KR100707573B1

KR100707573B1 - 정자계 제어방법 및 ｍｒｉ 장치

Info

Publication number: KR100707573B1
Application number: KR1020050042837A
Authority: KR
Inventors: 다카오 고토; 다카미 사토
Original assignee: 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2007-04-13
Also published as: JP2005334044A; US7154272B2; EP1600786A1; US20050258833A1; KR20060048059A; CN1702473B; CN1702473A; JP3992694B2

Abstract

주자석(1u,1b)의 주위로 연장하며 누설되는 자계를 억제하기 위해, 주자석(1u,lb)의 주변에 복수의 보조자석(3u,3b)을 설치하고, 주자석과 보조자석(3u,3b) 사이의 간격 및 주자석과 보조자석(3u,3b)의 간격을 각각 조정한다.

Description

정자계 제어방법 및 ＭＲＩ 장치{METHOD FOR CONTROLLING STATIC MAGNETIC FIELD AND MRI APPARATUS}

도 1은 실시예(1)에 따른 MRI 장치의 정자계 발생용 마그네트를 나타내는 정면도,

도 2는 도 1의 라인(A-A')에 따른 단면도,

도 3은 도 1의 라인(B-B')에 따른 단면도,

도 4는 주자석이 형성하는 자계를 나타내는 설명도,

도 5는 보조자석에 의한 자계 균일화 효과를 나타내는 설명도,

도 6은 보조자석에 의한 누설 자계 억제 효과를 나타내는 설명도

도 7은 실시예(3)에 따른 MRI 장치의 정자계 발생용 마그네트를 나타내는 정면도,

도 8은 도 7의 라인(A-A')에 따른 단면도,

도 9는 실시예(4)에 따른 MRI 장치의 보조자석의 자화 방향을 나타내는 설명도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1u : 상부 주자석 1b : 하부 주자석

2u : 상부 요크 2r : 오른쪽요크

2b : 하부 요크 2l : 왼쪽 요크

3u : 상부 보조자석 3b : 하부보조자석

4u : 상부 지지대 4b : 하부 지지대

10 : 간격조정기구 11 : L 부재

12 : 볼트 13 : 압착기 판

본 발명은, 정자계 제어 방법 및 MRI(Magnetic Resonance Imaging)장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로, 정자계의 정형 효과(the effect of shaping static magnetic fields)와 누설 자속의 방지 효과 모두가 충분히 얻어질 수 있는 정자계 제어 방법 및 MRI 장치에 관한 것이다.

지금까지는, 정자계 발생용 마그네트의 주자석의 대향면에 설치한 자극판의 외측에, 누설자속 방지용의 보조자석을 마련한 자계발생기가 알려져 왔다(특허 문헌1 참조).

[특허문헌1] 일본국 미심사된 특허 공개 2003-168604 호 공보

종래의 자계 발생기에서는, 주자석의 대향면에 자극판을 설치하고, 그 자극판을 통해 정자계를 어느 정도 정형하며, 그 위에 보조자석을 마련하여 누설자속을 방지한다.

그러나, 자계 발생기의 구성을 간단히 하기 위해 자극판을 떼어내는 경우, 보조자석만으로는 정자계의 정형효과나 누설자속의 방지효과가 충분히 얻어질 수 없다는 문제점이 발생한다.

그래서, 본 발명의 목적은 자극판을 떼어낸 경우에도, 정자계의 정형효과나 누설자속의 방지효과가 충분히 얻어질 수 있는 정자계 제어 방법 및 MRI 장치를 제공하는 것이다.

제 1 관점에서는, 본 발명은 정자계 발생용 마그네트의 주자석의 주위에 주자석에 반발하는 방향으로 복수의 보조자석 세트를 배치하는 단계와, 주자석과 보조자석의 간격을 각각 조정하여 정자계를 정형하는 단계 및 주자석의 주위로 누설되는 자계를 억제하는 단계를 포함하는 정자계 제어 방법을 제공한다.

제 1 관점의 정자계 제어 방법에 있어서, 정자계 발생용 마그네트의 주자석의 주위에 주자석에 반발하는 방향으로 복수의 보조자석을 배치한다. 그리고, 정자계가 정형되고 주자석의 주위로 연장되며, 또한 누설되는 자속이 상쇄되도록, 주자석과 보조자석의 간격을 조정한다. 이에 따라, 정자계의 정형효과나 누설자속의 방지효과가 충분히 얻어질 수 있다.

제 2 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 정자계 제어 방법에 있어서, 주자석과 보조자석의 사이에 제각각 스페이서(spacers)를 개재시키는 정자계 제어 방법 을 제공한다.

제 2 관점에 의한 정자계 제어 방법에 있어서는, 주자석과 보조자석의 사이에 스페이서를 개재시킴으로써 간격 조정후에 보조자석의 위치가 쉽게 고정된다.

제 3 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 정자계 제어 방법에 있어서, 각각의 스페이서가 자성체를 포함하지 않는 정자계 제어 방법을 제공한다.

제 3 관점에 의한 정자계 제어 방법에 있어서, 스페이서는 자계에 영향을 미치지 않는다.

제 4 관점에서는, 본 발명은, 상기 구성의 정자계 제어 방법에 있어서, 스페이서가 자성체를 포함하는 정자계 제어 방법을 제공한다.

제 4 관점에 의한 정자계 제어 방법에 있어서, 스페이서에 의해서도 자장을 조정할 수 있다.

제 5 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 정자계 제어 방법에 있어서, 주자석과 보조자석 사이에 공간이 정의되는 정자계 제어 방법을 제공한다.

제 5 관점에 의한 정자계 제어 방법에 있어서, 간격의 재조정을 자유롭게 실행할 수 있다.

제 6의 관점에서는, 본 발명은 피검체가 들어가는 공간을 사이에 두고 전면(front surfaces)이 대향하고 있는 한 쌍의 주자석과, 주자석의 배면을 자기적으로 결합하는 요크와, 주자석의 주위에 주자석에 반발하는 방향으로 각각 배치된 복수의 보조자석과, 주자석과 보조자석의 간격을 각각 조정하는 간격 제어 수단을 구비한 MRI 장치를 제공한다.

제 6의 관점에 의한 MRI 장치에서는, 주자석과 보조자석의 간격을 조정함으로써, 정자계를 정형하고 또한 주자석의 주위로 연장하며 누설되는 자계를 억제할 수 있다.

제 7의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 각각의 주자석이 전면의 주변부가 중앙부보다도 돌출한 형상을 갖는 MRI 장치를 제공한다.

제 7의 관점에 의한 MRI 장치에서, 주자석의 형상에 의해 정자계의 균일성을 향상시킬 수 있다.

제 8의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 주자석의 한쪽의 전면은 S극에 대응하는 자극을 갖고, 주자석의 다른쪽 전면은 N극에 대응하는 자극을 갖는 MRI 장치를 제공한다.

제 8의 관점에 의한 MRI 장치에서는, 피검체가 들어가는 공간에 정자계를 적합하게 발생할 수 있다.

제 9의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 주자석의 자화방향이 한 쌍의 주자석이 서로 대향하는 방향에 대응하는 MRI 장치를 제공한다.

제 9의 관점에 의한 MRI 장치에서, 피검체가 들어가는 공간에 강한 정자계를 적합하게 발생할 수 있다.

제 10의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 전면에 S극을 갖는 대응 주자석의 주위에 배치된 각각의 보조자석의 외측은 N극에 대응하는 자극을 갖고, 전면에 N극을 갖는 대응 주자석의 주위에 배치된 각각의 보조자석의 외측은 S극에 대응하는 자극을 갖는 MRI 장치를 제공한다.

제 10의 관점에 의한 MRI 장치는 주자석의 자계 방향과 각 보조자석의 자계방향에 따라 주자석의 내측에 정자계를 정형할 수 있고, 주자석의 주위에서는 자계의 누설을 적합하게 억제할 수 있다.

제 11의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 보조자석의 자화방향이 한 쌍의 주자석의 대향 방향에 대하여 직교하는 방향에서 피검체가 들어가는 공간의 중앙에 비스듬히 기운 방향에 대응하는 MRI 장치를 제공한다.

제 11의 관점에 의한 MRI 장치에서, 보조자석의 자화방향을 기울이는 것에 의해, 주자석의 내측에 정자계를 정형하고, 주자석의 주위에서는 자계의 누설을 적합하게 억제할 수 있다.

제 12의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 보조자석의 자화방향이 한 쌍의 주자석의 대향방향에 대하여 직교하는 방향인 MRI 장치를 제공한다.

제 12의 관점에 의한 MRI 장치에서는, 보조자석의 자화 방향이 알기 쉽기 때문에, 취급이 용이하게 된다.

제 13의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 대응 주자석과 그 주위에 배치된 보조자석의 사이에 스페이서를 사이에 두는 MRI 장치를 제공한다.

제 13의 관점에 의한 MRI 장치에서는, 대응 주자석과 보조자석의 사이에 스페이서를 개재시킴으로써 간격 조정후에 보조자석의 위치를 고정하는 것이 쉽게 된다.

제 14의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 스페이서가 자성체를 포함하지 않는 MRI 장치를 제공한다.

제 l4의 관점에 의한 MRI 장치에서는, 스페이서가 자계에 영향을 미치지 않는다.

제 15의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 스페이서가 자성체를 포함하는 MRI 장치를 제공한다.

제 15의 관점에 의한 MRI 장치에서는, 스페이서에 의해서도 자계를 조정할 수 있다.

제 16의 관점에서는, 본 발명은 상기 구성의 MRI 장치에 있어서, 주자석과 그 주위에 배치된 보조자석 사이에 공간이 정의되는 MRI 장치를 제공한다.

제 16 관점에 의한 MRI 장치에서는, 간격의 재조정을 자유롭게 실행할 수 있다.

본 발명의 정자계 제어 방법 및 MRI 장치에 의하면, 주자석의 주위로 연장되며 누설되는 자계를 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 정자계 제어 방법 및 MRI 장치는 MR 화상의 촬상에 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 장점은 첨부한 도면에 예시되어 있는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 후속하는 설명으로부터 분명해질 것이다.

이하에서는, 첨부한 도면에 나타내는 실시예에 의해 본 발명을 더 상세히 설명할 것이다. 또한, 이에 따라 본 발명이 한정되는 것이 아니다.

[실시예1]

도 1은 실시예(1)에 따른 MRI 장치(100)의 정자계 발생용 마그네트 부분을 나타내는 정면도이다. 도 2는 도 1의 라인(A-A')에 따른 단면도이다. 도 3은 도 1의 라인(B-B')에 따른 단면도이다.

이 MRI 장치(l00)는 피검체가 들어가는 공간을 사이에 두고 전면이 수직방향으로 대향하고 있는 상부 주자석(1u) 및 하부 주자석(1b)과, 주자석(1u, lb)의 배면을 자기적으로 결합하는 상부 요크(2u), 오른쪽 요크(2r), 하부 요크(2b), 왼쪽 요크(2l)와, 상부 주자석(1u)의 주위에 배치된 복수의 상부 보조자석(3u)과, 상부 요크(2u)에 대해 각 상부 보조자석(3u)의 높이를 고정하기 위한 상부 지지대(4u)와, 하부 주자석(1b)의 주위에 배치된 복수의 하부 보조자석(3b)과, 하부 요크(2b)에 대해 각 하부 보조자석(3b)의 높이를 고정하기 위한 하부 지지대(4b)와, 상부 주자석(1u)과 각 상부 보조자석(3u)의 간격 및 하부 주자석(1b)과 각 하부 보조자석(3b)의 간격을 조정하기 위해서 보조자석마다 설치된 간격 조정기구(10)와, 상부 주자석(1u)과 상부 보조자석(3u) 사이에 개재된 상부 스페이서(14u) 및 하부 주자석(1b)과 하부 보조자석(3b) 사이에 개재된 하부 스페이서(14b)를 구비하고 있다.

각 주자석(1u,lb)은 전면의 주변부가 중앙부보다도 돌출한 원반형상을 갖는 다.

도 3에 모식적으로 도시하는 바와 같이(L 부재(11), 볼트(12), 압착기 판(13)은 생략되어 있다), 주자석(1u,1b)의 자화 방향은 수직방향으로 놓인다. 상부 주자석(1u)의 전면은 S극에 대응하는 자극을 갖고, 하부 주자석(1b)의 전면은 N극에 대응하는 자극을 갖는다.

보조자석(3u, 3b)은 링을 분할한 형상을 취한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 보조자석(3u, 3b)의 자화방향은 수평방향에서 피검체가 들어가는 공간의 중앙측으로 비스듬히 기운 방향에 대응한다. 상부 보조자석(3u)의 외측은 N극에 대응하는 자극을 갖고, 하부 보조자석(3b)의 외측은 S극에 대응하는 자극을 갖는다.

주자석(1u,1b) 및 보조자석(3u,3b)의 재료는 예컨대 네오디뮴(Nd-Fe-B) 자석재료, 사마리움-코발트(SmCo) 자석재료, 알니코(MK 강철) 자석재료, 페라이트 자석재료이다.

지지대(4u, 4b)의 재료는 플라스틱이며, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸펜텐, 폴리아세탈, 폴리염화비닐, 폴리페닐렌에테르 중 어느 하나 또는 이들의 2이상의 조합이다.

각 간격 조정기구(10)는 L 부재(11), 볼트(12) 및 압착기 판(13)으로 이루어진다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 하부 보조자석(3b)에 대응하는 L 부 재(11)의 일부는 하부 지지대(4b)에 매설되어 있다. 볼트(12)는 L 부재(11)와 그물식으로 연결된다. 하부 보조자석(3b)은 하부 주자석(1b)에 자력으로 반발하지만, 그 반발력에 저항하여 압착기 판(13), 볼트(12) 및 L 부재(11)를 거쳐서 하부 지지대(4b)에 의해 지지된다. 하부 주자석(1b)과 하부 지지대(4b)의 위치는 고정되어 있기 때문에, 하부 주자석(1b)에 대한 하부 보조자석(3b)의 위치는 볼트(12)를 돌리는 것에 의해 조정될 수 있다.

상부 주자석(1u)과 상부 지지대(4u)와 상부 보조자석(3u)의 관계도 위와 마찬가지이다.

상부 스페이서(14u) 및 하부 스페이서(14b)는 상부 주자석(1u)에 대한 상부 보조자석(3b)의 위치 및 하부 주자석(1b)에 대한 하부 보조자석(3b)의 위치를 조정한 뒤 접착제(예컨대, 에폭시 수지)를 충전함으로써 형성된다.

또한, 접착제에 비자성체의 충전재(예를 들어, 플라스틱 구슬)를 혼입할 수 있다.

도 4에 도시된 검은 화살표는 주자석(1u, 1b)이 형성하는 자계를 나타낸다.

주자석(1u,lb)은 피검체가 들어가는 공간의 중앙에 수직방향의 정자계(B0)을 형성한다. 그러나, 주자석(1u, lb)의 주변에서는 자계(Bn, Bm)가 외측으로 연장된다.

도 5에서는, 보조자석(3u, 3b)이 형성하는 자계를 흰색 화살표로 나타낸다.

보조자석(3u, 3b)이 주자석(1u, lb)의 내측에 형성하는 자계(Bb)는 주자석(1u, 13)이 형성하는 자계(Bn)와 같은 방향이 되기 때문에, 이들은 외측으로 연장하고자 하는 자계(Bn)를 내측으로 되돌린다. 상부 주자석(1u)과 각 상부 보조자석(3u)의 간격 및 하부 주자석(1b)과 각 하부 보조자석(3b)의 간격을 조정하면, 자계(Bn)의 균일성을 개선할 수 있다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 보조자석(3u, 3b)이 주자석(1u, 1b)의 주위에 형성하는 자계(Ba)는 주자석(1u, 1b)의 자계(Bm)과 같이 외측으로 연장하지만, 그들의 극성은 반대이다. 이 때문에, 보조자석(3u, 3b)이 외측에 형성하는 자계(Ba)는 주자석(1u, lb)의 자계(Bm)를 상쇄시킨다. 상부 주자석(1u)과 각 상부 보조자석(3u)의 간격 및 하부 주자석(1b)과 각 하부 보조자석(3b)의 간격을 조정하면, 주자석(1u, 1b)의 주위로 연장하며 누설되는 자계(Bm)를 억제할 수 있다.

[실시예 2]

자성체의 충전재(예컨대 페라이트 구슬)를 혼입한 접착제로 스페이서(14u, 14b)를 형성할 수 있다.

자성체의 재료나 이들의 혼입량을 변경함으로써, 보조자석(3u, 3b)의 효과를 제어할 수 있다.

[실시예 3]

도 7 및 도 8은 제각각 실시예(3)의 MRI 장치(200)를 나타낸다.

이 MRI 장치(200)는 상부 주자석(1u)과 상부 보조자석(3u) 사이에 정의된 공간과, 하부 주자석(1b)과 하부 보조자석(3b) 사이에 정의된 공간을 갖는다.

[실시예 4]

도 9에 도시하는 바와 같이, 보조자석(3u, 3b)의 자화방향을 수평방향으로 설정할 수 있다.

본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고서 본 발명의 넓고 다양한 실시예를 구성할 수 있다. 본 발명은 첨부한 청구항에 정의된 것을 제외하면, 본 명세서에서 설명한 특정 실시예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따르면, 주자석(1u, lb)의 주위로 연장하며 누설되는 자계를 보조자석(3u, 3b)이 형성하는 자계로 상쇄되도록 조정함으로써, 자계의 누설을 억제할 수 있다.

Claims

정자계 발생용 마그네트의 주자석(1u,1b)의 주위에 상기 주자석(1u,1b)에 반발하는 방향으로 복수의 보조자석(3u,3b) 세트를 배치하는 단계와,

상기 주자석(1u,1b)과 상기 보조자석(3u,3b)의 간격을 각각 조정하여 정자계를 정형(shape)하는 단계와,

상기 주자석(1u,1b)의 주위로 누설되는 자계를 억제하는 단계를 포함하되,

상기 주자석 중 제 1 주자석은 원반 형상으로, 일체형인 중앙부와 상기 중앙부로부터 상기 주자석들 사이의 공간을 향해서 돌출한 일체형인 주변부를 포함하는

정자계 제어방법.
피검체가 들어가는 공간을 사이에 두고 전면이 서로 대향하고 있는 한 쌍의 주자석(1u,1b)과 - 상기 주자석 중 제 1 주자석은 원반 형상으로, 일체형인 중앙부와 상기 중앙부로부터 상기 주자석들 사이의 공간을 향해서 돌출한 일체형인 주변부를 포함함 - ,

상기 주자석(1u,1b)의 배면을 자기적으로 결합하는 요크(2l,2r)와,

상기 주자석(1u,1b)의 주위에서 상기 주자석(1u,1b)에 반발하는 방향으로 각각 배치된 복수의 보조자석(3u,3b)과,

상기 주자석(1u,1b)과 상기 보조자석(3u,3b)의 간격을 각각 조정하는 간격 제어 장치(10)

를 구비한 MRI 장치(100).
제 2 항에 있어서,

상기 주자석(1u,1b) 중 제 2 주자석은 전면의 주변부가 중앙부보다도 돌출한 형상을 갖는 MRI 장치(100).
제 2 항에 있어서,

상기 주자석(1u,1b) 중 하나의 전면은 S극에 대응하는 자극을 갖고, 상기 주자석 중 다른 하나의 전면은 N극에 대응하는 자극을 갖는 MRI 장치(100).
제 4 항에 있어서,

상기 주자석(1u,1b)의 자화방향이 상기 한 쌍의 주자석(1u,1b)이 서로 대향하는 방향에 대응하는 MRI 장치(100).
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 전면에 S극을 갖는 대응 주자석의 주위에 배치된 상기 각 보조자석(3u,3b)의 외측은 N극에 대응하는 자극을 갖고, 상기 전면에 N극을 갖는 대응 주자석의 주위에 배치된 상기 각 보조자석(3u,3b)의 외측은 S극에 대응하는 자극을 갖는 MRI 장치(100).
제 6 항에 있어서,

상기 보조자석(3u,3b)의 자화방향이 상기 한 쌍의 주자석(1u,1b)의 대향방향에 대하여 직교하는 방향에서 상기 피검체가 들어가는 공간의 중앙쪽으로 비스듬히 기운 방향에 대응하는 MRI 장치(100).
제 6 항에 있어서,

상기 보조자석(3u,3b)의 자화방향이 상기 한 쌍의 주자석(1u,1b)의 대향방향에 대하여 직교하는 방향에 대응하는 MRI 장치(100).
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 대응 주자석과 그 주위에 배치된 상기 보조자석(3u,3b) 사이에 스페이서(14u, 14b)가 개재되는 MRI 장치(100).
제 9 항에 있어서,

상기 스페이서(14u,14b)는 자성체를 포함하지 않는 MRI 장치(100).