KR101081339B1 - RF coil assembly for magnetic resonance image device - Google Patents

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Abstract

골다공증 진단을 위하여 손목 부위의 영상을 촬영할 수 있는, 고해상도 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리가 개시된다. 상기 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리는, 다수의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 상부 위상배열 코일; 다수의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 하부 위상배열 코일; 상기 상부 위상배열 코일이 내부에 배치되며, 측정부위의 상부를 둘러싸는 반원통 형태의 상부 프레임; 및 상기 하부 위상배열 코일이 내부에 배치되며, 측정부위의 하부를 둘러싸는 반원통 형태의 하부 프레임을 포함하며, 상기 상부 프레임 및 하부 프레임이 결합 시, 상기 상부 위상배열 코일의 양단 및 하부 위상배열 코일의 양단이 중첩되어 환형의 위상 배열 코일을 형성하는 것이다.Disclosed is an RF coil assembly for a high resolution magnetic resonance imaging apparatus capable of taking an image of a wrist region for diagnosing osteoporosis. The RF coil assembly for a magnetic resonance imaging apparatus may include: an upper phased array coil in which a plurality of annular coils overlap in a similar chain shape; A lower phased array coil in which a plurality of annular coils are overlapped in a similar chain shape; An upper frame having a semi-cylindrical shape in which the upper phased array coil is disposed inside and surrounding an upper portion of a measurement part; And a lower frame having a semi-cylindrical shape in which the lower phased array coil is disposed therein and surrounding the lower portion of the measurement part. Both ends of the coil overlap to form an annular phased array coil.

RF 코일 어셈블리, 자기공명영상 장치, 위상배열 코일, 손목 RF coil assembly, magnetic resonance imaging device, phased array coil, wrist

Description

자기공명영상 장치용 ＲＦ 코일 어셈블리{RF coil assembly for magnetic resonance image device}RF coil assembly for magnetic resonance imaging device

본 발명은 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 골다공증 진단을 위하여 손목 부위의 영상을 촬영할 수 있는 고해상도 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to an RF coil assembly for a magnetic resonance imaging apparatus, and more particularly, to an RF coil assembly for a high resolution magnetic resonance imaging apparatus capable of taking an image of a wrist region for diagnosing osteoporosis.

자기공명영상(Magnetic Resonance Image: MRI) 장치는 인체에 무해하고, 3차원 영상화가 가능하며, 고해상도의 영상을 얻을 수 있다는 등의 장점들 때문에 의료 진단 분야에서 널리 쓰이고 있다. 상기 MRI 장치를 개략적으로 살펴보면, 주자석, 코일 및 스캔 프로세서로 구성되어 있다. 상기 주자석은 강한 자기장을 형성하기 위한 것으로, 통상적으로 자기장 세기가 0.2 내지 3 테슬라(Tesla, 1 테슬라는 1만 gauss의 자기장)인 영구자석, 전자석 또는 초전도체를 이용하는 초전도 자석을 사용한다. 상기 코일은, X, Y, Z 방향의 경사 자기장을 만드는 경사 자계 코일과, 영상을 얻고자 하는 부위, 즉 관심 영역(region of interest)의 스핀들을 여 기(excitation)시키기 위한 RF(radio frequency) 필드를 형성하고, RF 필드로 인하여 세차 운동하는 스핀들로부터 나오는 자장의 변화(자기공명 신호)를 수신하는 RF 코일을 포함한다. 또한, 상기 스캔 프로세서는 수신된 자기공명 신호를 복조하고 증폭시키는 스펙트로미터, 각 코일의 동작을 제어하는 컨트롤러, 그리고 수신된 신호를 A/D변환하여 X,Y 평면상의 데이타로 바꾸기 위한 퓨리어 변환을 하는 프로세서 등으로 구성되어 있다.Magnetic Resonance Image (MRI) devices are widely used in the field of medical diagnostics because of their advantages such as harmless to human body, 3D imaging, and high resolution images. Looking at the MRI apparatus schematically, it is composed of a main magnet, a coil and a scan processor. The main magnet is to form a strong magnetic field, and a superconducting magnet using a permanent magnet, an electromagnet or a superconductor having a magnetic field strength of 0.2 to 3 Tesla (1 Tesla is 10,000 gauss of magnetic field) is used. The coil includes a gradient magnetic field coil for generating gradient magnetic fields in X, Y, and Z directions, and a radio frequency (RF) for excitation of a spindle of an area to be acquired, that is, a region of interest. And an RF coil that forms a field and receives a change in magnetic field (magnetic resonance signal) from the spindle precessing due to the RF field. The scan processor may further include a spectrometer for demodulating and amplifying the received magnetic resonance signal, a controller for controlling the operation of each coil, and a Fourier transform for converting the received signal into data on the X and Y planes by A / D conversion. It consists of a processor and the like.

MRI 장치에서 고해상도의 영상을 획득하기 위해, 상기 RF 코일로서, 새장형 코일(birdcage coil), 위상 배열 코일(phased array coil) 등이 사용되고 있지만, 새장형 코일은 영상의 균일도는 우수하나 신호 대 잡음비가 낮고, 상기 위상 배열 코일은 신호 대 잡음비는 우수하나 영상의 균일도가 낮은 단점이 있다. 특히, 손목 부위의 영상을 촬영하는 MRI 장치에서, 고해상도 및 고품질(높은 신호 대 잡음비) 영상을 획득하기 위해서는, RF 코일(또는 RF 코일 어셈블리)은 하기 조건들을 충족하여야 한다.In order to obtain a high resolution image in an MRI apparatus, a bird coil coil, a phased array coil, etc. are used as the RF coil, but the cage coil has a good image uniformity but a high signal-to-noise ratio. Low and the phased array coil has a good signal-to-noise ratio but has a low image uniformity. In particular, in an MRI device that takes images of the wrist region, the RF coil (or RF coil assembly) must meet the following conditions in order to obtain high resolution and high quality (high signal to noise ratio) images.

첫째, 코일을 손목 부위에 최대한 근접하게 위치시켜야 채움 효과(filling effect)가 높아지고, 고해상도에서도 고품질(높은 신호 대 잡음비)의 영상을 얻을 수 있다. 그러나, 손목의 형태적, 구조적 특징상 손보다도 손목의 직경이 작기 때문에 일반적으로 손의 직경을 기준으로 코일이 설계되고 있는 문제가 있다. 따라서, 손목 부위 영상에 적합한 코일의 구조 및 설계가 필요하다. First, the coil should be placed as close to the wrist as possible to increase the filling effect and obtain a high quality (high signal-to-noise ratio) image even at high resolution. However, since the diameter of the wrist is smaller than that of the hand due to the shape and structural features of the wrist, a coil is generally designed based on the diameter of the hand. Therefore, there is a need for a structure and design of a coil suitable for wrist region imaging.

둘째, RF 코일로서, 다채널 위상배열 코일을 사용할 경우, 다채널 위상배열 코일의 문제점, 즉, 각 코일의 상호간섭(mutual coupling)을 최소화하는 기술이 필요하다. 상호 간섭을 최소화하기 위한 방법으로써, 인접한 코일의 중첩 시 상호 인덕턴스(mutual inductance)가 최소화되는 지점에 코일을 위치시키는 중첩방법과 인접하지 않은 코일을 위한 인덕티브(inductive) 방법(즉, 각각의 코일이 중첩되어지는 지점에 인덕터를 연결하고, 인덕터의 간격을 조절하여 상호 인덕턴스 값을 최소화 하는 방법)을 이용할 수 있지만, 상기 방법들은 코일 자체의 저항 성분이 증가하여 잡음이 증가하는 문제점이 있다. Second, when the multi-channel phased array coil is used as the RF coil, there is a need for a technique for minimizing the problems of the multi-channel phased array coil, that is, the mutual coupling of each coil. As a method for minimizing mutual interference, an overlapping method in which coils are positioned at a point where mutual inductance is minimized when overlapping adjacent coils and an inductive method for non-adjacent coils (that is, each coil A method of connecting the inductor to this overlapping point and minimizing the mutual inductance value by adjusting the inductor spacing) may be used. However, the above methods have a problem in that noise increases due to an increase in the resistance component of the coil itself.

셋째, 최근의 MRI 장치는 고자장(3 테슬라 이상) 특성을 가지기 때문에 송수신할 때 사용하는 주파수 또한 고주파를 사용하고 있다. 특히 송신 시 발생되어지는 고주파의 신호가 수신 코일 및 케이블에 원하지 않는 공통 모드(common mode) 잡음을 발생시키기 때문에 케이블의 쉴드(shield) 영역에서 발생하는 공통 모드 잡음을 최소화시켜 높은 신호 대 잡음비를 획득하여야 한다.Third, the recent MRI device has a high magnetic field (3 Tesla or more), so the frequency used when transmitting and receiving also uses a high frequency. In particular, high-frequency signals generated during transmission create unwanted common mode noise in the receiving coil and cable, thus minimizing common mode noise in the shield area of the cable to obtain a high signal-to-noise ratio. shall.

본 발명의 목적은, RF 코일을 손목 부위에 근접시키고, 신호 대 잡음비의 감소를 방지하여 고해상도 및 고품질(높은 신호 대 잡음비)의 손목 부위의 영상을 촬영할 수 있는 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an RF coil assembly for a magnetic resonance imaging apparatus capable of capturing images of a high resolution and high quality (high signal-to-noise ratio) wrist region by bringing the RF coil close to a wrist region and preventing a decrease in signal-to-noise ratio. To provide.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 다수의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 상부 위상배열 코일; 다수의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 하부 위상배열 코일; 상기 상부 위상배열 코일이 내부에 배치되며, 측정부위의 상부를 둘러싸는 반원통 형태의 상부 프레임; 및 상기 하부 위상배열 코일이 내부에 배치되며, 측정부위의 하부를 둘러싸는 반원통 형태의 하부 프레임을 포함하며, 상기 상부 프레임 및 하부 프레임이 결합 시, 상기 상부 위상배열 코일의 양단 및 하부 위상배열 코일의 양단이 중첩되어 환형의 위상 배열 코일을 형성하는 것인, 손목 부위 영상 촬영을 위한 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the plurality of annular coil is an upper phase array coil is superimposed in a similar chain shape; A lower phased array coil in which a plurality of annular coils are overlapped in a similar chain shape; An upper frame having a semi-cylindrical shape in which the upper phased array coil is disposed inside and surrounding an upper portion of a measurement part; And a lower frame having a semi-cylindrical shape in which the lower phased array coil is disposed therein and surrounding the lower portion of the measurement part. Provided is an RF coil assembly for a magnetic resonance imaging apparatus for wrist region imaging, wherein both ends of the coil overlap to form an annular phased array coil.

여기서, 상기 상부 위상배열 코일을 형성하는 각각의 코일은 상기 하부 위상배열 코일을 형성하는 코일보다 직경이 10 내지 30% 큰 것이 바람직하고, 상기 상부 프레임 및 하부 프레임은 결합 시 중앙에 손목을 위치시킬 수 있는 수갑 형태의 원통 프레임을 형성하는 것이며, 상기 상부 위상배열 코일 및 하부 위상배열 코일은 각각 4개의 환형 코일이 중첩되어 있는 형태인 것이 바람직하다.Here, each of the coils forming the upper phased array coil is preferably 10 to 30% larger in diameter than the coils forming the lower phased array coil, the upper frame and the lower frame is to place the wrist in the center when combined It is preferable to form a cuff-shaped cylindrical frame, and the upper phased array coil and the lower phased array coil are each in the form of four annular coils overlapping each other.

본 발명에 따른 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리는, 예를 들어, 8채널 위상 배열 코일이 상부 및 하부 4채널 위상배열 코일로 분리될 수 있는 구조를 가지므로, 손목 부위에 최대한 근접시켜 결합이 가능하다. 따라서 높아진 채움 효과(filling effect)로 인하여, 코일의 민감도(sensitivity)가 증가하고, 신호 대 잡음비가 증가하여, 높은 강도의 신호를 획득하고, 고해상도 및 고품질의 영상을 얻을 수 있다. 또한, 상기 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리는, 신호의 증폭에 높은 이득을 주는 전치 증폭기 및 동축케이블의 쉴드(shield) 영역에서 발생하는 잡음을 제거하기 위한 밸룬(balun) 등을 포함하는 매칭 네트워크 회로를 포함하여, 높은 신호 대 잡음비를 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리는, 골다공증 진단을 위하여 손목 부위의 영상을 촬영할 수 있는 3 테슬라 이상의 고자장 자기공명영상 장치에 유용하다.RF coil assembly for magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, for example, because the eight-channel phase array coil has a structure that can be separated into the upper and lower four-channel phased array coil, the coupling is as close as possible to the wrist region It is possible. Accordingly, due to the increased filling effect, the sensitivity of the coil is increased and the signal-to-noise ratio is increased, so that a signal of high intensity can be obtained and a high resolution and high quality image can be obtained. In addition, the RF coil assembly for a magnetic resonance imaging apparatus, a matching network including a preamplifier that gives a high gain in the amplification of the signal and a balun for removing noise generated in the shield area of the coaxial cable Including circuits, high signal-to-noise ratios can be achieved. The RF coil assembly for a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention is useful for a high magnetic field magnetic resonance imaging apparatus of 3 Tesla or more capable of capturing an image of a wrist region for diagnosing osteoporosis.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일 어셈블리를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일 어셈블리를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리는, 다수의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 상부 위상배열 코일(10), 다수의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 하부 위상배열 코일(20), 상기 상부 위상배열 코일이 내부에 배치되며, 측정부위의 상부를 둘러싸는 반원통 형태의 상부 프레임(50) 및 상기 하부 위상배열 코일이 내부에 배치되며, 측정부위의 하부를 둘러싸는 반원통 형태의 하부 프레임(60)을 포함한다. 상기 상부 및 하부 위상배열 코일(10, 20)에 있어서, 환형 코일의 개수는, 환형 코일의 크기, 측정신호의 크기, 측정부위의 크기, 측정 영상 획득 프로 그램 등에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들면, 2 내지 8개, 바람직하게는 2 내지 4개, 더욱 바람직하게는 4개이다. 이하, 상기 환형 코일의 개수가 4개인, 4채널 상부 및 하부 위상배열 코일(10, 20)에 대하여 설명한다.1 is a perspective view schematically showing an RF coil assembly according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing an RF coil assembly according to an embodiment of the present invention. As shown in Figures 1 and 2, the RF coil assembly for a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, the upper phased array coil 10, the plurality of annular coils are similarly overlapping a plurality of annular coils, similar to the plurality of annular coils The lower phased array coil 20 overlapping in a chain shape, the upper phased array coil is disposed inside, the upper frame 50 and the lower phased array coil of the semi-cylindrical shape surrounding the upper portion of the measurement site therein It is disposed, and comprises a semi-cylindrical lower frame 60 surrounding the lower portion of the measurement site. In the upper and lower phased array coils 10 and 20, the number of annular coils may vary depending on the size of the annular coil, the size of the measurement signal, the size of the measurement region, the measurement image acquisition program, and the like. , 2 to 8, preferably 2 to 4, more preferably 4. Hereinafter, the four channel upper and lower phased array coils 10 and 20 having four annular coils will be described.

본 발명에 사용되는 4채널 상부 위상배열 코일(10) 및 4채널 하부 위상배열 코일(20)은, 영상을 얻고자 하는 부위, 즉 관심 영역(region of interest)의 스핀들을 여기(excitation)시키기 위한 RF(radio frequency) 필드를 형성하고, RF 필드로 인하여 세차 운동하는 스핀들로부터 나오는 자장의 변화(자기공명 신호)를 수신하는 RF 코일로서, 각각 4개의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 형태이고, 각각의 환형 코일은 구리판 형태의 인덕터(inductor, 12, 22) 및 튜닝 커패시터(tuning capacitor, 14, 24)로 구성된다(도 3 참조). 상기 상부 위상배열 코일(10)을 형성하는 각각의 코일(4개의 환형 코일)의 직경은 5.5 내지 6cm일 수 있으며, 상기 하부 위상배열 코일(20)을 형성하는 각각의 코일(4개의 환형 코일)보다 직경이 10 내지 30%, 바람직하게는 15 내지 25% 큰 것으로서, 상기 상부 위상배열 코일(10) 형성하는 코일의 직경이 상기 하부 위상배열 코일(20)을 형성하는 코일의 직경보다 10% 미만으로 클 경우, 손목 영상 촬영 시, 손목의 하부는 하부 위상배열 코일(20)과 거의 근접하여 위치하지만, 손목의 상부는 상부 위상배열 코일(10)과 1 내지 3cm 정도 떨어져 있으므로, 측정 부위에서 획득되어지는 신호의 투과가 감소되고 영상이 불균일해질 우려가 있으며, 30%를 초과하여 클 경우, 하부 코일과의 상호 간섭이 증가할 우려가 있다.The four-channel upper phased array coil 10 and the four-channel lower phased array coil 20 used in the present invention may be used to excite the spindle of an area to obtain an image, that is, a region of interest. An RF coil that forms a radio frequency (RF) field and receives a change in magnetic field (magnetic resonance signal) from a precessing spindle due to the RF field. Each of the four annular coils overlaps in a similar chain shape. Each annular coil consists of an inductor 12, 22 in the form of a copper plate and a tuning capacitor 14, 24 (see FIG. 3). The diameter of each coil (four annular coils) forming the upper phased array coil 10 may be 5.5 to 6 cm, and each coil (four annular coils) forming the lower phased array coil 20. It is 10 to 30% larger in diameter, preferably 15 to 25% larger, and the diameter of the coil forming the upper phased array coil 10 is less than 10% of the diameter of the coil forming the lower phased array coil 20. When the wrist image is large, the lower part of the wrist is located in close proximity to the lower phased array coil 20 when the wrist image is taken, but the upper part of the wrist is separated from the upper phased array coil 10 by about 1 to 3 cm. There is a fear that the transmission of the signal to be made is reduced and the image is non-uniform, and if it is larger than 30%, there is a fear that mutual interference with the lower coil is increased.

본 발명에 사용되는 상부 프레임(50) 및 하부 프레임(60)은, 손목 형태에 맞게 설계된 것으로, 분리 및 결합이 가능하며, 각각 상기 4채널 상부 위상배열 코일(10) 및 상기 4채널 하부 위상배열 코일(20)이 내부에 배치되는 반원통 형태를 갖는 것으로서, 상기 상부 프레임(50) 및 하부 프레임(60)이 결합 시, 중앙에 손목을 위치시킬 수 있는 수갑 형태의 원통 프레임을 형성하고, 상기 4채널 상부 위상배열 코일(10)의 양단 및 상기 4채널 하부 위상배열 코일(20)의 양단이 중첩되어 환형의 8채널 위상 배열 코일이 형성된다. 예를 들어, 상기 하부 프레임(60) 위에 손목을 올리고, 상기 상부 프레임(50)을 하부 프레임(60) 위에 올려 결합시킴으로써, 손목 부위에 8채널 위상 배열 코일을 최대한 근접시킬 수 있는 것이다. 상기 상부 프레임(50) 및 하부 프레임(60)은 내열성 및 강화성을 갖춘 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP) 등을 이용하여 제조할 수 있으며, 상기 각각의 코일은 인접한 코일과 중첩 시 상호 인덕턴스(mutual inductance)가 최소화되는 지점에 코일을 위치시키는 형태로 중첩시키고, 상기 상부 프레임(50) 및 하부 프레임(60) 내부에 배치 및 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 상부 프레임(50) 및 하부 프레임(60)은 결합 시 중첩되는 상기 4채널 상부 위상배열 코일(10)의 양단 및 상기 4채널 상부 위상배열 코일(20)의 양단의 상호 인덕턴스가 최소화되도록 결합시킬 수 있다.The upper frame 50 and the lower frame 60 used in the present invention are designed to fit the wrist shape, and can be separated and combined, and the four channel upper phased array coil 10 and the four channel lower phased array are respectively. The coil 20 has a semi-cylindrical shape disposed therein, and when the upper frame 50 and the lower frame 60 are coupled to each other, forms a cuff-shaped cylindrical frame for positioning a wrist in the center, and Both ends of the four-channel upper phased array coil 10 and both ends of the four-channel lower phased array coil 20 are overlapped to form an annular eight-channel phased array coil. For example, by raising the wrist on the lower frame 60, by combining the upper frame 50 on the lower frame 60, the eight-channel phased array coil can be as close as possible to the wrist region. The upper frame 50 and the lower frame 60 may be manufactured using glass fiber reinforced plastic (FRP) having heat resistance and reinforcement, and the respective coils mutual mutual inductance when overlapping adjacent coils. ) May be superimposed in a form in which the coil is minimized and disposed and fixed inside the upper frame 50 and the lower frame 60. In addition, the upper frame 50 and the lower frame 60 so that mutual inductance between both ends of the four channel upper phased array coil 10 and the two ends of the four channel upper phased array coil 20 overlapped when combined to minimize. Can be combined.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일 어셈블리를 2차원적으로 전개하여 도시한 도면(상부 프레임(50) 및 하부 프레임(60) 제외)이다. 도 3에 도시된 바 와 같이, 본 발명에 따른 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리는, 각각 인덕터(inductor, 12, 22) 및 튜닝 커패시터(tuning capacitor, 14, 24)로 구성되는 코일, 즉, 4채널 상부 위상배열 코일(10) 및 4채널 하부 위상배열 코일(20)의 각각의 코일에 연결되는, 매칭 커패시터(matching capacitor, 32), 밸룬(balun, 34) 및 하이임피던스(high-impedance) 조절용 커패시터(36)를 포함하는 매칭 네트워크(matching network) 회로(30) 및 전치 증폭기(42)를 포함할 수 있다. 또한, 송수신 시 상기 코일의 파손을 방지하기 위하여, 송수신 모드로 전환(switching) 시킬 수 있는 다이오드(diode, 40)를 포함할 수 있다. 여기서, 각각의 코일과 상기 매칭 네트워크 회로(30), 전치 증폭기(42), 다이오드(40) 등의 구성 요소는 케이블을 통하여 전기적으로 연결된다.3 is a diagram illustrating a two-dimensional development of the RF coil assembly according to the exemplary embodiment of the present invention (excluding the upper frame 50 and the lower frame 60). As shown in FIG. 3, the RF coil assembly for a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention includes a coil composed of an inductor 12 and 22 and a tuning capacitor 14 and 24, that is, Matching capacitor 32, balun 34 and high-impedance connected to respective coils of the four-channel upper phased array coil 10 and the four-channel lower phased array coil 20. It may include a matching network circuit 30 including a regulating capacitor 36 and a preamplifier 42. In addition, to prevent damage to the coil during transmission and reception, it may include a diode (diode) 40 that can be switched (switching) to the transmission and reception mode. Here, each coil and components of the matching network circuit 30, the preamplifier 42, the diode 40, and the like are electrically connected through a cable.

본 발명에 사용되는 4채널 상부 위상배열 코일(10) 및 4채널 하부 위상배열 코일(20)의 각각의 코일(환형 코일)은, 예를 들어 4개의 인덕터(12, 22) 및 인덕터(12, 22) 사이에 배치된 3개의 튜닝 커패시터(14, 24)로 형성될 수 있으며, 상기 인덕터(12, 22) 및 튜닝 커패시터(14, 24)의 개수는 필요에 따라, 조절이 가능하다. 상기 인덕터(12, 22)로는 얇은 구리판을 사용할 수 있고, 상기 튜닝 커패시터(14, 24)는 고정된 값을 가진 커패시터와 트리머 커패시터(trimmer capacitor)을 사용하여 커패시턴스 값을 조절하여 원하는 주파수에 튜닝을 실시할 수 있다.Each of the coils (annular coils) of the four-channel upper phased array coil 10 and the four-channel lower phased array coil 20 used in the present invention includes, for example, four inductors 12 and 22 and an inductor 12, 22 may be formed of three tuning capacitors 14 and 24 disposed therebetween, and the number of the inductors 12 and 22 and the tuning capacitors 14 and 24 may be adjusted as necessary. A thin copper plate may be used as the inductor 12, 22, and the tuning capacitors 14 and 24 may use a fixed capacitor and a trimmer capacitor to adjust the capacitance value to tune to a desired frequency. It can be carried out.

본 발명에 사용되는 매칭 네트워크 회로(30)는, 높은 임피던스를 코일의 출 력단에 인가함으로써, 각 코일에 흐르는 전류를 제한하고, 다채널 위상배열 코일의 문제점, 즉, 각 코일의 상호간섭(mutual coupling)을 최소화시키기 위한 것으로서, 매칭 커패시터(32), 밸룬(34) 및 하이임피던스 조절용 커패시터(36)를 포함하여 코일의 임피던스와 매칭을 효율적으로 조절할 수 있다. The matching network circuit 30 used in the present invention, by applying a high impedance to the output terminal of the coil, limits the current flowing through each coil, the problem of the multi-channel phased array coil, that is, the mutual interference (mutual) of each coil In order to minimize coupling, a matching capacitor 32, a balun 34, and a high impedance adjusting capacitor 36 may be included to efficiently adjust the impedance and matching of the coil.

상기 매칭 커패시터(32)는 코일의 매칭 조절, 즉, 코일의 인덕턴스를 특정 임피던스(예를 들어, 50옴(ohm))로 매칭(정합)하는 역할 및 하이임피던스 조절용 커패시터(36)와 상호 조절하여 코일의 하이임피던스를 조절하는 것이다. 상기 밸룬(34)은 케이블(예를 들어, 동축 케이블)의 쉴드(shield) 영역에서 발생하는 잡음을 제거하기 위한 것으로서, 인덕터 및 커패시터로 이루어질 수 있으며, 공통 모드(common mode) 간섭을 방지하여 잡음을 제거할 수 있다. 상기 하이임피던스 조절용 커패시터(36)는 상기 매칭 커패시터(32)가 매칭의 커패시턴스 값으로 고정되어지면 코일의 하이임피던스를 추가로 조절하기 위한 것이다.The matching capacitor 32 serves to adjust the matching of the coil, that is, to match (match) the inductance of the coil to a specific impedance (for example, 50 ohm) and to mutually adjust the high impedance adjusting capacitor 36. It is to adjust the high impedance of the coil. The balun 34 is to remove noise generated in a shield area of a cable (for example, a coaxial cable), and may be formed of an inductor and a capacitor, and prevents common mode interference to prevent noise. Can be removed. The high impedance adjusting capacitor 36 is to further adjust the high impedance of the coil when the matching capacitor 32 is fixed to the matching capacitance value.

본 발명에 사용되는 전치 증폭기(42)는, RF 필드로 인하여 손목 부위로부터 나오는 자장의 변화, 즉, 자기공명 신호를 증폭시키기 위한 것으로서, 잡음은 제거하고 신호의 이득을 높이는 것이다. 상기 전치 증폭기(42) 배치 시, 코일과 전치증폭기(42)의 거리(케이블의 길이)는 최소화 하는 것이 케이블에서 발생하는 잡음을 최소화 시킬 수 있으므로, 최대한 코일과 근접하게 전치 증폭기(42)를 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 손목 부위 영상을 촬영하는 자기공명영상 장치의 RF 코일 어셈블리에서 손목 위치에 맞게 코일을 위치시키기 위해서는 전체 케이블의 길이가 길어질 수밖에 없다. 따라서, 케이블에서 발생되는 잡음을 제거하기 위해 전치 증폭기(42)의 전, 후 및 케이블의 중간에 추가적으로 밸룬(34)을 배치하고 잡음을 최소화할 수 있다. 또한, 전치 증폭기(42) 뒤에 연결되는 전체 케이블은 반사가 일어나지 않도록 길이를 조절할 수 있으며, 연결되는 부분은 SMA(SubMiniature version A) 커넥터를 사용하는 것이 전류 유입용 케이블(BNC)을 사용하는 것보다 손실을 방지할 수 있다.The preamplifier 42 used in the present invention is for amplifying a change in the magnetic field coming from the wrist region due to the RF field, that is, a magnetic resonance signal, to remove noise and increase the gain of the signal. When the preamplifier 42 is disposed, minimizing the distance between the coil and the preamplifier 42 (the length of the cable) may minimize the noise generated in the cable, so that the preamplifier 42 is disposed as close to the coil as possible. It is desirable to. However, in order to position the coil in accordance with the wrist position in the RF coil assembly of the magnetic resonance imaging apparatus for imaging the wrist region, the length of the entire cable is inevitably lengthened. Therefore, in order to eliminate noise generated in the cable, the balun 34 may be additionally disposed before and after the preamplifier 42 and in the middle of the cable, and the noise may be minimized. In addition, the entire cable connected to the preamplifier 42 can be adjusted in length so that reflection does not occur, and the connected part is better to use a submainiature version A (SMA) connector than to use a current inflow cable (BNC). The loss can be prevented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일 어셈블리를 개략적으로 나타낸 사시도.1 is a perspective view schematically showing an RF coil assembly according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일 어셈블리를 개략적으로 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing the RF coil assembly according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일 어셈블리를 2차원적으로 전개하여 도시한 도면.3 is an exploded two-dimensional view of the RF coil assembly according to an embodiment of the present invention.

Claims (4)

다수의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 상부 위상배열 코일; An upper phased array coil in which a plurality of annular coils are overlapped in a similar chain shape; 다수의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 하부 위상배열 코일;A lower phased array coil in which a plurality of annular coils are overlapped in a similar chain shape; 상기 상부 위상배열 코일이 내부에 배치되며, 측정부위의 상부를 둘러싸는 반원통 형태의 상부 프레임; 및An upper frame having a semi-cylindrical shape in which the upper phased array coil is disposed inside and surrounding an upper portion of a measurement part; And 상기 하부 위상배열 코일이 내부에 배치되며, 측정부위의 하부를 둘러싸는 반원통 형태의 하부 프레임을 포함하며,The lower phased array coil is disposed therein, and includes a semi-cylindrical lower frame surrounding a lower portion of the measurement site. 상기 상부 프레임 및 하부 프레임이 결합 시, 상기 상부 위상배열 코일의 양단 및 하부 위상배열 코일의 양단이 유사 사슬 모양으로 중첩되어, 상기 상부 위상배열 코일과 상기 하부 위상배열 코일이 환형의 위상 배열 코일을 형성하는 것인, 손목 부위 영상 촬영을 위한 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리.When the upper frame and the lower frame are combined, both ends of the upper phased array coil and both ends of the lower phased array coil overlap in a pseudo chain shape, so that the upper phased array coil and the lower phased array coil form an annular phased array coil. Forming, RF coil assembly for magnetic resonance imaging apparatus for wrist region imaging. 제1항에 있어서, 상기 상부 위상배열 코일을 형성하는 각각의 코일은 상기 하부 위상배열 코일을 형성하는 코일보다 직경이 10 내지 30% 큰 것이고, 상기 상부 프레임 및 하부 프레임은 결합 시 중앙에 손목을 위치시킬 수 있는 수갑 형태의 원통 프레임을 형성하는 것인 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리.The coil of claim 1, wherein each of the coils forming the upper phased array coil is 10 to 30% larger in diameter than the coils forming the lower phased array coil, and the upper frame and the lower frame have a wrist at the center when combined. RF coil assembly for magnetic resonance imaging device to form a cylindrical frame in the form of cuffs that can be positioned. 제1항에 있어서, 상기 상부 위상배열 코일 및 하부 위상배열 코일은 각각 4개의 환형 코일이 유사 사슬 모양으로 중첩되어 있는 것인 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리.The RF coil assembly of claim 1, wherein the upper phased array coil and the lower phased array coil each have four annular coils overlapping in a similar chain shape. 제1항에 있어서, 상기 상부 위상배열 코일 및 하부 위상배열 코일의 각각의 코일은 4개의 인덕터 및 인덕터 사이에 배치된 3개의 튜닝 커패시터로 형성되는 것인 자기공명영상 장치용 RF 코일 어셈블리.The RF coil assembly of claim 1, wherein each coil of the upper phased array coil and the lower phased array coil is formed of four inductors and three tuning capacitors disposed between the inductors.
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