KR101620834B1

KR101620834B1 - 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101620834B1
Application number: KR1020150025616A
Authority: KR
Inventors: 서영섭; 이봉주; 윤세원
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-05-23
Anticipated expiration: 2035-02-24

Abstract

본 발명에 따른 전자파인체흡수율을 측정하기 위한 인체모사 팬텀 용기는, 상부 플레이트와 하부 플레이트로 이루어지며, 인체의 상반신 몸통만으로 형성된 토르소(TORSO) 형상이고, 상기 상부 플레이트의 인체의 명치와 대응하는 지점에는 진공밸브가 장착된다.
본 발명에 따른 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치는 인체모사 팬텀 용기와, 상기 인체모사 팬텀 용기의 상부 플레이트와 하부 플레이트의 내부에 설치되는 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서와, 상기 인체모사 팬텀 용기의 내부에 채워지는 팬텀 용액을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법은 팬텀 용기의 내부에 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서를 설치하는 단계와, 상기 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서가 안착된 수용부에 팬텀 용액을 채우는 단계와, 상기 팬텀 용기에 설치된 진공밸브로부터 흡기하여 팬텀의 기포를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치 및 그 방법{SAR MEASURING DEVICE FOR MRI AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MRI 장비로부터 방출되는 전자기파의 SAR값과 인체가 느끼는 온도변화를 정확히 측정할 수 있는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 MR engineering 및 MRI 기술 발전으로 인해 초고자장(≥ 3 T) MRI 장비가 개발되어 고해상도의 의료영상을 제공하지만 자기장의 세기가 올라갈수록 RF 코일에 의한 강한 RF 에너지가 환자 몸에 영향을 줄 수 있다.

MRI 장비에 대한 인체 유해성 연구로서, 영국 표준기관 NPL에서는 2000년부터 MRI SAR 안전사고에 대한 심각성을 인식하고 전기장 측정 프로브를 개발했고, 이를 이용한 3 T MRI 장비에 대한 SAR 측정 연구를 진행 중이며, 또한 독일 표준기관 PTB에서도 고자장에서의 MRI 안전문제의 중요성을 인식하고 MRI SAR에 관한 연구를 진행 중임. 또한 EMRP(European Metrology Research Programme) project을 통해 영국 NPL와 공동연구를 진행하고 있다.

우리나라의 경우에도 한국전자파학회 주관으로 매년 전자기장의 생체영향관한 workshop을 통해 산학연 연구 결과를 공유하고 있지만, MRI SAR에 관한 연구는 미미한 실정이다.

한편, 고해상도의 영상을 나타내기 위해서는 고자장 또는 초고자장이 필요하다. 그런데 자기장의 세기가 올라갈수록 RF(Radio Frequency) 코일에 의한 강한 RF 에너지가 환자의 몸체 축적될 수 있다. 이와 같이 축적된 강한 RF 에너지는 환자의 피부 및 신체 조직의 온도를 상승시켜 열감을 느끼게 하거나 심할 경우 화상을 초래하는 심각한 MRI 안전사고를 초래할 수 있다.

또한, MRI 장비 사용연한에 따른 장비 노후화로 인해 심각한 SAR 안전문제를 초래할 수 있다. 더욱 문제가 되는 것은 MRI영상촬영 시 MRI 장비가 계산해서 리포트하는 SAR값은 부정확하고 실제 환자가 느끼는 SAR값과 차이를 보이고 있다.

공개특허공보 제10-2009-0091897호의 유방암 진단장치를 위한 한국인 표준체형 수치팬텀작성방법

의료영상장치의 전자파 안정에 대한 연구(대한안전경영과학회지, 2010년12월)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, MRI 장비가 계산하고 리포트하는 부정확한 SAR값과 무관한 실제로 인체가 받는 SAR 및 온도 변화 측정 및 평가하기 위한 장치 및 방법을 제공하려는 데 그 목적이 있다.

또한, MRI 장비로부터 방출되는 전자기파의 SAR값과 인체가 느끼는 온도변화를 정확히 측정하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하려는 데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 아울러 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 전자파인체흡수율을 측정하기 위한 인체모사 팬텀 용기는, 상부 플레이트와 하부 플레이트로 이루어지며, 인체의 상반신 몸통만으로 형성된 토르소(TORSO) 형상이고, 상기 상부 플레이트의 지점 - 인체의 명치와 대응하는 지점 - 에는 진공밸브가 장착된다.

또한, 상기 인체모사 팬텀 용기는 ABS(Acrylonitrile-Butadiene Styrene) 플라스틱 재료를 사용하며, 앉은목뒤높이= 67 cm, 가슴둘레= 96.5 cm, 몸통두께= 23.1 cm, 두께= 20 mm의 크기로 형성된다.

본 발명에 따른 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치는 인체모사 팬텀 용기와, 상기 인체모사 팬텀 용기의 상부 플레이트와 하부 플레이트의 내부에 설치되는 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서와, 상기 인체모사 팬텀 용기의 내부에 채워지는 팬텀 용액을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 광섬유 전기장 센서는 인체모사 팬텀의 내측의 명치 지점, 목과 어깨 사이의 지점, 몸통에서 팔이 형성되는 모서리 지점, 다리가 형성되는 모서리 지점에 각각 설치된다.

또한, 상기 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서는 상부 플레이트와 하부 플레이트의 내측에 일정 간격으로 이격되도록 복수 개 설치된다.

또한, 상기 팬텀 용액은 HEC(hydroxy-ethylcellulose) powder= 1351.6 g, 염화나트륨= 67.58 g, deionzed water= 43.6 L를 혼합하여 형성한다.

본 발명에 따른 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법은 팬텀 용기의 내부에 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서를 설치하는 단계와, 상기 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서가 안착된 수용부에 팬텀 용액을 채우는 단계와, 상기 팬텀 용기에 설치된 진공밸브로부터 흡기하여 팬텀의 기포를 제거하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 기포의 제거는 진공밸브에 연결된 진공펌프를 작동시킨 후, 진공밸브를 조금씩 열면서 상기 팬텀용기의 진공 상태를 확인한 다음, 진공밸브를 완전히 개방하여 일정 시간동안 유지하고, 이어서 팬텀용액의 상측에 형성된 거품을 제거한다.

본 발명에 따르면, 의료기관에서 사용 중인 MRI 장비에 대한 SAR 안전성 진단 및 평가 가능하고, 인체가 받는 온도 변화를 검출하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 병원 등과 같은 의료기관에서 사용 중인 MRI 장비에 대한 SAR 안전성을 진단하고 평가할 수 있다.

또한, MRI 장비로부터 방출되는 전자기파의 SAR 값을 정확히 측정하여 인체가 느끼는 온도변화를 정확히 측정함으로써 MRI 스캔이 이루어지는 동안에 안전사고 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인체모사 팬텀 용기를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 MRI SAR 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 인체모사 팬텀의 상부 플레이트(Upper Plate)와 하부 플레이트(Lower Plate)의 내부에 광섬유 전기장 센서(Optic Electrical Field Probe)와 FBG 광센서(FBG Optic Sensor)를 설치한 위치를 나타낸 것이다.
도 4 내지 6은 서로 다른 회사의 MRI장비를 사용하였을 때의 온도 변화값을 나타낸 이미지이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

< 인체모사 팬텀용액 및 진공 가능한 한국인 성인 표준 몸통 팬텀 용기 제작 >

우선, 인체모사 팬텀에 사용되는 용액으로는 HEC powder= 1351.6 g, 염화나트륨= 67.58 g, deionzed water= 43.6 L를 혼합하여 HEC(hydroxy-ethylcellulose) gel을 만들었다. 이와 같이 준비된 HEC gel은 팬텀 용기에 채운다.

이하, 한국인 성인 표준 몸통 팬텀 용기 제작하는 것을 설명하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인체모사 팬텀용기를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 팬텀용기는 ABS(Acrylonitrile-Butadiene Styrene) 플라스틱 재료를 사용하였으며, 앉은목뒤높이= 67 cm, 가슴둘레= 96.5 cm, 몸통두께= 23.1 cm, 두께= 20 mm의 크기로 진공 팬텀 용기를 제작하였다. 이와 같은 팬텀의 크기는 한국인 성인 20세 ~ 69세의 표준 신체 크기를 기준으로 한 것이다. 이와 같은 팬텀용기는 미국재료시험학회(ASTM) F2182-11a의 가이드라인과, 국가참조표준센터(NCSRD)의 한국인 인체치수 데이터를 참조하였다.

팬텀용기는 상부 플레이트와 하부 플레이트로 이루어지며, 인체의 명치부분에 대응되는 부분에는 진공을 위한 밸브가 연결되어 있다. 상부 플레이트와 하부 플레이트에 광섬유 전기장 센서(Optic Electrical Field Probe)와 FBG 광센서(FBG Optic Sensor)를 설치한 후, 상부 플레이트와 하부 플레이트를 결합한 팬텀용기에 준비한 팬텀 용액(HEC gel)을 팬텀 용기에 채운 다음, 팬텀용기 내부를 완전한 밀패한 후 진공을 형성한다. 참고로, 광섬유 전기장 센서(Optic Electrical Field Probe)와 FBG 광센서(FBG Optic Sensor)의 설치위치는 SAR 분포 시뮬레이션 결과에 따라 정하여 진다.

상부 팬텀용기의 상부 플레이트 상부에 형성되어 있는 진공밸브에 진공펌프와 연결하여 팬텀용기 내의 공기를 흡기한다. 이때, 진공펌프를 작동시킨 후 진공밸브를 조금씩 열면서 상기 팬텀용기의 진공 상태를 확인한 다음 진공밸브를 완전히 개방한다. 급격한 진공밸브의 개방은 팬텀용액 표면 가까운 기포만 제거할 수 있으며 밑바닥에 있는 기포는 제거하지 못하는 경우가 발생하기 때문이다.

이와 같은 방법으로 24시간 동안 진공을 형성하고, 팬텀 용액 내부의 기포를 완전히 제거하였다. 이때 팬텀 용기의 외형 변화가 없음을 확인하였다.

< CST Microwave studio를 이용 SAR 분포 시뮬레이션 >

SAR 분포 시뮬레이션을 위해 전자파 수치해석 기법인 FDTD(유한차분시간영역법) 방법을 이용하고, 팬텀용액 내의 전자기장 및 SAR를 계산한다. 이를 위해 3차원 고주파 time domain 전자기장 시뮬레이션 소프트웨어 CST microwave studio를 이용하여 SAR 시뮬레이션 수행하였다. 이 실험에서는 실제 SAR 측정 실험에 사용하는 3 T MRI 장비 및 volume transmit coil에 맞도록 다음과 같은 조건을 설정한다.

- 3 T @ 128 MHz

- 2 channel volume coil (길이= 1 m, 직경= 0.8 m)

- B1= 0.1 μT

이때, 교정 시험을 통해 얻은 HEC gel phantom의 전기적인 특성 및 밀도, 비열을 사용하였다. 한편, 교정시험은 정확한 전자파인체흡수율 측정을 위해서 수행되는데, 교정 소급성(calibration traceability)를 유지하는 측정장치를 사용하여 젤 팬텀의 전기적인 특성, 밀도 및 비열 등 필요한 데이터를 측정하고, 측정된 데이터를 이용해 전자파인체흡수율을 계산한다.

HEC gel phantom의 전기적인 특성 및 밀도, 비열 등에 대한 설정 조건은 다음과 같다.

- electrical conductivity= 0.49 S/m

- dielectric constants(ε´ and ε″)= 78.68/63.39

- magnetic permeability= 1

- heat capacity=0.0151 kJ/K/kg

- density= 1.00805 g/cm³

도 2는 본 발명에 따른 MRI SAR 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 신체 부위의 어깨, 가슴, 복부, 허리, 옆구리, 등, 엉덩이에서 높은 SAR값을 나타내었다. 특히, 피부 근처에서 높은 SAR값을 보이며 몸속으로 들어 갈수록 SAR값이 감소하였다. 이와 같은 시뮬레이션 결과는 기존에 발표된 연구 논문(Ho, JMRI, 14:472-477, 2001; Collins et al., MRM, 65:14701482, 2011)과 일치함을 알 수 있다.

< 자장세기별, MRI 제조사별, sequence별 광섬유 전기장 측정 센서 이용 SAR 측정 >

SAR의 측정은 다음과 같이 계산된다. SAR은 3축의 전기장 스칼라량의 합의 제곱에 비례한다.

여기서, σ= electrical conductivity, ρ= the mass density of HEC gel phantom, E = electric field 이다.

SAR의 측정은 TEM cell을 이용하며, 광섬유 전기장 측정 센서 교정 시험을 통해 보정계수를 구한다.

- input standard E-field= 10, 50, 100 V/m

시뮬레이션 결과를 바탕으로, 도 3과 같이, SAR값이 높은 4 지점에 해당하는 곳에 전기장 측정 센서(Optic Electrical Field Probe)를 위치시킨다.

우선, 전기장 측정한 후 보정계수를 곱하여 실제 전기장을 구하고, 보정된 전기장 세기를 계산식에 대입하여 SAR값을 구한다. 사용된 장비는 3 RF sequences at 1.5 T 및 3 T (T1w TSE, T1w SPIR, T2w TSE)이고, 2-channel volume coil를 transmit coil로 사용하였으며, Torso coil를 receive coil로 사용하였다.

도 3은 인체모사 팬텀의 상부 플레이트(Upper Plate)와 하부 플레이트(Lower Plate)의 내부에 광섬유 전기장 센서(Optic Electrical Field Probe)와 FBG 광센서(FBG Optic Sensor)를 설치한 위치를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 인체모사 팬텀 용기는 상부 플레이트와 하부 플레이트로 이루어져 있고, 상부 플레이트와 하부 플레이트를 상호 대응시켜 결합하면, 마치 목부분, 팔부분, 다리부분이 없는 트루소(torso)와 같은 형상과 같다. 도면을 참조하면, 상부 플레이트와 하부 플레이트의 가장자리에는 나사결합하기 위한 홀이 일정 간격을 따라 복수 개 형성되어 있다.

인체모사 팬텀 용기 내부에는 전자기장을 측정하기 위한 광섬유 전기장 센서(Optic Electrical Field Probe)와 온도 변화를 측정하기 위한 FBG 광센서(FBG Optic Sensor)가 설치된다.

광섬유 전기장 센서(Optic Electrical Field Probe)는 SAR를 측정하기 위한 Probe로서, 프루브 지그(Probe zig)와 SAR probe로 이루어져 있다. 4개의 광섬유 전기장 센서(SAR probe)는 각각 명치 지점에 SAR probe 1, 목과 어깨 사이의 지점에 SAR probe 2, 몸통에서 팔이 형성되는 모서리 지점에 SAR probe 3, 다리가 형성되는 모서리 지점에 SAR probe 4가 인체모사 팬텀의 내측에 각각 설치된다. 인체의 명치 부분을 중심으로 좌측에 설치였지만, 인체의 몸통은 좌우가 대칭이므로 우측에 SAR probe 2~4를 설치할 수 있다.

본 발명에 따른 FBG 광센서(FBG Optic Sensor)는 인체모사 팬텀의 상부 플레이트 내측과 하부 플레이트 내측에 각각 설치된다. 도면에서는 상부 플레이트와 하부 플레이트의 내부를 나타낸 것인데, 상부 플레이트의 내부를 바라다보면, 우측 가장자리 영역에 8개, 좌측 가장자리 영역에 9개, 좌우측 목선을 따라서 몸통의 내측에 10개가 설치된다. 또한 하부 플레이트의 내부를 바라다보면, 우측 가장자리 영역에 8개, 좌측 가장자리 영역에 9개, 좌우측 목선을 따라서 몸통의 내측에 10개가 설치된다.

이어서, 상부 플레이트와 하부 플레이트를 마주하여 결합하면, 상부 플레이트가 하부 플레이트의 상측에서 결합되므로, 상부 플레이트의 좌우측 가장자리 영역은 바뀌게 된다.

한편, 좌우측 목선을 따라서 몸통의 내측에 설치되는 FBG 광센서는 12개가 좌우로 한 쌍으로 하여 맨 위에 형성된 1열로부터 맨 아래 형성된 6열에 모두 형성되어야 하나, 4열에 해당하는 지점에는 FBG 광센서가 설치되어 있지 않다. 이 지점에는 시뮬레이션 결과로부터 온도 변화 및 온도 상승이 나타나지 않아, 설치하지 않았다.

또한 도면을 참조하면 제4열과 제5열 사이 중간 지점에는 Temperature reference probe가 설치된다. 전자파가 인체 내로 흡수될 때 인체의 피부로부터 흡수되면서 몸통의 가운데, 즉 3차원으로 생각할 때 몸통의 중심에서는 전자파인체흡수율이 0(zero)이다. 즉 SAR값이 0(zero)이 되는 기준점 및 기준값을 얻기 위해서 설치한다. 참고로, SAR probes와 FGB sensors의 위치는 상부와 하부 플레이트 표면에 설치되어 있는데, 이 지점들에서 SAR값 및 온도 상승이 가장 큰 부위이다.

이하, 이와 같이 인체모사 팬텀에 광섬유 전기장 센서와 FBG 광센서를 설치한 다음, 앞서 수행한 시뮬레이션 결과와 A사, B사, C사의 MRI장비를 이용한 SAR 측정 결과를 비교한다.

A사 1.5 T MRI장비를 사용했을 때 광섬유 전기장 센서를 이용해 4군데에서 측정한 평균 SAR값과 최대값은 MRI 장비가 계산하고 리포트한 SAR값보다 낮았다. (Table 1 참조)

[Table 1] Comparison of SAR values calculated by 1.5 T MRI system and measured values via optic E-field probes inside the phantom

또한 아래 [Table 2]를 참조하면, B사 3 T MRI장비를 사용했을 때 광섬유 전기장 센서를 이용해 4군데에서 측정한 평균 SAR값과 최대값은 MRI 장비가 계산하고 리포트한 SAR값보다 낮았다.

[Table 2] Comparison of SAR values calculated by 3 T MRI system and measured values via optic E-field probes inside the phantom

그리고 아래 [Table 3]을 참조하면, C사 3 T MRI장비를 사용했을 때, T1w TSE sequence인 경우 전기장 측정 probe 2, 3, 4에서 측정한 평균 SAR값은 MRI 장비가 리포트한 SAR값(<1.5 W/kg)보다 낮지만, 최대 SAR값(=3.25, 3.91, 2.89 W/kg)은 크게 나타났다.

한편, T1w SPIR sequence인 경우, 전기장 측정 probe 2, 3, 4에서 측정한 평균 SAR값(=2.98, 3.46, 2.31 W/kg)은 MRI 장비가 리포트한 SAR값(<1.5 W/kg)보다 높게 나타났다. 최대값(=5.95, 6.33, 4.22 W/kg)은 국제전기기술위원회(IEC)가 규정하는 SAR 한계 값(=4.0 W/kg)보다 높아 안전문제를 초래할 수 있다.

T2w TSE sequence인 경우, 전기장 측정 probe 2, 3, 4에서 측정한 평균 SAR값(=6.83, 7.59, 6.04 W/kg)은 MRI 장비가 리포트한 SAR값(<1.5 W/kg)보다 높을 뿐만 아니라 IEC가 규정하는 SAR 한계 값(=4.0 W/kg)보다 높다. 최대값(=14.79, 15.75, 12.73 W/kg)은 SAR 한계 값보다 3배 이상 큰 경향을 보임으로써 안전사고를 초래할 수 있다.

[Table 3] Comparison of SAR values calculated by 3 T MRI system and measured values via optic E-field probes inside the phantom

< 자장세기별, MRI제조사별, sequence별 FBG광섬유 이용 팬텀용액의 온도변화 측정 >

이어서, FBG(Fiber Bragg Grating) 광섬유 센서 이용하여 팬텀용액의 온도 변화를 측정하였다. FBG 광섬유 센서에는 Bragg's Law에 따라 측정값을 얻는다.

본 발명에 따른 인체모사 팬텀은 2층 덮개 구조를 갖는 팬텀 용기의 내부에 팬텀 용액이 채워져 있다.

55개 FBG 광섬유 온도 센서(27 sensors in each cover lid, 1 sensor located in the center for reference temperature)를 인체모사 팬텀에 설치하였고, 파장대역= 1524.24-1541.44 nm이며, 온도변화는 각각의 센서의 파장 변화 초래(0.01±0.0002nm/℃ with resolution of 0.1℃)

이어서, 55개 센서에서 얻은 온도 변화 측정값을 MATLAB code를 이용 선형보간법으로 팬텀용액의 모든 영역에서의 온도 변화값을 그림으로 변환시켰다. (2 layers: upper, lower으로 구분함)

도 4은 A사 1.5 T MRI장비를 사용하였을 때의 온도 변화값을 나타낸 이미지이다. 도면을 참조하면, A사 1.5 T MRI장비를 사용했을 때 옆구리, 등, 허리, 갈빗대에서 온도 상승을 보이며, 최대 온도 상승은 1.7℃를 보인다.

도 5은 B사 1.5 T MRI장비를 사용하였을 때의 온도 변화값을 나타낸 이미지이다. 도면을 참조하면, B사 3 T MRI장비를 사용했을 때, 어깨, 등, 허리, 아래복부, 갈빗대에서 온도 상승을 보이며 최대 온도 상승은 2.8℃를 보였다.

도 6은 C사 1.5 T MRI장비를 사용하였을 때의 온도 변화값을 나타낸 이미지이다. 도면을 참조하면, C사 3 T MRI장비를 사용했을 때, 목, 어깨, 등, 옆구리, 허리, 아래복부, 갈빗대에서 온도 상승을 보이며 최대 온도 상승은 5.2℃를 보였다. 만약 온도변화가 5℃이상이라면 환자는 충분히 열감을 느낄 수 있고, 환자의 체형이나 체지방량에 따라 더 높은 열감을 느낄 수 있는 안전문제가 발생할 수 있다. 실제 병원에서 MRI촬영 시 어떤 환자의 경우는 어깨, 옆구리, 허리, 복부, 및 등에서 피부 온도 상승을 경험한 경우와 일치함을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

100 : 팬텀용기
110 : 상부 플레이트
120 : 하부 플레이트

Claims

상부 플레이트와 하부 플레이트로 이루어지며, 인체의 상반신 몸통만으로 형성된 토르소(TORSO) 형상이고, 상기 상부 플레이트의 지점 - 인체의 명치와 대응하는 지점 - 에는 진공밸브가 장착되는 인체모사 팬텀 용기와,
상기 인체모사 팬텀 용기의 상부 플레이트와 하부 플레이트의 내부에 설치되는 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서와,
상기 인체모사 팬텀 용기의 내부에 채워지는 팬텀 용액을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 인체모사 팬텀 용기는
ABS(Acrylonitrile-Butadiene Styrene) 플라스틱 재료를 사용하며, 앉은목뒤높이=67 cm, 가슴둘레= 96.5 cm, 몸통두께= 23.1 cm, 두께= 20 mm의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 광섬유 전기장 센서는
인체모사 팬텀의 내측의 명치 지점, 목과 어깨 사이의 지점, 몸통에서 팔이 형성되는 모서리 지점, 다리가 형성되는 모서리 지점에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서는
상부 플레이트와 하부 플레이트의 내측에 일정 간격으로 이격되도록 복수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 팬텀 용액은
HEC(hydroxy-ethylcellulose) powder= 1351.6 g, 염화나트륨= 67.58 g, deionzed water= 43.6 L를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치.
청구항 1 내지 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자파인체흡수율은 하기 수식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율 측정장치.

여기서, σ= electrical conductivity, ρ= the mass density of HEC gel phantom, E= electric field 이다.
인체모사 팬텀 용기의 내부에 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서를 설치하는 단계와,
상기 광섬유 전기장 센서 및 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서가 안착된 수용부에 팬텀 용액을 채우는 단계와,
상기 팬텀 용기에 설치된 진공밸브로부터 흡기하여 팬텀의 기포를 제거하는 단계를 포함하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 기포의 제거는 진공밸브에 연결된 진공펌프를 작동시킨 후, 진공밸브를 조금씩 열면서 상기 팬텀용기의 진공 상태를 확인한 다음, 진공밸브를 완전히 개방하여 일정 시간동안 유지하고, 이어서 팬텀용액의 상측에 형성된 거품을 제거하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 전자파인체흡수율은 하기 수식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법.

여기서, σ= electrical conductivity, ρ= the mass density of HEC gel phantom, E= electric field 이다.
청구항 8에 있어서,
상기 인체모사 팬텀 용기는 상부 플레이트와 하부 플레이트로 이루어지며, 인체의 상반신 몸통만으로 형성된 토르소(TORSO) 형상이고, 상기 상부 플레이트의 지점 - 인체의 명치와 대응하는 지점 - 에는 진공밸브가 장착되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 인체모사 팬텀 용기는 ABS(Acrylonitrile-Butadiene Styrene) 플라스틱 재료를 사용하며, 앉은목뒤높이= 67 cm, 가슴둘레= 96.5 cm, 몸통두께= 23.1 cm, 두께= 20 mm의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 광섬유 전기장 센서는
인체모사 팬텀의 내측의 명치 지점, 목과 어깨 사이의 지점, 몸통에서 팔이 형성되는 모서리 지점, 다리가 형성되는 모서리 지점에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 FBG(Fiber Bragg Grating) 광센서는
상부 플레이트와 하부 플레이트의 내측에 일정 간격으로 이격되도록 복수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 팬텀 용액은
HEC(hydroxy-ethylcellulose) powder= 1351.6 g, 염화나트륨= 67.58 g, deionzed water= 43.6 L를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기공명영상장치의 전자파인체흡수율을 측정하는 방법.