KR102676474B1 - 표준화된 mri 신호값 제공 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

표준화된 MRI 신호값 제공 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치는 MRI 장치의 MRI 신호값을 표준화하고 표준화된 상기 MRI 신호값을 제공하기 위한 MRI 신호값 제공 장치로서, 피검자의 신체조직에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 측정 데이터를 단말기로부터 수신하는 통신 모듈; 기준 신체조직에 상응하는 MRI 신호가 검출되는 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 상기 측정 데이터, 합동표준편차(pooled standard deviation)를 저장하는 저장 매체; 및 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 상기 측정 데이터 및 상기 합동표준편차 간의 상관 관계에 근거하여 상기 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값을 표준화된 MRI 신호값으로 변환하는 프로세서;를 포함하며, 상기 통신 모듈은 상기 표준화된 MRI 신호값을 상기 단말기로 송신할 수 있다.

Description

표준화된 MRI 신호값 제공 장치 및 방법 {Device and method for providing standardized MRI signal values}

본 발명은 표준화된 MRI 신호값 제공 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MRI 측정 장치 또는 측정 시기마다 달라지는 MRI 신호값을 표준화하여 정확한 진단의 기준이 되는 데이터를 제공하기 위한 표준화된 MRI 신호값 제공 장치 및 방법에 관한 것이다.

자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging; MRI)은 강한 자기장 내에 피검자가 위치한 상태에서 피검자의 인체에 RF(Radio Frequency) 펄스를 전사하고, 반향 되는 자기장을 측정하여 영상을 얻는 진단 검사를 의미한다.

MRI는 RF 펄스와 자기장을 이용하기 때문에 방사선을 활용하는 X선 촬영이나 CT와 비교하여 인체에 무해하고, 연부조직의 정보를 다양한 방법으로 얻을 수 있다는 장점이 있다.

MRI는 촬영 시, 정상 조직으로부터 얻어지는 영상 신호값과 병변 조직으로부터 얻어지는 영상 신호값 사이에 차이가 발생하게 되는데, 이를 통해 검사자가 피검자의 조직의 병변 여부를 진단할 수 있게 된다.

다만, MRI 촬영으로 얻어지는 영상 신호값은 측정 장치의 종류와 위치에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 같은 장소에서 같은 기기로 MRI 측정을 하더라도 시간이 흐름에 따라 영상 신호값은 다르게 측정될 수 있다.

이에 따라 동일한 피검자를 서로 다른 기기에서 MRI촬영하는 경우, 기기 마다 결과값이 달라지게 되어 병변의 정확한 진단에 어려움을 겪고 있는 실정이다.

따라서 서로 다른 기기에서 MRI 촬영을 하더라도 촬영 결과로 얻은 영상 신호값을 표준화하여 병변의 정확한 진단을 위한 데이터를 제공할 수 있는 기술의 필요성이 증가하고 있다.

한국공개특허 제10-2022-0030896호 "심박 간격을 이용한 자기공명영상 오차 보정 방법", 2022.03.11 공개

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기기에 따라 다르게 얻어지는 MRI 신호값을 표준화하고, 표준화된 MRI 신호값을 제공하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 표준화한 MRI 신호값을 사용자가 인식하기 용이한 형태로 도식화하여 제공하는 표준화된 MRI 신호값 제공 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, MRI 장치의 MRI 신호값을 표준화하고 표준화된 상기 MRI 신호값을 제공하기 위한 MRI 신호값 제공 장치로서, 피검자의 신체조직에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 측정 데이터를 단말기로부터 수신하는 통신 모듈; 기준 신체조직에 상응하는 MRI 신호가 검출되는 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 상기 측정 데이터, 합동표준편차(pooled standard deviation)를 저장하는 저장 매체; 및 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 상기 측정 데이터 및 상기 합동표준편차 간의 상관 관계에 근거하여 상기 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값을 표준화된 MRI 신호값으로 변환하는 프로세서;를 포함하며, 상기 통신 모듈은 상기 표준화된 MRI 신호값을 상기 단말기로 송신하는, 표준화된 MRI 신호값 제공 장치가 제공된다.

본 발명의 일 측면에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치에 있어서 상기 MRI 신호값은 네이티브(native) T1 데이터, 포스트(post) T1 데이터 및 T2 데이터 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치에 있어서 상기 측정 데이터는 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 픽셀 별 MRI 신호값을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치에 있어서, 상기 프로세서는 하기의 (식 1)에 근거하여 픽셀 별로 표준화된 MRI 신호값을 산출할 수 있다.

(식 1)

(z_score_pi: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수),

: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수),

: 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균,

: 합동표준편차값)

본 발명의 일 측면에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치에 있어서, 상기 프로세서는 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지를 복수 개의 구역으로 나누고 하기 (식 2)에 근거하여 각 구역 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 산출할 수 있다.

(식 2)

(z_score_mean: 임의의 구역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값, z_score_pi: 상기 임의의 구역 내 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(n_s ≤ i ≤ n_e, n_s는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 첫 번째 픽셀의 번호, n_e는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 마지막 픽셀의 번호), n_pixel: 상기 임의의 구역 내 픽셀 개수)

본 발명의 일 측면에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치에 있어서, 상기 프로세서는 상기 각 구역 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 각 구역 별로 나타내는 구획 이미지를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치에 있어서, 상기 구획 이미지는 복수 개의 동심원을 따라 구획되고, 상기 구획 이미지 상에서 상기 각 구역에 대응되는 피검자의 신체조직은 서로 상이한 수평면 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, MRI 장치의 MRI 신호값을 표준화하고 표준화된 상기 MRI 신호값을 제공하기 위한 방법으로서, 저장 매체가 기준 신체조직에 상응하는 MRI 신호가 검출되는 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 합동표준편차(pooled standard deviation)를 저장하는 단계; 상기 통신 모듈이 단말기로부터 피검자의 신체조직에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 측정 데이터를 수신하는 단계; 저장 매체가 상기 측정 데이터를 저장하는 단계; 프로세서가 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 상기 측정 데이터 및 상기 합동표준편차 간의 상관 관계에 근거하여 상기 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값을 표준화된 MRI 신호값으로 변환하는 단계; 및 상기 통신 모듈이 상기 표준화된 MRI 신호값을 상기 단말기로 송신하는 단계;를 포함하는, 표준화된 MRI 신호값 제공 방법이 제공된다.

본 발명의 일 측면에 따른 MRI신호값 표준화 방법에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 픽셀 별 MRI 신호값을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 MRI신호값 표준화 방법에 있어서, 상기 표준화된 MRI 신호값으로 변환하는 단계에서, 상기 프로세서는 하기의 (식 1)에 근거하여 픽셀 별로 표준화된 MRI 신호값을 산출할 수 있다.

(식 1)

(z_score_pi: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수),

: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수),

: 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균,

: 합동표준편차값)

본 발명의 일 측면에 따른 MRI신호값 표준화 방법에 있어서, 상기 프로세서가 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지를 복수 개의 구역으로 나누고 하기 (식 2)에 근거하여 각 구역 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

(식 2)

(z_score_mean: 임의의 구역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값, z_score_pi: 상기 임의의 구역 내 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(n_s ≤ i ≤ n_e, n_s는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 첫 번째 픽셀의 번호, n_e는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 마지막 픽셀의 번호), n_pixel: 상기 임의의 구역 내 픽셀 개수)

본 발명의 일 측면에 따른 MRI신호값 표준화 방법에 있어서, 상기 프로세서가 상기 각 구역 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 각 구역 별로 나타내는 구획 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 MRI신호값 표준화 방법에 있어서, 상기 구획 이미지는 복수 개의 동심원을 따라 구획되고, 상기 구획 이미지 상에서 상기 각 구역에 대응되는 피검자의 신체조직은 서로 상이한 수평면 상에 배치되는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기의 구성에 따라, 본 발명의 일 측면에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치 및 방법은 생체유사물질에 대한 MRI 기준 데이터와 합동표준편차에 근거하여 피검자의 조직을 MRI 촬영하여 얻은 측정 데이터를 기기에 따른 차이를 보정한 값으로 제공하여 조직의 병변에 대한 진단 과정의 정확도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치 및 방법은 표준화된 MRI 촬영 데이터를 도식화하여 병변이 발생한 부위를 용이하게 파악하고 진단하도록 도울 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치의 구성도이다.
도 2는 심장 근육 내 병변이 있는 피검자의 심장의 일부를 촬영한 MRI 이미지를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 피검자의 심장의 일부를 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치를 통해 도식화한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 피검자의 심장 근육의 각 구역을 구획하여 이미지를 생성하는 방식을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호값의 표준화 및 표준화된 MRI 신호값을 제공하는 방법의 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI(Magnetic Resonance Image) 신호값 제공 장치(100)는 MRI 장치에서 얻어진 MRI 신호값을 보정하여 사용자에게 표준화된 결과값을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI신호값 제공 장치(100)는 사용자가 MRI 장치와 무관하게 설정되는 동일한 기준에 따라 피검자 조직의 병변 유무를 진단할 수 있게 해준다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 조직 내 병변의 진단을 위한 T1 강조(T1-weighted) MRI 또는 T2 강조(T2-weighted) MRI를 생성할 수 있다. 여기서 T1 강조(T1-weighted) MRI는 조영제 투입 전후에 따라 MRI 네이티브 T1 맵(Native T1 map) 또는 MRI 포스트 T1 맵(Post T1 map)으로 생성될 수 있다.

여기서, 조영제는 MRI 촬영시 영상 신호의 강도를 높이고 서로 다른 신체 조직 또는 정상 조직과 병변 조직으로부터 얻어지는 신호 강도의 차이를 크게 만들어 촬영 결과 얻어지는 데이터 또는 MRI 이미지의 가시성과 대비성을 높이기 위해 투여되는 물질을 의미한다.

MRI 포스트 T1 맵(Post T1 map)은 피검자에게 조영제 주입 후 MRI의 각 픽셀 별로 소정 시간 동안의 신호 강도 변화를 누적적으로 저장한 MRI 데이터의 집합을 의미한다. 다시 말하면, MRI 포스트 T1 맵(Post T1 map)은 조영제 투입 후 소정 시간 구간의 임의의 시점에서의 MRI 각 픽셀 별 신호 강도 데이터들의 집합이라고 할 수 있다.

반면, MRI 네이티브 T1 맵(Native T1 map)은 피검자에게 조영제를 주입하지 않은 상태에서 MRI의 각 픽셀 별로 소정 시간 동안 신호 강도 변화를 누적적으로 저장한 MRI 데이터의 집합을 의미한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 MRI 장치의 MRI 신호값을 표준화하고 표준화된 MRI 신호값을 제공하기 위한 것으로, 저장 매체(110), 프로세서(120) 및 통신 모듈(130)을 포함할 수 있다.

저장 매체(110)는 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 합동표준편차(Pooled Standard Deviation), 피검자의 신체조직에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 측정 데이터를 저장한다.

저장 매체(110)는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk) 등과 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등이 될 수 있다.

상기 생체유사물질은 기준 신체조직에 상응하는 MRI 신호가 검출되는 물질을 의미한다. 다시 말하면, 상기 생체유사물질의 MRI 신호값은 상기 기준 신체조직의 MRI 신호값에 상응한다.

이때, 상기 기준 신체조직은 정상 상태의 특정 신체 조직이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 신체조직은 정상 심근 조직이 될 수 있다. 이와 달리 상기 기준 신체조직은 병변이 있는 상태의 특정 신체 조직이 될 수도 있다.

상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균은 상기 MRI 장치를 통해 얻어진 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 각 픽셀별 MRI 신호값의 평균을 의미할 수 있다. 더욱 상세하게, 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균은 상기 MRI 장치를 통해 얻어진 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 각 픽셀별 MRI 신호값의 합을 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 픽셀의 개수로 나누어 얻어질 수 있다.

저장 매체(110)는 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 기준 데이터를 저장할 수 있다. 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균은 상기 기준 데이터로부터 얻어진 것일 수 있다.

상기 합동표준편차는 상기 MRI 촬영 장치에서 얻어지는 MRI 신호값을 보정하기 위해 사용되는 표준편차 값이다. 상기 합동표준편차는 상기 MRI 장치에 종속적이지 않으며, 임의의 MRI 장치에서 얻어진 신호값의 분포에 적용될 수 있는 값이다. 상기 합동표준편차는 공지된 데이터를 활용하여 얻어진 것일 수 있다.

상기 측정 데이터는 피검자의 신체조직에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 데이터이다. 다시 말하면, 상기 측정 데이터는 상기 피검자의 신체조직을 MRI 촬영하여 얻은 MRI 신호값을 포함한다. 상기 측정 데이터는 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 픽셀 별 MRI 신호값을 포함할 수 있다.

한편, 상기 MRI 신호값은 네이티브 T1 데이터, 포스트 T1 데이터 및 T2 데이터 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 상기 기준 데이터와 측정 데이터는 픽셀 별로 얻어지는 네이티브 T1 데이터, 포스트 T1 데이터, T2 데이터 중 하나 이상의 데이터로 이루어질 수 있다.

이때, 여기서의 T1값은 회전하는 양성자가 MRI 장치 내에 형성된 자기장에 의해 정렬된 상태에서 RF 펄스에 의해 반전된 후 상기 자기장에 대해 재정렬하는 데 걸리는 시간을 의미한다. 더욱 상세하게, T1 값은 자기장 내에 양성자가 정렬된 상태에서 RF 펄스가 주입되어 양성자의 정렬이 반전된 후 자화(magnetization)의 종축 방향(Z축) 성분이 양성자 초기 정렬 상태에서의 최대 자화 값의 63%에 도달하기까지의 소요 시간으로 정의될 수 있다.

네이티브 T1 데이터는 별도의 조영제를 투입하지 않은 상태에서 얻어지는 T1 데이터이고, 포스트 T1 데이터는 조영제를 투입한 상태에서 얻어지는 T1 데이터로 정의될 수 있다.

여기서의 조영제는 가돌리늄 기반의 조영제(GBCA, Gadolinium-based contrast agent)가 사용될 수 있다.

T2 값은, 양성자가 MRI 장치 내에 형성된 자기장에 의해 종축으로 자화되어 정렬된 상태에서 RF 펄스에 의해 횡방향(xy평면)으로 자화된 후 상기 RF 펄스가 사라진 후 자화의 횡방향 성분이 사라지는 데 걸리는 시간을 의미한다. 더욱 상세하게, T2 값은 자기장 내에 양성자가 정렬된 상태에서 RF 펄스가 주입되어 양성자의 정렬이 횡방향으로 반전된 후 RF 펄스가 사라진 후 자화의 횡방향 성분이 RF펄스가 주입된 상태에서의 최대 자화 값의 37%에 도달하기까지의 소요 시간으로 정의될 수 있다.

프로세서(120)는 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 상기 합동표준편차 및 상기 측정 데이터 간의 상관 관계에 근거하여 상기 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값을 표준화된 MRI 신호값으로 변환한다.

상기 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값에 대한 변환은 표준정규분포(Standard Normal Distribution) 곡선을 활용한 표준화된 값(z-score)을 산출하는 방식으로 이루어질 수 있다.

더욱 상세하게, 프로세서(120)는 하기의 (식 1)에 근거하여 픽셀 별로 표준화된 MRI 신호값을 산출할 수 있다.

(식 1)

(z_score_pi: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수),

: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수),

: 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균,

: 합동표준편차값)

도 2는 심장 근육 내 병변이 있는 피검자의 심장의 일부를 촬영한 MRI 이미지를 간략하게 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 심장(10)은 심근(11)과, 심근(11)의 내부에 형성된 심실(12)을 포함한다. 심실(12)에는 혈액이 저장될 수 있다. 이때, 심근(11)에 병변(13)이 존재할 수 있다.

조영제의 투입시 가돌리늄 기반 조영제가 정상 심근(11)보다 심근 내 병변(13)에 더 오래 머문다. 그러므로 조영제 투입 후 소정 시간이 경과하여 정상 심근(11)의 조영제는 배출되고, 병변(13)에는 조영제가 남아 있는 시점에 얻어진 MRI 데이터에서 정상 심근(11)에 대한 MRI 신호와 병변(13)에 대한 MRI 신호는 강도의 차이를 가진다.

이러한 정상 조직과 병변 조직 간의 MRI 신호값의 차이를 통해 피검자의 신체 조직에 병변의 유무를 판단할 수 있게 된다.

MRI 촬영 후 생성되는 MRI 이미지는 각 픽셀 영역이 MRI 신호의 강도의 차이에 따라 서로 다른 색으로 표시될 수 있다. 이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 병변(13)이 존재하는 영역에 해당하는 픽셀들이 별도의 색으로 표시될 수 있다.

사용자는 이러한 정보를 토대로 피검자의 신체 조직 내의 병변(13) 발생 여부를 판단할 수 있다.

그러나 같은 피검자를 대상으로 MRI 촬영을 하는 경우에도 MRI 촬영 기기나 장소, 시간에 따라 MRI 신호값이 다르게 측정될 수 있다. 이로 인해 같은 피검자를 대상으로 MRI 촬영을 하더라도 병변(13)에 대해 서로 다른 신호값이 검출되고 이에 따라 서로 다른 MRI 이미지가 생성될 수 있다.

예를 들면, 특정 MRI 장치에서 얻어진 피검자에 대한 측정 데이터의 병변(13) 영역의 MRI 신호값과, 다른 MRI 장치에서 동일한 피검자에 대해 얻어진 측정 데이터의 병변(13) 영역의 MRI 신호값은 서로 다르게 나타날 수 있다. 이로 인하여 검사자는 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값 및 이에 근거하여 생성된 MRI 이미지를 통해 병변(13)의 존재 여부를 객관적으로 진단하기 어려운 실정이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)에 의하면 특정 MRI 장치에서 얻어진 피검자의 측정 데이터의 병변(13) 영역에서의 MRI 신호값과 다른 MRI 장치에서 동일한 피검자에 대해 얻어진 측정 데이터의 병변(13) 영역에서의 MRI 신호값이 모두 표준화되어 동일한 신호값으로 변환될 수 있다. 이에 따라 검사자는 MRI 장치 별 특성과 무관하게 객관적인 기준에 따라 특정 크기 범위 내의 MRI 신호값은 병변(13)을 의미하는 것으로 진단할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 정상 생체 조직과 병변이 발생한 조직으로부터 검출되는 MRI 신호값을 표준화한 결과값인, 상기 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)에 근거하여 표준화된 MRI 이미지를 생성할 수 있다.

프로세서(120)는 상기 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)을 미리 설정된 기준값에 따라 MRI 영상의 각 픽셀 별로 서로 다른 색으로 표시할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 촬영 환경의 영향을 제거하여 통일된 기준에 따라 표준화된 MRI이미지를 제공할 수 있다. 그 결과 검사자는 병변의 유무를 객관적 기준에 따라 정확하게 판단할 수 있다.

프로세서(120)는 상기 표준화된 MRI 신호값을 미리 설정된 기준에 따라 시각화한 이미지를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다. 표준화된 MRI 신호값을 미리 설정된 기준에 따라 시각적으로 표시하는 방식에는 픽셀 자체를 수치에 따라 특정한 색으로 표시하는 방식뿐만 아니라 특정 픽셀의 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)이 기재되는 방식, 두 가지 방식을 모두 채택하는 방식이 포함될 수 있다.

표준화된 MRI 신호값이 병변으로 진단될 수 있는 수치는 T1, T2와 같은 MRI 신호값의 종류에 따라 달라질 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 MRI 데이터에서 상기 정규화된 MRI 신호가 특정한 기준 값 이상으로 나타나는 부분을 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.

MRI 신호값의 표준화가 이루어지지 않은 경우에는 MRI 장치 또는 촬영 환경에 따라 동일한 신체 조직에 대해 MRI 영상 신호값이 서로 다른 값으로 검출될 수 있다. 보다 상세하게는, 동일한 피검자에 대해 MRI 영상 촬영을 실시하는 경우, 같은 조직을 촬영한 경우에도 특정 기기에서는 제 1 범위의 MRI 영상 신호값이 검출될 수 있지만 다른 기기에서는 상기 제 1 범위와 상이한 제 2 범위에 해당하는 MRI 영상 신호값이 검출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)에 의해 산출되는 상기 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)은 MRI 촬영 기기에 따른 MRI 신호값의 차이를 표준화한 값이다. 따라서 이를 활용할 경우 MRI 촬영 기기에 구애받지 않고 사용자에게 획일화된 병변의 진단 기준을 제공할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 피검자의 심장의 일부를 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치를 통해 도식화한 상태를 나타낸 도면이다. 도 4는 피검자의 심장 근육의 각 구역을 구획하여 이미지를 생성하는 방식을 간략하게 나타낸 도면이다.

상기 (식 1)에서 산출된, 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)은 MRI 이미지의 픽셀 별로 다른 값을 가지므로 이를 병변의 진단에 용이하게 사용할 수 있도록 도식화하는 작업이 요구될 수 있다.

도식화 작업을 수행하기 위해, 프로세서(120)는 피검자의 신체 조직에 대한 MRI 이미지를 복수 개의 영역(20)으로 나눌 수 있다.

구획된 영역 내에 병변의 존재 여부는 MRI 이미지의 해당 구역 내의 피검자의 신체조직에 대한 각 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)의 평균값(z_score_mean)에 따라 판단될 수 있다.

프로세서(120)는 해당 구역 내의 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 픽셀 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값(z_score_mean)을 하기 (식 2)에 따라 산출할 수 있다.

(식 2)

(z_score_mean: 임의의 구역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값, z_score_pi: 상기 임의의 구역 내 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(n_s ≤ i ≤ n_e, n_s는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 첫 번째 픽셀의 번호, n_e는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 마지막 픽셀의 번호), n_pixel: 상기 임의의 구역 내 픽셀 개수)

도 2 및 도 3을 참조하면, 프로세서(120)는 도 2에 도시된 피검자의 심장(10)에 대한 MRI 이미지를 단일한 직경을 가지는 고리 형태의 영역(20)으로 나타낼 수 있다.

도3에 도시된 바와 같이, 고리 형태의 영역(20)은 각도에 따라 여러 개의 영역(21 내지 26)으로 구획될 수 있는데, 이는 도 2에 도시된 피검자의 심장(10)에 대한 MRI 이미지를 각도에 따라 나누어 구획한 것이다.

도 2에 도시된 피검자의 심장(10)은 도 2에서 보았을 때 심근(11)의 우측 하단 부분에 병변(13)이 존재하는데, 이와 마찬가지로 프로세서(120)는 도3에 도시된 고리 형태의 영역(20) 중 우측 하단에 위치하는 영역(23)에는 해당 영역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값(z_score_mean)이 미리 설정된 기준 값을 벗어난다는 정보를 시각적으로 표시할 수 있다.

표준화된 MRI 신호값의 평균값(z_score_mean)이 미리 설정된 기준 값을 벗어남을 시각적으로 표시되는 방식에는 영역 자체를 특정한 색으로 표시하는 방식이 고려될 수 있다. 뿐만 아니라 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 픽셀 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값이 기재되는 방식과, 앞의 두 가지 방식을 모두 채택하는 방식이 포함될 수 있다.

각 영역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값(z_score_mean)을 시각적으로 표시하는 방식은 다양하게 구비될 수 있다. 그러므로 위에서 설명한 예에 의해 방식이 한정되는 것은 아니다.

도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 심장의 일부가 도3과 같이 일정한 구역으로 나누어 도식화된 것처럼, 피검자의 심장 조직(200) 중 서로 상이한 수평면 상에 배치되는 심장 조직의 각 부분이 배치되는 수평면(210, 220, 230)이 서로 다른 직경을 가지는 고리 형태의 영역(212, 222, 232)으로 구획되어 동심원을 이루는 형태로 도식화될 수 있다.

이 경우 사용자가 직관적으로 도식화된 데이터를 이해하고 진단할 수 있도록 심장 조직의 각 부분이 배치되는 수평면(210, 220, 230)의 높이에 따라 고리 형태로 도식화된 각 영역(212, 222, 232)이 이루는 직경의 길이를 순서대로 배치할 수 있다.

또한, 도 4에는 도시되지 않았으나 심장 조직의 단면을 나타낸 수평면 중 일단(상단 또는 하단)에 위치한 수평면에 해당하는 부분은 고리 형태로 도식화된 각 영역들이 이루는 동심원의 중심부에 위치하는 원형 영역에 도식화되는 것도 가능하다.

표준화된 MRI 신호값이 병변으로 진단될 수 있는 수치는 T1, T2와 같은 MRI 신호값의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 프로세서(120)는 MRI 데이터에서 상기 정규화된 MRI 신호가 특정한 기준 값 이상으로 나타나는 부분을 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.

이때, 상기 기준 값은 MRI 장치, 촬영 환경 등에 따라 적절하게 결정될 수 있다.

이때, 상기 기준 값은 저장 매체(110)에 저장될 수 있다. 다시 말하면, 상기 기준 값은 사전에 설정되어 저장 매체(110)에 저장될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 저장 매체(110)는 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 기준 데이터를 저장할 수 있다. 이때, 기준 데이터는 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 신호값 외에 다른 물질에 대한 상기 MRI 장치의 신호값을 포함할 수 있다.

이 경우, 프로세서(120)는 상기 기준 데이터 중 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 신호가 검출되는 영역인 ROI(Region Of Interest)를 구별해내어 평균값을 산출할 수 있다. 이때, 기준 데이터에서 ROI를 선별하는 과정은 기준 데이터에 근거하여 생성된 MRI 이미지를 분석하여 이루어질 수 있다.

예를 들면, 상기 ROI를 구별하여 기준 데이터를 선별하는 과정은 딥러닝 방식으로 학습된 AI 또는 사용자가 미리 작성한 알고리즘에 따른 프로그램에 의해 이루어질 수도 있다.

프로세서(120)는 기준 데이터의 ROI에 해당하는 영역에서의 MRI 신호값의 평균을 하기의 (식 3)에 근거하여 산출할 수 있다.

(식 3)

(

: 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균,

: 기준 데이터 중 생체유사물질에 해당하는 i번째 픽셀에 대한 MRI 신호값(1 ≤ i ≤

),

: 기준 데이터 중 생체유사물질에 해당하는 픽셀의 개수)

상기 (식 3)에 따라 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균(

)이 산출되면, 저장 매체(110)에 저장된 측정 데이터와 합동표준편차를 이용하여 상기 (식 1)에 따라 측정 데이터에 근거하여 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 전체 N개의 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)을 산출할 수 있다.

프로세서(120)는 컴퓨터 내에서 연산 및 제어를 수행하는 하드웨어 유닛이 될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(120)는 적어도 하나 이상의 ALU(Arithmetic Logic Unit)와 처리 레지스터(Register)를 포함할 수 있다.

통신 모듈(130)은 상기 측정 데이터를 단말기로부터 수신하고 표준화된 MRI 신호값을 단말기로 송신하기 위한 역할을 담당하는 본 발명의 구성요소이다.

통신 모듈(130)은 상기 단말기로부터 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균을 전송받을 수 있다. 즉, 상기 단말기는 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균 및 상기 합동표준편차를 송신하고, 통신 모듈(130)은 이를 수신할 수 있다.

또한, 통신 모듈(130)은 상기 단말기로부터 상기 기준 데이터를 수신할 수도 있다. 이 경우 프로세서(120)는 통신 모듈(130)이 수신한 기준 데이터를 활용하여 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균을 산출할 수 있다.

또한, 통신 모듈(130)은 임의의 단말기로부터 상기 합동표준편차를 전송받을 수도 있다. 이때, 임의의 단말기는 상기 단말기가 될 수도 있다.

한편, 상기 합동표준편차가 상기 저장매체(110)에 직접 입력되어 저장된 경우 통신 모듈(130)은 상기 합동표준편차를 전송받지 않을 수도 있다.

통신 모듈(130)과 통신하기 위한 상기 단말기는 상기 MRI장치가 될 수 있다. 또한, 상기 단말기는 상기 MRI 장치와 연결된 PC, 모바일 기기, PDA 및 그 외 통신 기능을 지원하는 임의의 장치가 될 수 있다.

통신 모듈(130)이 상기 단말기로부터 수신할 수 있는 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 합동표준편차 및 상기 측정 데이터는 상기 저장 매체(110)에 저장될 수 있다.

통신 모듈(130)은 프로세서(120)에 의해 산출된 표준화된 MRI 신호값을 상기 단말기로 송신할 수 있다. 또한, 통신 모듈(130)은 프로세서(120)에 의해 이미지화 되거나 도식화된 정보를 상기 단말기로 송신할 수 있다.

도 2 내지 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)가 적용되는 대상 신체 조직을 심장 조직으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호값 표준화 장치의 적용 대상이 되는 신체 조직이 심장 조직으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 심장 조직뿐만 아니라 MRI 촬영의 대상이 되는 신체 모든 조직에 적용될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값의 제공 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호값의 표준화 및 표준화된 MRI 신호값을 제공하는 방법의 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 신호값의 표준화 및 표준화된 MRI 신호값의 제공 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치에 의해 수행될 수 있다.

먼저, 저장 매체(110)가 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균 및 상기 합동표준편차(Pooled standard deviation)를 저장한다(S110).

본 발명의 일 실시예에서, 상기 생체유사물질은 기준 신체조직에 상응하는 MRI 신호가 검출되는 물질을 의미한다. 다시 말하면, 상기 생체유사물질의 MRI 신호값은 상기 기준 신체조직의 MRI 신호값에 상응한다.

이때, 상기 기준 신체조직은 정상 상태의 특정 신체 조직이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 신체조직은 정상 심근 조직이 될 수 있다. 이와 달리 상기 기준 신체조직은 병변이 있는 상태의 특정 신체 조직이 될 수도 있다.

상기 합동표준편차는 상기 MRI 촬영 장치에서 얻어지는 MRI 신호값을 보정하기 위해 사용되는 표준편차 값이다. 상기 합동표준편차는 상기 MRI 장치에 종속적이지 않으며, 임의의 MRI 장치에서 얻어진 신호값의 분포에 적용될 수 있는 값이다. 상기 합동표준편차는 공지된 데이터를 활용하여 얻어진 것일 수 있다.

상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균은 상기 MRI 장치를 통해 얻어진 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 각 픽셀별 MRI 신호값의 평균을 의미할 수 있다. 더욱 상세하게, 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균은 상기 MRI 장치를 통해 얻어진 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 각 픽셀별 MRI 신호값의 합을 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 픽셀의 개수로 나누어 얻어질 수 있다.

저장 매체(110)는 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 기준 데이터를 저장할 수 있다. 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균은 상기 기준 데이터로부터 얻어진 것일 수 있다.

이 경우, 목표하는 신체 조직에 대해 정확한 결과값을 얻기 위해 상기 기준 데이터 중 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호가 검출되는 영역인 ROI(Region Of Interest)를 구별해내어 MRI 신호값을 표준화하는 과정에서 사용할 수 있다.

프로세서(120)는 기준 데이터의 ROI에 해당하는 영역에서의 MRI 신호값의 평균을 하기의 (식 3)에 근거하여 산출할 수 있다.

(식 3)

(

: 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균,

: 기준 데이터 중 생체유사물질에 해당하는 i번째 픽셀에 대한 MRI 신호값(1 ≤ i ≤

),

: 기준 데이터 중 생체유사물질에 해당하는 픽셀의 개수)

상기 (식 3)에 따라 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균(

)이 산출되면, 저장 매체(110)는 이를 저장한다.

저장 매체(110)가 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균 및 상기 합동표준편차를 저장하는 단계(S110)는 통신 모듈(130)이 단말기로부터 해당 데이터를 전송받아 저장 매체(110)가 이를 저장함으로써 행해질 수 있고, 별도의 통신 없이 사용자가 직접 생체유사물질을 촬영한 기준 데이터를 저장 매체(110)에 입력함으로써 이루어질 수도 있다.

다음으로, 통신 모듈(130)이 피검자의 신체조직에 대한 측정 데이터를 단말기로부터 수신한다(S120). 이후, 저장 매체(110)가 상기 측정 데이터를 저장한다(S130).

상기 측정 데이터는 진단의 대상이 되는 피검자의 신체조직을 상기 MRI 촬영하여 얻은 MRI 신호값을 포함하는 데이터이다.

상기 기준 데이터와 측정 데이터는 픽셀 별로 얻어지는 네이티브 T1 데이터, 포스트 T1 데이터, T2 데이터 중 하나 이상의 데이터로 이루어질 수 있다.

다음으로, 프로세서(120)가 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 합동표준편차, 측정 데이터 사이의 상관 관계에 근거하여 상기 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값을 표준화된 MRI 신호값으로 변환한다(S140). 다시 말하면, 프로세서(120)가 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값의 평균, 합동표준편차, 측정 데이터 사이의 상관 관계에 근거하여 픽셀 별로 피검자의 신체 조직에 대한 MRI 이미지의 표준화된 신호값을 산출하는 연산을 수행한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 정상 생체 조직과 병변이 발생한 조직으로부터 검출되는 MRI 신호값을 표준화하여 병변 유무를 정확하게 판단할 수 있게 해준다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)의 프로세서(120)는 하기의 (식 1)에 근거하여 표준정규분포(Standard Normal Distribution) 곡선을 활용한 표준화된 값(z-score)을 산출하는 방식으로 측정 데이터를 변환할 수 있다.

(식 1)

(z_score_pi: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수),

: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수),

: 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균,

: 합동표준편차값)

다음으로, 통신 모듈(130)이 상기 표준화된 MRI 신호값을 상기 단말기로 송신할 수 있다(S150). 통신 모듈(130)에 의해 전송된 상기 표준화된 MRI 신호값은 상기 단말기에 의해 수신되고, 상기 MRI 장치의 이미지 생성 등에 활용될 수 있다.

한편, 상기 표준화된 MRI 신호값의 송신과는 별개로, 프로세서(120)는 상기 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)에 따른 MRI 이미지를 생성할 수 있다(S160a). 더욱 상세하게, 프로세서(120)는 상기 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)에 따라 각 픽셀 별로 다른 색으로 표시되는 MRI 이미지를 생성할 수 있다.

이때, 상기 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)은 미리 설정된 기준 범위에 따른 색으로 표시될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 촬영 환경의 영향을 제거하여 통일된 기준에 따라 MRI 이미지를 생성할 수 있다.

상기 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)은 MRI 촬영 기기에 따른 MRI 신호값의 차이를 표준화한 값이므로 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 해당 값의 산출을 통해 MRI 촬영 기기에 구애받지 않고 사용자에게 획일화된 병변의 진단 기준을 제공할 수 있다.

통신 모듈(130)은 상기 표준화된 MRI 신호값에 따라 생성된 MRI 이미지를 상기 단말기로 전송할 수 있다(S160b). 상기 표준화된 MRI 신호값에 따라 생성된 MRI 이미지는 표준화된 MRI 이미지로 정의할 수 있다.

상기 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)은 MRI 촬영 기기에 따른 MRI 신호값의 차이를 표준화한 값이므로 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치(100)는 해당 값의 산출을 통해 MRI 촬영 기기에 구애받지 않고 사용자에게 획일화된 병변의 진단 기준을 제공할 수 있다.

표준화된 MRI 신호값이 병변으로 진단될 수 있는 수치는 T1, T2와 같은 MRI 신호값의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치는 MRI 데이터에서 상기 정규화된 MRI 신호가 특정한 기준 값 이상으로 나타나는 부분을 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.

상기 표준화된 MRI 신호값의 송신 및 상기 표준화된 MRI 이미지 전송과는 별개로, 프로세서(120)가 픽셀 별 MRI 신호값을 표준화하는 단계(S140) 이후, 프로세서(120)는 피검자의 신체 조직에 대한 이미지를 복수 개의 구역으로 분획할 수 있다(S170a).

상기 (식 1)에서 산출된, 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)은 MRI 이미지의 픽셀 별로 다른 값을 가지므로 이를 병변의 진단에 용이하게 사용할 수 있도록 도식화하는 작업이 요구될 수 있다. 프로세서(120)는 도식화 작업을 위해 피검자의 신체 조직에 대한 MRI 이미지를 복수 개의 영역(20)으로 나눌 수 있다.

프로세서(120)는 피검자의 신체 조직에 대한 특정 수평면 상의 MRI 이미지를 단일한 직경을 가지는 고리 형태의 영역(20)으로 나타낼 수 있다. 이러한 고리 형태의 영역(20)은 각도에 따라 여러 개의 영역(21 내지 26)으로 구획될 수 있다.

프로세서(120)는 이러한 방식에 따라 피검자의 신체 조직에 대한 서로 다른 수평면(210, 220, 230) 상의 MRI 이미지를 각각 서로 다른 직경을 가지는 고리 형태의 영역(212, 222, 232)으로 나타낼 수 있다. 이러한 고리 형태의 영역(212, 222, 232)은 마찬가지로 각도에 따라 여러 개의 영역으로 구획될 수 있다.

프로세서(120)에 의해 분획된 서로 다른 직경을 가지는 고리 형태의 영역(212, 222, 232)들은 동일한 중심을 형성하는 동심원 형태로 배치될 수 있다.

이 경우 사용자가 직관적으로 도식화된 데이터를 이해하고 진단할 수 있도록 신체 조직의 각 부분이 배치되는 수평면(210, 220, 230)의 높이에 따라 고리 형태로 도식화된 각 영역(212, 222, 232)이 이루는 직경의 길이를 순서대로 배치할 수 있다.

또한 신체 조직의 각 부분이 배치되는 수평면 중 일단(상단 또는 하단)에 위치한 수평면에 해당하는 부분은 고리 형태로 도식화된 각 영역들이 이루는 동심원의 중심부에 위치하는 원형 영역에 도식화되는 것도 가능하다.

다음으로, 프로세서(120)는 구역 내 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 나타내는 이미지를 생성한다(S170b).

앞서 구획된 영역 내의 병변의 존재 여부는 MRI 이미지의 해당 구역 내의 피검자의 신체조직에 대한 각 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)의 평균값에 따라 판단될 수 있다.

해당 구역 내의 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(z_score_pi)의 평균값은 하기 (식 2)에 따라 프로세서(120)에 의해 산출될 수 있다.

(식 2)

(z_score_mean: 임의의 구역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값, z_score_pi: 상기 임의의 구역 내 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(n_s ≤ i ≤ n_e, n_s는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 첫 번째 픽셀의 번호, n_e는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 마지막 픽셀의 번호), n_pixel: 상기 임의의 구역 내 픽셀 개수)

프로세서(120)는 상기 구역 내 표준화된 MRI 신호값의 평균값이 미리 설정된 기준 값을 벗어나는 값으로 나타나는 영역을 시각적으로 표시한 이미지를 생성한다.

표준화된 MRI 신호값의 평균값이 미리 설정된 기준 값을 벗어남을 시각적으로 표시되는 방식에는 영역 자체를 특정한 색으로 표시하는 방식뿐만 아니라 특정 영역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값(z_score_mean)이 기재되는 방식, 두 가지 방식을 모두 채택하는 방식이 포함될 수 있다.

각 영역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 시각적으로 표시하는 방식은 다양하게 구비될 수 있으므로 반드시 위의 방식으로 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 통신 모듈(130)이 프로세서(120)가 생성한, 각 구역 내 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 나타내는 이미지를 상기 단말기로 송신할 수 있다(S170c).

이때, 프로세서(120)가 생성한, 각 구역 내 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 나타내는 이미지 외에도, 상기 표준화된 MRI 신호값에 따라 생성된 MRI 이미지 및 상기 표준화된 MRI 신호값도 통신 모듈(130)에 의해 단말기 측으로 함께 송신될 수 있다.

사용자는 통신 모듈(130)로부터 수신한 정보를 통해 획일화된 기준에 따라 환자의 신체조직에 병변이 존재하는지 여부를 진단할 수 있다.

표준화된 MRI 신호값이 병변으로 진단될 수 있는 수치는 T1, T2와 같은 MRI 신호값의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 표준화된 MRI 신호값 제공 장치는 MRI 데이터에서 상기 정규화된 MRI 신호가 특정한 기준 값 이상으로 나타나는 부분을 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.

이때, 상기 기준 값은 MRI 장치, 촬영 환경 등에 따라 적절하게 결정될 수 있다.

이때, 상기 기준 값은 저장 매체(110)에 저장될 수 있다. 다시 말하면, 상기 기준 값은 사전에 설정되어 저장 매체(110)에 저장될 수 있다.

기존 MRI 촬영 및 진단 방식에 따르면, 각각의 MRI 촬영 장치와 장소, 촬영 시기에 따라 동일한 피검자를 대상으로 MRI 촬영을 수행하여도 서로 다른 신호값이 검출되었다.

이에 따라 병변의 존부를 진단하는 과정을 진단자에 감에 의지하거나 정확도를 신뢰하기 어려운 경우가 있었고, 기관마다 병변의 진단 기준이 되는 MRI 신호값을 다르게 설정하여 이러한 문제에 대응해왔다. 이에 따라 MRI영상의 촬영 데이터를 충분히 얻지 못하는 기관에서는 촬영된 MRI 신호값을 해석하여 병변의 진단하는 과정에서 정확성을 담보하기 더욱 어려워지는 문제도 있었다.

그러나 본 발명에 의할 경우 기기의 종류나 장소, 촬영 시기에 관계없이 MRI 촬영을 수행하여 얻은 신호값을 표준화한 값이 자동적으로 산출된다. 또한, 본 발명에 의할 경우 표준화된 MRI 신호값을 도식화하여 병변이 발생한 부위를 사용자가 용이하게 파악하고 진단할 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 의할 경우 사용자가 촬영 환경의 문제에 구애받지 않고 일정한 기준에 따라 객관적 수치 또는 시각적 현시에 근거하여 용이하게 병변 여부를 파악할 수 있게 되며 이를 통해 병변의 판단이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100: MRI 처리 장치
110: 저장 매체 120: 프로세서
130: 통신 모듈

Claims (13)

1. MRI 장치의 MRI 신호값을 표준화하고 표준화된 상기 MRI 신호값을 제공하기 위한 MRI 신호값 제공 장치로서,
   피검자의 신체조직에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 측정 데이터를 단말기로부터 수신하는 통신 모듈;
   정상 상태의 신체조직에 상응하는 MRI 신호가 검출되는 생체유사물질을 상기 MRI 장치로 촬영하여 검출된 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 각 픽셀별 MRI 신호값의 평균, 상기 측정 데이터, 합동표준편차(pooled standard deviation)를 저장하는 저장 매체; 및
   상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 각 픽셀별 MRI 신호값의 평균, 상기 측정 데이터 및 상기 합동표준편차 간의 상관 관계에 근거하여 상기 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값을 다른 MRI 장치에서 동일한 피검자에 대해 얻어진 측정 데이터의 MRI 신호값과 동일한 신호값으로 변환되도록 표준화된 MRI 신호값으로 변환하는 프로세서;를 포함하며,
   상기 통신 모듈은 상기 표준화된 MRI 신호값을 상기 단말기로 송신하고,
   상기 측정 데이터는 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 픽셀 별 MRI 신호값을 포함하며,
   상기 프로세서는 하기의 (식 1)에 근거하여 픽셀 별로 표준화된 MRI 신호값을 산출하고, 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지를 복수 개의 구역으로 나누고 하기 (식 2)에 근거하여 각 구역 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 산출하여,
   MRI 장치 별 특성과 무관하게 서로 다른 MRI 장치에서 동일한 피검자에 대해 얻어지는 MRI 신호값을 동일한 신호값으로 변환하는, 표준화된 MRI 신호값 제공 장치.
   (식 1)
   
   (z_score_pi: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수), : 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수), : 상기 MRI 장치로 촬영하여 검출된 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균, : 합동표준편차값)
   (식 2)
   
   (z_score_mean: 임의의 구역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값, z_score_pi: 상기 임의의 구역 내 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(n_s ≤ i ≤ n_e, n_s는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 첫 번째 픽셀의 번호, n_e는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 마지막 픽셀의 번호), n_pixel: 상기 임의의 구역 내 픽셀 개수)
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 MRI 신호값은 네이티브(native) T1 데이터, 포스트(post) T1 데이터 및 T2 데이터 중 어느 하나 이상을 포함하는, 표준화된 MRI 신호값 제공 장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로세서는 상기 각 구역 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 각 구역 별로 나타내는 구획 이미지를 생성하는, 표준화된 MRI 신호값 제공 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 구획 이미지는 복수 개의 동심원을 따라 구획되고,
   상기 구획 이미지 상에서 상기 각 구역에 대응되는 피검자의 신체조직은 서로 상이한 수평면 상에 배치되는, 표준화된 MRI 신호값 제공 장치.
   
8. MRI 장치의 MRI 신호값을 표준화하고 표준화된 상기 MRI 신호값을 제공하기 위한 방법으로서,
   저장 매체가 정상 상태의 신체조직에 상응하는 MRI 신호가 검출되는 생체유사물질을 상기 MRI 장치로 촬영하여 검출된 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 각 픽셀별 MRI 신호값의 평균, 합동표준편차(pooled standard deviation)를 저장하는 단계;
   통신 모듈이 단말기로부터 피검자의 신체조직에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값을 포함하는 측정 데이터를 수신하는 단계;
   저장 매체가 상기 측정 데이터를 저장하는 단계;
   프로세서가 상기 생체유사물질에 대한 MRI 이미지의 각 픽셀별 MRI 신호값의 평균, 상기 측정 데이터 및 상기 합동표준편차 간의 상관 관계에 근거하여 상기 측정 데이터에 포함된 MRI 신호값을 다른 MRI 장치에서 동일한 피검자에 대해 얻어진 측정 데이터의 MRI 신호값과 동일한 신호값으로 변환되도록 표준화된 MRI 신호값으로 변환하는 단계; 및
   상기 통신 모듈이 상기 표준화된 MRI 신호값을 상기 단말기로 송신하는 단계;를 포함하되,
   상기 측정 데이터는 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 픽셀 별 MRI 신호값을 포함하며,
   상기 표준화된 MRI 신호값으로 변환하는 단계에서,
   상기 프로세서는 하기의 (식 1)에 근거하여 픽셀 별로 표준화된 MRI 신호값을 산출하고, 상기 MRI 장치에서 생성될 수 있는 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지를 복수 개의 구역으로 나누고 하기 (식 2)에 근거하여 각 구역 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 산출하는 단계를 더 포함하여,
   MRI 장치 별 특성과 무관하게 서로 다른 MRI 장치에서 동일한 피검자에 대해 얻어지는 MRI 신호값을 동일한 신호값으로 변환하는, 표준화된 MRI 신호값 제공 방법.
   (식 1)
   
   (z_score_pi: 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수), : 상기 MRI 장치에서 생성된 피검자의 신체조직에 대한 MRI 이미지의 i번째 픽셀에 대한 MRI 신호값(1 ≤ i ≤ N, N은 상기 MRI 이미지의 픽셀의 개수), : 상기 MRI 장치로 촬영하여 검출된 상기 생체유사물질에 대한 상기 MRI 장치의 MRI 신호값 평균, : 합동표준편차값)
   (식 2)
   
   (z_score_mean: 임의의 구역의 표준화된 MRI 신호값의 평균값, z_score_pi: 상기 임의의 구역 내 i번째 픽셀에 대한 표준화된 MRI 신호값(n_s ≤ i ≤ n_e, n_s는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 첫 번째 픽셀의 번호, n_e는 상기 MRI 이미지의 전체 픽셀 중 상기 임의의 구역 내 마지막 픽셀의 번호), n_pixel: 상기 임의의 구역 내 픽셀 개수)
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 각 구역 별 표준화된 MRI 신호값의 평균값을 각 구역 별로 나타내는 구획 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는, 표준화된 MRI 신호값 제공 방법.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 구획 이미지는 복수 개의 동심원을 따라 구획되고,
    상기 구획 이미지 상에서 상기 각 구역에 대응되는 피검자의 신체조직은 서로 상이한 수평면 상에 배치되는 단계를 더 포함하는, 표준화된 MRI 신호값 제공 방법.

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