KR100594653B1

KR100594653B1 - 자기 공명 촬상 장치 및 시스템

Info

Publication number: KR100594653B1
Application number: KR1020017012381A
Authority: KR
Inventors: 간고지
Original assignee: 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2006-07-03
Also published as: CN1366455A; US6894495B2; WO2001056493A3; WO2001056493A2; JP2001212105A; JP3679675B2; KR20010110713A; EP1206215A2; CN1303940C; US20020135370A1

Abstract

회전 날개(rotating vane)를 구동하여, 높은 효율성으로, 대상을 수용하는 공간 내부로 공기를 불어 넣는 유체 모터(fluid motor)로 구성되는 공기 공급 장치(air feed device)가 제공된다.

Description

자기 공명 촬상 장치 및 시스템{AIR FEED DEVICE, SIGNAL ACQUISITION DEVICE AND IMAGING DEVICE}

본 발명은 공기 공급 장치(air feed device), 신호 획득 장치 및 촬상 장치(imaging device)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 측정 대상(subject)을 수용하는 공간으로 공기 바람(air blow)을 공급하는 장치, 신호 획득 장치 및 그러한 공기 공급 장치로 구성된 촬상 장치에 관한 것이다.

자기 공명 촬상 장치(magnetic resonance imaging device)에서, 촬상 대상이 자석 시스템(magnet system)의 내부 공간내로, 즉 촬상 대상내에 자기 공명 신호를 생성하기 위해 인가된 정자장(static magnetic field), 구배 자장(gradient magnetic field) 및 고주파 자장(high frequency magnetic field)으로 형성된 이미지 캡처 공간(image capture space)내로 로딩되며, 수신된 신호에 근거하여 단층상(cross sectional image)이 생성(재구성)된다.

공기 바람(또는 미풍(breeze))이 이미지 캡처 공간으로 공급되어 촬상 대상에게 시원한 느낌(cool feeling)을 제공한다. 공기 또는 미풍은 이미지 캡처 공간으로부터 충분히 이격된 위치에 설치된 전기 송풍기(electric air blower)에 의해 송풍관(air duct)으로부터 이미지 캡처 공간으로 불기 때문에, 전기 송풍기는 자기 공명 신호를 전기적으로 간섭하지 않는다.

상기 공기 공급 장치는 송풍관에서의 에너지 손실로 인해 낮은 효율성을 갖는다.

발명의 개요

따라서, 본 발명의 목적은 고효율성의 공기 공급 장치와, 그러한 공기 공급 장치로 구성된 신호 획득 장치와, 촬상 장치를 제공하는 것이다.

(1) 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 1 형태는 유량에 의해 회전 구동되는 유체 모터(fluid motor)와, 촬상 대상을 수용하는 공간내로 공기를 주입하는 회전 날개(rotating vane)로 구성되는 것에 특징이 있다.

이러한 본 발명의 형태에서, 회전 날개는 유체 모터를 동력원(motive source)으로서 이용함으로써 공기 바람(또는 미풍)을 생성한다. 유체 모터는 전기 간섭 신호를 생성하지 않으므로, 촬상 대상 근처에 공기 바람(또는 미풍)을 일으킬 수 있고, 고효율성으로 송풍을 행할 수 있다.

(2) 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 2 형태는 신호 획득 대상을 수용하기 위한 공간을 갖는 신호 획득 수단과, 유량에 의해 회전 구동되는 유체 모터와, 공간에 공기 바람을 생성하도록 유체 모터에 의해 구동되는 회전 날개와, 날개의 회전을 변속하는 회전 변속 수단(rotation transmission means)으로 구성되는 것에 특징이 있다.

이러한 본 발명의 형태에서, 회전 날개는 유체 모터를 동력원으로서 이용하여 미풍을 생성한다. 유체 모터는 전기 간섭 신호를 생성하지 않으므로, 신호 획득 대상 근처에 미풍을 생성하고, 고효율성으로 송풍을 행할 수 있다.

(3) 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 3 형태는 본 발명의 제 2 형태에 따른 신호 획득 장치가 유체에 의해 냉각(cooling)될 부분을 갖는 신호 획득 수단을 포함하고, 유체 모터는 유체에 의해 구동되어 냉각될 부분을 냉각하는 것에 특징이 있다.

이러한 본 발명의 형태에서, 신호 획득 수단에서 냉각용 유체는 유체 모터를 회전시켜 냉각 시스템과 유체 모터 구동 시스템을 결합한 간단한 구조가 달성되도록 한다.

(4) 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 4 형태는 촬상 장치가 촬상 대상을 수용하기 위한 공간을 갖는 촬상 수단과, 유량에 의해 회전 구동되는 유체 모터와, 촬상 대상을 수용하는 공간내로 공기를 주입하도록 모터에 의해 구동되는 회전 날개로 구성되는 것에 특징이 있다.

(5) 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 5 형태는 본 발명의 제 4 형태에 따른 촬상이 유체에 의해 냉각될 부분을 갖는 신호 획득 수단을 포함하고, 유체 모터는 유체에 의해 구동되어 피냉각 부분을 냉각시키는 것에 특징이 있다.

이러한 본 발명의 형태에서, 촬상 수단에서 냉각을 위한 유체는 유체 모터를 회전시켜 냉각 시스템과 유체 모터 구동 시스템을 결합한 간단한 구조가 달성되도록 한다.

따라서, 본 발명은 고효율의 공기 공급 장치 뿐만 아니라, 신호 획득 장치와, 그러한 공기 공급 장치로 구성되는 촬상 장치를 제공한다.

본 발명의 또다른 목적 및 이점은 첨부 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 장치를 도시하는 블록도이다.

도 2는 준비 상태의 촬상 대상과 더불어, 도 1에 도시된 장치의 자석 시스템의 외관을 도시한 사시도이다.

도 3은 준비 상태의 촬상 대상 및 조작자와 더불어, 도 1에 도시된 장치의 자석 시스템의 외관을 도시한 측면도이다.

도 4는 촬상 동작 동안의 촬상 대상과 더불어, 도 1에 도시된 장치의 자석 시스템의 외관을 도시한 사시도이다.

도 5는 촬상 동작 동안의 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 6은 촬상 동작 동안의 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 7은 촬상 동작 동안의 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 8은 촬상 동작 동안의 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 9는 촬상 동작 동안의 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 10은 도 1에 도시된 장치에 의해 구현된 전형적인 펄스 시퀀스를 도시하는 도면이다.

도 11은 도 1에 도시된 장치에 의해 구현된 전형적인 펄스 시퀀스를 도시하는 도면이다.

도 12는 촬상 동작 동안의 수평 보어 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 13은 수평 보어 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 동작 동안의 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 14는 촬상 동작 동안의 수평 보어 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 15는 촬상 동작 동안의 수평 보어 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

도 16은 촬상 동작 동안의 수평 보어 자석 시스템, 공기 공급 장치, 촬상 대상의 상호 관계를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1에는 자기 공명 촬상 장치의 블록도가 도시되어 있다. 이 장치는 본 발명의 실시예이다. 본 발명의 예시적인 실시예는 이러한 장치의 구조에 의해 도시된다.

도 1에 도시된 장치는 자석 시스템(11)을 갖는다. 자석 시스템(11)은 주자장 코일 유닛(main magnetic field coil unit)(101) 및 구배 코일 유닛(gradient coil unit)(105)을 갖는다. 이들 코일 각각은 일반적인 원통 형상을 가지며, 서로에 대해 상호 동심적으로(mutually concentric) 배열된다. 자석 시스템(11)의 보어(bore)는 수직으로 대향하므로, 이 시스템은 수직 보어 자석 시스템이라 불린다.

비록 도면에는 도시되지 않았지만, 자석 시스템(11)은 내부 공간으로 미풍(공기 바람)을 공급하는 공기 공급 장치로 구성된다. 이러한 공기 공급 장치는 이후에 다시 기술된다.

피검자(testee)(31)는 좌석(43)에 앉혀지고, 자석 시스템(11)의 전반적으로 원주 모양의 내부 공간으로 운반된다. 일반적인 원주 모양의 내부 공간의 중심 축은 수직으로 대향한다. 내부 공간의 형상은 원주 모양에 국한되지 않으며, 적절한 형상의 측단면을 갖는 기둥 형상의 내부 공간일 수도 있다. 피검자(31)는 좌석(43)에 앉아 똑바로 선 자세를 취하게 된다. 피검자(31)가 차지하는 좌석(43)은 좌석 구동부(seat drive section)(111)에 의해 수직으로 진퇴 운동하도록 구동된다.

피검자(31)의 머리는 좌석(43)의 뒤판(back)상에 설치된 RF(radio frequency) 코일(33) 내부에 수용된다. RF 코일(33)은 예컨대, TEM(transverse electromagnetic mode) 공명기 타입의 RF 코일로 이루어진다. 또한, RF 코일(33)은 일반적인 원통 형상을 가지며, 주자장 코일 유닛(101) 및 구배 코일 유닛(105)과 동일한 축을 따라 자석 시스템(11)의 내부 공간에 설치된다.

주자장 코일 유닛(101)은 자석 시스템(11)의 내부 공간(보어)에 정자장을 형성한다. 주자장 코일 유닛(101)은 예컨대, 초전도 코일(super-conductive coil)을 이용하여 형성된다. 물론, 본 발명은 초전도 코일을 사용하는 것에 한정되지 않으며, 보통의 전도 코일을 사용할 수도 있다.

구배 코일 유닛(105)은 정자장 세기가 구배를 갖도록 하는 구배 자장을 생성한다. 생성된 구배 자장은, 슬라이스 구배 자장(slice gradient field), 판독 구배 자장(readout gradient field) 및 위상 인코드 구배 자장(phase encode gradient magnetic field)의 3 가지 타입을 갖는다. 구배 코일 유닛(105)은 이들 3가지 타입의 구배 자장에 대해 3계통의 구배 코일(도시 생략)을 갖는다.

RF 코일(33)은 정자장 공간에서 피검자(31)의 몸체내의 스핀(spin)을 여기(excitation)시키기 위한 고주파 자장을 구성한다. 고주파 자장의 형성은 RF 여기 신호의 송신으로서 지칭된다. 또한, RF 여기 신호의 송신은 RF 코일(33)과는 별개인 전용의 송신 RF 코일에 의해 수행될 수도 있다. RF 코일(33)은 여기된 스핀에 의해 생성된 전자파(magnetic wave), 즉 자기 공명 신호를 수신한다.

구배 구동 유닛(gradient drive unit)(131)은 구동 신호를 구배 코일 유닛(105)에 인가하여 구배 자장을 생성한다. 구배 구동 유닛(131)은 도면에는 도시되지 않은 3계통의 구동 회로를 가지며, 이것은 구배 코일 유닛(105)에서의 3가지 타입의 구배 코일에 대응한다. RF 구동 유닛(141)은 구동 신호를 RF 코일 유닛(33)에 인가하고, RF 여기 신호를 송신하고, 피검자(31)의 몸체내에 스핀 여기를 발생시킨다. 데이터 획득 유닛(151)은 RF 코일 유닛(33)에 의해 수신된 수신 신호를 입력받고, 이들 신호를 디지털 데이터로서 수집한다.

좌석 구동부(111), 구배 구동 유닛(131), RF 구동 유닛(141) 및 데이터 획득 유닛(151)은 제어 유닛(161)에 의해 제어된다. 자석 시스템(11), 좌석 구동부(111), 구배 구동 유닛(131), RF 구동 유닛(141), 데이터 획득 유닛(151) 및 제어 유닛(161)에 의해 구성된 부분은 본 발명의 신호 획득 수단의 실시예이다.

데이터 처리 유닛(171)은 데이터 획득 유닛(151)으로부터 출력된 신호를 입력받는다. 데이터 처리 유닛(171)은 데이터 획득 유닛(151)으로부터 입력된 데이터를 도면에 도시되지 않은 메모리내에 저장한다.

메모리는 내부적으로 데이터 공간으로 이루어진다. 이들 데이터 공간은 2차원 푸리에(Fourier) 공간으로 구성된다. 데이터 처리 유닛(171)은 이들 2차원 푸리에 공간 데이터의 2차원 역푸리에 변환을 수행하여, 피검자(31)의 머리의 단층상(sectional layered image)을 생성(재구성)한다.

데이터 처리 유닛(171)은 제어 유닛(161)에서의 처리를 조정한다. 디스플레이 유닛(181)은 데이터 처리 유닛(171)으로부터 출력된 재구성 이미지 및 다양한 타입의 정보를 디스플레이한다. 조작 유닛(191)은 다양한 타입의 커맨드 및 정보를 사용자 조작에 의해 데이터 처리 유닛(171)에 입력한다.

자석 시스템(11), 좌석 구동부(111), 구배 구동 유닛(131), RF 구동 유닛(141), 데이터 획득 유닛(151), 제어 유닛(161), 데이터 처리 유닛(171), 디스플레이 유닛(181) 및 조작 유닛(191)에 의해 구성된 부분은 본 발명의 촬상 장치 수단의 실시예이다.

도 2 및 3은 대기하는 피검자(31)와 함께 자석 시스템(11)의 외관을 도시한다. 도 2는 사시도이고, 도 3은 단면의 일부를 도시하는 측면도이다. 이들 동일한 도면에 의해 도시된 바와 같이, 자석 시스템(11)은 바닥면 FL상에 설치된 4개의 지지 기둥에 의해 지지된다.

자석 시스템(11) 아래의 바닥면(50)에 구덩이(pit)가 만들어진다. 바닥면(50)으로부터 구덩이(21)내의 아래쪽으로 계단(51)이 설치된다. 피검자(31)를 앉히기 위한 좌석(43)이 좌석 업/다운 메카니즘(up/down mechanism)(41)에 의해 구덩이(21)의 바닥으로 하강한다. 좌석(43) 및 좌석 업/다운 메카니즘(41)은 비자성(nonmagnetic) 재료로 만들어진다.

악기 등의 키보드(45)가 피검자(31)의 앞에 설치된다. 키보드(45)는 촬상 동안 피검자(31)에 의해 조작된다. 키보드(45)는 좌석에 내장된다. 피검자(31)에 의해 조작되는 키보드는 악기 등의 키보드에 한정되지 않으며, 정보 처리용의 키보드이거나, 또는 피검자에 따라 툴(tool), 기록 도구(writing instrument) 또는 동작 툴과 같이 손으로 조작되는 모든 타입의 장비일 수 있다. 이와 달리, 피검자에 따라 피드(feed)에 의해 조작되는 장비를 이용할 수도 있다.

지지 기둥(13) 중 하나에는 업/다운 스위치(47)가 설치된다. 업/다운 스위치(47)는 조작 유닛(191)의 일부를 형성한다. 업/다운 스위치(47)로부터의 커맨드는 제어 유닛(161) 및 데이터 처리 유닛(171)을 경유하여 좌석 구동부(111)에 인가된다. 또한, 업/다운 스위치(47) 신호는 좌석 구동부(111)에 직접 인가될 수도 있다.

좌석 구동부(111)는 입력된 커맨드에 따라 좌석 업/다운 메카니즘(41)에 의해 좌석(43)을 상승 및 하강시킨다. 즉, 좌석(43)은 도 4에 도시된 바와 같이 촬상 동안 상승되고, 피검자(31)는 RF 코일(33)과 함께 촬상 공간으로 운반되며, 촬상이 종료될 때, 좌석(43)은 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 준비(대기) 위치로 하강한다.

공기 공급 장치와 더불어, 촬상 동안의 자석 시스템(11), 피검자(31) 및 RF 코일(33)의 상호 관계가 도 5에 도시되어 있다. 동일한 도면에 도시된 피검자(31)의 머리 및 RF 코일(33)은 자석 시스템의 중앙, 즉 촬상 범위의 자석 중앙에 위치된다.

회전 날개(71)는 자석 시스템(11)의 상부에서 보어와 대향하도록 설치된다. 회전 날개(71)는 예컨대, 송풍기 팬(blower fan)의 회전 날개와 동일한 구조를 가질 수 있으며, 공기(미풍)를 자석 시스템(11)의 내부 공간으로 전달하도록 회전할 수 있다. 회전 날개(71)는 본 발명의 회전 날개의 실시예의 예이다.

유체 모터(75)로부터 기어 박스(gear box)(73)를 경유하여, 회전력이 회전 날개(71)에 가해진다. 유체 모터(75)는 케이싱(casing)의 내부에 회전자 소자(rotator element), 즉 수차(water wheel)(도시 생략)를 가지며, 수차는 수차(piping)(77)을 경유하여 순환하는 오일(oil) 또는 물과 같은 유체에 의해 구동되어 회전한다. 유체의 순환은 자석 시스템(11)으로부터 적당하게 이격된 위치에 설치된 펌프(pump)(79)에 의해 수행된다.

워터 휠의 회전은 기어 박스(73)를 경유하여 회전 날개(71)에 전달된다. 기어 박스(73)내의 기어는, 회전 날개(71)의 회전 속도가 조절되도록 변속될 수 있다. 기어를 턴 온 및 오프시키기 위한 내부 클러치(clutch)를 제공함으로써, 유체 모터(75)로부터 회전 날개(71)로 동력(motive force)을 간헐적으로 전달할 수 있다.

제어 유닛(161)은 기어의 변속 및 클러치 턴 온/오프를 제어한다. 물론, 이러한 제어는 수동으로 수행될 수 있다. 기어 박스(73)는 회전 날개(71)의 회전 속도를 조절할 필요가 없는 경우 생략될 수 있다.

회전 날개(71), 기어 박스(73) 및 유체 모터(75)는 세라믹 또는 플라스틱과 같은 비금속 재료로 만들어진다. 수차(77) 또한 비금속 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 수차(77)은 고무로 만들어질 수 있다.

이러한 타입의 공기 공급 장치에서, 유체 모터(75)는 전기를 이용하지 않으므로, 어떠한 자기 신호도 생성되지 않으며, 자기 공명 신호와의 간섭이 발생되지 않는다. 또한, 기어 박스(73), 유체 모터(75) 및 회전 날개(71)는 플라스틱 또는 세라믹과 같은 비금속 및 비자성 재료로 만들어지므로, 이들 구성 요소의 동작은 자석 시스템(11)의 전기적인 환경을 방해하지 않는다.

이들 구성 요소는 자석 시스템(11)의 보어 (내부 공간) 입구에 매우 근접하게 설치될 수 있다. 이와 달리, 이들 구성 요소는 필요한 경우, 자석 시스템(11)의 내부 공간에도 설치될 수 있다. 이러한 타입의 설치는 손실없이 공기를 전달, 즉 높은 효율성으로 공기 바람(미풍)을 전달할 수 있도록 한다.

또한, 회전 날개(71)의 회전 속도의 조절은 도 6에 도시된 바와 같이, 수차(77)에 설치된 제어 밸브(control valve)(81)에서 유체의 흐름 속도를 조절하도록 행해질 수 있다. 유량 조절기 밸브(flow rate adjuster valve)(81)는 본 발명의 조절 수단의 실시예의 예이다. 또한, 유량 조절기 밸브(81)는 비자성(antimagnetic) 및 비금속 재료로 만들어질 수 있으나, 자기 시스템(11)으로부터 충분한 거리만큼 이격되어 설치되는 경우에는 그러한 재료로 만들어지지 않아도 될 수 있다.

유량 조절기 밸브(81)에 의한 송풍량 조절은 제어 유닛(161)에 의해 자동으로 수행되거나, 또는 조작자에 의해 수동으로 조절된다. 이와 달리, 송풍량은 유량 조절기 밸브(81)를 이용하지 않고서 펌프(79)의 회전 속도를 수동으로 또는 자동으로 제어함으로써 조절될 수 있다. 더욱이, 말할 필요도 없이, 유량 조절기 밸브(81)에 의한 조절과 펌프(79)의 조절을 함께 이용할 수도 있다.

또한, 송풍량 조절은 도 7에 도시된 바와 같이 유체 모터(75)를 우회하는 파이프 통로(pipe passage)(83)에 설치된 유량 조절기 밸브(81)에 의해 파이프 통로(83)에 공급된 유량 및 유체 모터(75)에 공급된 유량을 조절함으로써 수행될 수 있다. 유량 조절기 밸브(81)는 본 발명의 조절 수단의 실시예의 예이다.

자석 시스템(11)의 주자장 코일 유닛이 보통의 전도 코일로 구성될 때, 보통의 전도 코일에 의해 방사된 열로 인한 온도 상승을 억제하도록 유체에 의해 보통 전도 코일의 냉각이 수행된다. 초전도 코일이 사용되는 경우에도, 구배 코일 유닛에서 온도 상승을 억제할 필요가 있을 때, 유체에 의한 냉각이 수행될 수 있다. 자석 시스템(11)이 그러한 유체 냉각 장치를 가질 때, 냉각 유체의 유동은 유체 모터(75)를 회전시키는 데에도 이용될 수 있다.

즉, 자석 시스템(11)의 내부가, 방열기(radiator)(85)에 의해 열이 방사되는 동안 펌프(79)에 의해 순환하도록 만들어진 유체에 의해 냉각되는 구배 코일 유닛 또는 주자장 코일 유닛과 같은 냉각을 위한 부분을 가질 때, 순환하는 유체의 흐름 경로에 유체 모터(75)가 설치될 수 있다. 그러한 구성은 냉각 시스템과 유체 모터 구동 시스템을 통합함으로써 구조를 단순화시킬 수 있다.

그러한 구조에서, 송풍량은 클러치를 턴 온 및 오프시키고, 기어 박스(73)내의 기어를 변속함으로써 적절하게 조절된다. 그러므로, 송풍량이 조절되는 경우에도 유체의 유량에는 변화가 없으며, 냉각 성능에 영향을 미치지 않으면서 송풍량이 조절될 수 있다.

이와 달리, 송풍량은 냉각 유체 순환 경로내의 유체 모터(75), 유체 모터(75)를 우회하는 파이프 통로(83), 파이프 통로(83)에 설치된 유량 조절기 밸브(81)에 의해, 유체 모터(75)에 흐르는 유량과 파이프 통로(83)에 흐르는 유량의 비율을 조절함으로써, 도 9에 도시된 바와 같이 적절히 조절될 수 있다. 전체 유량은 이러한 유량 비율이 조절되는 경우에도 변화되지 않으므로, 냉각 성능에 영향을 미치지 않으면서 송풍량이 조절될 수 있다.

이러한 장치의 동작이 다음에 기술된다. 조작자(35)는 우선, 구덩이(21) 내부로 낮추어진 좌석(43)에 피검자(31)를 앉히므로, 피검자(31)의 머리는 RF 코일(33)의 내부에 있게 된다. 그 다음, 조작자(35)는 스위치(47)를 조작하여 좌석 업/다운 메카니즘(41)을 동작시키고, 좌석(43)을 도 5에 도시된 촬상 위치로 상승시킨다.

이러한 상태에서, 유체 모터(75)가 동작하여, 자석 시스템(11)의 내부 공간으로 공기(미풍)를 전달한다. 이러한 송풍은 피검자(31)가 내부 공간에 있는 동안 간헐적으로 수행된다. 따라서, 피검자(31)는 협소한 내부 공간에 있는 경우에도 상쾌하고 시원한 기분을 느낄 수 있다.

다음, 조작자(35)는 조작 유닛(191)을 조작하여 촬상을 시작한다. 촬상은 제어 유닛(161)의 제어하에 진행된다. 자기 공명 촬상에서 이용된 전형적인 펄스 시퀀스가 도 10에 도시되어 있다. 펄스 시퀀스는 스핀 에코(spin echo) 방법에 의해 생성된 SE 펄스 시퀀스이다.

즉, (1)은 SE 방법에 의한 RF 여기 90^o 펄스 및 180^o 펄스 시퀀스이다. 동일한 방법으로, (2), (3), (4) 및 (5)는 각각 슬라이스 구배 Gs, 판독 구배 Gr, 위상 인코드 구배 Gp 및 스핀 에코 MR 시퀀스이다. 90^o 펄스 및 180^o 펄스는 각각 중심 신호를 나타낸다. 펄스 시퀀스는 시간 축 t를 따라 좌측으로부터 우측으로 진행된다.

90^o 스핀 여기는 동일 도면에 도시된 바와 같이 90^o 펄스에 의해 수행된다. 슬라이스 구배 Gs가 적용된 특정 슬라이스에 대해 선택된 여기가 이 시간에 수행된다. 특정 시간에서의 90^o 여기 이후에, 180^o 펄스, 즉 반전된 스핀에 의한 180^o 여기가 수행된다. 또한, 슬라이스 구배 Gs가 이 시간에 적용되고, 동일 슬라이스의 선택적인 반전이 수행된다.

동일 도면에 도시된 바와 같이, 판독 구배 Gr 및 위상 인코드 구배 Gp가 90^o 여기 및 스핀 반전의 기간에 적용된다. 스핀 디페이징(dephasing)이 판독 구배 Gr에 의해 수행된다. 스핀 위상 인코딩은 위상 인코드 구배 Gp에 의해 수행된다.

스핀 반전 이후에, 판독 구배 Gr에 의해 스핀이 리페이징(rephasing)되고, 스핀 에코 MR이 생성된다. 스핀 에코 MR은 중심 에코에 대해 대칭적인 파형을 갖는 RF 신호이다. 중심 에코는 90^o 여기로부터 TE(에코 타임(echo time)) 후의 시간 포인트에서 발생된다. 스핀 에코 MR은 데이터 획득 유닛(151)에 의해 뷰 데이터(view data)로서 수집된다. 이러한 종류의 펄스 시퀀스가 주기적인 TR(반복 시간(repetition time))에서 64 내지 512 회 반복된다. 위상 인코드 구배 Gp는 펄스 시퀀스가 반복되는 매 시간마다 변화되며, 매 시간마다 상이한 위상 인코딩이 수행된다. 뷰 64 내지 512에 대한 뷰 데이터가 이러한 방법으로 획득된다.

다른 자기 공명 촬상 펄스 시퀀스가 도 11에 도시되어 있다. 이러한 펄스 시퀀스는 구배 에코 방법에 의해 생성된 GRE(gradient echo pulse)이다.

즉, 도면에서, (1)은 GRE 방법에서의 RF 여기 α펄스 시퀀스이다. 또한, (2), (3), (4) 및 (5)는 각각 슬라이스 구배 Gs, 판독 구배 Gr, 위상 인코드 구배 Gp 및 구배 에코 MR 시퀀스이다. α펄스는 중심 신호를 나타낸다. 펄스 시퀀스는 시간 축 t를 따라 좌측으로부터 우측으로 진행된다.

따라서, α펄스에 의한 스핀 α여기가 도 11에 도시된 바와 같이 수행된다. 여기서, α는 90^o 미만이다. 슬라이스 구배 Gs가 적용된 특정 슬라이스에 대해 선택된 여기는 이 시간에 수행된다.

α여기 이후, 위상 인코드 구배 Gp에 의해 스핀 위상 디코딩이 수행된다. 다음, 판독 구배 Gr에 의해 스핀이 먼저 디페이징된 후, 스핀이 리페이징되며, 구배 에코 MR이 생성된다. 구배 에코 MR은 에코 중심에 대해 대칭적인 파형을 갖는 RF 신호이다. 중심 에코는 α여기로부터 에코 시간 TE 이후의 시간 포인트에서 발생된다.

구배 에코 MR은 데이터 획득 유닛(151)에 의해 뷰 데이터로서 수집된다. 이러한 종류의 펄스 시퀀스가 주기 TR(repetition time)에서 64 내지 512 회 반복된다. 위상 인코드 구배 Gp는 펄스 시퀀스가 반복되는 매 시간 변화되며, 매 시간마다 상이한 위상 인코딩이 수행된다. 뷰 64 내지 512에 대한 뷰 데이터가 이러한 방법으로 획득된다.

도 10 또는 11의 펄스 시퀀스에 의해 획득된 뷰 데이터는 데이터 처리 유닛(171)의 메모리에 수집된다. 촬상에 사용된 펄스 시퀀스는 GRE 방법 또는 SE 방법에 한정되지 않으며, 필요에 따라 FSE(Fast Spin Echo), EPI(Echo Planar Imaging)와 같은 다른 방법을 또한 이용할 수 있다.

데이터 처리 유닛(171)은 뷰 데이터의 2차원 역푸리에 변환을 수행하여, 피검자(31)의 머리의 단계적인(stepped) 이미지를 재구성한다. 재구성된 이미지는 디스플레이 유닛(181)상에 가시적인 이미지로서 디스플레이된다.

피검자(31)의 뇌 기능은 특정 키보드 동작을 수행하는 동안 피검자(31)의 촬상에 의해 획득된 이미지에 근거하여 검사된다. 키보드 조작은 피검자(31)가 똑바로 선 위치에 있는 동안 수행되므로, 피검자(31)가 정상적으로 활동하는 사람과 동일한 상태에 있는 동안 장치가 동작된다. 따라서, 뇌 기능의 촬상은 피검자(31)가 정상적인 활동 상태에 있는 동안 정확하게 수행될 수 있다.

그의 손으로 임무를 수행하는 동안 피검자(31)를 촬상하는 것 외에도, 피검자(31)가 말을 하고, 생각을 알리거나 상기(remembering)하는 경우에 대한 뇌의 상태의 촬상이 수행될 수 있고, 일상적으로 활동하는 동안의 뇌 기능이 정확하게 촬상될 수 있다. 또한, 듣기, 맛보기, 냄새 맡기, 또는 느낌과 같은 지각 기능이 자극을 받을 때의 뇌 행동의 촬상이 동일한 방법으로 수행될 수 있다.

위에서 기술된 자석 시스템의 예는 수직 보어 자석 시스템에 대한 것이지만, 본 발명은 수직 보어 자석 시스템에 한정되지 않으며, 수평으로 대향하는 보어를 갖는 수평 보어 자석 시스템을 이용한 자기 공명 촬상 장치가 전술한 바와 같은 공기 공급 장치에 또한 설치될 수 있다.

이러한 종류의 자기 공명 촬상 장치내의 자석 시스템 섹션의 구조에 대한 예가 도 12, 13, 14, 15 및 16에 각각 도시되어 있다. 도면들 중, 도 5, 6, 7, 8 및 9에 도시된 것과 동일한 부분은 동일한 참조 번호를 가지므로 여기에서는 그 설명을 생략한다.

도 12는 도 5에 도시된 바와 동일한 공기 공급 장치가 설치된 수평 보어 자석 시스템을 도시한다. 동일한 방법으로, 도 13, 14, 15 및 16의 수평 보어 자석 시스템에는 도 6, 7, 8 및 9에 도시된 바와 동일한 공기 공급 장치가 각각 설치된다.

이들 도면에 도시된 바와 같은 자석 시스템(11)의 내부 공간은 수평 중심 축을 갖는 원주 모양의 내부 공간이다. 피검자(31)는 지지판(support plate)(91)상에 탑재된 자석 시스템(11)의 내부 공간의 내외부로 운반된다. RF 코일(33)이 지지판(91)에 부착된다. 유체 모터(75)에 의해 회전 날개(71)를 회전시킴으로써, 이러한 내부 공간 내부로 공기가 공급된다.

상기 촬상 장치는 자기 공명 촬상 장치를 갖는 본 발명에 대해 기술되었지만, 본 발명의 촬상 장치는 자기 공명 촬상 장치에서 사용하는 것에 한정되지 않으며, PET(position emission tomography), 감마 카메라(gamma cameras)(γcameras), X선 CT(Computed tomography)와 같은, 촬상 대상을 수용하기 위한 공간을 갖는 신호 획득 장치를 이용할 수 있으며, 다른 타입의 촬상 장치 또한 이용할 수 있다.

본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않고서도 본 발명의 매우 다양한 실시예를 구성할 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구 범위에 정의된 것을 제외하고는, 본 명세서에서 기술된 특정 실시예들에 한정되지 않음을 알아야 한다.

Claims

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자기 공명 촬상 장치에 있어서,

자기 공명 신호를 획득하는 신호 획득 수단과,

촬상 대상을 수용하는 공간과,

유량에 의해 회전하며 상기 공간에 인접하게 배치된 유체 모터와,

상기 유체 모터에 의해 구동되어, 상기 공간으로 공기를 주입하는 회전 날개를 포함하되,

상기 유체 모터와 상기 회전 날개는 상기 자기 공명 촬상 장치와의 전기적인 간섭을 발생시키지 않는

자기 공명 촬상 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 유체 모터에 공급되는 유량을 조절하기 위한 조절 수단을 더 포함하는 자기 공명 촬상 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 유체 모터에 공급된 유량과 상기 유체 모터를 우회하는 유량의 비율을 조절하기 위한 조절 수단을 더 포함하는 자기 공명 촬상 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 신호 획득 수단은 유체에 의해 냉각될 섹션을 가지며, 상기 유체 모터는 상기 섹션을 냉각시키도록 유체에 의해 구동되는 자기 공명 촬상 장치.
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제 4 항에 있어서,

상기 회전 날개는 상기 촬상 대상 위에 배치되는 자기 공명 촬상 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 공간에서 상기 촬상 대상을 지지하는 수단과,

상기 지지 수단의 위치를 조절하는 수단을 포함하는 자기 공명 촬상 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 공간내의 상기 촬상 대상을 실질적으로 수직인 위치로 위치시키는 수단을 포함하는 자기 공명 촬상 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 공간내의 상기 촬상 대상을 실질적으로 수평인 위치로 위치시키는 수단을 포함하는 자기 공명 촬상 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 회전 날개는 상기 촬상 대상과 실질적으로 수직으로 정렬되는 자기 공명 촬상 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 회전 날개는 상기 촬상 대상과 실질적으로 수평으로 정렬되는 자기 공명 촬상 장치.
자기 공명 촬상 시스템에 있어서,

내부에 촬상 대상을 위치시키는 공간을 가진 자석 시스템과,

자기 공명 신호를 획득하는 수단과,

상기 공간에 공기 흐름을 제공하고, 상기 자석 시스템 또는 자기 공명 신호를 획득하는 상기 수단과의 간섭을 피하는 비자성 또는 비금속 물질로 구성되고, 상기 자석 시스템의 외부에 배치되고 상기 촬상 대상의 외부에 부착되는 공기 흐름 제공 수단과,

상기 자석 시스템에서의 상기 촬상 대상의 위치를 조절하는 수단

을 포함하는 자기 공명 촬상 시스템.
제 22 항에 있어서,

상기 공기 흐름 제공 수단은

회전 날개와,

상기 날개를 유량에 의해 회전시키는 수단을 포함하는 자기 공명 촬상 시스템.
제 23 항에 있어서,

상기 자석 시스템은 수직 보어를 가진 자기 공명 촬상 시스템.
제 23 항에 있어서,

상기 자석 시스템은 수평 보어를 가진 자기 공명 촬상 시스템.
제 23 항에 있어서,

상기 회전 날개는 상기 자석 시스템의 한 쪽 끝단에 인접하는 자기 공명 촬상 시스템.
자기 공명 촬상 시스템에 있어서,

내부에 대상을 위치시키는 공간을 가진 자석 시스템과,

자기 공명 신호를 획득하는 수단과,

상기 공간에 순환 공기 흐름을 제공하고, 상기 자석 시스템 또는 자기 공명 신호를 획득하는 수단과의 간섭을 피하는 비자성 또는 비금속 물질로 구성되고, 상기 대상을 시원하게 하는 온도에서 상기 대상의 외부에 순환 공기 흐름을 제공하는 수단과,

상기 자석 시스템에서의 상기 대상의 위치를 조절하는 수단

을 포함하는 자기 공명 촬상 시스템.