KR20010098813A - Ｒｆ 코일 및 자기 공명 촬상 시스템 - Google Patents
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Abstract
자계의 세기를 균일화하기가 용이한 RF 코일을 구현하기 위한 관점에서, 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스(linear current pass)를 포함하는 제 1 전류 경로 그룹(182-186)과, 제 1 전류 패스 그룹에 대해 미러 이미지 관계를 갖도록 위치된 제 2 전류 패스 그룹(182'-186')과, 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 두 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속된 제 3 전류 패스 그룹(192-196')이 RF 코일에 제공된다.
Description
본 발명은 RF 코일(radio frequency coil) 및 자기 공명 이미징 시스템(magnetic resonance imaging system)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 평탄형 RF 코일 및 그러한 RF 코일을 갖는 자기 공명 이미징 시스템에 관한 것이다.
자기 공명 이미징(MRI) 시스템에서, 촬영 또는 이미징될 타겟이 자석 시스템의 내부 구멍, 즉 정적 자계가 형성되는 구멍 또는 공간내로 운반된다. 그래디언트(gradient) 자계 및 고주파 자계가 인가되어 타겟내에 자기 공명 신호를 생성한다. 그 수신된 신호에 근거하여 단층 사진(tomogram)이 생성(재구성)된다.
정적 자계를 생성하기 위해 영구 자석을 이용하는 자석 시스템에서, 서로에 대해 반대인 한 쌍의 영구 자석 근처에 평탄형 RF 코일이 제공되어, 고주파 자계를 인가한다.
예로써, 도 1에 도시된 바와 같은 전류 패스에 대한 패턴을 갖는 평탄형 RF 코일이 이용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, RF 코일은 메인 패스(26) 및 이들 메인 패스를 직렬로 접속하는 리턴 패스(27)의 쌍을 가짐으로써, 그러한 패스를 통해 흐르는 전류의 방향이 동일하게 되도록 한다.
이미징 공간 또는 체적내의 고주파 자계의 강도 분포의 분포를 균일화하기 위해, 각각의 메인 패스는 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 병렬로 접속된 2 개의 전류 패스(26a, 26b, 26a', 26b')를 포함한다. 2 개의 전류 패스(26a, 26b, 26a', 26b')는 그들 사이에 유지되는 사전결정된 간격으로 병렬로 위치된다.
균일하게 또는 적절하게 비례 분포된 전류들은 이들 2 개의 전류 패스(26a 및 26b(26a' 및 26b'))를 통과하므로, 고주파 자계의 강도 분포의 균일화가 달성된다. 전류비는 패스내로 삽입된 캐패시터와 같은 회로 부품들의 값을 선택함으로써 조절된다.
예로써, 도 3에 도시된 바와 같은 다른 기술에서와 같이, 각 메인 패스(26)는 넓은 도체로 형성되며, 고주파 자계는 그곳을 통해 흐르는 분포 전류에 의해 형성된다.
일반적으로 각 회로 부품들은 표준의 관점으로부터 그 공칭값에 대해 허용되는 에러를 갖기 때문에, 2 개의 전류 패스 사이의 전류비는 도 2에 도시된 구성을 갖는 RF 코일에서 에러가 보정되는 동안 정확하게 조절되어야 하므로, 많은 작업 인시(man-hours)가 요구된다. 더욱이, 도 3에 도시된 구성을 갖는 RF 코일내의 넓은 도체내에 그래디언트 자계에 근거한 에디 전류(eddy current)가 흐르기 때문에, 그래디언트 자계 특성이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 자계의 세기를 균일화하기가 용이한 RF 코일 및 그러한 RF 코일을 갖는 자기 공명 이미징 시스템을 구현하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 그래디언트 자계로 인해 발생된 에디 전류가 없는 RF 코일 및 그러한 RF 코일을 갖는 자기 공명 이미징 시스템을 제공하는 것이다.
(1) 상기 문제점을 해결하기 위한, 하나의 특징에 따른 본 발명은, 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를갖는 관계로 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과, 평탄 표면을 따라 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹을 포함하는 RF 코일이다.
이러한 특징에 따른 본 발명에 있어서, 모든 선형 전기 패스는 직렬로 접속되므로, 패스들은 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 통한 전류 방향이 동일하다. 따라서, 모든 선형 전기 패스 또는 메인 패스에 대한 전류는 소정의 조절없이도 서로 동일하게 된다. 따라서, 선형 전기 패스의 공간 배열에 따라 고주파 자계의 균일성이 고유하게 결정된다.
(2) 상기 문제점을 해결하기 위한, 다른 특징에 따른 본 발명은, 제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면을 따라 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면과 평행하고 그 사이에 공간을 갖는 반대되는 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 평행하게 연장하는 제 4 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 4 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류패스를 포함하는 제 5 전류 패스 그룹과, 제 2 평탄 표면을 따라 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 6 전류 패스 그룹을 포함하는 RF 코일이다.
이러한 특징에 따른 본 발명에 있어서, (1)에서 기술된 RF 코일과 동일한 구성을 각각 갖는 2 개의 RF 코일은 그들 사이에 정의된 공간을 가지면서 반대되는 관계로 위치된다. 따라서, 2 개의 RF 코일 사이에 복합 고주파 자계가 형성될 수 있다.
(3) 상기 문제점을 해결하기 위한, 다른 특징에 따른 본 발명은, 제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면을 따라 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면에 인접한 제 3 평탄 표면상에 위치되며 평행면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 7 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 7 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 3 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 8 전류 패스 그룹과, 제 3 평탄 표면을따라 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 9 전류 패스 그룹을 포함하는 RF 코일이다.
이러한 특징에 따른 본 발명에 있어서, (1)에서 기술된 RF 코일과 동일한 구성을 각각 갖는 2 개의 RF 코일은 서로 조합되어 메인 패스들이 서로에 대해 수직이 되도록 한다. 따라서, 직교 시스템에 따른 고주파 자계를 형성할 수 있다.
(4) 상기 문제점을 해결하기 위한, 다른 특징에 따른 본 발명은, 제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면을 따라 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면에 인접한 제 3 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 7 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 7 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 3 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 8 전류 패스 그룹과, 제 3 평탄 표면을 따라 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는제 9 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면과 평행하고 그 사이에 공간을 갖는 반대되는 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 평행하게 연장하는 제 4 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 4 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 5 전류 패스 그룹과, 제 2 평탄 표면을 따라 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 6 전류 패스 그룹과, 제 2 평탄 표면에 인접한 제 4 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 4 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 10 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 10 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 4 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 11 전류 패스 그룹과, 제 4 평탄 표면을 따라 제 10 및 제 11 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 10 및 제 11 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 12 전류 패스 그룹을 포함하는 RF 코일이다.
이러한 특징에 따른 본 발명에 있어서, (3)에서 기술된 RF 코일과 동일한 구성을 각각 갖는 2 개의 직교형 RF 코일은 그들 사이에 정의된 공간을 가지면서 반대되는 관계로 위치된다. 따라서, 그들 사이에 정의된 공간내에 복합 고주파 자계를 형성할 수 있다.
(5) 상기 문제를 해결하기 위한, 다른 특징에 따른 본 발명은, 정적 자계, 그래디언트 자계 및 고주파 자계를 이용하여 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 이미지를 형성하는 자기 공명 이미징 시스템으로서, 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과, 평탄 표면을 따라 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹을 포함하여 고주파 자계를 생성하는 RF 코일을 포함한다.
이러한 특징에 따른 본 발명에 있어서, 고주파 자계의 생성을 위한 RF 코일로서, 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 통한 전류 방향이 동일하게 되도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되며, 모든 선형 전기 패스, 즉 메인 패스를 통해 흐르는 전류가 소정의 조절없이도 동일하게 되는 것이 이용된다. 따라서, 선형 전기 패스의 공간 배열에 따라 고주파 자계의 균일성이 고유하게 결정된다.
(6) 상기 문제를 해결하기 위한, 다른 특징에 따른 본 발명은, 정적 자계, 그래디언트 자계 및 고주파 자계를 이용하여 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 이미지를 형성하는 자기 공명 이미징 시스템으로서, 제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면을 따라 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면과 평행하고 그 사이에 공간을 갖는 반대되는 제 2 평탄 표면상에 위치되어, 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 평행하게 연장하는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 4 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 4 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 5 전류 패스 그룹과, 제 2 평탄 표면을 따라 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 6 전류 패스 그룹을 포함하여 고주파 자계를 생성하는 RF 코일을 포함한다.
이러한 특징에 따른 본 발명에 있어서, 고주파 자계의 생성을 위한 RF 코일로서, (1)에서 기술된 RF 코일과 동일한 구성을 각각 갖는 2 개의 RF 코일은 그들 사이에 정의된 공간을 가지면서 반대되는 관계로 위치된다. 따라서, 그들 사이에 정의된 공간내에 복합 고주파 자계를 형성할 수 있다.
(7) 상기 문제를 해결하기 위한, 다른 특징에 따른 본 발명은, 정적 자계, 그래디언트 자계 및 고주파 자계를 이용하여 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 이미지를 형성하는 자기 공명 이미징 시스템으로서, 제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 1평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면을 따라 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면에 인접한 제 3 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 7 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 7 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 3 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 8 전류 패스 그룹과, 제 3 평탄 표면을 따라 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 9 전류 패스 그룹을 포함하여 고주파 자계를 생성하는 RF 코일을 포함한다.
이러한 특징에 따른 본 발명에 있어서, 고주파 자계의 생성을 위한 RF 코일로서, (1)에서 기술된 RF 코일과 동일한 구성을 각각 갖는 2 개의 RF 코일은 서로 조합되어 메인 패스들이 서로에 대해 수직이 되도록 한다. 따라서, 직교 시스템에 따른 고주파 자계를 형성할 수 있다.
(8) 상기 문제를 해결하기 위한, 다른 특징에 따른 본 발명은, 정적 자계, 그래디언트 자계 및 고주파 자계를 이용하여 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 이미지를 형성하는 자기 공명 이미징 시스템으로서, 제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면을 따라 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면에 인접한 제 3 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 7 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 7 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 3 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 8 전류 패스 그룹과, 제 3 평탄 표면을 따라 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 9 전류 패스 그룹과, 제 1 평탄 표면과 평행하고 그 사이에 공간을 갖는 반대되는 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 평행하게 연장하는 제 4 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 4 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 5 전류 패스 그룹과, 제 2 평탄 표면을 따라 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 6 전류 패스 그룹과, 제 2 평탄 표면에 인접한 제 4 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 제 4 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 10 전류 패스 그룹과, 서로에 대해 평행하며 제 10 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 제 4 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 11 전류 패스 그룹과, 제 4 평탄 표면을 따라 제 10 및 제 11 전류 패스 그룹을 우회하면서 제 10 및 제 11 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 12 전류 패스 그룹을 포함하여 고주파 자계를 생성하는 RF 코일을 포함한다.
이러한 특징에 따른 본 발명에 있어서, 고주파 자계의 생성을 위한 RF 코일로서, (3)에서 기술된 RF 코일과 동일한 구성을 각각 갖는 2 개의 직교형 RF 코일은 그들 사이에 정의된 공간을 가지면서 반대되는 관계로 위치된다. 따라서, 그들 사이에 정의된 공간내에 복합 고주파 자계를 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자계의 세기를 균일화하기가 용이한 RF 코일 및 그러한 RF 코일을 갖는 자기 공명 이미징 시스템이 구현될 수 있다. 더욱이, 그래디언트 자계로 인한 에디 전류를 발생시키지 않는 RF 코일 및 그러한 RF 코일을 갖는 자기 공명 이미징 시스템이 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 첨부된 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 통상적인 전송 코일의 예에 대한 전류 패스의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 통상적인 전송 코일의 예에 대한 전류 패스의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 통상적인 전송 코일의 예에 대한 전류 패스의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 일실시예를 도시하는 블록도,
도 5는 도 4에 도시된 시스템에 의해 실행되는 펄스 시퀀스의 일례를 도시하는 도면,
도 6은 도 4에 도시된 시스템에 의해 실행되는 펄스 시퀀스의 일례를 도시하는 도면,
도 7은 도 4에 도시된 시스템에서 각 전송 코일 유닛 부근에서 채용된 자석 시스템의 구조를 도시하는 전형적인 도면,
도 8은 도 7에 도시된 전송 코일 유닛에 대한 전류 패스의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 9는 도 7에 도시된 전송 코일 유닛에 대한 전류 패스의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 10은 도 7에 도시된 전송 코일 유닛에 대한 전류 패스의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 11은 도 7에 도시된 전송 코일 유닛에 대한 전류 패스의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 12는 도 7에 도시된 전송 코일 유닛에 대한 전류 패스의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 자기 시스템 110 : 수신 코일 유닛
130 : 그래디언트 드라이버 140 : RF 드라이버
150 : 데이터 수집기 160 : 제어기
170 : 데이터 프로세서 180 : 디스플레이 유닛
190 : 동작 유닛
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술할 것이다. 자기 공명 이미징 시스템의 블록도가 도 4에 도시되어 있다. 본 시스템은 본 발명의 실시예의 일례이다. 본 발명의 시스템과 관련된 실시예의 일례는 본 발명의 시스템의 구성에 따라 도시된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 자기 시스템(100)을 갖는다. 자기 시스템(100)은 메인 자계 자석 유닛(102), 그래디언트 코일 유닛(106) 및 전송 코일 유닛(108)을 갖는다. 이들 메인 자계 자석 유닛(102) 및 각각의 코일 유닛들 중 소정의 유닛은 서로에 대해 반대되는 쌍으로 형성된 유닛을 포함하며, 그들 사이에는 공간이 형성된다. 더욱이, 그들 중 소정의 유닛은 실질적으로 디스크(disc) 형상을 가지며, 그 중심축이 공통으로 유지되도록 위치된다. 자기 시스템(100)의 내부 구멍내의 침대(cradle)(500)상에 타겟(300)이 위치되며, 도시되지 않은 운반 수단에 의해 내부 및 외부로 운반된다. 수신 코일 유닛(110)이 타겟(300)의 촬영 또는 이미징된 부분에 대해 장착된다.
메인 자계 자석 유닛(102)은 자기 시스템(100)의 내부 구멍에 정적 자계를 형성한다. 정적 자계의 방향은 대략적으로 타겟(300)의 몸체 축의 방향에 대해 직교한다. 즉, 메인 자계 자석 유닛(102)은 소위 수직 자계를 형성한다. 메인 자계 자석 유닛(102)은 예를 들면, 영구 자석 등을 사용하여 구성된다. 또한, 메인 자계 자석 유닛(102)은 영구 자석에 한정되지 않으며, 초전도 전자석(superconductive electromagnet) 또는 통상적인 전도 전자석 등을 사용하여구성될 수 있다.
그래디언트 코일 유닛(106)은 정적 자계의 강도가 그래디언트 또는 경사를 갖도록 하는데 사용되는 그래디언트 자계를 생성한다. 생성된 그래디언트 자계는 3 가지 유형의 그래디언트 자계, 즉 슬라이스(slice) 그래디언트 자계, 판독(read out) 그래디언트 자계 및 위상 인코드(phase encode) 그래디언트 자계를 포함한다. 그래디언트 코일 유닛(106)은 이들 3 가지 유형의 그래디언트 자계와 관련하여, 도시되지 않은 3 계통(3-systematic) 그래디언트 코일을 갖는다.
3 계통 그래디언트 코일들 각각은 서로에 대해 직교하는 3 방향에서 각각 보여지는 바와 같은 정적 자계에 그래디언트를 인가하기 위한 3 개의 그래디언트 자계를 생성한다. 3 방향 중 하나의 방향은 정적 자계의 방향(수직 방향)에 대응하며, 일반적으로 z 방향으로서 정의된다. 3 방향 중 다른 하나의 방향은 수평 방향에 대응하며, y 방향으로서 정의된다. 나머지 하나의 방향은 z 및 y 방향에 직교하는 방향에 대응하며, 일반적으로 x 방향으로서 정의된다. x 방향은 수직 평면내의 z 방향에 직교하며, 수평 평면내의 y 방향에 직각이다. 이하에서, x, y 및 z는 그래디언트 축이라고 불린다.
x, y 및 z 중 소정의 것이 슬라이스 그래디언트에 대한 축으로서 설정될 수 있다. 3 방향 중 소정의 것이 슬라이스 축으로서 설정될 때, 나머지 2 방향 중 하나는 위상 인코드 그래디언트에 대한 축으로서 설정되고, 나머지 하나의 방향은 판독 그래디언트에 대한 축으로서 설정된다. 3 계통 그래디언트 코일은 이후에 더 설명될 것이다.
전송 코일 유닛(108)은 타겟(300)의 몸체내의 스핀(spin)을 여기(exciting)하기 위한 RF 여기 신호(excitation signal)를 정적 자계 공간으로 전송한다. 전송 코일 유닛(108)은 본 발명에서 구현된 RF 코일의 실시예의 일례이다. 본 발명에서 구현된 RF 코일과 관련된 실시예의 일례는 전송 코일 유닛(108)의 구성에 근거하여 도시된다. 전송 코일 유닛(108)에 대해서는 이후에 더 기술될 것이다.
그래디언트 드라이버(130)는 그래디언트 코일 유닛(106)에 접속된다. 그래디언트 드라이버(130)는 드라이브 신호를 그래디언트 코일 유닛(106)에 공급하여, 그래디언트 자계를 생성한다. 그래디언트 드라이버(130)는 그래디언트 코일 유닛(106)내의 3 계통 그래디언트 코일과 관련하여, 도시되지 않은 3 계통 드라이브 회로를 갖는다.
RF 드라이버(140)는 RF 코일 유닛(108)에 접속된다. RF 드라이버(140)는 드라이브 신호를 전송 코일 유닛(108)에 공급하여 RF 여기 신호를 전송함으로써, 타겟(300)의 몸체내의 스핀을 여기시킨다.
수신 코일 유닛(110)은 여기된 스핀이 생성되는 자기 공명 신호를 수신한다. 데이터 수집기(150)는 수신 코일 유닛(110)에 접속된다. 데이터 수집기(150)는 수신 코일 유닛(110)에 의해 수신된 신호를 취하거나 캡처한 후, 그것을 시각 데이터(view data)로서 수집한다.
제어기(160)는 그래디언트 드라이버(130), RF 드라이버(140) 및 데이터 수집기(150)에 접속된다. 제어기(160)는 그래디언트 드라이버(130) 내지 데이터 수집기(150) 각각을 제어하여 촬영 또는 이미징을 실행한다.
데이터 수집기(150)의 출력측은 데이터 프로세서(170)에 접속된다. 데이터 프로세서(170)는 예를 들면, 컴퓨터 등을 이용하여 구성된다. 데이터 프로세서(170)는 도시되지 않은 메모리를 갖는다. 메모리는 데이터 프로세서(170)를 위한 프로그램 및 다양한 데이터를 저장한다. 본 발명의 시스템의 기능은 데이터 프로세서(170)가 메모리에 저장된 프로그램을 실행하도록 함으로써 구현된다.
데이터 프로세서(170)는 메모리가 데이터 수집기(150)로부터 캡처된 데이터를 저장하도록 한다. 데이터 공간이 메모리내에 정의된다. 데이터 공간은 2 차원 푸리에(Fourier) 공간을 형성한다. 데이터 프로세서(170)는 2 차원 푸리에 공간에 있는 이들 데이터를 2 차원 역(inverse) 푸리에 형태로 변환하여, 타겟(300)에 대한 이미지를 생성(재구성)한다. 2 차원 푸리에 공간은 "k 공간"으로도 불린다.
데이터 프로세서(170)는 제어기(160)에 접속된다. 데이터 프로세서(170)는 제어기(160)보다 상위 등급이며, 일반적으로 제어기(160)를 제어한다. 더욱이, 디스플레이 유닛(180) 및 동작 혹은 제어 유닛(190)은 데이터 프로세서(170)에 접속된다. 디스플레이 유닛(180)은 그래픽 디스플레이 등으로 형성된다. 동작 유닛(190)은 키보드 또는 포인팅 장치가 구비된 것을 포함한다.
디스플레이 유닛(180)은 데이터 프로세서(170)로부터 출력된 재구성 이미지 및 다양한 정보를 디스플레이한다. 동작 유닛(190)은 조작자에 의해 동작되며, 다양한 코맨드 및 정보 등을 데이터 프로세서(170)로 입력한다. 조작자는 디스플레이 유닛(180) 및 동작 유닛(190)을 통해 대화형으로 본 발명의 시스템을 제어한다.
도 5는 본 발명의 시스템에 의해 이미징 또는 촬영이 수행될 때 이용되는 펄스 시퀀스의 일례를 도시한다. 이러한 펄스 시퀀스는 그래디언트 에코(GRE) 방법의 펄스 시퀀스에 대응한다.
즉, (1)은 GRE 방법에서 채용된 RF 여기에 대한 α° 펄스의 시퀀스를 나타낸다. 마찬가지로, (2), (3), (4) 및 (5)는 슬라이스 그래디언트 Gs, 판독 그래디언트 Gr, 위상 인코드 그래디언트 Gp 및 그래디언트 에코 MR의 시퀀스를 각각 나타낸다. 또한, α° 펄스는 중앙 신호에 의해 전형화된다. 펄스 시퀀스는 시간축 t를 따라 좌측에서부터 우측으로 진행된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스핀에 대한 α° 여기는 α° 펄스에 근거하여 수행된다. 플립 각도(flip angle) α°는 90o이하이다. 이때, 슬라이스 그래디언트 Gs가 인가되어, 사전결정된 슬라이스상에서 선택적인 여기가 실행된다.
α° 여기 후, 스핀은 위상 인코드 그래디언트 Gp에 근거하여 위상 인코딩된다. 다음, 스핀은 판독 그래디언트 Gr에 근거하여 처음에 디페이즈(dephase)된다. 다음, 스핀이 리페이즈(rephase)되어 그래디언트 에코 MR을 생성한다. 그래디언트 에코 MR의 신호 세기는 여기 이후 에코 시간 TE가 경과한 후 최대로 된다. 그래디언트 에코 MR은 데이터 수집기(150)에 의해 시각 데이터로서 수집된다.
그러한 펄스 시퀀스는 사이클 TR(반복 시간)에서 64 내지 512 회 반복된다. 그것이 반복되는 매시간, 위상 인코드 그래디언트 Gp가 변경되고, 다른 위상 인코드들이 매 시간 수행된다. 따라서, k 공간에 채우기 위한 64 내지 512 시각에 대한 시각 데이터가 획득될 수 있다.
자기 공명 이미징에 대한 펄스 시퀀스의 다른 예가 도 6에 도시되어 있다. 펄스 시퀀스는 스핀 에코(SE) 방법의 펄스 시퀀스에 대응한다.
즉, (1)은 SE 방법에 의해 채용된 RF 여기에 대한 90o펄스 및 180o펄스의 시퀀스를 나타낸다. 마찬가지로, (2), (3), (4) 및 (5)는 슬라이스 그래디언트 Gs, 판독 그래디언트 Gr, 위상 인코드 그래디언트 Gp 및 스핀 에코 MR의 시퀀스를 각각 나타낸다. 또한, 90o펄스 및 180o펄스는 중앙 신호에 의해 각각 전형화된다. 펄스 시퀀스는 시간축 t를 따라 좌측에서부터 우측으로 진행된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 스핀에 대한 90o여기는 90o펄스에 근거하여 수행된다. 이때, 슬라이스 그래디언트 Gs가 인가되어, 사전결정된 슬라이스상에서 선택적인 여기가 실행된다. 90o여기 이후 사전결정된 만큼 경과된 후, 180o펄스에 근거하는 180o여기, 스핀 반전이 수행된다. 이 시간에 조차도, 슬라이스 그래디언트 Gs가 인가되어, 동일한 슬라이스상에서 선택적인 여기가 실행된다.
90o여기 및 스핀 반전이 수행되는 기간 동안 판독 그래디언트 Gr 및 위상인코드 그래디언트 Gp가 인가된다. 스핀은 판독 그래디언트 Gr에 근거하여 디페이즈된다. 더욱이, 스핀은 위상 인코드 그래디언트 Gp에 근거하여 위상 인코딩된다.
스핀 반전 이후, 스핀은 판독 그래디언트 Gr에 근거하여 리페이즈되어 스핀 에코 MR을 생성한다. 스핀 에코 MR의 신호 세기는 90o여기 이후 TE가 경과한 후 최대로 된다. 스핀 에코 MR은 데이터 수집기(150)에 의해 시각 데이터로서 수집된다. 그러한 펄스 시퀀스는 사이클 TR에서 64 내지 512 회 반복된다. 반복되는 매 시간, 위상 인코드 그래디언트 Gp가 변경되고, 다른 위상 인코드들이 매시간 수행된다. 따라서, k 공간에 채우기 위한 64 내지 512 시각을 위한 시각 데이터가 획득될 수 있다.
또한, 이미징을 위해 이용된 펄스 시퀀스는 GRE 방법 또는 SE 방법에 한정되지 않는다. 펄스 시퀀스는 FSE(Fast Spin Echo) 방법, 고속 복원 FSE(Fast Recovery Fast Spin Echo) 방법, EPI(echo planar imaging) 등과 같은 다른 적절한 기법일 수 있다.
데이터 프로세서(170)는 k 공간내의 시각 데이터를 2 차원 역 푸리에 형태로 변환하여, 타겟(300)에 대한 단층 사진을 재구성한다. 재구성 이미지는 대응하는 메모리에 저장되며, 디스플레이 유닛(180)상에 디스플레이된다.
도 7은 전송 코일 유닛(108) 근처에 위치된 자석 시스템(100)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 7에서, O는 정적 자계의 중앙, 즉 자석 중앙을 나타내며,x, y 및 z는 전술한 3 방향을 각각 나타낸다.
중앙으로서 자석 중앙 O를 갖는 반경 R의 구면 체적 SV가 촬영 또는 이미징 영역이다. 자석 시스템(100)은 정적 자계 및 그래디언트 자계가 SV에 있어서 사전결정된 정확성을 갖도록 구성된다.
한 쌍의 메인 자계 자석 유닛(102)은 서로 반대인 한 쌍의 극편(pole piece)(202)을 갖는다. 극편(202)은 연철(soft iron) 등과 같은 높은 도자성(permeability)을 갖는 자기 재료로 형성되며, 정적 자계 공간에서의 자속 분포를 균일화시킨다.
극편(202)은 실질적으로 디스크의 형태로 각각 형성되지만, 그들의 주변 에지 부분들이 그들의 평판 표면에 대해 직교하는 방향(z 방향), 즉 극편(202)이 서로에 대해 반대되는 방향으로 돌출한다. 따라서, 극편(202)은 하부 평판 부분 및 돌출된 주변 에지 부분을 갖는다. 돌출된 주변 에지 부분은 극편(202)의 주변 에지에서 자속 밀도의 감소를 보상한다.
그래디언트 코일 유닛(106) 및 전송 코일 유닛(108)은 그들의 대응하는 극편(202)의 오목부에 각각 제공되며, 그것은 돌출된 주변 에지 부분의 내부에 정의된다. 각각의 코일 유닛들 중 소정의 유닛이 실질적으로 디스크의 형태로 형성된다. 코일 유닛은 도시되지 않은 적절한 장착 수단에 의해 연속적으로 층들을 형성하도록, 극편(202)의 대응하는 극 표면에 장착된다.
전송 코일 유닛(108)의 전류 패스에 대한 패턴이 도 8에 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전송 코일 유닛(108)은 원의 중앙인 O 근처 부분에서 y방향에 평행한 선형적인 복수의 메인 전류 패스(메인 패스)(182, 184, 186, 182', 184', 186')를 갖는다. 메인 패스(182)는 중안 O에 가장 근접해 있다. 메인 패스(184, 186)는 중앙 O로부터 연속적으로 떨어져 있다. 메인 패스(182', 184', 186')는 위에서의 경우와 유사하다.
메인 패스(182, 184, 186)는 본 발명에서 채용된 제 1 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다. 메인 패스(182', 184', 186')는 본 발명에서 채용된 제 2 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다.
메인 패스(182, 184, 186) 및 메인 패스(182', 184', 186')는 xy 평면내 원의 중앙 O를 통과하는 y 축에 대해 미러 이미지의 관계를 갖는다. 3 개에 의해 모두 6 개의 메인 패스가 제공되는 예가 도시되었으나, 메인 패스의 수는 4 이상에 대응하는 짝수가 적절할 수 있다.
메인 패스에 대한 리턴 패스(192, 194, 196, 192', 194', 196')가 원의 주변을 따라 형성된다. 리턴 패스(192, 194, 196, 192', 194', 196')는 본 발명에서 채용된 제 3 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다.
리턴 패스(192)는 메인 패스들(182, 184)을 서로 직렬 접속하여, 그들의 전류 방향이 동일하게 되도록 한다. 리턴 패스(194)는 메인 패스들(184, 186)을 서로 직렬 접속하여, 그들의 전류 방향이 동일하게 되도록 한다. 리턴 패스(196)는 메인 패스들(186, 182')을 서로 직렬 접속하여, 그들의 전류 방향이 동일하게 되도록 한다.
리턴 패스(192')는 메인 패스들(182', 184')의 전류 방향이 동일하게 되도록하는 방법으로 그들을 서로 직렬 접속한다. 리턴 패스(194')는 메인 패스들(184', 186)의 전류 방향이 동일하게 되도록 하는 방법으로 그들을 서로 직렬 접속한다. 리턴 패스(196')는 메인 패스들(186', 182)의 전류 방향이 동일하게 되도록 하는 방법으로 그들을 서로 직렬 접속한다.
캐패시터(402)는 리턴 패스(192')와 직렬 접속되어, 메인 패스(182 내지 186') 및 리턴 패스(192 내지 196')와 함께 LC 회로를 구성한다. LC 회로의 공명 주파수는 자기 공명 주파수에 대해 동조된다. RF 드라이브 신호는 RF 드라이버(140)로부터 캐패시터(402)의 양 단부로 공급된다.
또한, 동조 캐패시터가 캐패시터(402) 이외에도, 메인 패스(182 내지 186') 및 리턴 패스(192 내지 196')의 적절한 하나의 포인트 또는 복수의 포인트에 직렬 접속될 수 있다.
메인 패스(182, 184, 186, 182', 184', 186')는 모두 그들의 전류 방향이 동일하게 되도록 하는 방법으로, 리턴 패스(192, 194, 196, 192', 194', 196')를 통해 직렬 접속된다. 따라서, 메인 패스(182, 184, 186, 182', 184', 186')를 통해 흐르는 전류의 값들은 소정의 조절을 하지 않고서도 모두 서로에 대해 동일하다.
이미징 또는 촬영 공간에서의 고주파 자계의 강도 또는 세기 분포는 xy 평면상에서의 메인 패스(182 내지 186')의 배치 또는 레이아웃에 따라 결정된다. 고주파 자계의 강도 분포를 균일화하거나 또는 고주파 자계를 원하는 분포 상태로 하기 위한 메인 패스(182 내지 186')의 레이아웃은 계산에 의해 결정될 수 있다.
메인 패스(182 내지 186')의 레이아웃의 일례에서는, 3 개의 메인 패스들 중중앙 O로부터 비교적 멀리 떨어져 있는 2 개의 메인 패스(184 및 186(184' 및 186'))가 도면에 도시된 바와 같이 서로 근접하도록 배치되는 형태를 취한다.
그로 인해, 메인 패스(184 및 186(184' 및 186'))는 촬영 또는 이미징 공간상의 단일의 메인 패스를 통한 이중 전류의 흐름과 유사한 동작을 행한다. 이것은 도 2에 도시된 통상적인 RF 코일에서, 전류가 2 개의 메인 패스(26a, 26b)에 대해 1 : 2의 비율로 비례 분포되도록 한다. 즉, 실질적인 전류 분포는 이러한 코일내의 회로 부품 등의 값에 의존하지 않으면서 정확하게 수행될 수 있다. 각 메인 패스에 대해 넓은 도체를 사용할 필요가 없으므로, 존재하는 그래디언트 자계로 인해 발생된 에디 전류는 문제가 되지 않는다.
모든 패스들을 직렬 접속함으로써, 각 패스를 구성하는 도체의 길이는 증가하며, 코일의 인덕턴스가 커지게 된다. 따라서, 동조 캐패시터(402)로서 캐패시턴스가 작은 것을 사용할 수 있다. 더욱이, 수신 코일 유닛(110)에 의해 자기 공명 신호가 수신될 때, 전송 코일 유닛(108)을 디스에이블 상태로 하기 위한 차단 임피던스(blocking impedance)가 증가될 수 있다.
더욱이, 전류는 모든 메인 패스를 통해 직렬로 흐르기 때문에, 메인 패스의 수에 비례하여 기자력(magnetomotive force)이 증가된다. 따라서, 공급될 전력 당 자계 강도는 도 2 또는 3에 도시된 통상적인 RF 코일에 비해 증가된다. 반대로, 동일한 자계 세기의 달성을 수행하기 위해 요구되는 전력은 감소될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 그러한 코일 패턴을 갖는 한 쌍의 전송 코일 유닛(108)은 그들 사이에 촬영 또는 구면 공간 혹은 체적 SV를 가지면서 서로 반대로 된다. 전송 코일 유닛(108)의 쌍에는 위상이 서로 반대인 드라이브 신호들이 공급된다. 따라서, 전송 코일 유닛(108)의 쌍에서 발생된 고주파 자계의 합이 촬영 체적 SV로 인가된다.
전송 코일 유닛(108)의 쌍 중 하나에 대한 메인 패스(182, 184, 186)는 본 발명에서 채용된 제 1 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타내고, 전송 코일 유닛(108)의 쌍 중 하나에 대한 메인 패스(182', 184', 186')는 본 발명에서 채용된 제 2 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타내며, 전송 코일 유닛(108)의 쌍 중 하나에 대한 리턴 패스(192, 194, 196, 192', 194', 196')는 본 발명에서 채용된 제 3 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다.
전송 코일 유닛(108)의 쌍 중 다른 것에 대한 메인 패스(182, 184, 186)는 본 발명에서 채용된 제 4 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타내고, 전송 코일 유닛(108)의 쌍 중 다른 것에 대한 메인 패스(182', 184', 186')는 본 발명에서 채용된 제 5 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타내며, 전송 코일 유닛(108)의 쌍 중 다른 것에 대한 리턴 패스(192, 194, 196, 192', 194', 196')는 본 발명에서 채용된 제 6 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다.
예로써, 도 10에 도시된 바와 같이, xy 평면에서 메인 패스 방향이 90o만큼 상이한 코일 패턴을 갖는 전송 코일 유닛(118)이 전송 코일 유닛(108)상에 중첩될 수 있다. 2 개가 서로 분리되어야 한다는 것은 당연한 것이다.
전송 코일 유닛(118)의 코일 패턴이 도 11에 도시된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 전송 코일 유닛(118)은 도 8에 도시된 코일 패턴을 90o만큼 회전시킴으로써 얻을 수 있는 패턴과 등가이다.
인테그로 없이(ex integro) 기술되는 경우, 전송 코일 유닛(118)은 원의 중앙 O 근처 부분에서 x 방향으로 평행한 선형적인 복수의 메인 패스(282, 284, 286, 282', 284', 286')를 갖는다. 메인 패스(282)는 중앙 O에 가장 근접해 있다. 메인 패스(284, 286)는 중앙 O로부터 연속적으로 떨어져 있다. 메인 패스(282', 284', 286')는 위의 경우와 유사하다.
메인 패스(282, 284, 286)는 본 발명에서 채용된 제 7 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다. 메인 패스(282', 284', 286')는 본 발명에서 채용된 제 8 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다.
리턴 패스(292, 294, 296, 292', 294', 296')는 원의 주변을 따라 형성된다. 리턴 패스(292, 294, 296, 292', 294', 296')는 본 발명에서 채용된 제 9 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다.
리턴 패스(292)는 메인 패스들(282, 284)을 서로 직렬 접속하여, 그들의 전류 방향이 동일하게 되도록 한다. 리턴 패스(294)는 메인 패스들(284, 286)을 서로 직렬 접속하여, 그들의 전류 방향이 동일하게 되도록 한다. 리턴 패스(296)는 메인 패스들(286, 282')을 서로 직렬 접속하여, 그들의 전류 방향이 동일하게 되도록 한다.
리턴 패스(292')는 메인 패스들(282', 284')의 전류 방향이 동일하게 되도록하는 방법으로 그들을 서로 직렬 접속한다. 리턴 패스(294')는 메인 패스들(284', 286)의 전류 방향이 동일하게 되도록 하는 방법으로 그들을 서로 직렬 접속한다. 리턴 패스(296')는 메인 패스들(286', 282)의 전류 방향이 동일하게 되도록 하는 방법으로 그들을 서로 직렬 접속한다.
캐패시터(502)는 리턴 패스(292')와 직렬 접속되어, 메인 패스(282 내지 286') 및 리턴 패스(292 내지 296')와 함께 LC 회로를 구성한다. LC 회로의 공명 주파수는 자기 공명 주파수에 대해 동조된다. RF 드라이브 신호는 RF 드라이버(140)로부터 캐패시터(502)의 양 단부로 공급된다.
예로써, 도 12에 도시된 바와 같이, 그러한 코일 패턴을 갖는 한 쌍의 전송 코일 유닛(108)이 그들 사이에 이미징 또는 구면 체적 SV를 가지면서 서로 반대되도록 하면서 하나의 전송 코일 유닛(108)과 함께 배치된다. 전송 코일 유닛(118)의 쌍에는 서로에 대해 위상이 반대인 드라이브 신호들이 공급된다. 따라서, 전송 코일 유닛(118)의 쌍에서 발생된 고주파 자계의 합이 촬영 또는 구면 체적 SV에 인가된다.
전송 코일 유닛(118)의 쌍 중 하나에 대한 메인 패스(282, 284, 286)는 본 발명에서 채용된 제 7 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타내고, 전송 코일 유닛(118)의 쌍 중 하나에 대한 메인 패스(282', 284', 286')는 본 발명에서 채용된 제 8 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타내며, 전송 코일 유닛(118)의 쌍 중 하나에 대한 리턴 패스(192, 194, 196, 192', 194', 196')는 본 발명에서 채용된 제 9 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다.
전송 코일 유닛(118)의 쌍 중 다른 것에 대한 메인 패스(282, 284, 286)는 본 발명에서 채용된 제 10 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타내고, 전송 코일 유닛(118)의 쌍 중 다른 것에 대한 메인 패스(282', 284', 286')는 본 발명에서 채용된 제 11 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타내며, 전송 코일 유닛(118)의 쌍 중 다른 것에 대한 리턴 패스(192, 194, 196, 192', 194', 196')는 본 발명에서 채용된 제 12 전류 패스 그룹의 실시예의 일례를 나타낸다.
전송 코일 유닛(108)에 대한 드라이브 신호와 전송 코일 유닛(118)에 대한 드라이브 신호는 90o만큼의 위상차를 갖는다. 따라서, 전송 코일 유닛(108) 및 전송 코일 유닛(118)은 소위 직교(quadrature) 동작을 수행하여, 이미징 또는 구면 체적 SV에서의 xy 평면내에서 동조된 고주파 자계를 생성한다.
위에서는 전송에 대해 전용되는 RF 코일의 예를 기술하였으나, 이러한 코일과 구성이 완전히 동일한 RF 코일을 자기 공명 신호의 수신에도 이용할 수 있다. 그러한 경우, 캐패시터(402, 302)의 양 단부로부터 수신 신호들이 캡처된다. 또한, 전송 코일에서 발생된 자계의 세기의 균일화는 수신 코일에서의 감도(sensitivity) 분포의 균일화와 동등하다.
본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않고서도, 본 발명의 실시예와는 상이한 여러 실시예들을 구성할 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구 범위에 정의된 것을 제외하고는, 본 명세서에서 기술된 특정 실시예들에 한정되지 않음을 알아야 한다.
본 발명에 의하면, 자계의 세기를 균일화하기가 용이한 RF 코일 및 그러한 RF 코일을 갖는 자기 공명 이미징 시스템을 구현할 수 있고, 또한, 그래디언트 자계로 인해 발생된 에디 전류가 없는 RF 코일 및 그러한 RF 코일을 갖는 자기 공명 이미징 시스템을 제공할 수 있다.
Claims (8)
- RF 코일(radio frequency coil)에 있어서,평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스(linear current pass)를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과,상기 평탄 표면을 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹을 포함하는RF 코일.
- RF 코일에 있어서,제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면을 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면과 평행하고 그 사이에 공간을 갖는 반대되는 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 평행하게 연장하는 제 4 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 4 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 5 전류 패스 그룹과,상기 제 2 평탄 표면을 따라 상기 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 6 전류 패스 그룹을 포함하는RF 코일.
- RF 코일에 있어서,제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면을 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면에 인접한 제 3 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 7 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 7 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 3 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 8 전류 패스 그룹과,상기 제 3 평탄 표면을 따라 상기 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 9 전류 패스 그룹을 포함하는RF 코일.
- RF 코일에 있어서,제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면을 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면에 인접한 제 3 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 7 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 7 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 3 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 8 전류 패스 그룹과,상기 제 3 평탄 표면을 따라 상기 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 9 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면과 평행하고 그 사이에 공간을 갖는 반대되는 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 평행하게 연장하는 제 4 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 4 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 5 전류 패스 그룹과,상기 제 2 평탄 표면을 따라 상기 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 6 전류 패스 그룹과,상기 제 2 평탄 표면에 인접한 제 4 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 4 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 10 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 10 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 4 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 11 전류 패스 그룹과,상기 제 4 평탄 표면을 따라 상기 제 10 및 제 11 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 10 및 제 11 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 12 전류 패스 그룹을 포함하는RF 코일.
- 정적 자계, 그래디언트 자계 및 고주파 자계를 이용하여 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 이미지를 형성하는 자기 공명 이미징 시스템에 있어서,상기 고주파 자계를 생성하기 위한 RF 코일을 포함하되,상기 RF 코일은,평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과,상기 평탄 표면을 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹을 포함하는자기 공명 이미징 시스템.
- 정적 자계, 그래디언트 자계 및 고주파 자계를 이용하여 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 이미지를 형성하는 자기 공명 이미징 시스템에 있어서,상기 고주파 자계를 생성하기 위한 RF 코일을 포함하되,상기 RF 코일은,제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면을 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면과 평행하고 그 사이에 공간을 갖는 반대되는 제 2 평탄 표면상에 위치되어, 상기 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 평행하게 연장하는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 4 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 4 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 5 전류 패스 그룹과,상기 제 2 평탄 표면을 따라 상기 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 6 전류 패스 그룹을 포함하는자기 공명 이미징 시스템.
- 정적 자계, 그래디언트 자계 및 고주파 자계를 이용하여 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 이미지를 형성하는 자기 공명 이미징 시스템에 있어서,상기 고주파 자계를 생성하기 위한 RF 코일을 포함하되,상기 RF 코일은,제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면을 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면에 인접한 제 3 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 7 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 7 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 3 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 8 전류 패스 그룹과,상기 제 3 평탄 표면을 따라 상기 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 9 전류 패스 그룹을 포함하는자기 공명 이미징 시스템.
- 정적 자계, 그래디언트 자계 및 고주파 자계를 이용하여 획득된 자기 공명 신호에 근거하여 이미지를 형성하는 자기 공명 이미징 시스템에 있어서,상기 고주파 자계를 생성하기 위한 RF 코일을 포함하되,상기 RF 코일은,제 1 평탄 표면상에서 서로 평행하게 위치된 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 1 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 1 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 1 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 2 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면을 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 1 및 제 2 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 3 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면에 인접한 제 3 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 7 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 7 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 3 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 8 전류 패스 그룹과,상기 제 3 평탄 표면을 따라 상기 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 7 및 제 8 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 9 전류 패스 그룹과,상기 제 1 평탄 표면과 평행하고 그 사이에 공간을 갖는 반대되는 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 1 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 평행하게 연장하는 제 4 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 4 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 2 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 5 전류 패스 그룹과,상기 제 2 평탄 표면을 따라 상기 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 4 및 제 5 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 6 전류 패스 그룹과,상기 제 2 평탄 표면에 인접한 제 4 평탄 표면상에 위치되며 평행하면서 반대되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하여, 상기 제 4 전류 패스 그룹의 전류 패스의 방향에 직교하는 방향을 따라 서로에 대해 평행하게 연장하는 제 10 전류 패스 그룹과,서로에 대해 평행하며 상기 제 10 전류 패스 그룹에 대해 평행한 미러 이미지를 갖는 관계로 상기 제 4 평탄 표면상에 위치되는 복수의 선형 전류 패스를 포함하는 제 11 전류 패스 그룹과,상기 제 4 평탄 표면을 따라 상기 제 10 및 제 11 전류 패스 그룹을 우회하면서 상기 제 10 및 제 11 전류 패스 그룹의 2 그룹을 통한 전류 방향이 동일하도록 모든 선형 전기 패스가 직렬 접속되는 제 12 전류 패스 그룹을 포함하는자기 공명 이미징 시스템.
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