 송신부(36)는 라모어 주파수(Larmor frequency)의 RF 펄스를 RF 코일(26)에 공급하고, RF 데이터 획득부(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(52)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(52)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 데이터 획득부(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 데이터 획득부(38) 및 송수신 스위치(34)를 제어할 수 있다. 여기에서, 펄스 시퀀스(pulse sequence)란, 경사자장 증폭기(32), RF 송신부(36), RF 데이터 획득부(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, 자기 공명 영상 장치(100B) 전체의 동작을 제어할 수 있다.

오퍼레이팅부(60)는 RF 데이터 획득부(38)로부터 수신되는 MR 신호를 처리하는 영상 처리부(62), 출력부(64) 및 사용자 인터페이스 부(66)를 포함할 수 있다.

영상 처리부(62)는 RF 데이터 획득부(38)로부터 수신되는 MR 신호를 처리하여, 대상체(10)에 대한 MR 화상 데이터를 생성할 수 있다.

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

영상 처리부(62)는, 예를 들어, 메모리의 k 공간에 디지털 데이터를 배치하고, 이러한 데이터를 2차원 또는 3차원 푸리에 변환을 하여 화상 데이터로 재구성할 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 자기 공명 영상 장치(100B)을 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 사용자 인터페이스 부(66)를 이용하여 대상체 정보, 파라미터 정보, 스캔 조건, 펄스 시퀀스, 화상 합성이나 차분의 연산에 관한 정보 등을 입력할 수 있다. 사용자 인터페이스 부(66)는 키보드, 마우스, 트랙볼, 음성 인식부, 제스처 인식부, 터치 패드 등을 포함할 수 있고, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 입력 장치들을 포함할 수 있다.

도 30은 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 데이터 획득부(38)가 수신한 MR 신호를 디지털 신호로 변환한다고 전술하였지만, 이 디지털 신호로의 변환은 RF 데이터 획득부(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.

본 실시예에 따른 신호 송수신부(30), 모니터링부(40), 시스템 제어부(50), 및 오퍼레이팅부(60)는 도 1의 제어부(140)에 대응될 수 있다. 본 실시예에 따른 갠트리(20)는 도 1의 갠트리(110)에 대응될 수 있다. 본 실시예에 따른 테이블(28)은 도 1의 테이블(150)에 대응될 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100a, 100b: 자기 공명 영상 장치
110: 갠트리
120: 디스플레이부
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f: 헤드 코일
140, 140a: 제어부
150: 테이블
10: 대상체
220: 광학 부재

Claims

갠트리 내의 보어의 내벽에 삼차원 영상을 표시하는 디스플레이부;
대상체의 눈에 대응하는 영역에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 개구부에 배치된 광학 부재를 포함하는 헤드 코일; 및
대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 기초하여 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 제어부를 포함하는 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 삼차원 영상은 제1 방향으로 편광된 좌안 영상과 제2 방향으로 편광된 우안 영상을 포함하고,
상기 광학 부재는 상기 제1 방향으로 편광된 좌안 편광 필터와, 상기 제2 방향으로 편광된 우안 편광 필터를 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 삼차원 영상은 제1 색상 성분의 좌안 영상과 제2 색상 성분의 우안 영상이 합성된 영상이고,
상기 광학 부재는 상기 제1 색상 성분을 통과시키는 좌안 색 필터와, 상기 제2 색상 성분을 통과시키는 우안 색 필터를 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 광학 부재는 대상체의 좌안 및 우안 중 하나로는 빛을 통과시키고, 다른 하나로는 빛을 차단시키며,
상기 제어부는 기능적 자기공명영상(fMRI; functional magnetic resonance imaging)을 획득하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 헤드 코일은, 상기 적어도 하나의 개구부에 배치된 적어도 하나의 시력 교정용 렌즈를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 삼차원 영상은 배경 영상 및 컨텐츠 영상을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 대상체의 입력 또는 상기 사용자의 입력에 기초하여 상기 배경 영상의 원근감을 변경하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 삼차원 영상은 상기 대상체를 기준으로, 상기 보어의 내벽 뒤에서 초점이 맞춰지는 적어도 하나의 객체를 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이부는, 상기 보어의 내벽에 상기 삼차원 영상을 투사하는 적어도 하나의 프로젝터를 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
제8항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로젝터는 상기 보어의 내부에 배치되는, 자기 공명 영상 장치.
제8항에 있어서,
상기 자기 공명 영상 장치는, 상기 대상체가 놓이고, 상기 보어에 진입 및 진출하는 테이블을 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로젝터는 상기 테이블에 부착되고, 상기 테이블이 상기 보어로 진입하면 상기 적어도 하나의 프로젝터는 상기 보어 내부에 배치되는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 보어의 내벽은 인쇄된 배경 패턴을 구비하고,
상기 삼차원 영상은, 상기 대상체를 기준으로 상기 보어의 내벽 앞에서 초점이 맞춰지는 적어도 하나의 객체를 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 적어도 하나의 개구부에 착탈 가능하게 배치된, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 광학 부재는, 삼차원 영상 감상용 필터, 광 차단용 필터, 및 시력 교정용 렌즈를 포함하는 그룹 중 하나인, 자기 공명 영상 장치.
제12항에 있어서,
상기 헤드 코일의 프레임은, 상기 개구부 둘레에 상기 프레임의 외향면과 단차를 갖도록 형성된 광학 부재 거치부를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
제12항에 있어서,
상기 헤드 코일의 프레임은, 상기 개구부에 상기 광학 부재가 삽입되는 가이드를 제공하는 슬롯을 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
자기 공명 영상 장치는, 상기 대상체가 놓이고, 상기 보어에 진입 및 진출하는 테이블을 더 포함하고,
상기 디스플레이부는, 상기 테이블이 상기 보어 내로 진입되는 위치에 따라 상기 보어의 내벽에 상기 삼차원 영상을 표시하는 위치를 이동하는, 자기 공명 영상 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 보어의 내벽에 표시되는 삼차원 영상의 왜곡을 보정하는, 자기 공명 영상 장치.
갠트리 내의 보어의 내벽에 삼차원 영상을 표시하는 단계; 및
대상체의 입력 또는 사용자의 입력에 기초하여 상기 삼차원 영상의 원근감을 조절하는 단계를 포함하고,
상기 삼차원 영상은 좌안 영상 및 우안 영상을 포함하고,
상기 좌안 영상은 헤드 코일에서 좌안에 대응하는 영역에 배치된 개구부에 배치된 좌안 광 필터에 대응하는 광학 성질을 갖고,
상기 우안 영상은 상기 헤드 코인에서 우안에 대응하는 영역에 배치된 개구부에 배치된 우안 광 필터에 대응하는 광학 성질을 갖는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 삼차원 영상은 제1 방향으로 편광된 좌안 영상과 제2 방향으로 편광된 우안 영상을 포함하고,
상기 좌안 광 필터는 상기 제1 방향으로 편광된 좌안 편광 필터이고, 상기 우안 광 필터는, 상기 제2 방향으로 편광된 우안 편광 필터를 포함하는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 삼차원 영상은 제1 색상 성분의 좌안 영상과 제2 색상 성분의 우안 영상이 합성된 영상이고,
상기 좌안 광 필터는 상기 제1 색상 성분을 통과시키는 좌안 색 필터이고, 상기 우안 광 필터는, 상기 제2 색상 성분을 통과시키는 우안 색 필터인, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 좌안 광 필터 및 상기 우안 광 필터는 대상체의 좌안 및 우안 중 하나로는 빛을 통과시키고, 다른 하나로는 빛을 차단시키고,
상기 자기 공명 영상 장치의 제어 방법은, 기능적 자기공명영상(fMRI; functional magnetic resonance imaging)을 획득하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 삼차원 영상은 배경 영상 및 컨텐츠 영상을 포함하고,
상기 자기 공영 영상 장치의 제어 방법은, 상기 대상체의 입력 또는 상기 사용자의 입력에 기초하여 상기 배경 영상의 원근감을 변경하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 삼차원 영상은 상기 대상체를 기준으로, 상기 보어의 내벽 뒤에서 초점이 맞춰지는 적어도 하나의 객체를 포함하는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 보어의 내벽에 적어도 하나의 프로젝터를 이용하여 상기 삼차원 영상을 투사하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 자기 공명 영상 장치의 테이블이 상기 보어 내로 진입되는 위치에 따라 상기 보어의 내벽에 상기 삼차원 영상을 표시하는 위치를 이동하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 보어의 내벽에 표시되는 삼차원 영상의 왜곡을 보정하는 단계를 더 포함하는, 자기 공명 영상 장치의 제어 방법.