KR20170003061A

KR20170003061A - 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상의 생성 방법

Info

Publication number: KR20170003061A
Application number: KR1020150093230A
Authority: KR
Inventors: 황진영; 김준수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-01-09
Also published as: KR101699528B1; US20170003369A1; US10302728B2

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성하는 자기 공명 영상 장치는, RF 라벨링(RF labeling) 구간, 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay, PLD) 구간, 데이터 획득 구간을 구별하여 RF 펄스 및 경사 자기장을 대상체에 인가하는 신호 송수신부; 상기 데이터 획득 구간에서 3차원 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여, 상기 대상체에 대한 서브 샘플링(Subsampling)하여 자기 공명 데이터를 수신하도록 상기 신호 송수신부를 제어하는 시퀀스 제어부; 및 상기 대상체로부터 상기 자기 공명 데이터를 수신하여 제어(control) 영상 데이터 및 라벨(label) 영상 데이터를 생성하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.

Description

자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상의 생성 방법 {MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS AND GENERATING METHOD FOR MAGNETIC RESONANCE IMAGE THEREOF}

본원 발명은 자기 공명 영상 장치 및 그에 따른 자기 공명 영상의 생성 방법에 관한 것이다.

자기 공명 영상(MRI: magnetic resonance imaging) 촬영 장치는 자기장을 이용해 대상체(target object)를 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 자기 공명 신호를 영상으로 재구성하여 출력한다. 자기 공명 영상 장치는 획득하려는 자기 공명 영상에 따라서 다양한 펄스 시퀀스를 사용한다.

자기 공명 영상 장치가 사용하는 정교하게 계획된 펄스 시퀀스는 자기 공명 영상의 품질을 향상시키고, 자기 공명 영상의 획득 시간을 단축시킨다. 따라서, 어떠한 펄스 시퀀스를 사용하는지는 자기 공명 영상 획득에 있어서 중요한 이슈이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는 3D 밸런스 SSFP 시퀀스를 통하여 짧은 시간 동안에 ASL 신호 및 고해상도의 ASL 영상을 획득하는 것을 목적으로 한다.

예를 들어, 상기 데이터 획득 구간은 과도 구간 및 정상 상태 구간을 포함하고, 상기 시퀀스 제어부는 상기 과도 구간 및 상기 정상 상태 구간에서 서브 샘플링(Subsampling)한 상기 자기 공명 데이터를 수신하도록 상기 신호 송수신부를 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 영상 처리부는 병렬 이미징 기법을 통하여 상기 제어 영상 데이터 및 상기 라벨 영상 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 상기 신호 송수신부는 상기 데이터 획득 구간에서 상기 대상체 중에서 이미징되는 전체 부분으로부터 상기 자기 공명 데이터를 수신할 수 있다.

예를 들어, 상기 영상 처리부는 상기 제어(control) 영상 데이터 및 상기 라벨(label) 영상 데이터를 통하여 상기 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성 할 수 있다.

예를 들어, 상기 신호 송수신부는 상기 RF 라벨링(RF labeling) 구간에서 상기 대상체의 제1 부분에 상기 RF 펄스 및 상기 경사 자기장을 인가하고, 상기 데이터 획득 구간 에서 상기 대상체의 제2 부분에 상기 RF 펄스 및 상기 경사 자기장을 인가하고, 상기 영상 처리부는 상기 대상체의 제2 부분으로부터 수신한 자기 공명 신호를 통하여 상기 라벨 영상 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 상기 신호 송수신부는 상기 RF 라벨링(RF labeling) 구간에서 상기 대상체의 제1 부분에 상기 RF 펄스 및 상기 경사 자기장을 인가하지 않고, 상기 데이터 획득 구간에서 상기 대상체의 제2 부분에 상기 RF 펄스 및 상기 경사 자기장을 인가하고, 상기 영상 처리부는 상기 대상체의 제2 부분으로부터 수신한 자기 공명 신호를 통하여 상기 제어 영상 데이터를 생성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성하는 자기 공명 영상 생성 방법은, 대상체의 제1 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하여 RF 라벨링(RF labeling)하는 단계; 상기 대상체의 제1 부분에 포함된 혈류가 상기 대상체의 제2 부분으로 이동하도록 대기하는 포스트 라벨링 딜레이 단계; 상기 제2 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하여 3차원 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여, 상기 대상체에 대한 서브 샘플링(Subsampling)하여 제1 자기 공명 데이터를 획득하는 단계; 상기 제1 자기 공명 데이터를 통하여 라벨(label) 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 자기 공명 데이터를 획득하는 단계는 상기 과도 구간 및 상기 정상 상태 구간에서 서브 샘플링(Subsampling)한 상기 자기 공명 데이터를 획득할 수 있다.

예를 들어, 라벨(label) 영상 데이터를 생성하는 단계는 병렬 이미징 기법을 통하여 상기 라벨 영상 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 자기 공명 데이터를 획득하는 단계는 상기 대상체 중에서 이미징되는 전체 부분으로부터 상기 제1 자기 공명 데이터를 수신할 수 있다.

예를 들어, 대상체의 제1 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하지 않고, 상기 대상체의 제1 부분에 포함된 혈류가 상기 대상체의 제2 부분으로 이동하도록 대기하고, 상기 제2 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하여 3차원 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여, 상기 대상체에 대한 서브 샘플링(Subsampling)하여 제2 자기 공명 데이터를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 제2 자기 공명 데이터를 통하여 제어(control) 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 자기 공명 데이터를 획득하는 단계는 상기 과도 구간 및 상기 정상 상태 구간에서 서브 샘플링(Subsampling)한 상기 자기 공명 데이터를 획득할 수 있다.

예를 들어, 제어(control) 영상 데이터를 생성하는 단계는 병렬 이미징 기법을 통하여 상기 제어 영상 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 자기 공명 데이터를 획득하는 단계는 상기 대상체 중에서 이미징되는 전체 부분으로부터 상기 제2 자기 공명 데이터를 수신할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어(control) 영상 데이터 및 상기 라벨(label) 영상 데이터를 통하여 상기 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 상술한 의료 영상 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.

의료 영상 시스템은 상술한 자기 공명 영상 장치; 및 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 처리하는 영상 처리 장치를 포함할 수 있다.

본원발명은 3D 밸런스 SSFP 시퀀스를 통하여 짧은 시간 동안에 ASL 신호 및 고해상도의 ASL 영상을 획득하는 자기 공명 영상 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 일반적인 MRI 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)를 설명하기 위한 블록도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)가 RF 라벨링(RF labeling) 구간, 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay) 구간, 데이터 획득 구간에서 자기 공명 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)가 대상체에 신호를 인가하는 순서를 설명하는 도면이다.
도 6은 자기 공명 영상 장치(100)가 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스을 이용하여 데이터를 획득하는 경우, RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하는 순서를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 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 어드레싱할 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 구성 요소들 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 "이미지"는 이산적인 이미지 요소들(예를 들어, 2차원 이미지에 있어서의 픽셀들 및 3차원 이미지에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 이미지는 X-ray 장치, CT 장치, MRI 장치, 초음파 진단 장치, 및 다른 의료 영상 장치에 의해 획득된 대상체의 의료 이미지 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 (MR image: 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) 등에 따라서 달라질 수 있다.

또한, 본 명세서에서 "펄스 시퀀스 모식도"란, MRI 시스템 내에서 일어나는 신호 발생 순서를 설명한다. 예컨대, 펄스 시퀀스 모식도란 RF 펄스, 경사 자장, 자기 공명 신호 등을 시간에 따라 인가되는 순서를 보여주는 모식도일 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 이미지를 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 자기 공명 신호가 방출되는데, MRI 시스템은 이 자기 공명 신호를 수신하여 MR 이미지를 획득할 수 있다. 자기 공명 신호는 대상체로부터 방사되는 RF 신호를 의미한다. 자기 공명 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. 이미지의 획득이 감지 하드웨어(detecting hardware)의 방향에 의존하는 CT와 같은 이미징 장치들과 달리, MRI 시스템은 임의의 지점으로 지향된 2D 이미지 또는 3D 볼륨 이미지를 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 이미지의 획득이 가능하여, 비정상적인 조직의 명확한 묘사가 중요한 신경(neurological) 이미지, 혈관 내부(intravascular) 이미지, 근 골격(musculoskeletal) 이미지 및 종양(oncologic) 이미지 등을 획득할 수 있다.

MRI 장치에서 대상체의 3차원 볼륨(3D volume)의 정보를 짧은 시간에 획득하기 위하여, 3차원 볼륨을 구성하는 슬라이스들의 방향으로 여러 장의 2차원 슬라이스 영상을 획득할 수 있다. 이 경우, 2차원 슬라이스 영상을 슬라이스의 수만큼 순차적으로 촬영하는 것이 일반적인데, 순차적으로 슬라이스 영상을 촬영하는 경우 촬영시간이 많이 소요될 수 있다.

도 1은 일반적인 MRI 시스템의 개략도이다. 도 1을 참조하면, MRI 시스템은 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 자기 공명 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 자기 공명 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, RF 코일(26)은, 세차 운동을 하는 환자 내에 존재하는 원자핵을 향하여, 세차운동의 주파수와 동일한 주파수의 RF 신호를 전송한 후 RF 신호의 전송을 중단하고, 환자 내에 존재하는 원자핵에서 로부터 방출되는 자기 공명 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 머리 RF 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.

갠트리(20)는 갠트리(20)의 외측에 위치하는 디스플레이(29)와 갠트리(20)의 내측에 위치하는 디스플레이를 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 펄스 시퀀스에 따라 갠트리(20) 내부, 즉 보어에 형성되는 경사자장을 제어하고, RF 신호와 자기 공명 신호의 송수신을 제어할 수 있다.

신호 송수신부(30)는 경사자장 증폭기(32), 송수신 스위치(34), RF 송신부(36) 및 RF 수신부(38)를 포함할 수 있다.

신호 송수신부(30)는 시퀀스 제어부(52)의 제어에 따라서, RF 라벨링(RF labeling) 구간, 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay, PLD) 구간, 데이터 획득 구간을 구별하여 RF 펄스 및 경사 자기장을 대상체에 인가할 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 수신부(38)는 RF 코일(26)을 구동시킬 수 있다. RF 송신부(36)는 라모어 주파수의 RF 펄스를 RF 코일(26)에 공급하고, RF 수신부(38)는 RF 코일(26)이 수신한 자기 공명 신호를 수신할 수 있다.

송수신 스위치(34)는 RF 신호와 자기 공명 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 자기 공명 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 수신부(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 수신부(38) 및 송수신 스위치(34)를 제어할 수 있다.

여기에서, 펄스 시퀀스(pulse sequence)란, 경사자장 증폭기(32), RF 송신부(36), RF 수신부(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.

시퀀스 제어부(52)는 신호 송수신부(30)에서 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 대상체에 인가하도록 신호 송수신부(30)를 제어할 수 있다.

본 발명의 자기 공명 영상 장치의 시퀀스 제어부(52)는 3차원 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여 짧은 시간에 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 획득할 수 있다.

오퍼레이팅부(60)는 시스템 제어부(50)에 펄스 시퀀스 정보를 지령하는 것과 동시에, MRI 시스템 전체의 동작을 제어할 수 있다.

오퍼레이팅부(60)는 RF 수신부(38)가 수신한 자기 공명 신호를 전송 받아서 처리하는 영상 처리부(62), 출력부(64) 및 입력부(66)를 포함할 수 있다.

영상 처리부(62)는 RF 수신부(38)로부터 수신되는 자기 공명 신호를 처리하여, 대상체(10)에 대한 자기 공명 영상 데이터를 생성할 수 있다.

영상 처리부(62)는 RF 수신부(38)가 수신한 자기 공명 신호를 전송받고, 전송받은 자기 공명 신호에 증폭, 주파수 변환, 위상 검파, 저주파 증폭, 필터링(filtering) 등과 같은 각종의 신호 처리를 가한다.

영상 처리부(62)는, 예를 들어, 메모리의 k 공간 (예컨대, 푸리에(Fourier) 공간 또는 주파수 공간이라고도 지칭됨)에 데이터를 배치하고, 이러한 데이터를 2차원 또는 3차원 푸리에 변환을 하여 영상 데이터로 재구성할 수 있다.

또한, 영상 처리부(62)는 필요에 따라, 재구성된 화상 데이터(data)에 합성 처리나 차분 연산 처리 등을 수행할 수 있다. 합성 처리는, 픽셀에 대한 가산 처리, 최대치 투영(MIP)처리 등 일 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 자기 공명 신호에 대해 적용하는 각종 신호 처리는 병렬적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 다채널 RF 코일에 의해 수신되는 복수의 자기 공명 신호에 신호 처리를 병렬적으로 가하여 복수의 자기 공명 신호를 화상 데이터로 재구성할 수도 있다.

영상 처리부(62)는 제어(control) 영상 데이터 및 라벨(label) 영상 데이터를 생성할 수 있고, 적어도 하나 이상의 제어(control) 영상 데이터 및 적어도 하나 이상의 라벨(label) 영상 데이터를 통하여 ASL 영상을 생성할 수 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 MRI 시스템을 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(Digital Light Processing) 디스플레이, 평판 디스플레이(Flat Panel Display), 3D 디스플레이, 투명 디스플레이 등 일을 포함할 수 있다.

사용자는 입력부(66)를 이용하여 대상체 정보, 파라미터 정보, 스캔 조건, 펄스 시퀀스, 화상 합성이나 차분의 연산에 관한 정보 등을 입력할 수 있다. 입력부(66)의 예들로는 키보드, 마우스, 트랙볼, 음성 인식부, 제스처 인식부, 터치 스크린 등을 포함할 수 있다.

도 1은 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 수 있다. 예를 들어, 영상 처리부(62)는, RF 수신부(38)가 수신한 자기 공명 신호를 디지털 신호로 변환한다고 전술하였지만, 이 디지털 신호로의 변환은 RF 수신부(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 있다.

본 발명의 자기 공명 영상 장치(100)의 주요한 구성 및 동작은 도 2 및 도 3에 대한 설명에서 구체적으로 서술한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)를 설명하기 위한 블록도 이다.

도 2를 참조하면, 자기 공명 영상 장치(100)는 신호 송수신부(110), 시퀀스 제어부(120) 및 영상 처리부(130)을 포함할 수 있다.

자기 공명 영상 장치(100)는 신호 송수신부(110), 시퀀스 제어부(120) 및 영상 처리부(130)들의 동작을 통하여, ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 장치(100)는 3차원 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성할 수 있다.

신호 송수신부(110)는 RF 신호 및 경사자장을 대상체에 송신할 수 있고, 대상체로부터 자기 공명 신호를 수신할 수 있다.

신호 송수신부(110)는 특정한 펄스 시퀀스에 따라 RF 신호 및 경사자장을 인가하고, RF 신호와 자기 공명 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 신호 송수신부(110)는 시퀀스 제어부(120)의 제어에 따른 3차원 밸런스 SSFP 시퀀스에 따라 대상체에 경사자장을 인가할 수 있다.

신호 송수신부(110)는 RF 라벨링(RF labeling) 구간, 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay, PLD) 구간, 데이터 획득 구간을 구별하여 RF 펄스 및 경사 자기장을 대상체에 인가할 수 있다. 예를 들어, 신호 송수신부(110)는 RF 라벨링(RF labeling) 구간에서 피시험자의 목부분에 포함된 혈류가 180도의 플립각을 가지고 여기되도록 RF 신호를 발생시킬 수 있다. 신호 송수신부(110)는 포스트 라벨링 딜레이 구간에서 RF 신호를 발생시키지 않고, 대기할 수 있다. 신호 송수신부(110)는 데이터 획득 구간에서 피시험자의 머리의 뇌 부위에 포함된 혈류로부터 자기 공명 신호를 수신할 수 있다.

시퀀스 제어부(120)는 미리 예정된 펄스 시퀀스에 따라 신호 송수신부(110)에서 RF 신호 및 경사자장을 발생시키도록 신호 송수신부(110)를 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이, 시퀀스 제어부(120)는 신호 송수신부(110)가 RF 라벨링(RF labeling) 구간, 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay, PLD) 구간, 데이터 획득 구간을 구별하여 RF 펄스 및 경사 자기장을 대상체에 인가하도록 신호 송수신부(110)를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)의 시퀀스 제어부(120)는 대상체에 대한 서브 샘플링(Subsampling)하여 신호 송수신부(110)에서 자기 공명 데이터를 수신하도록 신호 송수신부(110)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 시퀀스 제어부(120)는 신호 송수신부(110)가 FOV(field of view)에 포함된 k-공간의 일부에 대응하는 3차원 자기 공명 데이터를 수신하여 제어 영상 데이터 및/또는 라벨 영상 데이터를 생성하도록 신호 송수신부(110)를 제어 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)의 시퀀스 제어부(120)는 과도 구간 및 정상 상태 구간에서 서브 샘플링(Subsampling)한 상기 자기 공명 데이터를 수신하도록 신호 송수신부(110)를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)의 영상 처리부(130)는 병렬 이미징 기법을 통하여 제어 영상 데이터 및/또는 라벨 영상 데이터를 생성할 수 있다.

병렬 이미징(parallel imaging) 기법은 복수의 2차원 슬라이스에 대한 자기 공명 데이터를 동시에 획득하고, 각각의 슬라이스에 대한 자기 공명 신호를 분리하는 기법일 수 있다. 병렬 이미징(parallel imaging) 기법은 센스 이미징(SENSitivity Encoding Imaging) 및 그라파(GRAPPA, generalized auto calibrating partially parallel acquisition) 방식을 포함할 수 있다. 병렬 이미징(parallel imaging) 기법은 병렬 MRI(pMRI)라는 용어로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)의 신호 송수신부(110)는 데이터 획득 구간에서 대상체 중에서 이미징되는 전체 부분으로부터 자기 공명 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 신호 송수신부(110)는 데이터 획득 구간에서 이미징되는 전체 FOV(field of view)로부터 자기 공명 데이터를 수신할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 자기 공명 영상 장치(100)는 단계 S110 내지 단계 S170 를 통하여 밸런스 SSFP 시퀀스를 통하여 ASL 영상을 획득할 수 있다.

단계 S110에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 대상체의 제1 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가 할 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 장치(100)는 피시험자의 목 부위에 RF 펄스 및 슬라이스 부호화 경사 자기장을 인가하여, 목 부위에 흐르는 혈류를 라벨링 할 수 있다. 구체적으로, 자기 공명 영상 장치(100)는 목부분에 흐르는 혈류가 180도의 플립각으로 여기 되도록 RF 펄스를 인가할 수 있다.

단계 S120에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 대상체의 제1 부분에 포함된 혈류가 대상체의 제2 부분으로 이동하도록 대기할 수 있다. 예를 들어, 자기 공명 영상 장치(100)는 라벨링된 피시험자의 목 부위의 혈류가 피시험자의 뇌 부위로 이동하도록 대기할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)는 대기 시간을 조절하여 높은 품질의 ASL 영상을 획득할 수 있다. 본 명세서의 다른 부분에서 이러한 대기 시간을 포스트 라벨링 딜레이(PLD) 구간의 시간 길이라고 표현할 수 있다.

단계 S130에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 제2 부분에 3차원(3D) bSSFP 시퀀스로 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하고, 서브 샘플링하여 제1 자기 공명 데이터를 획득 할 수 있다. 3차원(3D) bSSFP 시퀀스는 도 6에서 설명하는 펄스 시퀀스를 의미할 수 있다.

예를 들어, 자기 공명 영상 장치(100)는 피시험자의 뇌에 RF 펄스 및 경사 자기장들(예를 들어, 도 6의 G_x, G_y, G_z)을 인가하여, 피시험자의 뇌에 흐르는 혈류로부터 제1 자기 공명 데이터를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)는 3차원(3D) bSSFP 시퀀스를 통하여 자기 공명 데이터를 획득하고, 서브 샘플링하여 제1 자기 공명 데이터를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)는 3차원(3D) bSSFP 시퀀스를 통하여 이미징되는 전체 FOV(field of view)로부터 제1 자기 공명 데이터를 수신할 수 있다.

단계 S140에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 제1 자기 공명 데이터를 통하여 라벨 영상 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 자기 공명 영상 장치(100)는 단계 S110 내지 단계 S140를 통하여 생성된 제1 자기 공명 데이터로부터 라벨 영상 데이터를 생성할 수 있다. 자기 공명 영상 장치(100)의 영상 처리부(130)는 병렬 이미징(parallel imaging) 기법을 통하여 라벨 영상 데이터를 생성할 수 있다.

단계 S150에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 제2 부분에 3차원(3D) bSSFP 시퀀스로 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하고, 서브 샘플링하여 제2 자기 공명 데이터를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)는 3차원(3D) bSSFP 시퀀스를 통하여 이미징되는 전체 FOV(field of view)로부터 제2 자기 공명 데이터를 수신할 수 있다.

예를 들어, 자기 공명 영상 장치(100)는 단계 S110의 라벨링(labeling) 과정 없이, 피시험자의 뇌에 흐르는 혈류로부터 자기 공명 데이터를 획득할 수 있다. 3차원(3D) bSSFP 시퀀스는 도 6에서 설명하는 펄스 시퀀스를 의미할 수 있다.

단계 S160에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 제2 자기 공명 데이터를 통하여 제어 영상 데이터를 생성할 수 있다. 자기 공명 영상 장치(100) 의 영상 처리부(130)는 병렬 이미징(parallel imaging) 기법을 통하여 제어 영상 데이터를 생성할 수 있다.

단계 S170에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 라벨 영상 데이터 및 제어 영상 데이터을 비교하여 ASL 영상을 생성할 수 있다.

예를 들어, 자기 공명 영상 장치(100)는 목 부위에서 라벨링된 혈류로부터 생성한 라벨 영상 데이터 및 목 부위에서 라벨링되지 않은 혈류로부터 생성한 제어 영상 데이터를 통하여 ASL 영상을 생성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)가 RF 라벨링(RF labeling) 구간, 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay) 구간, 데이터 획득 구간에서 자기 공명 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4의 (a)는 RF 라벨링(RF labeling) 구간을 설명하기 위한 도면이다. 신호 송수신부는 목 부위(141)에 RF 신호를 인가하여, 목 부위의 혈류들이 일정치의 플립각을 가지고 여기(excitation) 되도록 할 수 있다.

도 4의 (b)는 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay) 구간을 설명하기 위한 도면이다. 신호 송수신부는 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay) 구간에서 여기된 혈류들이 목 부위에서 뇌 부위로 이동하도록 대기할 수 있다.

도 4의 (c)는 데이터 획득 구간을 설명하기 위한 도면이다. 신호 송수신부는 데이터 획득 구간에서 뇌 부위(143)로 이동하여 여기된 혈류들로부터 제1 자기 공명 신호를 수신할 수 있다. 영상 처리부는 제1 자기 공명 신호를 통하여 라벨 영상 데이터를 생성할 수 있다.

또한, 신호 송수신부는 목 부위에서 여기 되지 않은 혈류들로부터 제2 자기 공명 신호를 수신할 수 있다. 영상 처리부는 제2 자기 공명 신호를 통하여 제어 영상 데이터를 생성할 수 있다.

자기 공명 영상 장치(100)는 수회에 걸쳐 상술한 방법을 통하여 라벨 영상 데이터 및 제어 영상 데이터를 생성할 수 있다.

영상 처리부는 수회에 걸쳐 생성된 라벨 영상 데이터 및 제어 영상 데이터를 비교하여 ASL 영상을 생성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)가 대상체에 신호를 인가하는 순서를 설명하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 자기 공명 영상 장치(100)는 라벨 영상 데이터를 생성하기 위하여, RF 라벨링 구간(151), 포스트 라벨링 딜레이 구간(152), 데이터 획득 구간(153)에서 도시된 바와 같이 RF 신호 및 경사 자장을 인가할 수 있다.

또한, 자기 공명 영상 장치(100)는 제어 영상 데이터를 생성하기 위하여, 데이터 획득 구간(153)에서 도시된 바와 같이 RF 신호 및 경사 자장을 인가할 수 있다.

자기 공명 영상 장치(100)는 RF 라벨링 구간(151)에서 RF 신호(RF)를 인가하고, 슬라이스 부호화 경사사장(G_z)을 인가하여, 목 부위의 흐르는 혈류를 일정한 플립각으로 여기시킬 수 있다.

자기 공명 영상 장치(100)는 포스트 라벨링 딜레이 구간(152)에서 여기된 혈류들이 뇌 부위로 흐르도록 대기할 수 있다.

자기 공명 영상 장치(100)는 데이터 획득 구간(153)에서 도 6에 도시된 바와 같은 3D bSSFP 시퀀스로 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하여 자기 공명 데이터를 획득할 수 있다.

도 6은 자기 공명 영상 장치(100)가 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스을 이용하여 데이터를 획득하는 경우, RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하는 순서를 도시하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1 구간(153_a) 및 제2 구간(153_b)은 자기 공명 영상 장치(100)가 RF 펄스(RF) 및 경사 자기장(G_x, G_y, G_z)을 인가하는 한 주기를 도시한다. 예를 들어, 제1 구간(153_a) 및 제2 구간(153_b)은 도 5의 데이터 획득 구간(153)에 포함될 수 있다.

밸런스 SSFP 시퀀스에서, 리드 아웃(read out) 방향의 경사 자기장(G_x) 및 슬라이스 부호화 경사 자기장(G_z)는 대칭 형태를 갖는다. 또한, 위상 부호화 경사 자기장(G_y)은 경사 자장을 인가한 후에 반대 부호를 갖는 경사 자장을 인가한다.

밸런스 SSFP 시퀀스는 자기 공명 장치의 제조사에 따라서 bSSFP(balanced steady-state free precession), true FISP(fast imaging with steady state procession), FIESTA(fast imaging employing steady state acquisition), b-FFE(balanced fast field echo)라고 불려질 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 자기 공명 영상 장치(100)는 단계 S210 내지 단계 S270를 통하여 밸런스 SSFP 시퀀스를 통하여 ASL 영상을 획득할 수 있다. 단계 S210, 단계 S230, 단계 S240, 단계 S250, 단계 S260 은 도 3의 단계 S110, 단계 S130, 단계 S140, 단계 S150, 단계 S160, 단계 S170과 유사한 동작이다. 이하, 중복된 설명은 생략한다.

단계 S265에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 N 회 라벨 영상 데이터 및 제어 영상 데이터를 생성할 수 있다. 자기 공명 영상 장치(100)는 단계 S210 내지 단계 S260을 N 회 반복하여, N 개의 라벨 영상 데이터 및 제어 영상 데이터를 생성할 수 있다.

단계 S270에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 라벨 영상 데이터들의 평균치를 계산하고, 제어 영상 데이터들의 평균치를 계산할 수 있다. 또한, 자기 공명 영상 장치(100)는 라벨 영상 데이터들의 평균치 및 제어 영상 데이터들의 평균치를 비교하여 ASL 영상을 생성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 자기 공명 영상 장치(100)는 단계 S310 내지 단계 S375 를 통하여 밸런스 SSFP 시퀀스를 통하여 ASL 영상을 획득할 수 있다. 단계 S310, 단계 S330, 단계 S340, 단계 S350, 단계 S360 은 도 3의 단계 S110, 단계 S130, 단계 S140, 단계 S150, 단계 S160와 유사한 동작이다. 이하, 중복된 설명은 생략한다.

단계 S370에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 라벨 영상 데이터 및 제어 영상 데이터를 비교하여 ASL 영상을 생성할 수 있다. 단계 S375에서, 자기 공명 영상 장치(100)는 단계 S310 내지 단계 S370을 반복하여 ASL 영상의 평균치를 계산할 수 있다.

도 11은 자기 공명 영상 장치(100)가 bSSFP 시퀀스를 사용하여 ASL 영상을 생성하는 경우, 데이터 획득 구간(도 5의 153)에서의 bSSFP 시퀀스을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 데이터 획득 구간은 과도(Transient) 구간(162) 및 정상 상태(Steady-State) 구간(163)으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 과도(Transient) 구간(162)의 펄스 시퀀스 및 정상 상태 구간(163)의 펄스 시퀀스는 도 6의 제1 구간(153_a) 및 제2 구간(153_b)의 bSSFP 시퀀스를 포함할 수 있다.

과도(Transient) 구간(162)에서, RF 신호의 세기가 상대적으로 작고, 정상 상태(Steady-State) 구간(163)에서, RF 신호의 세기가 상대적으로 크다.

한편, 과도(Transient) 구간(162)에서, ASL 영상의 세기가 상대적으로 크고, 정상 상태(Steady-State) 구간(163)에서, ASL 영상의 세기가 상대적으로 작다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)의 신호 송수신부 (110)는 과도 구간 및 정상 상태 구간에서 서브 샘플링(Subsampling)한 상기 자기 공명 데이터를 수신할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치(100)는 정상 상태 구간에 대한 ASL 영상뿐만 아니라, 과도 구간에 대한 ASL 영상을 포함할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.

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.

100 : 자기 공명 영상 장치
110 : 신호 송수신부
120 : 시퀀스 제어부
130 : 영상 처리부

Claims

밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성하는 자기 공명 영상 장치에 있어서,
RF 라벨링(RF labeling) 구간, 포스트 라벨링 딜레이(Post Labeling Delay, PLD) 구간, 데이터 획득 구간을 구별하여 RF 펄스 및 경사 자기장을 대상체에 인가하는 신호 송수신부;
상기 데이터 획득 구간에서 3차원 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여, 상기 대상체에 대한 서브 샘플링(Subsampling)하여 자기 공명 데이터를 수신하도록 상기 신호 송수신부를 제어하는 시퀀스 제어부; 및
상기 대상체로부터 상기 자기 공명 데이터를 수신하여 제어(control) 영상 데이터 및 라벨(label) 영상 데이터를 생성하는 영상 처리부를 포함하는 자기 공명 영상 장치.
제1 항에 있어서,
상기 데이터 획득 구간은 과도 구간 및 정상 상태 구간을 포함하고,
상기 시퀀스 제어부는 상기 과도 구간 및 상기 정상 상태 구간에서 서브 샘플링(Subsampling)한 상기 자기 공명 데이터를 수신하도록 상기 신호 송수신부를 제어하는 자기 공명 영상 장치.
제1 항에 있어서,
상기 영상 처리부는 병렬 이미징 기법을 통하여 상기 제어 영상 데이터 및 상기 라벨 영상 데이터를 생성하는 자기 공명 영상 장치.
제1 항에 있어서,
상기 신호 송수신부는 상기 데이터 획득 구간에서 상기 대상체 중에서 이미징되는 전체 부분으로부터 상기 자기 공명 데이터를 수신하는 자기 공명 영상 장치.
제1 항에 있어서,
상기 영상 처리부는 상기 제어(control) 영상 데이터 및 상기 라벨(label) 영상 데이터를 통하여 상기 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성하는 자기 공명 영상 장치.
제1 항에 있어서,
상기 신호 송수신부는 상기 RF 라벨링(RF labeling) 구간에서 상기 대상체의 제1 부분에 상기 RF 펄스 및 상기 경사 자기장을 인가하고, 상기 데이터 획득 구간 에서 상기 대상체의 제2 부분에 상기 RF 펄스 및 상기 경사 자기장을 인가하고,
상기 영상 처리부는 상기 대상체의 제2 부분으로부터 수신한 자기 공명 신호를 통하여 상기 라벨 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
제1 항에 있어서,
상기 신호 송수신부는 상기 RF 라벨링(RF labeling) 구간에서 상기 대상체의 제1 부분에 상기 RF 펄스 및 상기 경사 자기장을 인가하지 않고, 상기 데이터 획득 구간에서 상기 대상체의 제2 부분에 상기 RF 펄스 및 상기 경사 자기장을 인가하고,
상기 영상 처리부는 상기 대상체의 제2 부분으로부터 수신한 자기 공명 신호를 통하여 상기 제어 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성하는 자기 공명 영상 생성 방법에 있어서,
대상체의 제1 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하여 RF 라벨링(RF labeling)하는 단계;
상기 대상체의 제1 부분에 포함된 혈류가 상기 대상체의 제2 부분으로 이동하도록 대기하는 포스트 라벨링 딜레이 단계;
상기 제2 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하여 3차원 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여, 상기 대상체에 대한 서브 샘플링(Subsampling)하여 제1 자기 공명 데이터를 획득하는 단계;
상기 제1 자기 공명 데이터를 통하여 라벨(label) 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제8 항에 있어서,
상기 제1 자기 공명 데이터를 획득하는 단계는 상기 과도 구간 및 상기 정상 상태 구간에서 서브 샘플링(Subsampling)한 상기 자기 공명 데이터를 획득하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제8 항에 있어서, 라벨(label) 영상 데이터를 생성하는 단계는 병렬 이미징 기법을 통하여 상기 라벨 영상 데이터를 생성하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제8 항에 있어서,
상기 제1 자기 공명 데이터를 획득하는 단계는 상기 대상체 중에서 이미징되는 전체 부분으로부터 상기 제1 자기 공명 데이터를 수신하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제8 항에 있어서,
대상체의 제1 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하지 않고, 상기 대상체의 제1 부분에 포함된 혈류가 상기 대상체의 제2 부분으로 이동하도록 대기하고, 상기 제2 부분에 RF 펄스 및 경사 자기장을 인가하여 3차원 밸런스 SSFP(balanced steady-state free precession) 시퀀스를 통하여, 상기 대상체에 대한 서브 샘플링(Subsampling)하여 제2 자기 공명 데이터를 획득하는 단계를 포함하고,
상기 제2 자기 공명 데이터를 통하여 제어(control) 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제12 항에 있어서, 상기 제2 자기 공명 데이터를 획득하는 단계는 상기 과도 구간 및 상기 정상 상태 구간에서 서브 샘플링(Subsampling)한 상기 자기 공명 데이터를 획득하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제12 항에 있어서, 제어(control) 영상 데이터를 생성하는 단계는 병렬 이미징 기법을 통하여 상기 제어 영상 데이터를 생성하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제12 항에 있어서, 상기 제2 자기 공명 데이터를 획득하는 단계는 상기 대상체 중에서 이미징되는 전체 부분으로부터 상기 제2 자기 공명 데이터를 수신하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제12 항에 있어서,
상기 제어(control) 영상 데이터 및 상기 라벨(label) 영상 데이터를 통하여 상기 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 생성하는 단계를 더 포함하는 자기 공명 영상 생성 방법.
제9 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 기재된 의료 영상 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 기재된 자기 공명 영상 장치; 및
상기 ASL(Arterial Spin Labeling) 영상을 처리하는 영상 처리 장치를 포함하는 의료 영상 시스템.