KR100694952B1 - Ｎｍｒ 시스템의 일정한 분극 자계 생성 장치 및 ｍｒｉ 시스템의 자석에 의해 생성되는 정적인 분극 자계의 온도-야기 변동을 보상하는 방법 - Google Patents

Ｎｍｒ 시스템의 일정한 분극 자계 생성 장치 및 ｍｒｉ 시스템의 자석에 의해 생성되는 정적인 분극 자계의 온도-야기 변동을 보상하는 방법 Download PDF

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Abstract

MRI 시스템은 주 분극 자계를 생성하는 자석을 포함한다. 이러한 자계 강도의 변동은 자계를 일정한 강도로 유지하는데 필요한 보상 플럭스를 계산하는 온도 보상 시스템에 의해 보정된다. 보상 플럭스는 감지된 자석 온도의 변화와 자석 온도 계수로부터 계산된다. 하나 이상의 정정 코일이 자석의 주위에 감겨져서 보상 플럭스를 생성하는 필요한 전류로 구동된다.

Description

ＮＭＲ 시스템의 일정한 분극 자계 생성 장치 및 ＭＲＩ 시스템의 자석에 의해 생성되는 정적인 분극 자계의 온도-야기 변동을 보상하는 방법{TEMPERATURE COMPENSATED NMR MAGNET AND METHOD OF OPERATION THEREFOR}
도 1은 본 발명을 이용하는 MRI 시스템의 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 MRI 시스템에 대한 분극 자석의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 분극 자석과 함께 이용하기 위한 정정 코일의 사시도,
도 4는 본 발명에 의해 이용되는 시스템 방법론을 도시하는 간략화된 흐름도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 조작자 콘솔 107 : 개별 컴퓨터 시스템
111 : 디스크 저장장치 112 : 테입 드라이브
122 : 시스템 제어기 127 : 경사 증폭기
139 : 경사 코일 조립체 140 : 분극 자석(140)
151 : RF 증폭기 152 : RF 코일
153 : 전치 증폭기 154 : T/R 스위치
166 : 정정 코일 180 : 온도 보상 시스템
본 발명은 핵 자기 공명(nuclear magnetic resonance:NMR) 이미징 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 NMR 시스템 자석에 대한 온도 영향에 대해 NMR 이미지 품질을 보상하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
과거에, NMR 현상은 생체외에서 유기적 분자의 분자 구조를 연구하기 위해 구조 화학자들에 의해 이용되었다. 전형적으로, 이러한 목적을 위해 이용된 NMR 분광계는 연구될 물체의 비교적 작은 샘플을 수용하도록 설계되었다. 그러나 보다 최근에, NMR은, 예컨대, 살아있는 인간의 해부학적 특징의 이미지를 획득하는데 이용되는 이미징 양태로 발전되었다. 핵 스핀(통상 조직내의 물과 연관된 수소 양성자의 스핀)과 연관된 파라미터를 도시하는 이러한 이미지는 조사되는 영역에서 조직의 건강 상태를 판정하는데 있어 의학적 진단 값이 될 수 있다. NMR 기법은 또한, 처음으로 살아있는 유기체에서 화학적 프로세스를 연구하기 위한 도구를 연구자들에게 제공하는, 예컨대, 인(phosphorus) 및 탄소와 같은 원소의 생체내 분광학으로 확장되었다. 인간 신체의 분광학적 연구 및 이미지를 생성하기 위한 NMR의 이용은 자석, 경사(gradient) 및 RF 코일과 같은 특별히 설계된 시스템 구성요소들의 사용을 필수로 한다.
배경으로서, 핵 자기 공명 현상은 홀수의 양성자 또는 중성자를 갖는 원자핵에서 발생한다. 양성자와 중성자의 회전으로 인해, 각각의 이러한 원자핵은 자기 모멘트를 나타내며, 따라서, 이러한 원자핵으로 구성된 샘플이 정적인 동종의 자계 B0내에 놓일 때 핵 자기 모멘트의 다수는 자계를 따라 정렬하여 자계 방향에서 거시적인 순자화 M을 생성한다. 자계 B0의 영향하에서, 정렬된 자기 모멘트는 인가된 자계의 강도 및 원자핵의 특성에 의존하는 주파수로 자계의 축을 중심으로 섭동한다. 라무어 주파수(Larmor frequency)로도 칭해지는 각 섭동 주파수 ω는 라무어 방정식 ω=γB로 주어지며, γ는 자이로마그네틱 비율(gyromagnetic ratio)(각 NMR 동위 원소에 대해 일정함)이고, B는 핵 스핀에 작용하는 자계(B0+다른 자계)이다. 따라서, 공명 주파수는 샘플이 위치된 자계의 강도에 의존할 것임은 명백하다.
보통은 자계 B0를 따라 향하는 자화 M의 방향은 라무어 주파수에서 또는 그 근방에서 발진하는 자계의 인가에 의해 교란될 수 있다. 전형적으로 Bl로 표시되는 이러한 자계는 RF 전송 장치에 접속된 코일을 통해 공급되는 RF 펄스에 의해 B0 자계의 방향에 대해 수직으로 발생된다. RF 여기의 영향하에서 자화 M은 Bl 자계의 방향을 중심으로 회전한다. NMR 연구에 있어서는 통상 B0 자계의 방향에 수직한 평면내로 자화 M을 회전시키기 위해 충분한 크기 및 지속을 갖는 RF 펄스를 인가하는 것이 바람직하다. 이 평면은 흔히 횡단 평면(transverse plane)으로 칭해진다. RF 여기의 휴지시에 횡단 평면내로 회전되는 핵 모멘트는 정자계의 방향을 중심으 로 섭동한다. 스핀의 벡터 합은 RF 코일에 의해 감지될 수 있는 섭동 벌크 자화(precessing bulk magnetization)를 형성한다. NMR 신호로 명명된, RF 코일에 의해 감지된 신호는 원자핵이 위치되는 특별한 화학적 환경 및 자계를 특성으로 한다. NMR 이미징을 이용하는 시스템인 자기 공명 이미징(magnetic resonance imaging:MRI) 시스템에서, NMR 신호는 공간 정보를 신호를 인코딩하는데 이용되는 자계 경사하에서 관찰된다. 이 정보는 후에 당분야에 숙련된 자에게는 잘 알려진 방식으로 연구되는 객체의 이미지를 재구성하는데 이용된다.
일반적인 NMR 이미징의 문제는 B0 자계를 생성하는데 이용되는 영구 자석("B0 자석")과 같은 NMR 자석 소스의 동작에 관련한 온도 의존 성질로부터 야기된다. 즉, B0 자석의 온도 변화는 그밖의 경우에는 정적인 B0 자계의 강도를 변화시킨다. 온도 변화는 검사실의 온도 경사의 일상적인 결과이며, 따뜻한 조명 또는 공기 조절/가열 벤트의 국부적인 위치로부터 초래될 수 있다. 온도 경사는 자석의 상이한 부분들이 상이한 온도를 갖게할 수 있다. 예컨대, 천장에 위치된 따뜻한 조명은 자석의 상부를 그의 대응하는 하부보다 따뜻하게 할 수 있다. 이와 달리, 전체 자석이 동일한 온도를 가질 수도 있지만, 예컨대, 검사실이 하루를 보내는 동안 가열되거나 냉각되는 경우 시간에 따라 변하는 온도를 가질 수도 있다.
B0 자석이 국부적인 또는 전반적인 온도 변화를 겪느냐의 여부에 관계없이 NMR 이미징은 통상 연장된 시간동안 정확한 강도를 갖는 동종의 B0 자계를 생성하는 것이 바람직하다. 그러나, B0 자석에 있어서의 통상적인 온도 변화(앞서 설명되었음)는 B0 자계 강도의 바람직하지 않은 변동을 초래하고, 이것은 라무어 주파수를 변화시켜 이미지 저하를 가져온다.
B0 자석의 온도 변화를 보상하기 위한 시스템 및 방법에 의해 NMR 이미지 품질을 개선할 필요가 있다.
본 발명은 일정한 B0 자계 강도를 유지함으로써 NMR 이미지 품질을 개선한다. 이것은 B0 자계를 제공하는 자석의 온도를 측정함으로써 성취된다. 이 온도 및 공지된 계수는 B0 자계가 이상적인 동작 온도로부터 이탈한 자석 온도로 인해 바람직한 B0 자계 강도로부터 얼마나 변동하는가(플럭스 보상없이)를 판정하는데 사용된다. 공지된 계수는 자석 온도와 결과적인 B0 자계에 대한 자석 온도의 영향간의 관계를 결정한다. 구동기는 B0 자계의 일관성을 유지하기에 적절한 보상 플럭스의 양 및 극성을 공급하도록 자석의 하나 이상의 부분들 주위로 하나 이상의 정정 코일을 통해 전류를 공급함으로써 자석의 온도 변동 및 B0 자계 강도에 대한 그와 연관된 영향을 보상한다.
도 1에는 본 발명을 구비한 자기 공명 이미징(MRI) 시스템의 주요 구성요소들이 도시되어 있다. 시스템 동작은 키보드 및 제어 패널(102)과 디스플레이(104)를 포함하는 조작자 콘솔(100)로부터 제어된다. 콘솔(100)은 링크(116)를 통해 개별 컴퓨터 시스템(107)과 통신하여, 조작자로 하여금 스크린(104)상에 이미지를 생성 및 디스플레이할 수 있게 한다. 컴퓨터 시스템은 후면(109)을 통해 서로 통신하는 다수의 모듈을 포함한다. 이들 모듈은 이미지 프로세서(106), CPU(108) 및, 당분야에서는 이미지 데이터 어레이를 저장하기 위한 프레임 버퍼로서 알려진 메모리(113)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(107)은 이미지 데이터 및 프로그램을 저장하기 위해 디스크 저장장치(111) 및 테입 드라이브(112)에 연결되며, 고속 직렬 링크(115)를 통해 개별 시스템 제어기(122)와 통신한다.
시스템 제어기(122)는 후면(118)을 통해 상호접속된 모듈 세트를 포함한다. 이들 모듈간에 CPU(119)와, 직렬 링크(125)를 통해 조작자 콘솔(100)에 접속된 펄스 발생기(121)가 있다. 링크(125)를 통해 시스템 제어기(122)는 수행될 스캔 시퀀스를 지정하는 조작자로부터의 커맨드를 수신한다. 펄스 발생기 모듈(121)은 요구된 스캔 시퀀스를 수행하도록 시스템 구성요소들을 동작시키고, 생설될 RF 펄스의 타이밍, 강도 형상을 지정하는 데이터를 생성하며, 데이터 획득 윈도우의 타이밍 및 길이를 생성한다. 펄스 발생기 모듈(121)은 경사 증폭기 세트(127)에 접속되어 스캔중에 생성될 경사 펄스의 타이밍 및 형상을 지정한다.
펄스 발생기 모듈(121)에 의해 생성된 경사 파형은 Gx, Gy 및 Gz 증폭기로 구 성된 경사 증폭기 시스템(127)에 인가된다. 각각의 경사 증폭기는 조립체(139)내의 대응하는 경사 코일을 여기시켜서 위치 인코딩 획득 신호에 사용되는 자계 경사를 생성한다. 경사 코일 조립체(139)는 분극 자석(140) 및 전체 RF 코일(152)를 포함하는 자석 조립체의 일부를 형성한다.
시스템 제어기(122)내의 트랜스시버 모듈(15)은 RF 증폭기(151)에 의해 증폭되어 송신/수신 스위치(154)에 의해 RF 코일(152)에 제공되는 펄스를 생성한다. 환자의 여기된 원자행에 의해 방사되는 결과 신호는 동일한 RF 코일(152)에 의해 감지되어 송신/수신 스위치(154)를 통해 전치증폭기(153)에 제공될 수 있다. 증폭된 NMR 신호는 트랜스시버(150)의 수신부에서 복조, 필터링 및 디지털화된다. 송신/수신 스위치(154)는 펄스 발생기 모듈(121)로부터의 신호에 의해 제어되어 송신 모드동안에 RF 증폭기(151)를 코일(152)에 전기적으로 결합시키고 수신 모드동안에 전치증폭기(153)를 코일(152)에 결합시킨다. 송신/수신 스위치(154)는 또한 송신 또는 수신 모드중에 사용될 개별 RF 코일, 예컨대, 헤드 코일(head coil) 또는 표면 코일(surface coil)(미도시됨)을 인에이블시킨다.
RF 코일(152)에 의해 픽업돈 NMR 신호는 트랜스시버 모듈(150)에 의해 디지털화되어 시스템 제어기(122)의 메모리 모듈(160)로 전송된다. 스캔이 완료되고 전체 데이터 어레이가 메모리(160)에서 획득되면, 어레이 프로세서(161)는 데이터를 이미지 데이터 어레이로 푸리에 변환하도록 동작한다. 이들 이미지 데이터는 직렬 링크(115)를 통해 컴퓨터 시스템(107)으로 운반되어 디스크 메모리(111)에 저장된다. 조작자 콘솔(100)로부터 수신된 커맨드에 응답해서, 이들 이미지 데이터 는 테입 드라이브(112)상에 보관되거나, 이미지 프로세서(106)에 의해 더욱 처리되어 디스플레이(104)상의 표시를 위해 조작자 콘솔(100)로 운반될 수 있다.
트랜스시버(150)의 더욱 자세한 설명에 대해서는, 공통 양도된 스토먼트(Stormont) 등의, 1990년 8월 28일자로 허여된 미국 특허 제 4,952,877 호 및 1991년 2월 12일자로 허여된 미국 특허 제 4,992,736 호가 참조되며, 이들 특허는 본 명세서에서 참조로 인용된다.
온도 보상 시스템(180)은 B0 자계에서의 온도 야기 변동을 보상하고 B0 자계의 동질성을 유지하기 위해 분극 자석(140)에 의해 생성되는 정적 B0 자계에 부가할 플럭스의 필수량 및 극성을 판정한다. 이러한 판정을 행하는데 있어, 시스템(180)은 분극 자석의 온도를 감지해서 이상적인 동작 온도로부터 그의 편차를 산출한다. 이와 달리, 라무어 주파수를 감지하여 이상적인 라미어 주파수로부터의 편차를 얻어낼 수 있는데, 이러한 주파수 차이는 분극 자석(140)에 대한 이상적인 동작 온도로부터의 이탈에 관련된다. 이상적인 온도 또는 이상적인 라무어 주파수로부터의 편차량으로부터 B0 자계 강도에 대한 이들 편차의 영향을 지배하는 저장된 계수를 이용하여, 시스템(180)은 보상 플럭스를 계산하며, 바람직한 보상 플럭스를 생성하도록 분극 자석(140)을 두르고 있으며, 경사 조립체(139) 또는 RF 조립체(152)상에 위치된 하나 이상의 정정 코일(도 2에 도시됨)을 통해 적절한 전류를 제공한다.
도 2에는 주 분극 자석 자계 또는 B0 자계(168)를 생성하는데 사용되는, "B0 자석(140)"으로도 칭해질 수 있는 분극 자석(140)이 개략적으로 도시되어 있다. 자석(140)은 이미징 볼륨(170)(또는 갭)으로 분리되고 B0 자계(168)가 통과하는 두 개의 대향하는 영구 자석, 즉, 상부 자석(162) 및 하부 자석(164)을 포함한다. B0 자석(140)은 B0 자계(168)에 대해, 영구 자석이 통상 사용되지만, 철-코어-저항성 전자석(iron-core-resistive electromagnet) 또는 초전도 자석과 같은 임의의 통상적인 자석 소스를 포함할 수 있다. 영구 자석은 특히 그들이 생성하는 B0 자계에서 명백한 바와 같이 온도 야기 변동에 민감하다. 따라서, 영구 자석(162, 164)은 전형적으로 통상적으로 결정되는, 자석 온도와 그들이 생성하는 B0 자계(168)간의 관계를 지배하는 계수를 갖는다. B0 자계(168)에 있어서 자석 온도의 함수로서의 이러한 변화는 자석 공급자에 의해 측정되거나 제공되는 온도 계수로서 표현된다.
B0 자석(140)에 대한 본 명세서의 설명 및 도 2에 도시된 도면은 단지 예시이며, 그의 형상, 사이즈, 유형, 구성 등에 있어 다양한 변경이 가능하다. 예컨대, B0 자석(140)의 강도가 0.1 내지 0.35 텔사(Telsa)의 범위내에 놓일 수 있는 반면에, 이 범위 밖의 자계 강도도 가능하다.
정정 코일(166)은 B0 자석(140)의 주위 부분을 둘러싼다. 여기서, 이것은 각각의 상부 자석(162) 및 하부 자석(164)에 대해 제각기 하나의 정정 코일(166)을 의미한다. 보다 일반적으로, 정정 코일(166)은 코일(166)에 의해 생성되는 자기 플럭스가 B0 자석(140)에 의해 생성된 B0 자계(168)에 부가되도록 B0 자석(140)의 어 느 부분 또는 일부에 휘감긴 하나 이상의 도전성 코일을 포함한다.
정정 코일(166)의 구체적 실시가 도 3에 도시된 바와 같으며, 회로 보드(174와 상호접속된 다중-도체 리본 케이블(multi-conductor ribbon cable)(172)을 포함한다. 리본 케이블(172)은 회로 보드(174)를 통해 접속된 복수의 평행 도체를 제공한다. 보다 구체적으로, 각 도체의 단부는 회로 보드(174)를 통해 리본 케이블(172)내의 다음 인접 도체의 시작 부분에 접속되어 연속하는 유도성 와인딩을 형성한다. 리본 케이블(172)은 24개의 도체, 즉, 지정 케이블 번호 2-642099-4하에서 AMP사에 의해 제조된 18-게이지 리본 케이블을 포함할 수 있으며, 0.006 ohms/foot(및 총저항 2옴)을 제공한다. 회로 보드(174)는 부품 번호 지정 2-641148-4하에서 AMP사에 의해 제조된 MTA-156 커넥터를 포함할 수 있다.
하나 이상의 정정 코일(166)은 자석(162, 164)중 하나 또는 둘에 감겨질 수 있다. 자석(162) 및/또는 자석(164)당 둘 이상의 정정 코일(166)이 제공된 경우, 정정 코일(166)은 공간적으로 어떤 편리한 방법으로도 배치될 수 있다. 예컨대, 정정 코일(166)은 자석에 인접하여 주어진 자석 주위에 감겨질 수 있다. 이와 달리, 복수의 정정 코일(166)이 서로 중첩되도록 주어진 자석 주위에 감겨질 수 있다. 이들 및 다른 공간적 배치가 허용되지만, 도시를 간략화 할 목적으로 단 하나의 정정 코일(166)만이 자석(162, 164)에 대해 도시되어 있다.
정정 코일(166)은 전기적으로 직렬 접속될 수 있다. 이러한 구성에서, 각 코일(166)은 다른 코일(166)의 탭(176)에 접속된 탭들(176)중 하나를 가지며, 나머지 탭(176)은 정정 코일을 통한 전류 제공을 위해 구동기(미도시됨)로부터의 상위 및 하위 리드에 접속된다. 다른 구성에서, 정정 코일(166)은 독립적으로 구동되는데 이것은 각 코일(166)이 그 자신의 제각기의 구동기를 가짐을 의미한다.
온도 보상 시스템(180)의 동작은 도 4에 도시되어 있다. 시스템 동작 설명을 간략화하기 위해, 간단히 B0 자석(140)만을 참조하며, 시스템이 가질 수 있는 모든 다른 형태(도 2에 도시된 대향하는 자석(162, 164) 쌍을 포함)가 본 시스템에서 이용될 수 있음을 이해할 수 있다.
제 1 단계(182)로서, B0 자석(140)의 온도가 통상적인 방법으로 획득된다. 예컨대, 주어진 위치에서의 온도는 적외선 방사 센서를 사용하거나 B0 자석(140)의 하나 이상의 적절한 위치상에 설치되거나 매립된 열전쌍(thermocouples) 또는 서미스터(thermistors)와 같은 온도 센서들(141)에 의해 획득될 수 있다. B0 자석(140)의 하나 이상의 위치에서 획득된 적접적인 온도 판독치는 또한 B0 자석(140)의 다양한 위치에서의 온도를 추정하기 위해 통상적인 방법으로 이용될 수 있다.
대안적으로, 자석 온도는 두가지 조건하에서 라무어 주파수의 차를 측정함으로써 온도 보상 시스템(180)에서 간접적으로 확인될 수 있다. 구체적으로, 이상적인 동작 조건하에서 획득된 라무어 주파수를 현재 동작 조건하에서 획득된 라무어 주파수와 비교한다. 라무어 주파수의 계산된 차는 이상적인 동작 온도 이외의 온도에서 존재하는 B0 자석(140)에 대다수 기인한다. 이것은 라무어 주파수가 B0 자계(168)의 크기에 비례적으로 관련되며 그 강도가 B0 자석(140)의 온도에 관련된다 는 것을 상기함으로써 이해된다.
이제 B0 자석(140)의 온도를 알고 있고, 이 정보를 이용해서 단계(184)에서 균일한 B0 자계(168)를 유지하기 위해 요구되는 B0 자계 보상량을 산출한다. B0 자석(140)의 온도와 그것이 생성하는 B0 자계간의 관계는 온도 대 자계강도 변환 계수(temperature-to-field-strength conversion coefficient)(이후 간단히 "TTFS 계수"라고 칭함)로 주어진다. 이러한 온도 계수는 측정될 수 있지만, 통상 자석 제조자에 의해 제공되며, 부품당 밀리온당 온도 셀시우스(parts per million per degree Celsius:PPM/EC)의 단위로 표현된다. 예컨대, B0 자석(140)은 네오디움 철 보론(Neodymium Iron Boron)(NdFeB) 자석일 수 있다. 이러한 자석은 일반적으로 온도 변화에 민감하며, 대략 0.13%/EC 또는 1300 PPM/EC의 부의 TTFS 계수를 갖는다. 여기서, PPM은 B0 자계 강도의 비율(예컨대, 마이크로-텔사/텔사, 또는 마이크로-가우스/가우스) 또는 라무어 주파수 비율(예컨대, 헤르츠/메가-헤르츠)로 칭해질 수 있다.
이와 같이, 이상적인 자석 온도(또는 이상적인 라무어 주파수)로부터의 변화 및 B0 자석(140)에 대한 TTFS 계수를 이용해서 B0 자계의 동질성 유지에 요구되는 B0 자계 보상량이 산출된다. 이러한 산출의 일부로서, B0 자석(140)의 온도가 증가하면, B0 자계(168)의 강도가 감소되며, B0 자계를 일정하기 유지하기 위해 유사 극 성 보상 플럭스의 부가가 요구된다. 대안적으로, B0 자석(140)에 대한 온도 감소는 B0 자계 크기를 증가시키며, B0 자계를 일정하기 유지하기 위해 대향하는 극성 보상 플럭스를 이용할 필요가 있다.
바람직한 보상 플럭스(Φ)의 양 및 극성이 산출되었으면, 이 바람직한 플럭스 보상을 생성하기 위해 필요한 전류를 식 I=Φ/N으로부터 산출하는데, 여기서 N은 보상 코일(166)의 턴수(number of turns)이다. 단계(186)에서, 하나 이상의 구동기는 보상 코일(166)을 통해 필요한 전류를 공급하여 요구된 보상 플럭스를 제공한다.
둘 이상의 보상 코일(166)이 사용된 경우(예컨대, 도 2에 도시됨), 코일(166)에는 단일의 구동기로부터 전류가 공급될 수 있으며, 코일은 전기적으로 직렬 또는 병렬로 접속될 수 있다. 대안적으로, 코일(166)에는 독립적으로 개별 구동기들에 의해 전류가 공급될 수 있다.
단일의 구동기가 직렬 또는 병렬의 코일 구성에 이용되었든, 또는 심지어 복수의 독립 구동기가 사용되었든 각 구성은 정정 코일(166)에 대해 보상 플럭스의 상이한 양 및/또는 극성을 제공하는데 이용될 수 있다. 제안된 바와 같이, 다양한 플럭스 보상 분배소를 갖는 것이 유리할 수 있다(예컨대, 하나의 검사실내에서 천장 조명에 인접해서는 국부적으로 높은 온도가짐).
단일 구동기와 직렬 접속된 코일(166)의 경우, 상부 및 하부 정정 코일(166) 사이에서 코일당 상이한 도체수를 제공함으로써 다양한 플럭스 보상 패턴이 성취될 수 있다. 이것은 상이한 도체수의 리본 케이블(172)(도 3 참조)을 이용함으로써 수행될 수 있다. 대안적으로, 동일한 도체수를 갖는 리본 케이블(172)이 하나 이상의 코일(166)에서의 몇몇 도체를 바이패스시켜 이용될 수 있는데, 따라서, 코일(166)은 상이한 도체수를 가지고서 상이한 플럭스 분포를 제공한다. 바이패싱(bypassing)은 이와 달리 리본 케이블(172)상에서 원하는 도체수를 "점핑 아웃(jumping out)"함으로써 성취될 수 있다. 이것은 리본 케이블(172)내에서 원하는 수의 도체를 건너뛰도록 해당 코일(166)의 출력 탭(176)을 접속하는 것을 수반한다. 다른 대안으로서, 예컨대, 리본 케이블 도체들중 원하는 도체를 선택하기 위한 멀티플렉서를 이용해서 원하는 수의 리본 케이블 도체를 동적으로 바이패스시킬 수 있다. 단일 구동기의 병렬 접속된 코일 구성의 경우, 코일(166)로의 입력 저항이 제공될 수 있으며, 구동기로 하여금 개별 정정 코일(166)에 대해 원하는 상이한 전류를 제공하도록 적절히 선택될 수 있다. 복수의 독립 구동기가 사용된 경우는, 제각기의 구동기를 조정해서 바람직한 차분 플럭스 보상을 확립하도록 그들 제각기의 정정 코일(166)에 대해 요구된 전류를 공급할 수 있다.
이상 본 발명의 한가지 특정의 바람직한 특징이 예시되어 설명되었지만, 당분야에 숙련된 자라면 다수의 변형 및 수정을 행할 수 있을 것이다. 예컨대, 정정 코일(166)은 통상 리본 케이블(172) 및 회로 보드 커넥터(174)를 포함하며, 코일(166)은 요구 보상 플럭스를 공급하는 임의의 유형 또는 구성의 코일로 제공될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 참된 정신내에 놓이는 이러한 모든 수정 및 변경을 포함하는 것으로 간주됨을 이해할 수 있다.
본 발명에 의하면, B0 자석이 국부적인 또는 전반적인 온도 변화를 겪느냐의 여부에 관계없이 NMR 이미징은 통상 연장된 시간동안 정확한 강도를 갖는 동종의 B0 자계를 생성할 수 있게 함으로써, NMR 시스템 자석에 대한 온도 영향에 대해 NMR 이미지 품질이 개선된다.

Claims (14)

  1. NMR 시스템에서 일정한 분극 자계를 생성하는 장치에 있어서,
    (a)자석 온도의 함수로서 강도를 변화시키는 정적 분극 자계를 생성하는 자석과,
    상기 자석의 온도에 응답하여, 이미징 동작 동안에, 상기 온도에 근거한 보상 플럭스를 결정하는 수단과,
    상기 자석 온도에 변동이 발생하더라도 상기 보상 플럭스와 상기 분극 자계 플럭스의 합이 일정하게 유지되도록 상기 결정된 보상 플럭스를 생성하는 정정 코일을 포함하는
    분극 자계 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석은 영구 자석을 포함하는 분극 자계 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석은 검사될 샘플을 유지하기 위한 갭으로 분리된 두 부분을 갖는 영구 자석을 포함하는 분극 자계 생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정정 코일은 연속하는 유도성 와인딩 세트를 형성하도록 회로 보드에 의해 상호접속된 복수의 도체를 갖는 리본 케이블을 포함하는 분극 자계 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정정 코일은 상기 자석의 일부에 휘감겨지는 분극 자계 생성 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석의 온도에 응답하는 수단은 온도 센서를 포함하는 분극 자계 생성 장치.
  9. 삭제
  10. MRI 시스템의 자석에 의해 생성되는 정적 분극 자계의 온도-유도성 변동을 보상하는 방법에 있어서,
    이미징 동작 동안에 자석 온도를 감지하는 단계와,
    상기 감지된 자석 온도 및 자석 온도 계수로부터 보상 자기 플럭스를 결정하는 단계와,
    상기 보상 자기 플럭스와 상기 분극 자계가 결합하도록 정정 코일을 통해 상기 보상 자기 플럭스를 공급하는 단계
    를 포함하는 정적 분극 자계의 온도-야기 변동 보상 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 자석은 영구 자석인 분극 자계의 온도-야기 변동 보상 방법.
  12. 삭제
  13. NMR 시스템에서 일정한 분극 자계를 생성하는 장치에 있어서,
    자석 온도의 함수로서 강도를 변화시키는 정적 분극 자계를 생성하는 자석과,
    라무어 주파수를 측정하고, 동작 조건중의 라무어 주파수와 이상적인 동작 조건하에서의 라무어 주파수간의 임의의 차이에 기초하여 보상 플럭스를 결정하는 수단과,
    자석 온도에 변동이 발생하더라도 상기 보상 플럭스와 상기 분극 자계 플럭스의 합이 일정하게 유지되도록 상기 결정된 보상 플럭스를 생성하는 보상 코일
    을 포함하는 분극 자계 생성 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 정정 코일은 상기 자석의 일부에 감겨지는 분극 자계 생성 장치.
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