KR20170003355A - Method for unwrapping phase in magnetic resonance image deive and magnetic resonance image device using the method - Google Patents

Method for unwrapping phase in magnetic resonance image deive and magnetic resonance image device using the method Download PDF

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KR20170003355A
KR20170003355A KR1020150164302A KR20150164302A KR20170003355A KR 20170003355 A KR20170003355 A KR 20170003355A KR 1020150164302 A KR1020150164302 A KR 1020150164302A KR 20150164302 A KR20150164302 A KR 20150164302A KR 20170003355 A KR20170003355 A KR 20170003355A
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Abstract

Disclosed are a method to unwrap a phase in a magnetic resonance image device, and a magnetic resonance image device using the same. The disclosed device includes: an image obtaining part obtaining magnetic resonance images about a plurality of echo times; a size information extracting part separating and extracting size information of each pixel from the obtained magnetic resonance images; a noise removing part removing a noise from the extracted size information; and an unwrapped phase obtaining part modeling an unwrapped phase to make the phase linearly proportional to the echo times, calculating a deductive value by deducting the modeled unwrapped phase from the size made by removing the noise from the magnetic resonance images obtained for each echo time, and obtaining an initial phase and an angular speed of the modeled unwrapped phase to minimize a value made by adding up the deductive value on every echo image. According to the disclosed device and method, the present invention provides an advantage of obtaining an unwrapped phase for a wrapped phase of a magnetic resonance image measured with high accuracy.

Description

자기 공명 영상 장치에서 위상 펼침 방법 및 그 방법을 사용하는 자기 공명 영상 장치{METHOD FOR UNWRAPPING PHASE IN MAGNETIC RESONANCE IMAGE DEIVE AND MAGNETIC RESONANCE IMAGE DEVICE USING THE METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus and a magnetic resonance imaging apparatus,

본 발명의 실시예들은 자기 공명 영상 장치에서의 위상 펼침 방법 및 그 방법을 사용하는 자기 공명 영상 장치에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a method of spreading a phase in a magnetic resonance imaging apparatus and a magnetic resonance imaging apparatus using the method.

자기 공명 영상 장치로부터 획득되는 영상 데이터는 복소수 형태를 가져 크기 성분과 위상 성분으로 분리될 수 있으나, 통상적으로 위상 데이터는 활용되지 않았으며 크기 정보를 이용하는 것이 일반적이었다. The image data obtained from the MRI apparatus can be divided into a magnitude component and a phase component due to its complex shape, but phase data is not normally used and size information is generally used.

그러나, 근래에 들어 자기 공명 영상의 위상 정보가 자화율, 조직의 탄성 및 열 등과 같은 정보를 제공할 수 있다는 점이 알려지면서 위상 정보가 다양하게 활용되고 있다. However, in recent years, it has become known that phase information of magnetic resonance images can provide information such as magnetic susceptibility, elasticity and heat of tissue, and so on.

그런데, 실제 측정을 통해 얻어지는 위상 정보는

Figure pat00001
에서
Figure pat00002
위상만을 획득할 수 있었다. 예를 들어, 실제는
Figure pat00003
의 위상이라고 할지라도 측정되는 위상은
Figure pat00004
로 표현될 수 밖에 없었다. However, the phase information obtained through actual measurement is
Figure pat00001
in
Figure pat00002
Phase only. For example,
Figure pat00003
The phase being measured is < RTI ID = 0.0 >
Figure pat00004
It must be expressed as.

따라서, 정확한 위상 정보를 획득하기 위해서는 위상 펼침이 수행되어야 한다. Therefore, phase spreading must be performed to obtain accurate phase information.

종래에 있어서, 위상 펼침은 주로 공간 도메인에서 진행되었다. 그러나, 공간 도메인에서의 위상 펼침에는 정확성에 한계가 있어서 에코 타임 도메인에서 위상 펼침을 수행하는 방법이 제안되었다. 그러나, 에코 타임 도메인에서의 위상 펼침은 인접한 에코 타임별 자기 공명 영상간의 페이즈 변화만을 도출하는 방법이어서 이 방법 역시 정확도를 신뢰할 수 없는 문제점이 있었다.
Conventionally, phase spreading has predominantly been performed in the spatial domain. However, there is a limit to accuracy in spreading the phase in the spatial domain, and a method of performing phase spreading in the echo time domain has been proposed. However, the phase spreading in the echo time domain is a method of deriving only a phase change between magnetic resonance images for each adjacent echo time, and this method also has a problem that the accuracy can not be relied upon.

본 발명의 일 측면은 높은 정확도로 측정되는 자기 공명 영상의 접힌 위상에 대한 펼친 위상을 획득할 수 있는 방법을 제공한다. An aspect of the present invention provides a method for acquiring an expanded phase for a collapsed phase of a magnetic resonance image measured with high accuracy.

본 발명의 다른 측면은 에코 타임별로 획득되는 모든 자기 공명 영상을 종합적으로 고려하여 펼친 위상을 획득할 수 있는 방법을 제공한다.
Another aspect of the present invention provides a method for acquiring an expanded phase by comprehensively considering all magnetic resonance images obtained for each echo time.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 에코 타임에 대한 자기 공명 영상들을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득한 자기 공명 영상으로부터 각 픽셀의 크기 정보를 분리하여 추출하는 크기 정보 추출부; 상기 추출된 크기 정보에 대한 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부; 및 펼친 위상을 에코 타임에 선형적으로 비례하도록 모델링하고 에코 타임별로 획득한 자기 공명 영상으로부터 상기 노이즈를 제거한 크기에 상기 모델링한 펼친 위상을 차감한 차감값을 연산하고 모든 에코 영상에 대해 상기 차감값을 합산한 값을 최소화하는 상기 모델링한 펼친 위상의 각속도 및 초기 위상을 획득하는 펼친 위상 획득부를 포함하는 자기 공명 영상 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus including an image acquiring unit acquiring magnetic resonance images of a plurality of echo times; A size information extracting unit for extracting size information of each pixel from the acquired magnetic resonance image; A noise removing unit for removing noise from the extracted size information; And the expanded phase is linearly proportional to the echo time, a subtracted value obtained by subtracting the modeled extended phase from the magnetic resonance image acquired for each echo time is subtracted from the noise-removed magnitude, and the difference value And obtaining an angular velocity and an initial phase of the modeled expanded phase that minimizes a value obtained by summing the angular velocity and the initial phase.

상기 모델링한 펼친 위상은 다음의 수학식과 같이 설정된다. The modeled open phase is set according to the following equation.

Figure pat00005
Figure pat00005

위 수학식에서,

Figure pat00006
은 각속도이고,
Figure pat00007
은 초기 위상이며,
Figure pat00008
은 픽셀값임. In the above equation,
Figure pat00006
Is an angular velocity,
Figure pat00007
Is an initial phase,
Figure pat00008
Is the pixel value.

상기 노이즈를 제거한 크기에 상기 모델링한 펼친 위상을 적용한 값은 다음의 수학식과 같이 설정된다. A value obtained by applying the modeled open phase to the noise-removed size is set as the following equation.

Figure pat00009
Figure pat00009

위 수학식에서,

Figure pat00010
는 노이즈가 제거된 크기 정보이고
Figure pat00011
는 모델링한 펼친 위상임. In the above equation,
Figure pat00010
Is the noise-removed size information
Figure pat00011
Is modeled and unfolded.

상기 펼친 위상 획득부는 다음의 수학식을 통해 펼친 위상을 획득한다. The expanded phase obtaining unit obtains an expanded phase through the following equation.

Figure pat00012
Figure pat00012

Figure pat00013
Figure pat00013

위 수학식에서,

Figure pat00014
는 획득한 자기 공명 영상이고,
Figure pat00015
는 노이즈가 제거된 크기 정보이며,
Figure pat00016
은 각속도이고,
Figure pat00017
은 초기 위상이며,
Figure pat00018
은 픽셀을 의미함. In the above equation,
Figure pat00014
Is the acquired magnetic resonance image,
Figure pat00015
Is the noise-removed size information,
Figure pat00016
Is an angular velocity,
Figure pat00017
Is an initial phase,
Figure pat00018
Means a pixel.

상기 펼친 위상 획득부는 최소 자승법에 의해 에코 영상별 각속도 및 초기 위상을 획득한다. The expanded phase acquiring unit obtains an angular velocity and an initial phase for each echo image by a least squares method.

상기 펼친 위상 획득부는 가능한 각속도 및 초기 위상 집합을 미리 저장한 딕셔너리(Dictionary)를 이용하여 각속도 및 초기 위상을 획득한다. The expanded phase acquiring unit acquires an angular velocity and an initial phase using a dictionary that stores in advance a possible angular velocity and an initial phase set.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 에코 타임에 대한 자기 공명 영상들을 획득하는 단계(a); 상기 획득한 자기 공명 영상으로부터 각 픽셀의 크기 정보를 분리하여 추출하는 단계(b); 상기 추출된 크기 정보에 대한 노이즈를 제거하는 단계(c); 및 펼친 위상을 에코 타임에 선형적으로 비례하도록 모델링하고 에코 타임별로 획득한 자기 공명 영상으로부터 상기 노이즈를 제거한 크기에 상기 모델링한 펼친 위상을 차감한 차감값을 연산하고 모든 에코 영상에 대해 상기 차감값을 합산한 값을 최소화하는 상기 모델링한 펼친 위상의 각속도 및 초기 위상을 획득하여 펼친 위상을 획득하는 단계(d)를 포함하는 자기 공명 영상 장치에서 펼친 위상 획득 방법이 제공된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method comprising: (a) obtaining magnetic resonance images for a plurality of echo times; (B) separating and extracting size information of each pixel from the acquired magnetic resonance image; (C) removing noise from the extracted size information; And the expanded phase is linearly proportional to the echo time, a subtracted value obtained by subtracting the modeled extended phase from the magnetic resonance image acquired for each echo time is subtracted from the noise-removed magnitude, and the difference value (D) obtaining an angular velocity and an initial phase of the modeled expanded phase which minimizes a value obtained by summing up the sum of the angular velocity and the initial phase, thereby obtaining an expanded phase.

본 발명에 의하면, 높은 정확도로 측정되는 자기 공명 영상의 접힌 위상에 대한 펼친 위상을 획득할 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, there is an advantage that an expanded phase with respect to the folded phase of a magnetic resonance image measured with high accuracy can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 구조를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 위상 펼침을 수행한 결과를 도시한 그래프.
도 3은 자기 공명 영상 장치에서 에코 영상을 획득하는 개념을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상의 위상 펼침 방법의 흐름을 도시한 순서도.1 is a block diagram showing the structure of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a graph showing a result of performing phase spread according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a concept of acquiring an echo image in a magnetic resonance imaging apparatus;
4 is a flowchart showing a flow of a method of spreading a phase of a magnetic resonance image according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing the structure of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상 장치는, 영상 획득부(100), 크기 정보 추출부(110), 크기 정보 노이즈 제거부(120) 및 펼친 위상 획득부(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a MRI apparatus according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition unit 100, a size information extraction unit 110, a size information noise removal unit 120, and an expanded phase acquisition unit 130 ).

영상 획득부(100)는 피검자로부터의 자기 공명 영상을 획득하는 기능을 한다. 자기 공명 영상 획득 장치는 일정하고 균일한 자계를 발생시키는 주 코일 세트를 포함한다. 주 코일은 터널 형상의 검사 공간을 둘러싸도록 자계를 발생시킨다. 피검자는 주 코일의 검사 공간에 위치한다. 또한, 자기 공명 영상 획득 장치는 경사도 코일을 포함하며 경사도 코일에 의해 개개의 방향으로 일시적인 경사도 형태의 공간적 변화를 나타내는 자계가 균일한 자계에 중첩된다. The image acquisition unit 100 acquires a magnetic resonance image from the subject. A magnetic resonance imaging apparatus includes a main coil set that generates a uniform and uniform magnetic field. The main coil generates a magnetic field so as to surround the tunnel-shaped inspection space. The subject is placed in the examination space of the main coil. Also, the magnetic resonance imaging apparatus includes a gradient coil and the gradient magnetic field superimposed on the uniform magnetic field exhibits a spatial gradient of the temporary gradient shape in the individual directions by the gradient coil.

경사도 코일은 제어 가능한 전원 장치에 접속되며 전원 장치에 의해 전류가 인가됨으로써 활성화된다. 전원 장치의 제어에 의해 경사도의 세기, 방향 및 지속 시간이 제어된다. 또한, 자기 공명 영상 획득 장치는 전송 코일과 수신 코일을 포함하며 전송 코일은 RF 여기 펄스를 전송하기 위한 전송 안테나로서 작용한다. 수신 코일(15)은 피검 환자(30)의 신체 위에 혹은 그 가까이에 배치된 표면 코일이다. 이러한 표면 코일(5)은 공간적으로 비균질성인 자기 공명 신호 수신에 높은 감도를 갖는다. 수신 코일은 복조기(24)에 접속되고 수신된 자기 공명 신호(MS)는 복조기(24)에 의해 복조된다. 복조된 자기 공명 신호(DMS)는 영상 획득부(100)에 인가되며 영상 획득부(100)는 복조된 자기 공명 신호 및 수신 코일의 코일 감도 프로파일에 기초하여 자기 공명 영상을 획득한다. 자기 공명 영상은 각 에코 타임마다 획득된다. The tilt coil is connected to a controllable power supply and is activated by applying a current by the power supply. The intensity, direction and duration of the gradient are controlled by control of the power supply. Further, the magnetic resonance imaging apparatus includes a transmitting coil and a receiving coil, and the transmitting coil serves as a transmitting antenna for transmitting an RF excitation pulse. The receiving coil 15 is a surface coil disposed on or near the body of the subject 30 to be examined. This surface coil 5 has high sensitivity to spatially inhomogeneous magnetic resonance signal reception. The receiving coil is connected to a demodulator 24 and the received magnetic resonance signal MS is demodulated by a demodulator 24. [ The demodulated magnetic resonance signal (DMS) is applied to the image acquisition unit 100 and the image acquisition unit 100 acquires a magnetic resonance image based on the demodulated magnetic resonance signal and the coil sensitivity profile of the reception coil. MRI images are acquired for each echo time.

도 3은 자기 공명 영상 장치에서 에코 영상을 획득하는 개념을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram showing a concept of acquiring an echo image in a magnetic resonance imaging apparatus.

도 3을 참조하면, 각 에코 타임마다 자기 공명 영상이 획득되며, 획득되는 자기 공명 영상은 각 픽셀별로 복소수 형태의 픽셀값을 가진다. Referring to FIG. 3, a magnetic resonance image is acquired for each echo time, and a magnetic resonance image obtained has a complex-valued pixel value for each pixel.

크기 정보 추출부(110)는 에코 타임별로 획득되는 자기 공명 영상으로부터 크기(Mangitude) 정보를 분리하여 추출하는 기능을 한다. 자기 공명 영상의 각 에코 타임별 영상 신호는 크기 정보 및 위상 정보로 구분될 수 있으며, 크기 정보 추출부(110)는 각 에코 타임별 영상으로부터 크기 정보만을 분리하여 추출하는 것이다. 크기 정보 추출부(110)는 영상을 구성하는 각 픽셀에 대해 크기 정보를 추출하게 된다. The size information extracting unit 110 extracts and extracts Mangitude information from a magnetic resonance image obtained for each echo time. The image signal for each echo time of the magnetic resonance image can be divided into size information and phase information, and the size information extracting unit 110 extracts only size information from an image for each echo time. The size information extracting unit 110 extracts size information for each pixel constituting the image.

임의의 픽셀

Figure pat00019
에 대한 자기 공명 영상의 에코 타임별 픽셀값
Figure pat00020
는 다음의 수학식과 같이 표현될 수 있다. Any pixel
Figure pat00019
Of the magnetic resonance image
Figure pat00020
Can be expressed as the following equation.

Figure pat00021
Figure pat00021

위 수학식에서, TEi는 에코 타임을 의미한다.

Figure pat00022
는
Figure pat00023
의 측정된 실수값을 의미하고,
Figure pat00024
는
Figure pat00025
의 측정된 허수값을 의미한다. In the above equation, TE i means echo time.
Figure pat00022
The
Figure pat00023
≪ / RTI >< RTI ID = 0.0 >
Figure pat00024
The
Figure pat00025
≪ / RTI >

자기 공명 영상의 각 픽셀값은 수학식 1과 같이 실수 성분과 허수 성분을 포함하는 복수수의 형태를 가지고 있으며, 크기 정보 추출부(110)는 수학식 1과 같이 획득된 자기 공명 영상의 픽셀값으로부터 크기 정보를 추출하는 것이다. Each pixel value of the magnetic resonance image has a plurality of types including a real number component and an imaginary number component as shown in Equation 1. The size information extraction unit 110 extracts a pixel value of a magnetic resonance image And extracts size information from the size information.

자기 공명 영상의 픽셀값이 복소수의 형태이기 때문에 크기 정보 추출부(110)는 다음과 같이 자기 공명 영상의 픽셀별 크기 정보를 연산할 수 있다. Since the pixel value of the magnetic resonance image is a complex number, the size information extracting unit 110 can calculate the size information of each MRI image in the following manner.

Figure pat00026
Figure pat00026

크기 정보 노이즈 제거부(120)는 크기 정보 추출부(110)에서 출력되는 픽셀별 크기 정보에 대한 노이즈 제거를 수행한다. 자기 공명 영상에서 크기 정보에 대한 노이즈 제거는 널리 알려진 방식이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 크기 정보 노이즈 제거부(120)는 공지된 다양한 디노이징(Denodising) 방법을 적용하여 노이즈 제거를 수행할 수 있을 것이다. The size information noise removing unit 120 performs noise removal on the pixel-by-pixel size information output from the size information extracting unit 110. Since noise removal for size information in a magnetic resonance image is a well-known method, a detailed description thereof will be omitted. The size information noise removing unit 120 may perform noise removal by applying various known denoding methods.

펼친 위상 획득부(130)는 크기 정보 추출부(110)에서 출력되는 픽셀별 크기 정보 및 크기 정보 노이즈 제거부(120)에서 출력되는 노이즈가 제거된 픽셀별 크기 정보를 이용하여 펼친 위상 정보를 획득하는 기능을 한다. The expanded phase acquiring unit 130 acquires the expanded phase information using the pixel-by-pixel size information output from the size information extracting unit 110 and the pixel-by-pixel size information output from the size information noise removing unit 120 .

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 복소수 신호 모델링을 이용하여 펼친 위상을 획득하며, 펼친 위상은 에코 타임에 대해 선형적이라는 점을 이용한다. According to a preferred embodiment of the present invention, complex signal modeling is used to obtain the expanded phase, and the expanded phase is linear with respect to echo time.

자기 공명 영상에서 측정된 위상은

Figure pat00027
내지
Figure pat00028
의 범위만을 가질 뿐이며 실제 위상값이 위 범위를 벗어나더라도 실제 위상값에 해당되는 펼친 위상은 측정을 통해 획득할 수는 없게 된다. The phase measured in magnetic resonance imaging
Figure pat00027
To
Figure pat00028
And even if the actual phase value deviates from the above range, the expanded phase corresponding to the actual phase value can not be obtained through the measurement.

영상 획득부(100)를 통해 획득되는 픽셀별 위상은 다음의 수학식 3과 같이 측정을 통해 획득될 수 있을 것이나 이는 위의

Figure pat00029
내지
Figure pat00030
의 범위만을 가지기 때문에 실제 위상값을 측정을 통해 알 수는 없다. The per-pixel phase obtained through the image acquisition unit 100 may be obtained through measurement as shown in Equation 3 below,
Figure pat00029
To
Figure pat00030
The actual phase value can not be known through measurement.

Figure pat00031
Figure pat00031

자기 공명 영상은 에코 타임이 증가함에 따라 그 위상이 줄어드는 특성을 가진다. 이러한 특성으로 인해 실제 위상값

Figure pat00032
과 측정되는 위상값
Figure pat00033
은 다음의 수학식 4와 같은 관계를 가진다. Magnetic resonance images have the characteristic that their phase decreases as the echo time increases. Because of this characteristic, the actual phase value
Figure pat00032
And the measured phase value
Figure pat00033
Has a relationship expressed by the following equation (4).

Figure pat00034
Figure pat00034

위 수학식 4에서,

Figure pat00035
는
Figure pat00036
이
Figure pat00037
인 지점에서 위상이 접혀진 총 횟수를 의미한다. In Equation (4) above,
Figure pat00035
The
Figure pat00036
this
Figure pat00037
The total number of times the phase is folded.

본 발명에서는 펼친 위상을 획득하기 위해 실제 위상은 다음의 수학식 5와 같이 에코 타임에 선형적이라는 점을 이용하여 펼친 위상값을 계산한다. 접힌 위상은 에코 타임에 대해 선형적일 수 없으나 펼친 위상은 에코 타임에 비해 선형적으로 표현 가능하며, 이때 펼친 위상은 다음의 수학식 5와 같이 각속도

Figure pat00038
와 초기 위상
Figure pat00039
으로 표현될 수 있다. In the present invention, an expanded phase value is calculated by using the fact that the actual phase is linear in echo time as shown in Equation (5) to obtain the expanded phase. The folded phase can not be linear with respect to the echo time, but the expanded phase can be represented linearly compared to the echo time, and the expanded phase can be expressed by the following equation (5)
Figure pat00038
And initial phase
Figure pat00039
. ≪ / RTI >

Figure pat00040
Figure pat00040

본 발명의 일 실시예에 따른 펼친 위상 획득부(130)는 위 수학식 5의 각속도

Figure pat00041
와 초기 위상
Figure pat00042
를 산출하여 펼친 위상을 획득한다. The expanded phase obtaining unit 130 according to an embodiment of the present invention calculates the angular velocity
Figure pat00041
And initial phase
Figure pat00042
And obtains an expanded phase.

한편, 펼친 위상 획득부(130)는 각 에코 타임별로 획득되는 자기 공명 영상 모두를 변수로 하여 펼친 위상을 획득하며, 이때 에코 타임별 획득 영상이 다음의 수학식 6과 같은 복소수 모델링을 따른다는 점을 가정한다. On the other hand, the expanded phase acquiring unit 130 acquires an expanded phase using all of the magnetic resonance images obtained for each echo time as a variable, and the obtained image per echo time is subjected to complex number modeling as shown in Equation (6) .

Figure pat00043
Figure pat00043

위 수학식에서, 각속도인

Figure pat00044
와 초기 위상인
Figure pat00045
은 통상적으로 일정 범위 내에 존재하며, 각속도와 초기 위상은 다음의 수학식 7과 같은 범위를 가진다는 점이 가정된다. In the above equation,
Figure pat00044
And the initial phase
Figure pat00045
Is usually within a certain range, and it is assumed that the angular velocity and the initial phase have a range as shown in the following Equation (7).

Figure pat00046
Figure pat00046

Figure pat00047
Figure pat00047

펼친 위상 획득부(130)는 측정을 통해 획득한 각 에코 타임별 자기 공명 영상

Figure pat00048
으로부터 해당 에코 타임별 자기 공명 영상에서 노이즈가 제거된 크기 정보에 펼친 위상을 적용하여 복소수 모델링한 신호를 차감한 값의 제곱을 각 에코 타임별로 합산한 값을 최소로 하는 각속도 및 초기 위상을 획득하여 펼친 위상으로 설정한다. The expanded phase acquiring unit 130 acquires a magnetic resonance image for each echo time acquired through measurement
Figure pat00048
An angular velocity and an initial phase for minimizing a value obtained by summing squares of values obtained by complex-number-modeling by applying an expanded phase to size information from which noises have been removed from the echo-time- Set to the expanded phase.

보다 상세히 설명하면, 1 에코 타임(TE1)에 획득한 자기 공명 영상

Figure pat00049
으로부터 제1 에코 타임에 획득한 영상의 크기에 대해 노이즈가 제거된 크기 정보인
Figure pat00050
에 펼친 위상인
Figure pat00051
을 적용한 값을 차감하고 차감값에 대한 제곱을 수행한다. More specifically, the magnetic resonance image acquired at one echo time (TE 1 )
Figure pat00049
The size of the image obtained in the first echo time,
Figure pat00050
The phase in
Figure pat00051
And the square of the subtracted value is performed.

이와 같은 연산은 모든 에코 타임에서 획득한 자기 공명 영상에 대해 이루어지며, 각 에코 타임별 연산 결과를 최소로 하기 위한 각속도 및 초기 위상을 찾아내면 찾아낸 값을 펼친 위상으로 설정하는 것이다. Such an operation is performed on magnetic resonance images obtained in all echo times, and when the angular speed and the initial phase for minimizing the calculation result for each echo time are found, the value found is set to the expanded phase.

위에서 설명한 방법은 다음의 수학식 7과 같이 표현될 수 있다. The above-described method can be expressed as the following Equation (7).

Figure pat00052
Figure pat00052

Figure pat00053
Figure pat00053

위 수학식 7을 최소화하기 위한 각속도

Figure pat00054
와
Figure pat00055
을 각 에코 타임별로 구하게 되며, 펼친 위상은
Figure pat00056
에 의해 연산된다. The angular velocity for minimizing Equation (7)
Figure pat00054
Wow
Figure pat00055
Is obtained for each echo time, and the expanded phase is
Figure pat00056
.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 위 수학식 7을 최소화하기 위한 에코 타임별 각속도와 초기 위상은 최소 자승법(Least Sqauare Method)에 의해 구할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the echo time-specific angular velocity and initial phase for minimizing Equation (7) can be obtained by Least Squares Method.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 딕셔너리(Dictionary) 방식에 의해 에코 타임별 각속도와 초기 위상을 구할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 가능한 각속도 및 초기 위상 집합이 미리 저장되고 저장된 각속도 및 초기 위상 집합 세트들을 위 수학식 7에 적용하여 위 수학식 7을 최소로 하는 에코 타임별 각속도 및 초기 위상을 획득할 수도 있을 것이다. According to another embodiment of the present invention, the angular velocity and the initial phase for each echo time may be determined by a dictionary method. For example, an angular velocity and an initial phase may be obtained for each echo time minimizing the above equation (7) by applying the angular velocity and initial phase set sets preliminarily stored and stored with the possible angular velocity and the initial phase set to Equation (7) .

물론, 위에서 설명한 방법 이외에도 다양한 방법을 이용하여 초기 위상 및 각속도를 획득할 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. Of course, those skilled in the art will appreciate that various methods other than those described above can be used to obtain the initial phase and angular velocity.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 위상 펼침을 수행한 결과를 도시한 그래프이다. 2 is a graph illustrating a result of phase spreading according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 획득되는 원 위상은 시간에 따라 접힌 형태를 가지나 제안되는 방법에 의할 경우 에코 타임에 따라 선형적인 펼친 위상을 획득할 수 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the obtained original phase has a folded shape according to time, but a linearly expanded phase can be obtained according to the proposed method according to the echo time.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 공명 영상의 위상 펼침 방법의 흐름을 도시한 순서도이다. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of spreading a phase of a magnetic resonance image according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 4를 참조하면, 우선 피검자에게 자장을 인가하고 인가된 자장 신호에 대한 응답 신호를 복조하여 자기 공명 영상을 획득한다(단계 400). 자기 공명 영상은 에코 타임마다 획득되어 복수의 에코 타임에 대한 자기 공명 영상을 획득하게 된다. Referring to FIG. 4, a magnetic field is applied to an examinee and a response signal to the applied magnetic field signal is demodulated to obtain a magnetic resonance image (step 400). Magnetic resonance images are acquired for each echo time to acquire magnetic resonance images for a plurality of echo times.

자기 공명 영상이 획득되면, 자기 공명 영상의 각 픽셀의 크기 정보만을 분리하여 추출한다(단계 402). 자기 공명 영상의 각 픽셀값은 복소수의 형태를 가지므로 수학식 2를 통해 크기 정보를 추출한다. When the magnetic resonance image is acquired, only the size information of each pixel of the magnetic resonance image is separated and extracted (step 402). Since each pixel value of the magnetic resonance image has a complex number form, the size information is extracted through Equation (2).

크기 정보가 추출되면 크기 정보에 대한 디노이징(denoising)을 수행한다(단계 404). 앞서 설명한 바와 같이, 공지된 다양한 디노이징 방법을 이용할 수 있을 것이다. When size information is extracted, denoising of the size information is performed (step 404). As described above, various known grooming methods may be used.

디노이징이 완료되면, 위상을 에코 타임에 대한 선형 함수로 모델링하여 펼친 위상을 획득한다(단계 406). When the degrowth is complete, the phase is modeled as a linear function of echo time to obtain an expanded phase (step 406).

앞서 설명한 바와 같이, 펼친 위상은 선형적인 특성을 가지고 있으므로 본 발명에서는 위상을 에코 타임에 대한 선형 함수로 모델링하며, 수학식 5와 같이 위상을 모델링하며 모델링된 펼친 위상은 각속도 및 초기 위상을 포함한다. 모델링된 위상은 위의 디노이징된 크기에 적용되며, 측정된 자기 공명 영상의 픽셀값과 디노이징된 픽셀값의 크기에 모델링된 펼친 위상을 적용한 값에 대한 차감 연산을 수행하며, 이러한 차감 연산은 모든 에코 영상에 대해 이루어진다. As described above, since the expanded phase has a linear characteristic, in the present invention, the phase is modeled as a linear function for the echo time, and the modeled expanded phase includes the angular velocity and the initial phase as shown in Equation (5) . The modeled phase is applied to the above-mentioned goniometer size, and a subtraction operation is performed on the pixel value of the measured magnetic resonance image and the value obtained by applying the expanded phase modeled to the magnitude of the dino-pixel value, This is done for all echo images.

모든 에코 영상에 대한 차감 연산의 합을 최소화하기 위한 펼친 위상을 획득하게 되며, 결국 각속도 및 초기 위상은 모든 에코 영상을 이용하여 각 픽셀별로 획득하는 것이다. An expanded phase is obtained in order to minimize the sum of subtraction operations for all echo images. Eventually, the angular velocity and the initial phase are acquired for each pixel using all the echo images.

종래에는 펼친 위상을 획득하기 위해 이웃한 에코 영상의 복소수 분할을 이용하였으나 이러한 방식은 국소적인(Local) 변화만 관찰 가능한 문제점이 있었으며 모든 에코 영상을 고려하여 정확한 펼친 위상을 획득하기 어려운 문제점이 있었다. Conventionally, in order to obtain an expanded phase, a complex number division of neighboring echo images is used. However, this method has a problem that only a local change can be observed, and it is difficult to obtain an accurate expanded phase considering all echo images.

본 발명의 펼친 위상 획득 방법은 모든 에코 영상을 고려하여 한번에 펼친 위상을 획득하기에 보다 정확한 펼친 위상의 획득이 가능한 장점이 있다. The expanded phase acquisition method of the present invention is advantageous in that it can acquire a phase that is expanded at one time in consideration of all echo images, and more accurately acquire an expanded phase.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (12)

다수의 에코 타임에 대한 자기 공명 영상들을 획득하는 영상 획득부;
상기 획득한 자기 공명 영상으로부터 각 픽셀의 크기 정보를 분리하여 추출하는 크기 정보 추출부;
상기 추출된 크기 정보에 대한 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부; 및
펼친 위상을 에코 타임에 선형적으로 비례하도록 모델링하고 에코 타임별로 획득한 자기 공명 영상으로부터 상기 노이즈를 제거한 크기에 상기 모델링한 펼친 위상을 차감한 차감값을 연산하고 모든 에코 영상에 대해 상기 차감값을 합산한 값을 최소화하는 상기 모델링한 펼친 위상의 각속도 및 초기 위상을 획득하는 펼친 위상 획득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
An image acquiring unit acquiring magnetic resonance images of a plurality of echo times;
A size information extracting unit for extracting size information of each pixel from the acquired magnetic resonance image;
A noise removing unit for removing noise from the extracted size information; And
And calculates a subtracted value obtained by subtracting the modeled open phase from a magnitude obtained by removing the noise from the magnetic resonance image obtained for each echo time and outputs the difference value to all echo images And obtaining an angular velocity and an initial phase of the modeled expanded phase that minimizes the summed value.
제1항에 있어서,
상기 모델링한 펼친 위상은 다음의 수학식과 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
Figure pat00057

위 수학식에서,
Figure pat00058
은 각속도이고,
Figure pat00059
은 초기 위상이며,
Figure pat00060
은 픽셀값임. The method according to claim 1,
Wherein the modeled open phase is set according to the following equation.
Figure pat00057

In the above equation,
Figure pat00058
Is an angular velocity,
Figure pat00059
Is an initial phase,
Figure pat00060
Is the pixel value. 제1항에 있어서,
상기 노이즈를 제거한 크기에 상기 모델링한 펼친 위상을 적용한 값은 다음의 수학식과 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
Figure pat00061

위 수학식에서,
Figure pat00062
는 노이즈가 제거된 크기 정보이고
Figure pat00063
는 모델링한 펼친 위상임. The method according to claim 1,
Wherein a value obtained by applying the modeled open phase to the noise-removed size is set according to the following equation.
Figure pat00061

In the above equation,
Figure pat00062
Is the noise-removed size information
Figure pat00063
Is modeled and unfolded. 제1항에 있어서,
상기 펼친 위상 획득부는 다음의 수학식을 통해 펼친 위상을 획득하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
Figure pat00064

Figure pat00065

위 수학식에서,
Figure pat00066
는 획득한 자기 공명 영상이고,
Figure pat00067
는 노이즈가 제거된 크기 정보이며,
Figure pat00068
은 각속도이고,
Figure pat00069
은 초기 위상이며,
Figure pat00070
은 픽셀을 의미함.
The method according to claim 1,
Wherein the expanded phase obtaining unit obtains an expanded phase through the following equation.
Figure pat00064

Figure pat00065

In the above equation,
Figure pat00066
Is the acquired magnetic resonance image,
Figure pat00067
Is the noise-removed size information,
Figure pat00068
Is an angular velocity,
Figure pat00069
Is an initial phase,
Figure pat00070
Means a pixel.
제4항에 있어서,
상기 펼친 위상 획득부는 최소 자승법에 의해 에코 영상별 각속도 및 초기 위상을 획득하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the expanded phase acquiring unit acquires an angular velocity and an initial phase for each echo image by a least squares method.
제4항에 있어서,
상기 펼친 위상 획득부는 가능한 각속도 및 초기 위상 집합을 미리 저장한 딕셔너리(Dictionary)를 이용하여 각속도 및 초기 위상을 획득하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the expanded phase acquiring unit obtains an angular velocity and an initial phase using a dictionary in which a possible angular velocity and an initial phase set are stored in advance.
다수의 에코 타임에 대한 자기 공명 영상들을 획득하는 단계(a);
상기 획득한 자기 공명 영상으로부터 각 픽셀의 크기 정보를 분리하여 추출하는 단계(b);
상기 추출된 크기 정보에 대한 노이즈를 제거하는 단계(c); 및
펼친 위상을 에코 타임에 선형적으로 비례하도록 모델링하고 에코 타임별로 획득한 자기 공명 영상으로부터 상기 노이즈를 제거한 크기에 상기 모델링한 펼친 위상을 차감한 차감값을 연산하고 모든 에코 영상에 대해 상기 차감값을 합산한 값을 최소화하는 상기 모델링한 펼친 위상의 각속도 및 초기 위상을 획득하여 펼친 위상을 획득하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에서 위상 펼침 방법. (A) obtaining magnetic resonance images for a plurality of echo times;
(B) separating and extracting size information of each pixel from the acquired magnetic resonance image;
(C) removing noise from the extracted size information; And
And calculates a subtracted value obtained by subtracting the modeled open phase from a magnitude obtained by removing the noise from the magnetic resonance image obtained for each echo time and outputs the difference value to all echo images (D) acquiring an angular velocity and an initial phase of the modeled expanded phase that minimizes a summed value to obtain an expanded phase. 제7항에 있어서,
상기 모델링한 펼친 위상은 다음의 수학식과 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에서 위상 펼침 방법.
Figure pat00071

위 수학식에서,
Figure pat00072
은 각속도이고,
Figure pat00073
은 초기 위상이며,
Figure pat00074
은 픽셀값임. 8. The method of claim 7,
Wherein the modeled open phase is set according to the following equation: < EMI ID = 1.0 >
Figure pat00071

In the above equation,
Figure pat00072
Is an angular velocity,
Figure pat00073
Is an initial phase,
Figure pat00074
Is the pixel value. 제7항에 있어서,
상기 노이즈를 제거한 크기에 상기 모델링한 펼친 위상을 적용한 값은 다음의 수학식과 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에서 위상 펼침 방법.
Figure pat00075

위 수학식에서,
Figure pat00076
는 노이즈가 제거된 크기 정보이고
Figure pat00077
는 모델링한 펼친 위상임.
8. The method of claim 7,
Wherein a value obtained by applying the modeled expanded phase to a size obtained by removing the noise is set according to the following equation: < EMI ID = 1.0 >
Figure pat00075

In the above equation,
Figure pat00076
Is the noise-removed size information
Figure pat00077
Is modeled and unfolded.
제7항에 있어서,
상기 단계(d)는 다음의 수학식을 통해 펼친 위상을 획득하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에서 위상 펼침 방법.
Figure pat00078

Figure pat00079

위 수학식에서,
Figure pat00080
는 획득한 자기 공명 영상이고,
Figure pat00081
는 노이즈가 제거된 크기 정보이며,
Figure pat00082
은 각속도이고,
Figure pat00083
은 초기 위상이며,
Figure pat00084
은 픽셀을 의미함.
8. The method of claim 7,
Wherein the step (d) acquires an expanded phase through the following equation: < EMI ID = 17.0 >
Figure pat00078

Figure pat00079

In the above equation,
Figure pat00080
Is the acquired magnetic resonance image,
Figure pat00081
Is the noise-removed size information,
Figure pat00082
Is an angular velocity,
Figure pat00083
Is an initial phase,
Figure pat00084
Means a pixel.
제7항에 있어서,
상기 단계(d)는 최소 자승법에 의해 에코 영상별 각속도 및 초기 위상을 획득하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에서 위상 펼침 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step (d) acquires the angular velocity and the initial phase for each echo image by the least squares method.
제7항에 있어서,
상기 단계(d)는 가능한 각속도 및 초기 위상 집합을 미리 저장한 딕셔너리(Dictionary)를 이용하여 각속도 및 초기 위상을 획득하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에서 위상 펼침 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step (d) acquires an angular velocity and an initial phase using a dictionary in which a possible angular velocity and a set of initial phases are stored in advance.
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