KR20110104807A - Rf-resonator - Google Patents

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KR20110104807A
KR20110104807A KR1020100023921A KR20100023921A KR20110104807A KR 20110104807 A KR20110104807 A KR 20110104807A KR 1020100023921 A KR1020100023921 A KR 1020100023921A KR 20100023921 A KR20100023921 A KR 20100023921A KR 20110104807 A KR20110104807 A KR 20110104807A
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coil
conductive
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small
frequency
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KR1020100023921A
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장용민
우승태
김주현
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경북대학교 산학협력단
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    • G01N24/002Using resonance on molecular beams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • HELECTRICITY
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Abstract

본 발명은, 기존의 임상용 RF-Coil은 사람에 맞추어져 있어 소 동물(Rat, mouse)과 같은 작은 대상에서 MR영상 신호를 얻을 시 Filling-factor로 인한 MR신호의 손실이 많아서 충분히 좋은 영상을 획득 할 수 없음에 따라, 이러한 신호적 손실을 줄이기 위해서는 MR신호를 받기 위한 RF-Coil도 충분히 소형화함으로써 Filling-factor를 증가시키고 크기의 소형화로 전체 저항(R)을 줄여 SNR을 향상 시켜 임상용 MRI장비에서 기존에 얻을 수 없었던 Small FOV(Field of view), High Resolution Image를 얻을 수 있도록 하여, 다양한 Animal Model을 이용한 소 동물 연구와 Organic에 따른 영상획득이 가능하여 조영제 같은 물질을 이용한 특정부위 Targeting 확인연구 등 다양한 분야의 소 동물 MRI 연구에 활용될 수 있도록 한 동물용 고주파 공진기를 제공한다.According to the present invention, the conventional clinical RF-Coil is suited to humans, so that MR signals are lost due to the filling factor when obtaining MR images from small objects such as small animals (Rat, mouse), thereby obtaining sufficiently good images. In order to reduce such signal loss, RF-Coil for receiving MR signal is also sufficiently miniaturized to increase filling-factor and to reduce overall resistance (R) by miniaturizing size to improve SNR in clinical MRI equipment. Small FOV (High Field of View) and High Resolution Image which could not be obtained in the past, small animal research using various animal models and image acquisition by organic materials are available. An animal high frequency resonator is provided for use in various fields of small animal MRI research.

Description

동물용 고주파 공진기{RF-Resonator}High Frequency Resonator for Animals {RF-Resonator}

본 발명은 핵자기 공명(이하에서는 NMR 이라함) 장치에 관한 것으로서, 특히 RF 신호를 송신하거나 수신하기 위한 장치에 유용한 고주파(이하에서는 RF라함) 동물용 공진기에 관한 것이다.
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) devices, and more particularly to high frequency (hereinafter referred to as RF) animal resonators useful for devices for transmitting or receiving RF signals.

종래에, NMR 현상은 시험관에서 유기체의 미분자의 분자구조를 연구하는 화학자에 의해 유용되어 왔다. 전형적으로, 상기 목적을 위하여 유용한 NMR 분광계는 연구되어질 물질의 비교적 작은 샘플에 편의를 도모하도록 설계되어 있다. 그러나, 최근에 NMR은 예를들어, 인체의 해부상의 특징의 영상을 얻는데 유용한 영상 형성방법으로 발전되었다. 핵 스핀과 연관된 파라미터를 묘사하는 그러한 영상(전형적으로 물의 조직과 연관된 양성자 수소)은 시험된 영역에서 조직의 건강상태를 결정하는 외료 진단값이 될 수도 있다. NMR 기술은 또한 인 및 탄소와 같은 원소의 활발한 분광기에까지 확장되었으며, 예를들어, 연구원에게 살아있는 조직에서의 화학적 공정을 연구하도록 도구를 제공한다. 인체의 분광기에 의한 연구 및 영상을 발생하기 위한 NMR의 사용은 자석, 그레디언드 및 RF 공진기와 같은 특별하게 설계된 시스템 부품의 사용을 필요로 한다.Conventionally, NMR phenomena have been useful by chemists who study the molecular structure of micromolecules of organisms in vitro. Typically, NMR spectrometers useful for this purpose are designed to accommodate relatively small samples of the material to be studied. Recently, however, NMR has been developed as an image forming method useful for obtaining images of anatomical features of the human body, for example. Such an image depicting parameters associated with nuclear spin (typically proton hydrogen associated with tissues of water) may be a foreign diagnostic value that determines the health of the tissue in the area tested. NMR technology has also been extended to active spectroscopy of elements such as phosphorus and carbon, providing researchers with tools to study chemical processes in living tissues, for example. The use of NMR to produce images and research by spectroscopy of the human body requires the use of specially designed system components such as magnets, gradients and RF resonators.

배경으로서, 상기 NMR 현상은 홀수의 양성자 또는 중성자를 갖는 원자핵에서 발생한다. 양성자 및 중성자의 스핀에 기인하여, 다수의 핵 자기 모우멘트가 상기 장의 방향으로 거시적인 순자화 M을 발생하기 위하여 상기 장과 일직선이 되도록 그러한 핵으로 구성된 샘플이 동질의 자기장 B0 인 공전에 위치하게 될 때 그러한 각각의 핵은 자기 모우멘트를 나타낸다. 자기장 B0 의 영향하에, 주파수에서의 장의 축에 대하여 일직선으로된 자기 모우멘트 공정은 적용된 자기장의 세기 및 핵의 특성에 의존한다. 각 세차 주파수 ω는 또한 라머 방정식 ω=γB에 의하여 주어진 라머 주파수로써 언급되며, 여기에서 γ는 자기회전율(각 NMR 동위원소용 상수인)이며, B는 핵스핀에 의해 수행하는 자기장(다른장 플러스 B0 )이다. 그러므로 공명 주파수가 상기 샘플이 위치케 되는 곳에서의 자기장의 세기에 의존한다는 것은 명백할 것이다.As a background, the NMR phenomenon occurs in an atomic nucleus with an odd number of protons or neutrons. Due to the spins of protons and neutrons, a sample composed of such nuclei is placed in a homogeneous magnetic field B0 such that a number of nuclear magnetic moments are in line with the field to generate macroscopic net magnetization M in the direction of the field. Each such nucleus represents a magnetic moment. Under the influence of the magnetic field B0, the magnetic moment process, which is straight with respect to the axis of the field at frequency, depends on the strength of the applied magnetic field and the nature of the nucleus. Each precession frequency ω is also referred to as the rammer frequency given by the lamer equation ω = γB, where γ is the magnetic rotation rate (which is a constant for each NMR isotope), and B is the magnetic field performed by the nuclear spin (other field plus B0). It will therefore be clear that the resonant frequency depends on the strength of the magnetic field at which the sample is located.

자기장 B0 를 따라 정상적으로 유도된 자화 M의 방향은 라머 주파수 또는 그 근처에서 자기장을 발진시킴에 의하여 교란될 수도 있다. 전형적으로, 그러한 자기장 지정된 B1 은 라디오 주파수 송신장치에 연결된 코일을 통하여 RF 펄스에 의하여 B0 장의 방향에 직각으로 인가된다. RF 여기의 영향하에, 자화 M은 B1 장의 방향에 대하여 회전한다. NMR 연구에서, 전형적으로 B0 장의 방향에 수직적인 평면 내로 자화 M을 회전시키기 위하여 충분한 크기 및 지속기간의 RF 펄스를 인가하는 것은 바람직하다. 상기 평면은 일반적으로 횡단면으로써 언급된다. RF 여기에 중지하에, 핵 모우먼트는 공전 장의 방향 주위에서 상기 횡단면이 세차운동하는 내로 회전된다. 상기 스핀의 벡터합은 RF 코일에 의하여 감지될 수 있는 세차운동하는 벌크자화 형태이다. RF 코일에 의하여 감지된 신호 즉 NMR 신호는 핵이 위치해 있는 특별한 화학적 환경 및 자기장의 특질이 있다. NMR 영상 형성 응용에서, 상기 NMR 신호는 인코드 공간 정보를 상기 신호내로 유용하게 하는 자기장 그레이던트의 존재에서 관찰된다.The direction of the magnetization M normally induced along the magnetic field B0 may be disturbed by oscillating the magnetic field at or near the rammer frequency. Typically, such magnetic field designated B1 is applied at right angles to the direction of the B0 field by an RF pulse through a coil connected to a radio frequency transmitter. Under the influence of RF excitation, the magnetization M rotates in the direction of the B1 field. In NMR studies, it is typically desirable to apply RF pulses of sufficient magnitude and duration to rotate magnetization M into a plane perpendicular to the direction of the B0 field. The plane is generally referred to as the cross section. Under the stop of RF excitation, the nuclear moment is rotated into a precession of the cross section around the direction of the orbiting field. The vector sum of the spins is in the form of precessed bulk magnetization that can be detected by the RF coil. The signal sensed by the RF coil, or NMR signal, is characterized by the particular chemical environment and magnetic field in which the nucleus is located. In NMR imaging applications, the NMR signal is observed in the presence of magnetic field gradients that make encode spatial information useful in the signal.

상기 정보는 후에 어느 정도까지 상기 기술에 익숙한 사람에게 잘 알려진 연구된 목적의 영상을 재건하는데 사용된다.This information is later used to some extent to reconstruct the image of the researched purpose well known to those familiar with the technique.

많은 NMR 시스템은 데카르트 좌표 시스템의 Z축을 따라 전형적으로 선택되어질 공전 자기장의 방향을 따라 샘플 영역으로 접근한다. 이것은 초전도성 자석을 사용하여 NMR 시스템에 관한 것으로 효율 고찰 때문에 NMR 영상 형성 시스템은 모든 인간에 전반적으로 사용한다. 그러므로, 샘플 또는 인체는 공전 장의 방향을 따라서 삽입되며, RF 전송 및 수신 코일은 종종 공전장에 병렬인 축을 형성한 원통형 코일위에 감겨진다. 상기 RF 자기장은 상기 공전 RF 자기장에 수직적이어야 하며, 그러므로 상기 원통형 코일에 수직적이다.Many NMR systems approach the sample region along the Z-axis of the Cartesian coordinate system along the direction of the orbiting magnetic field that will typically be selected. This relates to an NMR system using a superconducting magnet, which is considered for efficiency because NMR imaging systems are used throughout all humans. Therefore, the sample or human body is inserted along the direction of the static field, and the RF transmit and receive coils are often wound on a cylindrical coil that forms an axis parallel to the static field. The RF magnetic field should be perpendicular to the idle RF magnetic field and therefore perpendicular to the cylindrical coil.

도 1a 및 도 1b는 종래 설계의 새들형 RF 코일을 도시한 것이다. 상기 코일은 병렬로 연결된 단일 회전(1) 및 (3)으로 구성되며, 동조 캐패시터(8)의 양단의 점(7) 및 (9)에서 구동된다. 그러한 코일은 전형적으로 도 1b에 도시된 바와같은 비전도적인(고 부도체) 원통형(11)상에 설치된 구리 튜우빙(tubing)(5)로 부터 형성된다. 각각의 코일 회전은 원통의 원주의 120ㅀ에 걸쳐 칫수화된다.1A and 1B show a saddle type RF coil of conventional design. The coil consists of a single rotation 1 and 3 connected in parallel and is driven at points 7 and 9 at both ends of the tuning capacitor 8. Such coils are typically formed from copper tubing 5 installed on a non-conductive (high insulator) cylinder 11 as shown in FIG. 1B. Each coil rotation is dimensioned over 120 mm 3 of the circumference of the cylinder.

연결부(7) 및 (9)의 코일영역은 원주의 대략 60ㅀ에 걸쳐 칫수화된다. 최대한의 RF장의 균일을 위하여, 원통의 세로축에 병렬로 되어 있는 코일의 측면은 2개의 원통 직경(D)와 동일해야만 한다. 그러나, 측면 길이의 두 직경을 갖는 코일은 RF 에너지가 환자의 부위에 위치되기 때문에, 비실용적이다. 그러므로, 실제로 상기 코일의 측면길이는 대략 한 직경 길이로 감소된다.The coil areas of the connections 7 and 9 are dimensioned over approximately 60 mm of circumference. For maximum RF field uniformity, the side of the coil parallel to the longitudinal axis of the cylinder must be equal to the two cylinder diameters (D). However, coils having two diameters of lateral length are impractical because RF energy is located at the site of the patient. Therefore, in fact the side length of the coil is reduced to approximately one diameter length.

도 1c는 직렬로 연결된 코일 회전(15) 및 (17)과 캐패시터(18) 양단의 점(19) 및 (20)에서 구동되지만 도 1a에 도시된 그것과 비슷한 종래의 RF 코일의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 1c에 도시된 코일은 전형적으로 두부의 NMR 연구에 이용된다.FIG. 1C is another embodiment of a conventional RF coil similar to that shown in FIG. 1A but driven at points 19 and 20 across the coil rotations 15 and 17 and capacitor 18 connected in series. It is shown. The coil shown in FIG. 1C is typically used for NMR studies of the head.

도 1a 및 도 1c에 도시된 각각의 코일의 경우에서, 발생된 상기 RF장은 다소 비균일하므로 NMR 영상 형성 응용에 바람직하지 못하다.In the case of each of the coils shown in Figs. 1A and 1C, the RF field generated is somewhat non-uniform and therefore undesirable for NMR image forming applications.

그러므로 전류 분배는 균일한 B1 장을 발생하기 위하여 다수의 코일감기로 제어될 필요가 있다는 것은 명백하다. 덧붙여, 이전에 이미 기술된 바와같이, 코일 기하학은 환자 또는 다른 NMR 샘플의 위치 설정을 위하여 그것의 세로축을 따라 자유 접근하는 것은 당연하다. 상기 B1 장은 또한 B0 장의 방향에 평행하게 선택되어질 균형의 원통축에 수직적이어야만 한다.Therefore, it is clear that the current distribution needs to be controlled by multiple coil windings to produce a uniform B1 field. In addition, as already described previously, the coil geometry is naturally free to approach along its longitudinal axis for positioning of the patient or other NMR sample. The B1 field must also be perpendicular to the cylindrical axis of balance to be selected parallel to the direction of the B0 field.

이전에 관계된 특허출원에서 청구되었으며 더욱 상세하게 기술된 개량된 RF 코일은 도 2a 및 도 2b에 도시되었다. 먼저 도 2a에 관하여 언급하면, 그것은 8개축의 전도적인 소자(27) 내지 (34)에 의하여 서로 연결된 두개의 공간으로 분리된 전도적인 루프 소자(23) 및 (25)로 구성된 8단면 전형적인 실시예의 RF 코일을 도시한 것이다. 각각의 전도적인 소자는 각각의 소자(27) 내지 (34)에서의 캐패시터에 일치하는 표시된(35) 내지 (42)와 같은 최소한 하나이상의 용량성 소자를 제공한다. 전도적인 루프 소자(23) 및 (25)는 각각 인접 축의 전도체 사이의 루프 절단에서(8단면 코일에서) 8개의 직렬로 연결된 전도적인 소자를 갖음을 나타낸다. 일반적으로 루프(25)에서의 (45) 및 루프(23)에서의 (43)의 참조번호로 표시된 상기 전도적 소자는 루프소자로 구성된 전도체에서의 분산된 고유 인덕턴스를 표시한다. 상기 인덕턴스는 바람직한 위상 시프트를 성취하기 위하여 적절한 코일 동작을 위하여 필요하다. 상기 RF 코일은 전도적인 소자중의 하나(캐패시터(35)와 같은)에서의 입력 캐패시터 양단의 리드(20) 및 (22)에 RF 에너지원(도시되지 않은)을 인가시킴에 의하여 여기된다. An improved RF coil, claimed in the related patent application and described in more detail, is shown in FIGS. 2A and 2B. Referring first to FIG. 2A, it is an eight-section typical embodiment consisting of conductive loop elements 23 and 25 separated into two spaces interconnected by eight axes of conductive elements 27 to 34. An RF coil is shown. Each conductive element provides at least one capacitive element, such as the indicated 35-42, that matches the capacitor in each of the elements 27-34. Conductive loop elements 23 and 25 each have eight series connected conductive elements in the loop cutoff (in an 8-section coil) between conductors of adjacent axes. The conductive element, indicated generally by the reference numeral 45 in the loop 25 and 43 in the loop 23, represents the distributed intrinsic inductance in the conductor consisting of the loop element. The inductance is necessary for proper coil operation to achieve the desired phase shift. The RF coil is excited by applying an RF energy source (not shown) to leads 20 and 22 across the input capacitor at one of the conductive elements (such as capacitor 35).

NMR 연구의 전반적인 실행에 있어서, 정보는 동질의 자기장 B0 의 세기를 증가시키는데 유리한 점을 찾을 수 있다. 이것은 NMR 신호의 신호대 잡음비를 증가시키기 위한 양자 영상형성의 경우에서 바람직하다. 그러나, 분광기의 경우에 있어서, 연구된 임의의 화학적 원소(예를들면, 인 및 탄소)가 고자기장의 유용한 신호를 검출하기 위하여 필요하도록 비교적 몸체에서 결핍되어 있기 때문에 이것은 필요성이 있다. 라머 주파수로부터 명백한 바와같이, 자기장 B에서의 증가는 주파수에서 상응하는 증가를 수반하며, 그러므로 송신기 및 수신기 코일의 소정의 공명 주파수를 증가하게 한다. 이것은 인체에 편의를 도모하기에 충분할 만큼 큰 RF 코일의 설계를 복잡하게 한다. 코일에 의하여 발생된 RF장이 더욱 일정한 측정 및 영상을 발생하기 위하여 연구되어질 신체부위에 대하여 균등하여야만 한다는 것은 난점의 한 원인이다. 큰 용적에 걸쳐 균일한 RF 자기장의 발생은 RF 코일의 상이한 부분 및 RF 코일간과 주위 물체 또는 코일이 공명을 만들 수 있는 최고의 주파수를 제한하는 그 자체 즉, NMR 샘플 사이의 원치않는 공전 캐패시턴스의 결과 때문에 고주파수에서 더욱 더 곤란하게 된다.In the overall implementation of the NMR study, information can be found to be advantageous in increasing the intensity of the homogeneous magnetic field B0. This is desirable in the case of quantum imaging to increase the signal-to-noise ratio of the NMR signal. However, in the case of spectroscopy, this is necessary because any chemical elements studied (eg, phosphorus and carbon) are relatively deficient in the body so as to be needed to detect useful signals of high magnetic fields. As is evident from the rammer frequency, the increase in magnetic field B entails a corresponding increase in frequency, thus causing an increase in the predetermined resonance frequency of the transmitter and receiver coils. This complicates the design of an RF coil large enough to accommodate the human body. It is one of the difficulties that the RF field generated by the coil must be equal for the part of the body to be studied in order to generate more consistent measurements and images. The generation of a uniform RF magnetic field over a large volume is due to the consequences of unwanted resonant capacitance between different parts of the RF coil and between the RF coil and the NMR sample itself, which limits the highest frequency at which the surrounding object or coil can create resonance. It becomes even more difficult at high frequencies.

종래의 RF 코일은 인덕턴스를 최소화하고 공명 주파수를 증가시키기 위하여 병렬로 된 1회전이거나 또는 2회전의 코일을 사용한다. 종래 2회전 코일의 예는 이후에 상세하게 설명되는 소위 "새들(saddle)코일" 이다. 그러한 소수의 회전에서 공명 전류의 집중은 B1 장의 동질성 및 샘플영역의 상이한 부분에서 발생된 신호를 위한 민감도의 동질성을 감소한다. 게다가, 동조 캐패시터의 위치와 단일 회전 코일의 공전 캐패시턴스 사이의 균형의 부족은 코일에서 비균일 전류분포와 장 및 신호 민감도의 균일에서의 대응 감소를 유발한다.
Conventional RF coils use coils of one turn or two turns in parallel to minimize inductance and increase the resonance frequency. An example of a conventional two-turn coil is the so-called " saddle coil " which is described in detail later. The concentration of resonance currents at such few rotations reduces the homogeneity of the B1 field and the sensitivity homogeneity for signals generated at different parts of the sample region. In addition, a lack of balance between the position of the tuning capacitor and the idle capacitance of the single rotating coil causes a non-uniform current distribution in the coil and a corresponding reduction in uniformity of field and signal sensitivity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 그러므로, 본 발명의 목적은 실제적으로 동질의 B1 장을 발생할 수 있으며 관심의 영역에 걸쳐 실제적 균일한 신호 민감도를 갖는 RF 코일을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention, therefore, the object of the present invention can generate a substantially homogeneous B1 field and RF having a practical uniform signal sensitivity over the area of interest To provide a coil.

본 발명의 또 다른 목적은 증진된 신호 대 잡음비를 나타내며, 순회적으로 극성을 갖는 장을 발생하기 위하여 실시가능한 NMR RF 코일을 제공하는데 있다.It is a further object of the present invention to provide an NMR RF coil which exhibits an enhanced signal-to-noise ratio and which is feasible to generate a circularly polarized field.

본 발명의 또 다른 목적은 많은 회전으로 분포된 동조 케패시턴스 및 전류를 갖는 NMR RF 코일을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide an NMR RF coil having tuning capacitances and currents distributed at many rotations.

본 발명에 따르면, 공통 세로축을 따라 일정한 간격을 유지하는 한쌍의 전도력 있는 루프 소자를 갖는 NMR 라디오 주파수 코일을 제공한다. 각각의 루프소자는 루프의 원주를 따라 일정한 간격을 유지하는 다수의 연속적으로 연결된 용량성 소자를 포함한다. 다수의 축성의 전도력있는 소자는 전기적으로, 연속적으로 연결된 용량성 소자의 인접한 소자들간의 점에서 전도력 있는 루프 소자를 서로 연결한다. RF 코일의 "고역통과" 실시예에서, 상기 축성의 전도력 있는 부분은 적절한 코일 동작을 위하여 필요된 고유의 인덕턴스를 갖는 와이어, 전도 튜브 또는 편편한 전도성 테이프일수도 있다.According to the present invention, there is provided an NMR radio frequency coil having a pair of conductive loop elements that maintain a constant distance along a common longitudinal axis. Each loop element includes a plurality of continuously connected capacitive elements that are spaced at regular intervals along the circumference of the loop. Multiple layered conductive elements connect electrically conductive loop elements to each other in terms of adjacent elements of an electrically, continuously connected capacitive element. In a "high pass" embodiment of the RF coil, the conductive portion of the layering may be a wire, conducting tube or flat conductive tape with the inductance inherent required for proper coil operation.

상기 코일의 "대역 통과" 실시예는 각각의 축상의 전도력 있는 부분에서 용량성 소자를 포함함에 의하여 인지된다.The "band pass" embodiment of the coil is recognized by including a capacitive element in each conductive portion on the axis.

새롭게 생각되는 본 발명의 특징은 덧붙인 청구범위에서 상세하게 기술하였다. 이하 본 발명의 구성, 동작의 방법, 목적, 장점등은 도면을 참조로 하여 상세히 설명할 것이다.
Features of the invention that are considered new are described in detail in the appended claims. Hereinafter, the configuration, method of operation, object, and advantages of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention,

도 2a에 표시된 상기 RF 코일은, 도 2b에 표시된 집중 소자 저속파 지연 라인 구조에 기초하였으며, 거기에서 동일한 부분은 동일한 참조번호로 표시하였다.The RF coil shown in FIG. 2A is based on the lumped element slow wave delay line structure shown in FIG. 2B, where the same parts are denoted by the same reference numerals.

이제 도 2b에 관하여 언급하면, 전도적인 루프소자(23) 및 (25)는 직렬 연결된 전도적인 소자 (43) 및 (45)의 한 세트를 갖는 연속된 전도체로 표시된다. 물론 유사한 인덕턴스는 도 2b에 도시되어 있지는 않지만, 소자(27) 내지 (34)의 전도적인 부분과 또한 관련된다. 일반적으로, 전도적인 소자(27) 내지(34)와 연관된 상기 인덕턴스는 각각의 소자와 연관된 분리된 용량성 소자(35) 내지 (42)와 연관된 용량성 효과보다 더 작은 효과를 나타낸다. 제 2a도에 도시된 상기 RF 코일은 각각의 전도체(23) 및 (25) (제 2 B도)의 단부 P-P' 및 Q-Q'가 전기적으로 결합함에 의하여 형성된다.Referring now to FIG. 2B, the conductive loop elements 23 and 25 are represented by a continuous conductor having a set of conductive elements 43 and 45 connected in series. Similar inductance, of course, is not shown in FIG. 2B, but is also related to the conductive portions of elements 27 to 34. In general, the inductance associated with conductive elements 27-34 exhibits a smaller effect than the capacitive effect associated with separate capacitive elements 35-42 associated with each element. The RF coil shown in FIG. 2A is formed by electrically coupling the ends P-P 'and Q-Q' of the respective conductors 23 and 25 (FIG. 2B).

도 2a에 도시된 상기 RF 코일 및 도 2b에 도시된 대응 집중 소자 네트워크는 저 주파수 신호가 전도적인 소자를 따라 통과할 것이며 반면에 고 주파수 신호는 상기 캐패시터에 의하여 단락되어지며 상기 유도자에 의하여 방해되어질 경향이 있기 때문에 "저역통과"로써 언급된다. 8 이상 및 이하의 다수의 축의 전도체를 갖는 코일 또한 가능하며, 홀수이거나 또는 짝수의 축의 전도체를 갖는 코일을 포함한다.
The RF coil shown in FIG. 2A and the corresponding lumped element network shown in FIG. 2B will pass a low frequency signal along the conductive element while a high frequency signal will be shorted by the capacitor and interrupted by the inductor. It is referred to as "low pass" because it tends to. Coils with multiple axes of conductors above and below 8 are also possible and include coils with odd or even axes of conductors.

본 발명에 따르면, 기존의 임상용 RF-Coil은 사람에 맞추어져 있어 소 동물(Rat, mouse)과 같은 작은 대상에서 MR영상 신호를 얻을 시 Filling-factor로 인한 MR신호의 손실이 많아서 충분히 좋은 영상을 획득 할 수 없었다. 이러한 신호적 손실을 줄이기 위해서는 MR신호를 받기 위한 RF-Coil도 충분히 소형화함으로써 Filling-factor를 증가시키고 크기의 소형화로 전체 저항(R)을 줄여 SNR을 향상 시켜 임상용 MRI장비에서 기존에 얻을 수 없었던 Small FOV(Field of view), High Resolution Image를 얻을 수 있었다. 그리하여 다양한 Animal Model을 이용한 소 동물 연구와 Organic에 따른 영상획득이 가능하여 조영제 같은 물질을 이용한 특정부위 Targeting 확인연구 등 다양한 분야의 소 동물 MRI 연구에 활용될 수 있다.
According to the present invention, the conventional clinical RF-Coil is tailored to humans, so when MR images are obtained from small targets such as small animals (Rat, mouse), the MR signals are lost due to the filling factor so that a good enough image can be obtained. Could not be obtained. In order to reduce such signal loss, RF-Coil for receiving MR signal is also sufficiently small to increase filling-factor and size to reduce overall resistance (R) to improve SNR. Field of view (FOV) and High Resolution Image were obtained. Thus, it is possible to study small animals using various animal models and to acquire images according to organic, which can be used for small animal MRI research in various fields such as research on targeting specific areas using substances such as contrast medium.

1a 도는 전반적인 연구를 위하여 사용된 병렬연결된 종래의 2회전 NMR RF 코일을 나타낸 도시도.
도 1b는 도 1a에 도시한 코일을 원통 모양으로 설치한 도시도.
도 1c는 예를들어, 두부의 NMR 검사에 사용된 또 다른 형태의 종래의 직렬 연결된 2회전 NMR RF 코일을 나타낸 도시도.
도 2a는 8단면 저역 통과 RF 코일을 나타낸 사시도.
도 2b는 도 2a에 도시된 코일에서 이용된 집중소자, 저역 통과, 저속과 지연 라인구조를 나타낸 사시도.
도 2c는 순환된 전류 대 저역 통과 RF 코일에서의 원주의 유도자에 응답하는 주파수를 나타내는 그래프.
제 2d 도는 8단면 고역 통과 RF 코일을 나타낸 사시도.
1a is a diagram showing a conventional two-turn NMR RF coil connected in parallel used for the overall study.
FIG. 1B is a view in which the coil shown in FIG. 1A is provided in a cylindrical shape. FIG.
1C illustrates another form of a conventional series connected two-turn NMR RF coil, for example, used for NMR testing of the head.
2A is a perspective view of an eight-section low pass RF coil;
FIG. 2B is a perspective view showing a concentrator, low pass, low speed and delay line structure used in the coil shown in FIG. 2A; FIG.
FIG. 2C is a graph showing the frequency responsive to circumferential inductors in a circulated current versus low pass RF coil. FIG.
2d is a perspective view of an eight-section high pass RF coil.

이하 본 발명인 고주파 공진기 장치의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Looking at the configuration of the high frequency resonator device of the present invention in detail as follows. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

이제 도 2b에 관하여 언급하면, 전도적인 루프소자(23) 및 (25)는 직렬 연결된 전도적인 소자(43) 및 (45)의 한 세트를 갖는 연속된 전도체로 표시된다. 물론 유사한 인덕턴스는 도 2b에 도시되어 있지는 않지만, 소자(27) 내지 (34)의 전도적인 부분과 또한 관련된다. 일반적으로, 전도적인 소자(27) 내지(34)와 연관된 상기 인덕턴스는 각각의 소자와 연관된 분리된 용량성 소자(35) 내지 (42)와 연관된 용량성 효과보다 더 작은 효과를 나타낸다. 제 2a도에 도시된 상기 RF 코일은 각각의 전도체(23) 및 (25) (제 2 B도)의 단부 P-P' 및 Q-Q'가 전기적으로 결합함에 의하여 형성된다.Referring now to FIG. 2B, the conductive loop elements 23 and 25 are represented by a continuous conductor having a set of conductive elements 43 and 45 connected in series. Similar inductance, of course, is not shown in FIG. 2B, but is also related to the conductive portions of elements 27 to 34. In general, the inductance associated with conductive elements 27-34 exhibits a smaller effect than the capacitive effect associated with separate capacitive elements 35-42 associated with each element. The RF coil shown in FIG. 2A is formed by electrically coupling the ends P-P 'and Q-Q' of the respective conductors 23 and 25 (FIG. 2B).

도 2a에 도시된 상기 RF 코일 및 도 2b에 도시된 대응 집중 소자 네트워크는 저 주파수 신호가 전도적인 소자를 따라 통과할 것이며 반면에 고 주파수 신호는 상기 캐패시터에 의하여 단락되어지며 상기 유도자에 의하여 방해되어질 경향이 있기 때문에 "저역통과"로써 언급된다. 8이상 및 이하의 다수의 축의 전도체를 갖는 코일 또한 가능하며, 홀수이거나 또는 짝수의 축의 전도체를 갖는 코일을 포함한다.The RF coil shown in FIG. 2A and the corresponding lumped element network shown in FIG. 2B will pass a low frequency signal along the conductive element while a high frequency signal will be shorted by the capacitor and interrupted by the inductor. It is referred to as "low pass" because it tends to. Coils with multiple axes of conductors above and below 8 are also possible and include coils with odd or even axes of conductors.

도 2c는 도 2a에 도시된 8절단 코일과 유사한 16절단 실시예의 상기 저역 통과 RF 코일에서 얻어질 주파수(NHz로 수평축을 따라 도시된) 대 전도적인 루프(제 2a도에서 (23) 또는 (25)와 같은)에서의 전도적인 소자의 하나를 지나는 전류(AMP로 수직축을 따라 도시된)의 예측된 그래프를 도시한 것이다. 상기 전류를 예측하기 위하여, 상기 코일이 도 2a에서의 상기 루프 소자(23) 또는 (25)의 하나에서의 유도자 양단에서 RF 소오스를 갖고 구동된다는 것은 당연하다. 도 2c에서의 각각의 8개의 전류피크(52) 내지(59)는 RF 코일의 두개의 공명 모드를 나타낸다. 전류피크(52)는 NMR 영상 형성 적용에 특별한 관심인 대략 64MHz(1.5 테슬라(tesla) B0 장에서의 라머 주파수의 양성자)에서 발생하는 2개의 직각 공명 모드에 일치한다. 적절한 소오스의 RF 에너지(도시되지 않은)를 이용하는 상기 주파수에서의 상기 코일의 여기는 FIG. 2C shows the frequency (shown along the horizontal axis in NHz) versus the conductive loop (23 in FIG. 2A or 25) to be obtained in the low pass RF coil of the 16 cut embodiment similar to the 8 cut coil shown in FIG. 2A. Shows a predicted graph of the current (shown along the vertical axis in AMPs) through one of the conductive elements). In order to predict the current, it is natural that the coil is driven with an RF source across the inductor in either the loop element 23 or 25 in FIG. 2A. Each of the eight current peaks 52 to 59 in FIG. 2C represents two resonance modes of the RF coil. Current peak 52 corresponds to two quadrature resonance modes that occur at approximately 64 MHz (protons at the Rammer frequency in 1.5 Tesla B0 fields) of particular interest for NMR imaging applications. The excitation of the coil at this frequency using the appropriate source of RF energy (not shown)

Figure pat00001
Figure pat00001

에 비례적으로 루프소자(23) 및 (25)에서 전류 분배를 발생할 것이며, 여기에서 K=1 내지 16은 입력 유도자에서 개시하는 전도적인 소자 번호를 나타낸다. 상기 축의 전도적인 소자를 통한 전류는,Will occur in proportional to the loop elements 23 and 25, where K = 1 to 16 represent the conductive element number starting at the input inductor. The current through the conductive element of the axis,

Figure pat00002
Figure pat00002

에 일치하여 정현파적으로 변화할 것이며, 여기에서 K=1 내지 16은 앞에 전술한 바와같다. 제2공명 모드는 제1에서의 오른편각에서의 제2입력 유도자에서 상기 RF 코일을 활성화 시킴에 의하여 여기될 수 있다.Will be changed sinusoidally, where K = 1 to 16 are as described above. The second resonance mode can be excited by activating the RF coil at the second input inductor at the right angle at the first.

본 발명의 RF 코일은 임의의 가설 기술을 사용하여 조립할 수 있다. 16개의 축의 전도적인 소자(16 절단)를 각각 갖는 두부 및 몸체 코일은 약 127.68 MHz에서 사용하기 위하여 가설되어진다. 상기 두부 코일은 외부 직경 0.28m 및 길이 0.4m를 갖는 플라스틱이나 유리 코일 형태상에 가설된다. 상기 두부 코일에서, 상기 축의 전도적인 소자는 또한 동합금 인쇄회로 기판이거나, 또는 전선으로부터 만들어질 수 있지만, 오히려 얇은 전도적인 동 관조직으로부터 형성된다. 적절한 동 관조직은 외부 직경 3mm(1/8inch) 갖도록 만들어진다. 관조직을 사용하는 장점은 더욱 나은 전류 분배에 기인한 최소화된 손실이다. 두부 코일의 가설에서 관조직을 이용하는 또 다른 장점은 관조직의 두께에 기인한 인접 전도적인 소자 사이의 코일 형태에서 나타날 수 있는 커다른 홈에 의하여 환자 및 동작자를 위한 최소의 시각 장애뿐만 아니라 좋은 통풍을 한다. 상기 전도적인 루프 소자는 동합금, 예를들어 부조체의 캐패시터로써 행하는 기판 재료로의 테프런(Teflon)수지를 사용하는 2중면으로된 인쇄회로 기판으로부터 가설될 수 있다. 상기 캐패시터 판금은 상기 기판의 반대편상의 겹쳐지는 전도적인 동영역으로 구성된다. 상기 판금 사이의 중복의 영역을 증가시키거나 감소시킴에 의하여 상기 캐패시턴스를 증가시키거나 감소시키기 위하여 필수 불가결한 브리찌 될 수 있는 캐패시터 판금의 하나에서 다수의 불연속 패드(pad)를 형성하는 것은 바람직할런지 모른다. 다수의 그러한 캐패시터는 전기적으로 상기 전도적인 루프 소자를 형성하기 위하여 루프로 서로 연결되어 있다. 일예로, 62.5MHz에서 공명하려면, 상기 두부 코일에 대한 캐패시터는 약 95pF의 값을 갖는다.The RF coil of the present invention can be assembled using any hypothesis technique. Head and body coils, each with 16 axes of conductive elements (16 cuts), are hypothesized for use at about 127.68 MHz. The head coil is hypothesized on a plastic or glass coil shape having an outer diameter of 0.28 m and a length of 0.4 m. In the head coil, the axially conductive element is also a copper alloy printed circuit board, or may be made from wires, but rather is formed from a thin, conductive copper tube. Suitable copper tubing is made to have an outer diameter of 3 mm (1/8 inch). The advantage of using tubular tissue is minimized losses due to better current distribution. Another advantage of using tubular tissue in the head coil hypothesis is good ventilation as well as minimal visual disturbances for patients and operators due to the large grooves that can appear in the form of coils between adjacent conductive elements due to the thickness of the tubular tissue. Do it. The conductive loop element can be hypothesized from a double-sided printed circuit board using Teflon resin as the substrate material, which serves as a capacitor of copper alloy, for example. The capacitor sheet metal is composed of overlapping conductive copper regions on opposite sides of the substrate. It may be desirable to form a plurality of discrete pads in one of the capacitor sheet metals that may be indispensable to increase or decrease the capacitance by increasing or decreasing the area of overlap between the sheet metals. I do not know. Many such capacitors are electrically connected to each other in a loop to form the electrically conductive loop element. As an example, to resonate at 62.5 MHz, the capacitor for the head coil has a value of about 95 pF.

상기 몸체 코일은 상기 두부 코일에 대하여 기술된 그것과 유사한 방법으로 가설될 수 있다. 상기 축의 전도적인 소자는 약 0.51m의 외부 직경을 갖으며, 약 0.56m 길이의 원통형 섬유 유리 코일 형태상의 38mm 넓이의 동테이프를 사용하여 조립되어진다. 상기 용량성 소자는 대략 105pF에서 선택된다. 6mm의 외부 직경을 갖는 동 관조직에서 만들어지는 다른 몸체 코일은 상기 축의 전도적인 소자를 위하여 사용된다.The body coil may be hypothesized in a manner similar to that described for the head coil. The shaft's conductive element has an outer diameter of about 0.51 m and is assembled using 38 mm wide copper tape in the form of a cylindrical fiber glass coil about 0.56 m long. The capacitive element is selected at approximately 105 pF. Another body coil made from a copper tube with an outer diameter of 6 mm is used for the conductive element of the shaft.

코일 가설의 부가적 상세한 방법은 참조에 의하여 본원에 합체된 이전에 관계된 특허출원을 참조하여 확인할 수 있다.Additional details of the coil hypothesis can be found by reference to previously related patent applications incorporated herein by reference.

비교하여 보면, 본 발명의 코일(래더 네트워크 코일)은 상기 새들 코일 보다 상당하게 더 균일한 장을 발생한다. 이것은 바람직한 모드에서 여기될때 본 발명의 코일에서의 전류 분배 때문이며, 특히 완전하게 균일한 횡 RF장을 주는 이상 표면 전류 분포에 더욱 가깝게 접근하기 때문이다. In comparison, the coil of the present invention (ladder network coil) generates a significantly more uniform field than the saddle coil. This is due to the current distribution in the coil of the invention when excited in the preferred mode, especially because it approaches closer to the ideal surface current distribution which gives a completely uniform lateral RF field.

이전과 같이, 비록 상기 특별한 실시예가 8개의 그러한 축의 전도적인 소자를 갖는 것처럼 도시되었다 할지라도, 8개 이하 또는 이상의 수는 본 발명을 실행하는 데에 유리하게 사용된다. 덧붙여, 상기 코일은 축의 소자의 하나에서의 상기 용량성 소자의 하나의 양단 또는 상기 전도적인 루프의 하나에서의 용량성 소자의 하나의 양단에 도시되지 않은 RF 전력원을 연결시킴에 의하여 활성화될 수 있다는 것은 인지되어야만 한다. 이전에 기술된 다른 여기 기술은 또한 상기 대역 통과 코일에 적용 가능하다. 게다가 상기 전도적인 루프 소자 또는 상기 축의 전도적인 소자의 각각의 전도적인 부분은 비록 도시되지는 았았지만, 소원된 공명 상태를 발생하기 위하여 정확한 각도의 위상 이동을 이루도록 필요한 고유 인덕턴스 그것과 함께 연관된다.As before, although the particular embodiment has been shown as having eight such axes of conductive elements, fewer than eight or more numbers are advantageously used in practicing the present invention. In addition, the coil may be activated by connecting an RF power source, not shown, to one end of the capacitive element at one of the elements of the axis or one end of the capacitive element at one of the conductive loops. It must be recognized. Other excitation techniques previously described are also applicable to the band pass coil. In addition, each conductive portion of the conductive loop element or the conductive element of the axis, although not shown, is associated with its inductance, which is necessary to achieve the exact angle phase shift in order to generate the desired resonance state.

상기 대역 통과 RF 코일에서, 상기 공명 모드는 상기 고역 통과 또는 저역 통과 코일에서 보다 더 압축된다. 상기 모드는 상기 축 및 루프 임피던스가 우세하게 용량성인 곳에서의 저 주파수 극한과 상기 축 및 루프 임피던스가 우세하게 전도적인 곳에서의 고 주파수 극한 사이에 일직선으로 된다. 모드가 존재하는 주파수 밴드에서, 상기 캐패시터 값은 상기 축의 소자가 용량성 또는 반대가 되는 동안에 상기 루프 전도체가 유도되도록 한다. 상기 제1경우는 그것이 대략 균일한 횡 RF 자기장을 발생하는 세트의 가장 낮은 주파수 모드이다라는 점에서 저역 통과 코일과 비슷하다. 상기 캐패시턴스는 상기 원주의 소자가 용량성인 동안 상기 축의 소자가 유도되도록 하였을 때, 그때 가장 높은 주파수 횡 모드는 균일한 횡 장을 발생하는 그것이며 이것의 배열은 고역 통과 RF 코일과 비슷하다.In the band pass RF coil, the resonance mode is more compressed than in the high pass or low pass coil. The mode is straight between the low frequency limit where the axis and loop impedance is predominantly capacitive and the high frequency limit where the axis and loop impedance is predominantly conducting. In the frequency band in which the mode is present, the capacitor value causes the loop conductor to be induced while the device on the axis is capacitive or vice versa. The first case is similar to a low pass coil in that it is the lowest frequency mode of the set that produces a roughly uniform lateral RF magnetic field. The capacitance is such that when the element of the axis is induced while the element of the circumference is capacitive, then the highest frequency transverse mode is that which produces a uniform transverse field and its arrangement is similar to a high pass RF coil.

대역 통과 코일 배열은 영상 형성체 또는 그 주위에 결합된 공전 캐패시턴스의 영향을 줄이거나 높은 주파수를 위하여 저속파 지연 라인 네트워크 코일을 확장하는데 유용할런지 모른다. 예를들면, 기본 배열로써 고역 통과 코일을 사용하는 캐패시턴스는 상기 축의 소자내로 삽입할 수 있다. 상기 축의 캐패시터는 상기 축의 소자의 총 임피던스가 줄어지도록 임의의 상기 축의 소자의 캐패시턴스를 말소하기 위하여 만들어질 수 있다. 그때, 주어진 전류에 대한 상기 축의 소자를 따른 전압은 그것이 캐패시터를 가지지 않은 것보다 적을 것이며, 공전 캐패시턴스를 통하는 전류는 보다 적게 될 것이며 그것에 의하여 감소손실 및 이조 효과는 상기 공전 캐패시턴스에 연관된다.Bandpass coil arrangements may be useful to reduce the effects of idle capacitance coupled to or around the image former or to extend slow wave delay line network coils for higher frequencies. For example, capacitance using a high pass coil as the basic arrangement can be inserted into the device of the axis. The capacitor of the axis can be made to erase the capacitance of the device of any axis such that the total impedance of the device of the axis is reduced. Then, the voltage along the element of the axis for a given current will be less than it does not have a capacitor, and the current through the idle capacitance will be less whereby the reduction loss and the harmonic effect are related to the idle capacitance.

앞서 전술된 것으로부터 본 발명에 일치하는 코일의 일련의 실시예는 많은 방향에서 분배되는 전류 및 동조 캐패시턴스를 제공한다. 본 발명의 NMR RF 코일은 또한 신호 민감도 및 B 1 장의 균일성에 상당한 개선을 제공한다. 상기 코일의 기하학은 또한 신호대 잡음비 및 순환적으로 극성을 갖는 여기에 개선을 허용한다.From the foregoing, a series of embodiments of coils consistent with the present invention provide current and tuning capacitances distributed in many directions. The NMR RF coil of the present invention also provides a significant improvement in signal sensitivity and B 1 uniformity. The geometry of the coil also allows for improvements in signal-to-noise ratio and cyclically polar excitation.

본 발명은 특별한 실시예 및 예를 참조하여 기술하였으며, 본 분야의 통상의 기술을 가진자에 의하여 다른 변경 및 변화는 가져올 수 있다. 따라서, 본 발명의 청구범위의 범위내에서, 특별하게 기술 된 것보다 다른 방법으로 실행될 수 있음은 두말할 나위도 없다.The present invention has been described with reference to specific embodiments and examples, and other variations and changes may be made by those skilled in the art. Thus, it goes without saying that, within the scope of the claims of the present invention, it may be implemented in other ways than specifically described.

본 발명은, 상기한 바와 같이, 자기 공진기를 이용한 자기장 검출 또는 송출 방법 및 그 장치로서 활용될 수 있는 바, 본 발명의 자기장 검출 장치는 비자성 재료로 이루어진 형틀에 수용된 단순한 도선(wire) 형태의 루프 안테나 및 비자성 재료로 이루어진 형틀에 외감되어 루프 안테나에 유도성 결합되는 코일 타입의 자기 공진기(magnetic resonator)를 포함함으로써, 기존 MR 신호 검출 장치보다 구조가 간단하면서도 감도가 높고 저렴한 가격으로 제작 가능할 수 있게 되는 특장점도 구가할 수 있는 것이다.The present invention, as described above, can be utilized as a magnetic field detection or transmission method using a magnetic resonator and the device, the magnetic field detection device of the present invention is a simple wire form housed in a mold made of a non-magnetic material By incorporating a coil type magnetic resonator which is inductively coupled to the loop antenna by being enclosed in a mold made of a loop antenna and a non-magnetic material, the structure is simpler than a conventional MR signal detection device, and can be manufactured with high sensitivity and low price. The features that can be used are also available.

본 발명에 따른 상기 자기 공진기는 비자성 재료로서 도 2d에 예시된 바와 같이, 원통형 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 고리형의 금속 패턴을 상하로 형성하고, 이 사이에 커패시터를 상기한 바와 같이 배치한 구성으로 되어도 좋다.The magnetic resonator according to the present invention, as illustrated in FIG. 2D as a nonmagnetic material, forms an annular metal pattern up and down on a cylindrical printed circuit board (PCB) substrate, and arranges a capacitor therebetween. It may be in one configuration.

또한, 상기 자기 공진기는 교환 가능한 커패시터 또는 가변 커패시터를 구비하며, 상기 교환 가능한 커패시터를 교환하거나 상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하여 상기 공진 주파수를 조절할 수 있도록 구성되어 있다.The magnetic resonator may include a replaceable capacitor or a variable capacitor, and is configured to control the resonance frequency by exchanging the replaceable capacitor or adjusting the capacitance of the variable capacitor.

이와 같이, 상기 루프 안테나와 유도성 결합되는 코일 형태의 상기 자기 공진기에 상기 시변 자기장에 의하여 공진이 발생하게 되도록 구성된 것이다.In this way, the resonance is generated by the time-varying magnetic field in the magnetic resonator of the coil type inductively coupled to the loop antenna.

이로써, 단순한 상하의 루프 안테나형 금속 띠(23, 25)에 자기 공진기(magnetic resonator)를 이루도록 다수의 커패시터를 배열하여 감도가 높고 구조가 간단하여 저렴한 가격으로 구현 할 수 있는 자기 공진기를 제공할 수 있게 되는 것이다.Thus, by arranging a plurality of capacitors to form a magnetic resonator in the simple upper and lower loop antenna type metal bands 23 and 25, it is possible to provide a magnetic resonator having high sensitivity and simple structure and low cost. Will be.

이는, 소 동물과 같은 작은 대상에서 MR 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, 이하 MRI) 장치는 인체에 포함된 수소 원자핵이 내는 특정 주파수의 자기장을 검출하여 이를 2 차원 또는 3차원 영상으로 변환시켜 소 동물 내부의 조직 형태(tissue type)을 검사할 수 있게 하는 장치로서, 컴퓨터 단층 촬영(CT; Computed Tomography)이나 X-ray에 비하여 인체에 전혀 무해한 자기장을 이용함으로써 장시간 촬영이나 많은 횟수의 촬영에도 인체에 해롭지가 않고, 대조도와 해상도가 뛰어난 첨단의 비파괴, 비방사능적 검사를 수행할 수 있게 되는 것이다.In small objects such as small animals, MR magnetic resonance imaging (MRI) apparatus detects a magnetic field of a specific frequency emitted by a hydrogen nucleus contained in a human body and converts it into a two-dimensional or three-dimensional image. It is a device that allows you to examine the internal tissue type. It uses the magnetic field, which is harmless to the human body, compared to computed tomography (CT) or X-ray. It will be able to perform advanced, non-destructive and non-radioactive inspections that are harmless and have excellent contrast and resolution.

또한, 기존보다 더 소형화시킬 수 있음에 따라, 발명의 효과 임상용 MRI장비에서 기존에 얻을 수 없었던 small FOV(Field of view), high resolution image 및 SNR(signal to noise ratio)이 향상된 MR영상을 획득할 수 있음. 소 동물에 맞는 작은 크기의 RF-coil을 제작함으로써 임상용 RF-coil에 비해 Filling-factor를 증가시키고 크기의 소형화로 전체 저항(R)을 줄여 SNR을 향상.시장성 및 기업화 전망임상용 MRI에 소 동물용 실험 장비로 판매 가능1. 다양한 크기 Animal Model을 이용한 소 동물 연구를 가능하게 할 수 있게 하였다.In addition, since the present invention can be further miniaturized, small field of view (FOV), high resolution image, and signal-to-noise ratio (SNR) improved MR images, which have not been previously obtained in clinical MRI equipment, can be obtained. May be. Small sized RF-coils for small animals increase filling-factor compared to clinical RF-coils, and smaller size increases overall resistance (R) to improve SNR.Marketability and commercialization prospects Can be sold as lab equipment1. It is possible to study small animals using various size animal models.

또한, 소 동물(Rat, Mouse)에 적합한 MRI(Magnetic Resonance Imaging)용 RF-coil 발명에 따라, Organic에 따른 영상획득이 가능하여 조영제 같은 물질을 이용한 특정부위 targeting 확인을 용이하게 수행할 수 있게 되는 것이다.In addition, according to the invention of RF-coil for MRI (Magnetic Resonance Imaging) suitable for small animals (Rat, Mouse), it is possible to acquire the image according to the organic, so that it is possible to easily check the specific site targeting using a substance such as contrast agent will be.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having various ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. And additions should be considered to be within the scope of the following claims.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. In the above description with reference to the accompanying drawings, the present invention has been described with reference to specific shapes and directions, but the present invention may be variously modified and changed by those skilled in the art, and such modifications and changes are included in the scope of the present invention. Should be interpreted as

Claims (3)

고주파 공진기는 공통 수직축을 따라 일정한 간격을 유지한 한쌍의 전도적인 루프소자를 구비하되, 상기 전도적인 루프 소자 각각은 그것으로부터 원주를 따라 일정한 간격을 유지한 다수의 직렬로 연결된 용량성 소자를 포함하며, 상기 직렬로 연결된 용량성 소자의 인접 용량성 소자 사이의 점에서 상기 전도적인 루프 소자를 전기적으로 서로 연결시키는 다수의 축의 전도적인 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 동물용 고주파 공진기.
The high frequency resonator includes a pair of conductive loop elements at regular intervals along a common vertical axis, each of which includes a plurality of series connected capacitive elements at regular intervals along the circumference thereof. And a plurality of shaft conductive portions electrically connecting the conductive loop elements to each other at points between adjacent capacitive elements of the series connected capacitive elements.
제 1 항에 있어서,
상기 축의 전도적인 부분을 통하여 에 따라 변화하게 될 전류 분배 및 상기 전도적인 루프 소자에서 에 비례하여 전류 분배를 발생하기 위하여 소원된 공명 모드의 주파수에서 발진하는 제1RF 전력원을 갖는 상기 전도적인 루프의 하나에서 제1입력 용량성 소자양단의 상기 RF 코일을 여기시키기 위한 제1방법을 구비하되, 여기에서 K는 1과 코일 절단의 총수 N 사이의 정수이며, 입력 캐패시터를 갖는 절단에서 K=1을 갖고 개시하는 것을 특징으로 하는 동물용 고주파 공진기.
The method of claim 1,
Of the conductive loop with a first RF power source oscillating at a frequency of the resonance mode desired to produce a current distribution that is to be changed according to through the conductive portion of the axis and proportional to the current in the conductive loop element. And a first method for exciting the RF coil across the first input capacitive element in one, where K is an integer between 1 and the total number of coil cuts, N, where K = 1 in the cut with the input capacitor. The animal high frequency resonator characterized by starting with.
제 1 항에 있어서,
상기 소원된 공명 모드의 주파수에서 제2RF 전력원을 갖는 상기 제1입력 용량성 소자로부터 상기 전도적인 루프 소자의 상기 하나의 원주를 따라 90ㅀ로 분리된 제2입력 용량성 소자 양단의 상기 RF코일을 여기시키기 위한 제2방법을 구비하되, 상기 전력원은 서로에 관하여 전기적으로 90ㅀ의 위상차가 있는 것을 특징으로 하는 동물용 고주파 공진기.
The method of claim 1,
The RF coil across the second input capacitive element separated by 90 Hz along the one circumference of the conductive loop element from the first input capacitive element having a second RF power source at the desired resonance mode frequency And a second method for exciting the power source, wherein the power source has a phase difference of 90 GHz with respect to each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180039435A (en) * 2016-10-10 2018-04-18 가톨릭대학교 산학협력단 Hydrogen-carbon dual cylinder rail shape MRI coil for small animal
RU2795364C1 (en) * 2022-08-01 2023-05-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Казанский научный центр Российской академии наук" Method for increasing the homogeneity of the radio frequency field of a mid-field magnetic resonance tomographic scanner and a coil for its implementation
KR20230116480A (en) 2022-01-28 2023-08-04 가천대학교 산학협력단 RF coil for setting up a multiple small-animal MRI

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