KR20190122315A - Image acquisition method and apparatus using parallel scheme of radio frequency irradiation and data acquisition - Google Patents
Image acquisition method and apparatus using parallel scheme of radio frequency irradiation and data acquisition Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190122315A KR20190122315A KR1020180045897A KR20180045897A KR20190122315A KR 20190122315 A KR20190122315 A KR 20190122315A KR 1020180045897 A KR1020180045897 A KR 1020180045897A KR 20180045897 A KR20180045897 A KR 20180045897A KR 20190122315 A KR20190122315 A KR 20190122315A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- proton
- image
- image acquisition
- label
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/4838—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective suppression or saturation of MR signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
아래 실시예들은 무선 주파수 방사와 정보 획득을 병렬로 수행하는 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.The embodiments below relate to an image acquisition device and method for performing radio frequency radiation and information acquisition in parallel.
자기공명영상장치(Magnetic Resonance Imaging, MRI)는 사람의 해부학적 단층 영상을 획득하는 기술이다. 일반적으로 MRI는 인체의 대부분을 구성하고 있는 물의 양성자(proton)에서 신호를 획득하기 때문에, 신체 내에서 상대적으로 분포가 적은 다른 물질의 양성자를 영상 정보로 획득하기 어렵다.Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a technique for acquiring anatomical tomography of humans. In general, since MRI acquires a signal from a proton of water constituting most of the human body, it is difficult to acquire protons of other substances having a relatively low distribution in the body as image information.
화학적 교환 포화 상태 전이(Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST) MRI는 기존의 MRI가 획득하기 어려운 분포가 적은 물질의 영상 정보 획득이 가능한 기술이다. 특히, 암이나 종양과 같은 비정상 조직에서 정상 조직과 구분되는 신호를 획득할 수 있기 때문에 조영제(contrast agent) 없이 질병을 진단할 수 있는 혁신적인 기술이다.Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) MRI is a technology that enables the acquisition of image information of materials with low distribution, which are difficult to obtain from conventional MRI. In particular, it is an innovative technology for diagnosing a disease without a contrast agent because a signal distinct from normal tissue can be obtained from abnormal tissue such as cancer or tumor.
CEST MRI는 물의 양성자와 목표로 하는 물질의 양성자 사이의 화학적 교환이 일어나는 현상을 이용한다. 상대적으로 양이 적은 목표 물질의 양성자(labile proton)에 무선 주파수(Radio Frequency(RF))를 방사하여 포화시키고, 포화된 레이블 양성자가 포화 되지 않은 물의 양성자와 화학적 교환을 하여 간접적으로 물의 양성자가 포화 상태가 되게 된다.CEST MRI takes advantage of the phenomenon of chemical exchange between the protons of water and the protons of the target material. Radiation of radio frequency (RF) is saturated in the labile proton of the relatively small amount of target material, and saturated label protons are chemically exchanged with protons in unsaturated water to indirectly saturate water protons. Will be in a state.
이러한 과정을 반복적으로 수행하여, 물에 있는 많은 양의 양성자들을 점차 포화상태로 만들고, 이러한 과정을 거친 후 물의 양성자에서 영상을 획득한다.By repeating this process, a large amount of protons in the water are gradually saturated, and after this process, images are obtained from the protons in the water.
기준 영상을 획득하기 위해 앞서 설명한 준비 과정이 없는 일반적인 MRI 영상을 획득하고, 기준 영상 대비 CEST MRI의 영상이 포화된 정도를 측정하여 레이블 양성자의 양 또는 환경 정보를 획득한다.In order to acquire a reference image, a general MRI image without the above-described preparation process is acquired, and the amount of label protons or environmental information is obtained by measuring the degree of saturation of the image of the CEST MRI to the reference image.
기존 CEST MRI는 영상을 획득하기 전 물 양성자의 포화 상태가 정상 상태(steady-state)에 도달할 때까지 반복적으로 RF를 레이블 양성자에 가해야 하는 긴 준비과정이 필요하다.Conventional CEST MRI requires a long preparation process in which RF is repeatedly applied to label protons until the saturation of the water protons reaches steady-state before the image is acquired.
더욱이, 높은 해상도나 높은 신호 대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio(SNR))의 영상을 획득하기 위해서는 여러 번 영상 정보를 획득해야 한다. 이때, 모든 영상 정보를 획득할 때마다 양성자 포화 상태의 정상 상태가 깨지기 때문에 새로운 준비 과정이 필요하고, 이로 인해 전체 촬영 시간이 매우 길어지게 된다.Furthermore, in order to obtain a high resolution or high signal-to-noise ratio (SNR) image, image information must be acquired several times. In this case, since the normal state of the proton saturation state is broken every time all the image information is acquired, a new preparation process is required, and thus, the entire photographing time becomes very long.
실시예들은 무선 주파수 방사와 정보 획득을 병렬로 수행하여 빠른 속도로 영상을 획득할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments may provide a technique for acquiring images at high speed by performing radio frequency radiation and information acquisition in parallel.
또한, 실시예들은 CEST MRI 영상의 대비를 높일 수 있는 기술을 제공할 수 있다.In addition, the embodiments may provide a technique for increasing the contrast of the CEST MRI image.
일 실시예에 따른 영상 획득 방법은, 객체에 제1 RF(Radio Frequency) 펄스 신호를 방사하여 레이블 양성자(labile proton)를 포화시키는 단계와, 상기 객체에 펄스 시퀀스 신호를 방사하여 양성자 신호를 생성하는 단계와, 상기 양성자 신호로부터 상기 객체에 대한 CEST(Chemical Exchange Saturation Transfer) 영상을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 생성하는 단계 및 상기 획득하는 단계는 병렬적으로 반복하여 수행된다.According to one or more exemplary embodiments, an image acquisition method includes saturating a label proton by radiating a first radio frequency (RF) pulse signal to an object, and generating a proton signal by radiating a pulse sequence signal to the object. And acquiring a chemical exchange saturation transfer (CEST) image of the object from the proton signal, wherein the generating and the acquiring are repeatedly performed in parallel.
상기 포화시키는 단계는, 상기 레이블 양성자가 포화되어 정상 상태(steady-state)에 도달할 때까지 상기 제1 RF 펄스 신호를 반복적으로 방사하는 단계를 포함할 수 있다.The saturating step may include repeatedly radiating the first RF pulse signal until the label proton is saturated and reaches a steady-state.
상기 생성하는 단계 및 상기 획득하는 단계는, 상기 펄스 시퀀스 신호 및 상기 제1 RF 펄스 신호를 병렬적으로 부과하면서 상기 정상 상태를 유지하도록 수행될 수 있다.The generating and acquiring may be performed to maintain the steady state while imposing the pulse sequence signal and the first RF pulse signal in parallel.
상기 펄스 시퀀스 신호는, 물 양성자 신호를 획득하기 위한 제2 RF 펄스 신호 및 상기 양성자 신호의 생성을 위한 경사 신호를 포함할 수 있다.The pulse sequence signal may include a second RF pulse signal for obtaining a water proton signal and an inclination signal for generating the proton signal.
상기 경사 신호의 합은 상수(contstant)일 수 있다.The sum of the slope signals may be a constant.
상기 경사 신호는, x 방향 경사 신호, y 방향 경사 신호 및 z 방향 경사 신호를 포함할 수 있다.The inclination signal may include an x direction inclination signal, a y direction inclination signal, and a z direction inclination signal.
상기 x 방향 경사 신호, 상기 y 방향 경사 신호 및 상기 z 방향 경사 신호의 경사 모멘텀(gradient momentum)은 매 영상 정보를 획득할 때마다 동일한 값을 가질 수 있다.Gradient momentum of the x-direction gradient signal, the y-direction gradient signal, and the z-direction gradient signal may have the same value every time image information is acquired.
상기 펄스 시퀀스 신호는, SSFP-FID(Steady State Free Precession Free Induction Decay) 펄스 시퀀스일 수 있다.The pulse sequence signal may be a SSFP-FID (Steady State Free Precession Free Induction Decay) pulse sequence.
상기 획득하는 단계는, 상기 양성자 신호를 기준 신호로 나누는 단계와, 기준 신호로 나누어진 양성자 신호로부터 상기 레이블 양성자에 대응하는 레이블 주파수를 획득하는 단계와, 물 양성자에 대응하는 주파수를 기준으로 상기 레이블 주파수와 대칭을 이루는 주파수에 대하여 대칭 양성자 신호를 획득하는 단계와, 상기 대칭 양성자 신호와 상기 양성자 신호의 차를 이용하여 MT 효과를 제거함으로써 상기 CEST 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.The acquiring may include dividing the proton signal into a reference signal, acquiring a label frequency corresponding to the label proton from the proton signal divided by the reference signal, and based on the frequency corresponding to the water proton. The method may include obtaining a symmetric proton signal with respect to a frequency symmetric with a frequency, and obtaining the CEST image by removing an MT effect by using a difference between the symmetric proton signal and the proton signal.
상기 MT 효과를 제거함으로써 상기 CEST 영상을 획득하는 단계는, 하기 수학식에 기초하여 상기 MT 효과를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Obtaining the CEST image by removing the MT effect may include removing the MT effect based on the following equation.
[수학식][Equation]
여기서, S-f는 상기 대칭 양성자 신호를 의미하고, S+f는 상기 양성자 신호를 의미하고, S0는 상기 기준 신호를 의미함.Here, S -f means the symmetric proton signal, S + f means the proton signal, S 0 means the reference signal.
일 실시예에 따른 영상 획득 장치는, 객체에 제1 RF(Radio Frequency) 펄스 신호를 방사하여 레이블 양성자(labile proton)를 포화시키고, 상기 객체에 펄스 시퀀스 신호를 방사하여 양성자 신호를 생성하는 신호 발생기와, 상기 양성자 신호로부터 상기 객체에 대한 CEST(Chemical Exchange Saturation Transfer) 영상을 획득하는 영상 생성기를 포함하고, 상기 양성자 신호의 생성 및 상기 영상의 획득은 병렬적으로 반복하여 수행된다.According to an embodiment, an image acquisition device may emit a first radio frequency (RF) pulse signal to an object to saturate a label proton, and emit a pulse sequence signal to the object to generate a proton signal. And an image generator for acquiring a chemical exchange saturation transfer (CEST) image of the object from the proton signal, wherein the generation of the proton signal and the acquisition of the image are repeatedly performed in parallel.
상기 신호 발생기는, 상기 레이블 양성자가 포화되어 정상 상태(steady-state)에 도달할 때까지 상기 제1 RF 펄스 신호를 반복적으로 방사할 수 있다.The signal generator may repeatedly emit the first RF pulse signal until the label proton is saturated and reaches a steady-state.
상기 신호 발생기 및 상기 영상 생성기는, 상기 펄스 시퀀스 신호 및 상기 제1 RF 펄스 신호를 병렬적으로 부과하면서 상기 정상 상태를 유지할 수 있다.The signal generator and the image generator may maintain the steady state while imposing the pulse sequence signal and the first RF pulse signal in parallel.
상기 펄스 시퀀스 신호는, 물 양성자 신호를 획득하기 위한 제2 RF 펄스 신호 및 상기 양성자 신호의 생성을 위한 경사 신호를 포함할 수 있다.The pulse sequence signal may include a second RF pulse signal for obtaining a water proton signal and an inclination signal for generating the proton signal.
상기 경사 신호의 합은 상수(contstant)일 수 있다.The sum of the slope signals may be a constant.
상기 경사 신호는, x 방향 경사 신호, y 방향 경사 신호 및 z 방향 경사 신호를 포함할 수 있다.The inclination signal may include an x direction inclination signal, a y direction inclination signal, and a z direction inclination signal.
상기 x 방향 경사 신호, 상기 y 방향 경사 신호 및 상기 z 방향 경사 신호의 경사 모멘텀(gradient momentum)은 매 영상 정보를 획득할 때마다 동일한 값을 가질 수 있다.Gradient momentum of the x-direction gradient signal, the y-direction gradient signal, and the z-direction gradient signal may have the same value every time image information is acquired.
상기 펄스 시퀀스 신호는, SSFP-FID(Steady State Free Precession Free Induction Decay) 펄스 시퀀스일 수 있다.The pulse sequence signal may be a SSFP-FID (Steady State Free Precession Free Induction Decay) pulse sequence.
상기 영상 생성기는, 상기 양성자 신호를 기준 신호로 나누고, 기준 신호로 나누어진 양성자 신호로부터 상기 레이블 양성자에 대응하는 레이블 주파수를 획득하고, 물 양성자에 대응하는 주파수를 기준으로 상기 레이블 주파수와 대칭을 이루는 주파수에 대하여 대칭 양성자 신호를 획득하고, 상기 대칭 양성자 신호와 상기 양성자 신호의 차를 이용하여 MT 효과를 제거함으로써 상기 CEST 영상을 획득할 수 있다.The image generator divides the proton signal into a reference signal, obtains a label frequency corresponding to the label proton from the proton signal divided by the reference signal, and is symmetrical with the label frequency based on the frequency corresponding to the water proton. The CEST image may be obtained by acquiring a symmetric proton signal with respect to a frequency and removing an MT effect by using a difference between the symmetric proton signal and the proton signal.
상기 영상 생성기는, 하기 수학식에 기초하여 상기 MT 효과를 제거할 수 있다.The image generator may remove the MT effect based on the following equation.
[수학식] [Equation]
여기서, S-f는 상기 대칭 양성자 신호를 의미하고, S+f는 상기 양성자 신호를 의미하고, S0는 상기 기준 신호를 의미함.Here, S -f means the symmetric proton signal, S + f means the proton signal, S 0 means the reference signal.
도 1은 일 실시예에 따른 영상 획득 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 영상 획득 장치의 동작의 예를 나타낸다.
도 3은 영상 획득을 위한 펄스 시퀀스 신호의 예를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 영상 생성기가 영상을 획득하는 동작의 예를 나타낸다.
도 5a는 기존의 CEST MRI 장치와 도 1에 도시된 영상 획득 장치의 성능을 비교하기 위한 z 스펙트럼(또는 CEST 스펙트럼)의 예를 나타낸다.
도 5b는 도 5a는 기존의 CEST MRI 장치와 도 1에 도시된 영상 획득 장치의 성능을 비교하기 위한 MTR 비대칭(asymmetric) 스펙트럼의 예를 나타낸다.
도 6a는 기존의 CEST MRI 장치가 획득한 CEST 영상의 예를 나타낸다.
도 6b는 도 1에 도시된 영상 획득 장치가 획득한 CEST 영상의 예를 나타낸다.1 is a schematic block diagram of an image capturing apparatus according to an exemplary embodiment.
2 illustrates an example of an operation of the image capturing apparatus illustrated in FIG. 1.
3 shows an example of a pulse sequence signal for image acquisition.
4 illustrates an example of an operation in which the image generator illustrated in FIG. 1 acquires an image.
FIG. 5A illustrates an example of a z-spectrum (or CEST spectrum) for comparing the performance of a conventional CEST MRI apparatus and the image capturing apparatus illustrated in FIG. 1.
FIG. 5B illustrates an example of an MTR asymmetric spectrum for comparing the performance of the conventional CEST MRI apparatus and the image capturing apparatus illustrated in FIG. 1.
6A illustrates an example of a CEST image obtained by a conventional CEST MRI apparatus.
6B illustrates an example of a CEST image obtained by the image capturing apparatus shown in FIG. 1.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, various changes may be made to the embodiments so that the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It is to be understood that all changes, equivalents, and substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of description and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
제1 또는 제2등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 실시예의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다. Terms such as first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are for the purpose of distinguishing one component from another component only, for example, without departing from the scope of the rights according to the concepts of the embodiment, the first component may be named a second component, and similarly The second component may also be referred to as the first component.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals will be given the same reference numerals and duplicate description thereof will be omitted. In the following description of the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
본 명세서에서의 모듈(module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.A module in the present specification may mean hardware capable of performing functions and operations according to each name described in the present specification, and may mean computer program code capable of performing specific functions and operations. Or an electronic recording medium, for example, a processor or a microprocessor, in which computer program code capable of performing specific functions and operations is mounted.
다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.In other words, a module may mean a functional and / or structural combination of hardware for performing the technical idea of the present invention and / or software for driving the hardware.
도 1은 일 실시예에 따른 영상 획득 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.1 is a schematic block diagram of an image capturing apparatus according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 영상 획득 장치(10)는 객체에 RF 신호를 방사하여, 객체로부터 양성자 신호를 획득할 수 있다. 영상 획득 장치(10)는 획득한 양성자 신호로부터 영상을 획득할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
객체는 영상을 획득하고자 하는 대상을 의미한다. 예를 들어, 객체는 인체를 포함할 수 있다.An object means an object for which an image is to be acquired. For example, the object may include a human body.
영상 획득 장치(10)는 화학적 교환 포화 전이(Chemical Exchange Saturation Transfer(CEST)) 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging(MRI)) 방법을 이용하여 영상을 획득할 수 있다. The
MRI는 사람의 해부학적 단층 영상을 획득하는 기술을 의미할 수 있다. 일반적으로 MRI는 인체의 대부분을 구성하고 있는 물의 양성자(proton)에서 신호를 획득할 수 있다. 물이 아닌 다른 물질의 양성자의 경우 상대적으로 신체 내에 존재하는 양이 소량이기 때문에 영상 정보를 획득하기 어려울 수 있다.MRI may refer to a technique for acquiring an anatomical tomography image of a human. In general, MRI can acquire a signal from a proton of water that constitutes most of the human body. In the case of protons other than water, it may be difficult to obtain image information because of the relatively small amount present in the body.
CEST MRI는 기존 MRI가 획득하기 어려운 분포가 적은 물질의 양성자에서 신호가 획득할 수 있다. CEST MRI는 종양과 같이 질병에 직접적으로 관련이 있는 물질의 양성자 신호를 직접 영상으로 획득할 수 있어 정확한 임상 진단에 활용될 수 있다.CEST MRI signal can be obtained from the proton of a material with a small distribution difficult to obtain conventional MRI. CEST MRI can be used for accurate clinical diagnosis by directly acquiring proton signals of substances directly related to diseases such as tumors.
영상 획득 장치(10)는 레이블 양성자(labile proton)에 RF(radio frequency) 신호를 방사하는 작업과 영상 정보를 획득하는 작업을 병렬적으로 수행함으로써, 영상을 획득하는 동안에도 레이블 양성자 포화(saturation) 상태의 정상 상태(steady-state)를 촬영 내내 유지시킬 수 있다.The
영상 획득 장치(10)는 매번 영상 정보를 획득할 때 양성자의 포화 상태를 위한 새로운 준비 과정이 필요하지 않아서 기존의 CEST MRI 방식에 비하여 촬영 시간을 매우 단축시킬 수 있다.The
영상 획득 장치(10)는 RF 방사와 영상 정보 획득을 병렬적으로 수행하는 새로운 CEST MRI 방법을 제공할 수 있다. 영상 획득 장치(10)는 CEST 메커니즘과 영상 신호의 정상 상태를 동시에 유지할 수 있기 때문에, 기존의 CEST MRI 방법에 비하여 촬영 속도를 5배 이상 단축시킬 수 있고, 더 좋은 대비(contrast)를 갖는 MR(Magnetic Resonance) 영상을 제공할 수 있다.The
영상 획득 장치(10)는 신호 발생기(100) 및 영상 생성기(200)를 포함한다.The
신호 발생기(100)는 객체에 제1 RF(Radio Frequency) 펄스 신호를 방사하여 레이블 양성자(labile proton)를 포화시킬 수 있다. 신호 발생기(100)는 객체에 펄스 시퀀스 신호를 방사하여 양성자 신호를 생성할 수 있다.The
신호 발생기(100)는 레이블 양성자가 포화되어 정상 상태(steady-state)에 도달할 때까지 제1 RF 펄스 신호를 반복적으로 방사할 수 있다.The
영상 생성기(200)는 양성자 신호로부터 객체에 대한 CEST(Chemical Exchange Saturation Transfer) 영상을 획득할 수 있다. 양성자 신호의 생성 및 영상의 획득은 병렬적으로 반복하여 수행될 수 있다.The
신호 발생기(100) 및 영상 생성기(200)는 펄스 시퀀스 신호를 이용하여 정상 상태를 유지하면서 양성자 신호를 생성하고 영상을 획득할 수 있다. 신호 발생기(100) 및 영상 생성기(200)는 펄스 시퀀스 신호 및 제1 RF 펄스 신호를 병렬 적으로 부과하면서 정상 상태를 유지할 수 있다.The
펄스 시퀀스 신호는 물 양성자 신호를 획득하기 위한 제2 RF 펄스 신호 및 양성자 신호의 생성을 위한 경사(gradient) 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펄스 시퀀스 신호는 SSFP-FID(Steady State Free Precession Free Induction Decay) 펄스 시퀀스일 수 있다.The pulse sequence signal may include a second RF pulse signal for obtaining the water proton signal and a gradient signal for generating the proton signal. For example, the pulse sequence signal may be a Steady State Free Precession Free Induction Decay (SSFP-FID) pulse sequence.
경사 신호의 합은 상수(contstant)일 수 있다. 경사 신호는x 방향 경사 신호, y 방향 경사 신호 및 z 방향 경사 신호를 포함할 수 있다. x 방향 경사 신호, 상기 y 방향 경사 신호 및 상기 z 방향 경사 신호의 경사 모멘텀(gradient momentum)은 매 영상 정보를 획득할 때마다 동일한 값을 가질 수 있다.The sum of the slope signals may be a constant. The inclination signal may include an x direction inclination signal, a y direction inclination signal, and a z direction inclination signal. The gradient momentum of the x-direction gradient signal, the y-direction gradient signal, and the z-direction gradient signal may have the same value every time image information is acquired.
도 2는 도 1에 도시된 영상 획득 장치의 동작의 예를 나타낸다.2 illustrates an example of an operation of the image capturing apparatus illustrated in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 영상 획득 장치(10)는 신호 발생기(100) 및 영상 생성기(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
신호 발생기(100)는 RF 신호 및 경사 신호를 생성하여 객체로 방사할 수 있다. 객체는 인체를 포함할 수 있다.The
신호 발생기(100)는 자기장을 제어할 수 있는 메인 마그넷을 포함할 수 있다. 또한, 신호 발생기(100)는 송신기를 포함할 수 있다. 송신기는 RF 발생기 및 경사 신호 발생기를 포함할 수 있다.The
신호 발생기(100)는 펄스 시퀀스 신호를 생성할 수 있다. 신호 발생기(100)는 객체에 물 양성자에 대응하는 RF 펄스 신호를 방사할 수 있다. 신호 발생기(100)는 CEST 준비(preparation)을 수행할 수 있다. 신호 발생기(100)는 경사 신호 발생기를 이용하여 레이블 양성자를 포화시킬 수 있다.The
영상 생성기(200)는 수신기에 포함된 신호 획득 장치를 통해 객체로부터 양성자 신호를 수신할 수 있다. 영상 생성기(200)는 메인 프로세서를 포함할 수 있다. 메인 프로세서는 양성자 신호로부터 CEST 영상을 생성할 수 있다.The
메인 프로세서는 신호 발생기(100)를 제어하기 위해 신호 발생기(100)에 제어 신호를 출력할 수 있다.The main processor may output a control signal to the
도 3은 영상 획득을 위한 펄스 시퀀스 신호의 예를 나타낸다.3 shows an example of a pulse sequence signal for image acquisition.
도 3을 참조하면, 신호 발생기(100)는 레이블 양성자를 포화시키기 위해 제1 RF 펄스 신호를 방사할 수 있다. 제1 RF 신호는 레이블 양성자에 대응하는 RF 신호일 수 있다.Referring to FIG. 3, the
신호 발생기(100)는 레이블 양성자를 포화시킬 때까지 제1 RF 펄스 신호를 반복적으로 방사할 수 있다. 예를 들어, 신호 발생기(100)는 제1 RF 펄스 신호를 300회 반복하여 방사할 수 있다.The
신호 발생기(100)는 영상 획득을 위해 펄스 시퀀스 신호를 방사할 수 있다. 펄스 시퀀스 신호는 물 양성자에 대응하는 RF 신호 및 경사 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펄스 시퀀스 신호는 SSFD-FID(steady state free precession free induction decay) 펄스 시퀀스일 수 있다. 펄스 시퀀스 신호는 물 양성자에 대응하는 제2 RF 펄스 신호, 경사 신호를 포함할 수 있다.The
영상 생성기(200)는 다수의 RF 펄스 신호를 인가하고 난 이후 포화된 물 양성자의 신호를 획득할 때, 최대한 여러 개의 신호를 획득하여 CEST MRI에서 촬영 시간을 줄일 수 있다.When the
스핀 에코(spin echo)나 경사 에코 시퀀스(gradient echo sequence) 신호는 물 양성자에 RF신호를 인가하여 발생한 MR 신호로 하나의 신호를 획득하기 때문에 N개의 신호로 영상을 구성한다면 300개의 RF 펄스 신호의 방사를 N번 반복해야 할 수 있다.A spin echo or gradient echo sequence signal is obtained by applying an RF signal to a water proton, so that one signal is obtained from an MR signal. You may need to repeat the spinning N times.
패스트 스핀 에코(fast spin echo)나 에코 플라나 이미징(echo planar imaging) 과 같은 멀티 에코(multi-echo) 촬영 기법을 이용하면 물 양성자에 RF펄스 신호를 인가한 후 그 신호를 살려서 m개의 신호를 획득할 수 있다. 이 경우, 300개의 RF 펄스 신호의 방사를 N/m번 수행하면 되기 때문에 시간을 단축할 수 있다.Multi-echo imaging techniques, such as fast spin echo or echo planar imaging, apply an RF pulse signal to the water protons and then take those signals to obtain m signals. can do. In this case, since the radiation of 300 RF pulse signals need to be performed N / m times, the time can be shortened.
스핀 에코, 경사 에코 시퀀스와 같은 기술들은 높은 대비를 제공하지만 영상 획득 시간이 지나치게 오래 걸린다는 단점을 가질 수 있다.Techniques such as spin echo and gradient echo sequences provide high contrast but may have the disadvantage of taking too long an image acquisition time.
영상 획득 시간을 패스트 스핀 에코나 에코 플라나 이미징 등의 기술로 해결 한다고 하여도 높은 해상도와 높은 SNR(Signal-to-Noise Ratio)을 요구하는 암 진단용 CEST MRI에서는 여전히 영상 획득 시간이 길고, 실제 임상에 적용하기 어려울 수 있다.Even if the image acquisition time is solved by techniques such as fast spin echo or echo planar imaging, cancer acquisition CEST MRI, which requires high resolution and high signal-to-noise ratio (SNR), still has long image acquisition time, It can be difficult to apply.
이를 해결 하기 위해 RF 펄스 신호의 방사와 영상 정보의 획득을 병렬로 수행할 경우에 영상 대비(contrast)에 손해가 발생하여 정확한 진단을 어렵게 할 수 있다.In order to solve this problem, when the radiation of the RF pulse signal and the acquisition of the image information are performed in parallel, an image contrast may occur, which may make accurate diagnosis difficult.
영상 획득 장치(10)는 RF 펄스 신호의 방사와 영상 정보의 획득을 병렬적으로 수행하여 기존 기술에 비하여 빠른 촬영 시간을 가지면서, 높은 대비를 제공하여 암과 같은 질환을 정확하게 진단할 수 있다.The
이를 위해, 신호 발생기(100)는 영상 획득 시 발생한 신호를 소멸시키지 않을 수 있다. 신호 발생기(100)는 연속적으로 발생한 신호들을 정상 상태에 이용하고, 매번 발생하는 새로운 신호와 함께 하나의 신호로 획득할 수 있다. To this end, the
영상 획득 때문에 포화된 물의 양성자 신호가 소멸되지 않고 다시 비포화 상태로 돌아갈 수 있기 때문에 CEST 효과에 의한 물 포화의 비중이 더 높아질 수 있다. 따라서, 영상 생성기(200)는 더 높은 대비를 가지는 MR 영상을 제공할 수 있어 정확한 암 진단이 가능할 수 있다.Since the proton signal of saturated water is not lost due to the image acquisition, it can return to the unsaturated state, and thus the specific gravity of water saturation due to the CEST effect may be higher. Therefore, the
영상 획득 장치(10)는 레이블 양성자에 RF펄스 신호(예를 들어, 제2 펄스 신호)를 방사하는 작업과 영상 정보를 획득하는 작업을 병렬적으로 수행함으로써, 영상을 획득하는 동안에도 레이블 양성자 포화의 정상 상태를 촬영 내내 유지시킬 수 있다.The
따라서, 영상 획득 장치(10)는 매번 영상 정보를 획득할 때 양성자 포화 상태를 위한 새로운 준비과정이 필요하지 않아 촬영 시간을 매우 단축시킬 수 있다.Therefore, the
종래의 스포일드 경사 에코(Spoiled gradient echo(SPGR)) 방식의 경우는 물에서 한 번 발생된 영상 신호를 영상 획득 이후에 전부 소멸시킬 수 있다. 따라서, CEST를 위한 RF 펄스 신호를 방사하는 동안 스포일드 경사 에코에 의해서 물 신호가 일부 포화될 수 있다.In the case of the conventional spoiled gradient echo (SPGR) method, an image signal generated once in water may be completely destroyed after image acquisition. Accordingly, the water signal may be partially saturated by the spoiled gradient echo while radiating the RF pulse signal for CEST.
따라서, 획득한 영상에서 CEST 효과에 의한 물 신호 포화 비율이 줄어들 수 있고, 이는 영상의 대비를 악화시켜 종양 등을 진단하는 것을 어렵게 할 수 있다.Therefore, the ratio of water signal saturation due to the CEST effect in the acquired image may be reduced, which may make it difficult to diagnose a tumor or the like by worsening the contrast of the image.
영상 획득 장치(10)는 영상 획득을 위해 한 번 발생된 영상 신호를 영상 획득 이후에도 소멸시키지 않고 정상 상태를 유지하는데 사용할 수 있다. 이를 통해, 영상 획득 장치(10)는 영상의 대비를 높일 수 있다.The
도 4는 도 1에 도시된 영상 생성기가 영상을 획득하는 동작의 예를 나타낸다.4 illustrates an example of an operation in which the image generator illustrated in FIG. 1 acquires an image.
도 4를 참조하면, 영상 생성기(200)는 물의 양성자와 다른 물질의 불안정한 양성자(레이블 양성자) 사이의 지속적인 화학적 교환 현상을 이용할 수 있다. 물의 양성자와 레이블 양성자는 일반적으로 MRI의 주자기장(main magnetic field)에서 서로 다른 주파수를 가질 수 있다.Referring to FIG. 4, the
신호 발생기(100)가 레이블 양성자의 주파수에 맞는 RF펄스 신호(예를 들어, 제1 펄스 신호)를 방사하여 포화시키면, 포화된 레이블 양성자가 포화 되지 않은 물의 양성자와 화학적 교환을 하여 간접적으로 물의 양성자가 포화 상태가 될 수 있다. 신호 발생기(100)는 이러한 과정을 반복적으로 수행하여 적은 양의 레이블 양성자로 물에 있는 많은 양의 양성자들을 점차 포화상태로 만들 수 있다.When the
영상 생성기(200)는 이때, 물의 양성자와 레이블 양성자의 포화 상태 변화가 정상 상태(steady-state)가 되면 물의 양성자에서 영상(Sf)(또는 양성자 신호)를 획득할 수 있다. 또한, 영상 생성기(200)는 포화 과정이 없는 일반적인 MRI 영상 (S0)(또는 기준 신호)을 획득하고, 일반적인 영상 대비 CEST MRI의 영상이 얼마나 포화 되었는지를 측정하여 레이블 양성자의 정보를 획득할 수 있다. The
즉, 영상 생성기(200)는 양성자 신호를 기준 신호로 나눌 수 있다. 이는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.That is, the
도 4의 예시에서, Sf는 Ssat에 대응될 수 있다.In the example of FIG. 4, S f may correspond to S sat .
영상 생성기(200)는 특정 물질의 레이블 양성자를 포화시키기 위해 방사된 제1 RF 펄스 신호로 특정 물질의 주파수 영역에 있는 다른 고분자 물질의 양성자를 포화시킬 수 있다.The
제1 RF 펄스 신호로 포화된 고분자 물질의 양성자 역시 MT(Magnetization Transfer) 현상을 통해 물의 양성자를 포화시키게 되어 상대적으로 측정하고자 하는 특정 물질의 CEST 효과를 정확히 측정하기 어렵게 만들 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 영상 생성기(200)는 MT 현상에 의한 물의 양성자가 포화되는 효과를 제거할 수 있다.Protons of the polymer material saturated with the first RF pulse signal may also saturate the protons of water through MT (Magnetization Transfer) phenomenon, making it difficult to accurately measure the CEST effect of the specific material to be measured relatively. In order to solve this problem, the
일반적으로 MT 현상을 일으키는 물질은 매우 넓은 주파수 대역에 분포할 수 있다. 물 양성자의 주파수를 0 ppm 기준으로 설정하면, 0 ppm을 기준으로 MT 효과를 유발하는 고분자 물질의 주파수가 대칭으로 존재할 수 있다.In general, the material causing the MT phenomenon can be distributed over a very wide frequency band. If the frequency of the water proton is set to 0 ppm, the frequency of the polymer material causing the MT effect based on 0 ppm may exist symmetrically.
영상 생성기(200)는 기준 신호로 나누어진 양성자 신호로부터 레이블 양성자에 대응하는 레이블 주파수를 획득하고, 물 양성자에 대응하는 주파수를 기준으로 상기 레이블 주파수와 대칭을 이루는 주파수에 대하여 대칭 양성자 신호를 획득할 수 있다.The
따라서, 영상 생성기(200)는 MT 효과를 제거하기 위해서 특정 물질의 주파수(또는 레이블 주파수)에서 CEST 영상(또는 양성자 신호)을 한번 얻고, 물의 양성자를 기준(0 ppm)으로 반대쪽 주파수에서 CEST 영상(또는 대칭 양성자 신호)을 얻은 후, 두 영상을 빼서 MT 효과를 제거하고 CEST 효과만 남은 영상을 획득할 수 있다.Accordingly, the
즉, 영상 생성기(200)는 대칭 양성자 신호와 양성자 신호의 차를 이용하여 MT 효과를 제거함으로써 CEST 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 영상 생성기(200)는 수학식 2에 기초하여 MT 효과를 제거할 수 있다.That is, the
여기서, S-f는 대칭 양성자 신호를 의미하고, S+f는 양성자 신호를 의미하고, S0는 기준 신호를 의미할 수 있다.Here, S- f may mean a symmetric proton signal, S + f may mean a proton signal, and S 0 may mean a reference signal.
구체적으로, S+f는 측정하고자 하는 특정 물질의 레이블 양성자에 대응하는 주파수의 RF 펄스 신호를 방사하여 획득한 영상을 의미하고, S-f는 물을 기준으로 반대쪽 주파수의 RF 펄스 신호를 방사하여 획득한 영상을 의미할 수 있다.Specifically, S + f refers to the acquired image by emitting an RF pulse signal having a frequency corresponding to the label of a particular substance to be measured, and the proton, -f S by emitting an RF pulse signal having a frequency other side relative to the water It may mean an acquired image.
S0 는 기준이 되는 영상으로 포화를 위한 RF 펄스 신호를 인가하지 않은 일반적인 MRI 영상을 의미할 수 있다. 수학식 2를 통해 영상 생성기(200)는 CEST 효과만을 가지고 있는 신호를 획득할 수 있다.S 0 is a reference image and may mean a general MRI image without applying an RF pulse signal for saturation. The
도 4의 a는 특정 물질(용질 양성자(solute proton) 또는 레이블 양성자) 과 물의 양성자 사이에서 화학적 교환이 일어나는 것을 나타낼 수 있다. 도 4의 b에서 왼쪽 그래프는 주파수 대역에 따른 양성자의 상대적인 분포를 나타낼 수 있다.4A may indicate that chemical exchange takes place between a specific substance (solute proton or label proton) and a proton of water. In FIG. 4B, the left graph may indicate a relative distribution of protons according to frequency bands.
가장 많은 양을 차지하고 있는 물 양성자의 주파수인 4.75ppm에서 신호의 세기가 가장 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 도면 4의 b에서 오른쪽 그래프는 신호 발생기(100)가 8.25 ppm에 RF펄스 신호를 인가해서 특정 물질을 포화상태로 만들어 4.75 ppm의 물의 양성자의 세기가 줄어드는 것을 나타낼 수 있다.It can be seen that the intensity of the signal is greatest at 4.75ppm, which is the frequency of the water proton which occupies the most amount. In FIG. 4B, the graph to the right may indicate that the
도 4의 c는 수학식 1을 이용해 양성자 신호를 기준 신호로 나눈 값에 대한 그래프를 나타낼 수 있다. 신호 발생기(100)가 특정 물질의 포화를 위한 RF 펄스 신호의 주파수를 바꾸어 가며 방사하면, 영상 생성기(200)는 Sf(또는 Ssat)를 획득하고, 이를 기준이 되는 일반적인 MRI 영상 S0 로 나누어 도 4의 c와 같이 나타낼 수 있다.4c may represent a graph of a value obtained by dividing the proton signal by the reference
물 양성자의 주파수를 기준으로 생각했을 때 0 ppm에 물의 양성자가 존재할 수 있다. 신호 발생기(100)가 0ppm에 포화를 위한 RF 펄스 신호를 인가하면 물의 양성자가 직접 포화되므로 신호의 비율이 가장 적게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Based on the frequency of the water protons, there may be water protons at 0 ppm. When the
0ppm으로부터 3.5ppm 떨어진 부분에 측정하고자 하는 특정 물질의 양성자가 존재하기 때문에 신호 발생기(100)가 3.5ppm에 포화를 위한 RF펄스 신호를 인가하면 화학적 교환에 의해 물의 양성자에서 나오는 신호 세기가 줄어들 수 있다. 도면 4의 d는 수학식 2를 이용하여 측정된 결과를 나타낼 수 있다. 영상 생성기(200)는 수학식 2를 통해 MT 효과를 제거하고 3.5ppm에서 CEST에 의한 효과만을 나타내는 영상을 획득할 수 있다.Since there is a proton of a specific substance to be measured at 3.5 ppm from 0 ppm, if the
도 5a는 기존의 CEST MRI 장치와 도 1에 도시된 영상 획득 장치의 성능을 비교하기 위한 z 스펙트럼(또는 CEST 스펙트럼)의 예를 나타내고, 도 5b는 도 5a는 기존의 CEST MRI 장치와 도 1에 도시된 영상 획득 장치의 성능을 비교하기 위한 MTR 비대칭(asymmetric) 스펙트럼의 예를 나타내고, 도 6a는 기존의 CEST MRI 장치가 획득한 CEST 영상의 예를 나타내고, 도 6b는 도 1에 도시된 영상 획득 장치가 획득한 CEST 영상의 예를 나타낸다.FIG. 5A illustrates an example of a z-spectrum (or CEST spectrum) for comparing the performance of the conventional CEST MRI apparatus and the image capturing apparatus illustrated in FIG. 1, and FIG. 5B is a diagram illustrating an existing CEST MRI apparatus and FIG. An example of an MTR asymmetric spectrum for comparing the performance of the illustrated image capturing apparatus is shown, FIG. 6A illustrates an example of a CEST image acquired by a conventional CEST MRI apparatus, and FIG. 6B is an image acquisition illustrated in FIG. An example of the CEST image acquired by the device is shown.
도 5a 내지 도 6b를 참조하면, 기존의 CEST MRI 방식과 영상 획득 장치(10)의 성능을 비교할 수 있다. 성능 비교를 위해 아민(amine) 양성자(1.9 ppm)를 가지고 있는 크레아틴 팬텀(creatine phantom)을 이용하였다. SSFP-FID와 스포일드 경사 에코(spoiled gradient echo(SPGR))의 효과만을 정확하게 비교하기 위해 실험에 사용된 파라미터는 모든 실험에서 동일하게 설정하였다. 5A to 6B, the performance of the conventional CEST MRI method and the
실험에 사용된 파라미터들은 표 1과 같이 나타낼 수 있다.The parameters used in the experiment can be shown in Table 1.
비교 결과에 도시된 바와 같이, SSFP-FID를 이용한 영상 획득 장치(10)가 SPGR 방식에 비하여 약 25% 더 높은 세기(intensity)를 가지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 영상 획득 장치(10)가 기존의 SPGR 방식에 비하여 더 높은 대비를 제공하는 것을 확인할 수 있다.As shown in the comparison result, it can be seen that the
따라서, 영상 획득 장치(10)는 기존의 SPGR 방식에 비하여 보다 정확한 진단을 가능케 할 수 있고, 종래의 스핀 에코, 경사 에코 시퀀스, 패스트 스핀 에코 및 에코 플라나 이미징 등의 방식에 비하여 촬영시간을 약 8배 정도 단축 시킬 수 있다.Therefore, the
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. Computer-readable media may include, alone or in combination with the program instructions, data files, data structures, and the like. The program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively. You can command the device. Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device in order to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. Or may be permanently or temporarily embodied in a signal wave to be transmitted. The software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with reference to the accompanying drawings as described above, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the following claims.
Claims (20)
상기 객체에 펄스 시퀀스 신호를 방사하여 양성자 신호를 생성하는 단계;
상기 양성자 신호로부터 상기 객체에 대한 CEST(Chemical Exchange Saturation Transfer) 영상을 획득하는 단계
를 포함하고,
상기 생성하는 단계 및 상기 획득하는 단계는 병렬적으로 반복하여 수행되는
영상 획득 방법.
Saturating a label proton by radiating a first Radio Frequency (RF) pulse signal to the object;
Generating a proton signal by radiating a pulse sequence signal to the object;
Acquiring a chemical exchange saturation transfer (CEST) image of the object from the proton signal
Including,
The generating and acquiring are repeatedly performed in parallel
Image Acquisition Method.
상기 포화시키는 단계는,
상기 레이블 양성자가 포화되어 정상 상태(steady-state)에 도달할 때까지 상기 제1 RF 펄스 신호를 반복적으로 방사하는 단계
를 포함하는 영상 획득 방법.
The method of claim 1,
The saturation step,
Repeatedly radiating the first RF pulse signal until the label proton is saturated and reaches a steady-state
Image acquisition method comprising a.
상기 생성하는 단계 및 상기 획득하는 단계는,
상기 펄스 시퀀스 신호 및 상기 제1 RF 펄스 신호를 병렬적으로 부과하면서 상기 정상 상태를 유지하도록 수행되는
영상 획득 방법
The method of claim 2,
The generating step and the obtaining step,
Is performed to maintain the steady state while imposing the pulse sequence signal and the first RF pulse signal in parallel
Image Acquisition Method
상기 펄스 시퀀스 신호는,
물 양성자 신호를 획득하기 위한 제2 RF 펄스 신호 및 상기 양성자 신호의 생성을 위한 경사 신호를 포함하는
영상 획득 방법.
The method of claim 1,
The pulse sequence signal,
A second RF pulse signal for obtaining a water proton signal and a slope signal for generating the proton signal
Image Acquisition Method.
상기 경사 신호의 합은 상수(contstant)인
영상 획득 방법.
The method of claim 4, wherein
The sum of the slope signals is a constant
Image Acquisition Method.
상기 경사 신호는,
x 방향 경사 신호, y 방향 경사 신호 및 z 방향 경사 신호를 포함하는
영상 획득 방법.
The method of claim 4, wherein
The inclination signal is,
including an x direction inclination signal, a y direction inclination signal and a z direction inclination signal
Image Acquisition Method.
상기 x 방향 경사 신호, 상기 y 방향 경사 신호 및 상기 z 방향 경사 신호의 경사 모멘텀(gradient momentum)은 매 영상 정보를 획득할 때마다 동일한 값을 가지는
영상 획득 방법.
The method of claim 6,
Gradient momentum of the x-direction tilt signal, the y-direction tilt signal, and the z-direction tilt signal has the same value every time the image information is acquired.
Image Acquisition Method.
상기 펄스 시퀀스 신호는,
SSFP-FID(Steady State Free Precession Free Induction Decay) 펄스 시퀀스인
영상 획득 방법.
The method of claim 4, wherein
The pulse sequence signal,
SSFP-FID (Steady State Free Precession Free Induction Decay) pulse sequence
Image Acquisition Method.
상기 획득하는 단계는,
상기 양성자 신호를 기준 신호로 나누는 단계;
기준 신호로 나누어진 양성자 신호로부터 상기 레이블 양성자에 대응하는 레이블 주파수를 획득하는 단계;
물 양성자에 대응하는 주파수를 기준으로 상기 레이블 주파수와 대칭을 이루는 주파수에 대하여 대칭 양성자 신호를 획득하는 단계
상기 대칭 양성자 신호와 상기 양성자 신호의 차를 이용하여 MT 효과를 제거함으로써 상기 CEST 영상을 획득하는 단계
를 포함하는 영상 획득 방법.
The method of claim 1,
The obtaining step,
Dividing the proton signal into a reference signal;
Obtaining a label frequency corresponding to the label proton from the proton signal divided by a reference signal;
Acquiring a symmetric proton signal at a frequency symmetrical with the label frequency based on a frequency corresponding to a water proton
Acquiring the CEST image by removing an MT effect by using a difference between the symmetric proton signal and the proton signal
Image acquisition method comprising a.
상기 MT 효과를 제거함으로써 상기 CEST 영상을 획득하는 단계는,
하기 수학식에 기초하여 상기 MT 효과를 제거하는 단계
를 포함하는 영상 획득 방법.
[수학식]
여기서, S-f는 상기 대칭 양성자 신호를 의미하고, S+f는 상기 양성자 신호를 의미하고, S0는 상기 기준 신호를 의미함.
The method of claim 9,
Obtaining the CEST image by removing the MT effect,
Removing the MT effect based on the following equation
Image acquisition method comprising a.
[Equation]
Here, S -f means the symmetric proton signal, S + f means the proton signal, S 0 means the reference signal.
상기 양성자 신호로부터 상기 객체에 대한 CEST(Chemical Exchange Saturation Transfer) 영상을 획득하는 영상 생성기
를 포함하고,
상기 양성자 신호의 생성 및 상기 영상의 획득은 병렬적으로 반복하여 수행되는
영상 획득 장치.
A signal generator that emits a first radio frequency (RF) pulse signal to an object to saturate a label proton and radiates a pulse sequence signal to the object to generate a proton signal; And
An image generator for acquiring a chemical exchange saturation transfer (CEST) image of the object from the proton signal
Including,
The generation of the proton signal and the acquisition of the image are repeatedly performed in parallel
Image Acquisition Device.
상기 신호 발생기는,
상기 레이블 양성자가 포화되어 정상 상태(steady-state)에 도달할 때까지 상기 제1 RF 펄스 신호를 반복적으로 방사하는
영상 획득 장치.
The method of claim 11,
The signal generator,
Repeatedly radiating the first RF pulse signal until the label proton is saturated and reaches a steady-state
Image Acquisition Device.
상기 신호 발생기 및 상기 영상 생성기는,
상기 펄스 시퀀스 신호 및 상기 제1 RF 펄스를 병렬적으로 부과하면서 상기 정상 상태를 유지하는
영상 획득 방법
The method of claim 12,
The signal generator and the image generator,
Maintaining the steady state while imposing the pulse sequence signal and the first RF pulse in parallel
Image Acquisition Method
상기 펄스 시퀀스 신호는,
물 양성자 신호를 획득하기 위한 제2 RF 펄스 신호 및 상기 양성자 신호의 생성을 위한 경사 신호를 포함하는
영상 획득 장치.
The method of claim 11,
The pulse sequence signal,
A second RF pulse signal for obtaining a water proton signal and a slope signal for generating the proton signal
Image Acquisition Device.
상기 경사 신호의 합은 상수(contstant)인
영상 획득 장치.
The method of claim 14,
The sum of the slope signals is a constant
Image Acquisition Device.
상기 경사 신호는,
x 방향 경사 신호, y 방향 경사 신호 및 z 방향 경사 신호를 포함하는
영상 획득 장치.
The method of claim 14,
The inclination signal is,
including an x direction inclination signal, a y direction inclination signal and a z direction inclination signal
Image Acquisition Device.
상기 x 방향 경사 신호, 상기 y 방향 경사 신호 및 상기 z 방향 경사 신호의 경사 모멘텀(gradient momentum)은 매 영상 정보를 획득할 때마다 동일한 값을 가지는
영상 획득 장치.
The method of claim 16,
Gradient momentum of the x-direction tilt signal, the y-direction tilt signal, and the z-direction tilt signal has the same value every time the image information is acquired.
Image Acquisition Device.
상기 펄스 시퀀스 신호는,
SSFP-FID(Steady State Free Precession Free Induction Decay) 펄스 시퀀스인
영상 획득 장치.
The method of claim 17,
The pulse sequence signal,
SSFP-FID (Steady State Free Precession Free Induction Decay) pulse sequence
Image Acquisition Device.
상기 영상 생성기는,
상기 양성자 신호를 기준 신호로 나누고, 기준 신호로 나누어진 양성자 신호로부터 상기 레이블 양성자에 대응하는 레이블 주파수를 획득하고, 물 양성자에 대응하는 주파수를 기준으로 상기 레이블 주파수와 대칭을 이루는 주파수에 대하여 대칭 양성자 신호를 획득하고, 상기 대칭 양성자 신호와 상기 양성자 신호의 차를 이용하여 MT 효과를 제거함으로써 상기 CEST 영상을 획득하는
영상 획득 장치.
The method of claim 1,
The image generator,
The proton signal is divided by a reference signal, a label frequency corresponding to the label proton is obtained from the proton signal divided by the reference signal, and symmetric protons with respect to a frequency symmetrical with the label frequency based on the frequency corresponding to the water proton. Acquiring the signal and removing the MT effect by using the difference between the symmetric proton signal and the proton signal to acquire the CEST image.
Image Acquisition Device.
상기 영상 생성기는,
하기 수학식에 기초하여 상기 MT 효과를 제거하는
영상 획득 장치.
[수학식]
여기서, S-f는 상기 대칭 양성자 신호를 의미하고, S+f는 상기 양성자 신호를 의미하고, S0는 상기 기준 신호를 의미함.
The method of claim 19,
The image generator,
Removing the MT effect based on the following equation
Image Acquisition Device.
[Equation]
Here, S -f means the symmetric proton signal, S + f means the proton signal, S 0 means the reference signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180045897A KR102105756B1 (en) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Image acquisition method and apparatus using parallel scheme of radio frequency irradiation and data acquisition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180045897A KR102105756B1 (en) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Image acquisition method and apparatus using parallel scheme of radio frequency irradiation and data acquisition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190122315A true KR20190122315A (en) | 2019-10-30 |
KR102105756B1 KR102105756B1 (en) | 2020-04-29 |
Family
ID=68463098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180045897A KR102105756B1 (en) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Image acquisition method and apparatus using parallel scheme of radio frequency irradiation and data acquisition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102105756B1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014046209A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Toshiba Corp | Magnetic resonance imaging apparatus |
KR20140072698A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-13 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for magnetic resonance imaging |
KR20140132678A (en) * | 2013-05-08 | 2014-11-18 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | Method for rf excitation with two resonance frequencies to detect the cest effect by means of a magnetic resonance system |
KR101535385B1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-07-08 | 연세대학교 산학협력단 | Method and apparatus for taking a magnetic resonance imaging |
JP2015144825A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 株式会社東芝 | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method |
KR20160020289A (en) * | 2014-08-13 | 2016-02-23 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for displaying a pulse sequence of magnetic resonance imaging apparatus |
US20160082132A1 (en) * | 2013-05-16 | 2016-03-24 | The Johns Hopkins University | Compositions and methods for chemical exchange saturation transfer (cest) based magnetic resonance imaging (mri) |
KR20160120649A (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-18 | 삼성전자주식회사 | Magnetic resonance imaging apparatus and method for obtaining a magnetic resonance image thereof |
KR101826063B1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-06 | 성균관대학교산학협력단 | Device and method for cest magnet resonance imaging |
-
2018
- 2018-04-20 KR KR1020180045897A patent/KR102105756B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014046209A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Toshiba Corp | Magnetic resonance imaging apparatus |
KR20140072698A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-13 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for magnetic resonance imaging |
KR20140132678A (en) * | 2013-05-08 | 2014-11-18 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | Method for rf excitation with two resonance frequencies to detect the cest effect by means of a magnetic resonance system |
US20160082132A1 (en) * | 2013-05-16 | 2016-03-24 | The Johns Hopkins University | Compositions and methods for chemical exchange saturation transfer (cest) based magnetic resonance imaging (mri) |
JP2015144825A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 株式会社東芝 | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method |
KR101535385B1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-07-08 | 연세대학교 산학협력단 | Method and apparatus for taking a magnetic resonance imaging |
KR20160020289A (en) * | 2014-08-13 | 2016-02-23 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for displaying a pulse sequence of magnetic resonance imaging apparatus |
KR20160120649A (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-18 | 삼성전자주식회사 | Magnetic resonance imaging apparatus and method for obtaining a magnetic resonance image thereof |
KR101826063B1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-06 | 성균관대학교산학협력단 | Device and method for cest magnet resonance imaging |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102105756B1 (en) | 2020-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Paulus et al. | Simultaneous PET/MR imaging: MR‐based attenuation correction of local radiofrequency surface coils | |
US8120358B2 (en) | Magnetic resonance imaging with high spatial and temporal resolution | |
US10451696B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and method of obtaining magnetic resonance image | |
Sander et al. | A 31‐channel MR brain array coil compatible with positron emission tomography | |
JP7325418B2 (en) | MRI method to identify magnetic field maps from B0 reference scans and WASSR scans | |
US20120326722A1 (en) | Ultra-fast magnetic field for electron paramagnetic resonance imaging used in monitoring dose from proton or hadron therapy | |
JP2019512083A (en) | MRI imaging system using permanent magnet array | |
US7224165B2 (en) | Method, dielectric element, and MR system for generating an MR exposure | |
CN108013876B (en) | Magnetic resonance image uniformity correction method and device | |
US10012708B2 (en) | Magnetic resonance imaging system using radio frequency (RF) coils corresponding to volumes representing target regions | |
Fowler et al. | Whole‐body simultaneous positron emission tomography (PET)‐MR: Optimization and adaptation of MRI sequences | |
US20170131374A1 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and image processing method thereof | |
US20130134972A1 (en) | Method and system for b1 field mapping in magnetic resonance imaging | |
US10551457B2 (en) | Method of generating multi-band RF pulses | |
Tavares et al. | An image correction protocol to reduce distortion for 3-T stereotactic MRI | |
KR101751404B1 (en) | Magnetic field monitoring probe, magnetic resonance imaging apparatus comprising the same and control method for the same | |
EP2699929A1 (en) | Interleaved black and bright blood dynamic contrast enhanced (dce) mri | |
JP3847554B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
KR102105756B1 (en) | Image acquisition method and apparatus using parallel scheme of radio frequency irradiation and data acquisition | |
KR101458557B1 (en) | The method and apparatus for obtaining main magnetic field information and radio pulse related information in magnetic resonance system with different flip angles | |
US11935158B2 (en) | Systems and methods of on-the-fly generation of 3D dynamic images using a pre-learned spatial subspace | |
KR101844514B1 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and method of obtaining magnetic resonance image | |
CN112244812B (en) | Magnetic resonance imaging method, magnetic resonance imaging system and electronic device | |
Ruangwattanapaisarn et al. | Faster pediatric 3-T abdominal magnetic resonance imaging: comparison between conventional and variable refocusing flip-angle single-shot fast spin-echo sequences | |
KR20140071850A (en) | Method and apparatus for acquiring b1 information |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |