KR101113547B1

KR101113547B1 - 자기 공명 영상 장치에 이용되는 ｒｆ 코일

Info

Publication number: KR101113547B1
Application number: KR1020100077790A
Authority: KR
Inventors: 조장희; 김영보; 홍석민; 쟈슈아 해균 박; 정홍배; 우명균
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2012-02-24
Also published as: KR20120015580A

Abstract

자기 공명 영상 장치(MRI: Magnetic Resonance Imaging)에 이용되는 RF 코일(Radio Frequency)이 개시된다. 개시된 RF 코일은 환형 원통 형태의 유전체 구조물; 및 상기 유전체 구조물 상에서 M×N 행렬 형태로 배열되는 복수의 코일 - 상기 M 및 상기 N은 2 이상의 정수임 -을 포함하되, 상기 복수의 코일에는 서로 다른 위상을 갖는 신호가 입력된다. 본 발명에 따른 RF 코일은 z축 방향으로의 자기장의 위상을 변화시킬 수 있으면서도 나선형 RF 코일보다 용이하게 제작이 가능한 장점이 있다.

Description

자기 공명 영상 장치에 이용되는 ＲＦ 코일{RADIO FREQUENCY COIL USING MAGNETIC RESONANCE IMAGING DEVICE}

본 발명의 실시예들은 자기 공명 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging) 장치에 이용되는 RF(Radio Frequency) 코일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자기 공명 영상 촬영 시 피사체 내부에 형성되는 B1 자기장의 균일성을 높일 수 있도록 하는 RF 코일에 관한 것이다.

자기 공명 영상(MRI) 장치는 처리(processing) 핵 자기 모멘트로부터 검출된 무선 주파수(RF) 신호를 이용하여 촬상 공간 내의 피사체(인체) 내부에 관한 영상을 생성하는 장치이다. 이러한 자기 공명 영상 장치는 주 자석, 경사(gradient) 코일, RF 코일 등을 포함한다.

주 자석은 촬상 공간 이상의 정전 자기장 즉, B0 자기장을 발생시킨다. 유사하게, 경사 코일들은 MR 촬상 데이터 획득 주기의 선택된 부분 동안 정전 B0 자기장 내의 서로 직각인 x, y, z 축을 따라 유효한 자기 경사로 빠르게 스위치시키는 데에 이용된다. 한편, RF 코일은 촬상 공간 내에서 B0 자기장과 수직인 B1 자기장으로 일컬어지는 RF 자기장 펄스들을 발생시켜 핵들을 여기 시킨다. 이로써 핵들은 여기되어 공명 RF 주파수에서 축을 중심으로 처리된다. 이러한 핵 스핀들은 적절한 판독 자기장 경사들이 인가될 때에 공간 의존적 RF 응답 신호를 발생시킨다.

또한, RF 코일은 처리 핵 스핀들의 RF 응답 신호들을 검출하는데, 자기 공명 영상 장치는 검출된 RF 응답 신호를 결합시켜 인체의 내부에 대한 영상을 생성한다. 이 때, 보다 선명한 영상을 생성하기 위해서는 B0 자기장 및 B1 자기장은 촬상 공간에서 공간적으로 균일하게 형성되어야 한다.

한편, 7 테슬라 자기 공명 영상 장치의 경우, 300MHz의 주파수 및 공기 중에서 1m의 파장을 가지는 RF 신호를 이용하여 인체 내부의 영상을 생성하는데, 이러한 RF 신호의 파장은 인체 내에서 약 12.5cm로 줄어들어서 사람의 뇌 크기와 비슷해진다.

이와 같이, 인체 내부 조직의 유전율에 의해서 RF 신호의 파장이 짧아짐에 따라 인체 내부에서 형성되는 B1 자기장은 인체 조직의 형태와 전도도에 따라서 복잡한 형태로 형성되는데, 특히 체적 코일을 사용하여 영상을 생성하는 경우, 머리 가운데 부분에 강한 B1 자기장이 형성되고, 표면 코일로 영상을 얻을 경우에는 B1 자기장의 원형 편파 성분과 피사체의 전도도에 따른 감쇠 현상으로 인해 균일한 영상을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

종래의 경우, 피사체 내부에 형성되는 xy 평면상의 B1 자기장을 균일하게 하기 위해, 다 채널 송수신 겸용 시스템을 이용하는 방법과 고유전율 패드(Dielectric Pad)를 사용하는 방법, 송신파형을 변형시키는 방법, 및 나선형 RF 코일을 이용하는 방법 등이 사용되었다.

다 채널 송수신 시스템을 이용하는 방법은 일정 간격으로 피사체를 환형으로 둘러싸고 있는 동일한 구조의 표면 코일에 각각 다른 세기(Amplitude)와 위상(phase)의 전류를 입력하여 원형 편파 성분을 보정하여 B1 자기장을 균일하게 생성한다. 그러나, 이 방법은 각 코일마다 전력 증폭기 및 감쇄/위상 조절기가 필요하여 많은 비용이 소모되며, 각 코일 마다 입력되는 전류의 세기 및 위상값도 피사체에 따라서 크게 달라져 최적화 된 값을 산출하는데 어려움이 있으며, 최적화 된 값을 산출하기 위한 알고리즘을 개발해야 하는 단점이 있다.

고유전율 패드를 사용하는 방법은 고유전율 물질(일례로, 물)의 변위 전류(Displacement Current)를 이용하여 피사체에 B1 자기장을 유도하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 고유전율 물질을 피사체와 코일 사이에 위치시켜야 하는 불편함이 있다.

송신 파형을 변형하는 방법은 피사체 내부의 스핀을 여기시키는데 긴 시간이 필요하고, 선택 영역이 특정 단층이 아닌 전체 영상 영역인 경우, 이를 여기화시켜 2차원 영상을 얻는데 적합하지 않는 단점이 있다.

나선형 RF 코일을 이용하는 방법은 다채널 송수신 시스템이나, 송신 파형의 변형, 및 고유전율 패드가 없이 z축 방향의 B1 자기장의 위상만을 변화시켜 B1 자기장을 균일하게 만드는 방법이다.

도 1은 종래의 나선형 RF 코일의 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 나선형의 RF 코일(100)은 상부링(110), 하부링(120) 및 복수의 레그(leg)(130)를 포함하며 원통 형상을 가진다.

이러한 나선형 RF 코일(100)은 기울어진 레그(130)로 인해 원통의 축(z축)을 따라서 B1 자기장의 위상이 삼각 함수(Trigonometric Function) 형태로 변하는 특징을 갖는다. z축 방향으로 B1 자기장의 위상이 삼각 함수의 형태로 변하게 되면, B1 자기장은 z축 방향으로 전파 상수(Propagation Constant)(k_z)를 갖게 된다. 여기서, z축 방향으로의 전파 상수(k_z)는 아래의 수학식 1을 통해 도출될 수 있다.

여기서, k_z는 z축 방향으로의 전파 상수, L은 나선형 RF 코일(100)의 길이(Coil Length), θ는 RF 코일(100)의 돌림각(Rotation Angle)을 의미한다.

한편, B1 자기장의 전파 상수(k)는 아래의 수학식 2에 표시된 바와 같이 원통의 측면(xy 평면)상의 전파 상수(k_r) 및 z축 방향의 전파상수(k_z)로 구성되는데, θ의 돌림각을 가지는 레그(130)들로 인해 z축 방향으로 전파 상수(k_z)가 발생하는 경우, 아래의 수학식 3에 따라서, xy 평면상의 RF 신호의 파장(λ_r)은 길어지게 된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 7 테슬라 자기공명 영상장치는 300MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 사용하기 때문에, 나선형 RF 코일(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 15cm의 길이(L)을 가지고, 360°의 돌림각을 가질 때 가장 최적화된다. 도 3에서는 15cm의 길이, 360°의 돌림각, 및 16개의 레그를 갖는 나선형 RF 코일의 일례를 도시하고 있다.

그런데, 이와 같이 360°의 돌림각을 가지는 나선형 RF 코일(100)을 제작함에 있어서 나선형 RF 코일(100)의 지름을 24cm로 하는 경우, 레그(130)의 길이는 77cm로 길어지고 16개의 레그(130)를 위치시킬 경우 레그(130) 사이의 간격이 좁아져 레그(130)로 사용되는 도선이 1cm 이상의 폭을 가질 수 없게 된다.

이와 같이, 레그(130)의 길이가 길어지고 레그(130) 사이의 간격이 좁아지게 되면, 나선형 RF 코일의 인덕턴스(Inductance)가 높아지고, 레그(130) 사이의 전자기적 간섭이 증가하여 코일 정합과정을 어렵게 할 뿐만 아니라 피사체로 자기장을 송신하는데 적합하지 않다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 나선형 인덕터는 레그(130)의 돌림각에 의해 신호 대 잡음비가 저하되는 문제 역시 존재하였다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 나선형 RF 코일의 동작 원리와 유사하게 z축 방향으로의 자기장의 위상을 변화시킬 수 있으면서도 나선형 RF 코일보다 용이하게 제작이 가능한 RF 코일을 제안하고자 한다.

또한, 본 발명에서는 신호 대 잡음비가 높고, 저 비용으로 제작 가능한 RF 코일을 제안하고자 한다.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 환형 원통 형태의 유전체 구조물; 및 상기 유전체 구조물 상에서 M×N 행렬 형태로 배열되는 복수의 코일 - 상기 M 및 상기 N은 2 이상의 정수임 -을 포함하되, 상기 복수의 코일에는 서로 다른 위상을 갖는 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging) 장치에 이용되는 RF(Radio Frequency) 코일이 제공된다.

상기 서로 다른 위상을 가지는 신호가 입력된 복수의 코일은 상기 M×N 행렬의 행 방향으로 구적 모드 형태의 자기장을 형성하고, 상기 M×N 행렬의 열 방향으로는 삼각 함수 형태의 자기장을 형성할 수 있다.

상기 복수의 코일로 입력되는 신호의 위상은 상기 M×N 행렬의 행 방향으로 360°/ N 만큼씩의 위상차를 가질 수 있다.

상기 행 방향으로 360°/ N 만큼씩의 위상차를 가지는 신호가 입력된 복수의 코일은 상기 행 방향으로 구적 모드(Quadrature Mode) 형태의 자기장을 형성할 수 있다.

상기 복수의 코일로 입력되는 신호의 위상은 상기 M×N 행렬의 열 방향으로 360°/ M 만큼씩의 위상차를 가질 수 있다.

상기 열 방향으로 360°/ M 만큼씩의 위상차를 가지는 신호가 입력된 복수의 코일은 상기 열 방향으로 삼각 함수 형태의 자기장을 형성할 수 있다.

상기 삼각 함수 형태의 자기장은 시간에 따라 변화할 수 있다.

상기 복수의 코일은 표면 코일(Surface Coil)일 수 있다.

상기 복수의 코일로 상기 서로 다른 위상을 갖는 신호를 입력하기 위한 신호 입력부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일에 있어서, M×N 행렬 형태로 배열되는 복수의 코일을 포함하되, 상기 복수의 코일은 환형으로 배열되고, 상기 복수의 코일에는 서로 다른 위상을 갖는 신호가 입력되며, 상기 서로 다른 위상을 가지는 신호가 입력된 복수의 코일은 상기 M×N 행렬의 행 방향으로 구적 모드 형태의 자기장을 형성하고, 상기 M×N 행렬의 열 방향으로는 삼각 함수 형태의 자기장을 형성하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일이 제공된다.

본 발명에 따른 RF 코일은 z축 방향으로의 자기장의 위상을 변화시킬 수 있으면서도 나선형 RF 코일보다 용이하게 제작이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 RF 코일은 신호 대 잡음비가 높고, 저 비용으로 제작 가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 나선형 RF 코일을 전체적인 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 나선형 RF 코일에 있어서, 돌림각에 따른 xy 평면상의 RF 신호의 파장 변화를 도시한 그래프이다.
도 3은 15cm의 길이, 360°의 돌림각, 및 16개의 레그를 갖는 종래의 나선형 RF 코일의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 복수의 코일로 서로 다른 위상을 가지는 신호가 입력되는 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 입력부의 일례를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일을 이용하여 형성되는 자기장 그래프를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일의 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일(400)은 자기 공명 영상 장치에 이용되는 코일로서, 유전체 구조물(410) 및 복수의 코일(420)을 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다.

유전체 구조물(410)은 환형 원통 형태를 가진다. 이하에서는 환형을 이루는 원통의 측면을 "xy 평면"으로, 원통의 중심축을 "z축"으로 칭하기로 한다.

복수의 코일(420)은 유전체 구조물(410) 상에서 M×N 행렬 형태로 배열된다(여기서, M 및 N은 2 이상의 소정의 정수임). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 코일(420)은 표면 코일(Surface Coil)일 수 있다.

일례로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 유전체 구조물(410) 상에는 12개의 표면 코일(420)이 3×4 행렬 형태로 배열될 수 있다.

복수의 코일(420) 각각은 유전체 구조물(410)의 내부면에 배열될 수도 있고, 유전체 구조물(410)의 외부면에 배열될 수도 있다. 또한, 복수의 코일(420)의 크기는 환형 내부에 위치하는 피사체의 크기에 따라서 적절한 크기를 가질 수 있다. 일례로서, 복수의 코일(420)은 최대 지름이 70cm인 환형 원통 유전체 구조물(410) 상에 배열될 수 있다.

이에 따라, 복수의 코일(420)은 환형으로 배열되면서, M×N 행렬 형태로 배열된다.

이러한 RF 코일(400)을 이용하여 자기장을 생성하기 위해 복수의 코일(420)로 소정의 위상을 갖는 신호가 입력된다. 이 때, RF 코일(400)이 앞서 언급한 나선형 RF 코일과 유사하게 동작하도록 하기 위해, 복수의 코일(420)로는 서로 다른 위상을 갖는 신호들이 입력된다. 이 때, 신호들의 위상은 복수의 코일(420)의 개수에 기초하여 설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호들은 복수의 코일(420)이 M×N 행렬의 행 방향(즉, xy 평면 방향)으로는 구적 모드(Quadrature Mode) 형태의 자기장을 형성하고, M×N 행렬의 열 방향(즉, z축 방향)으로는 삼각 함수(Trigonometric Function) 형태의 자기장을 형성하도록 위상값이 결정되어 복수의 코일(420)로 입력될 수 있다. 여기서, z축 방향의 삼각 함수 형태의 자기장은 시간에 따라 변할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 코일(420)로 입력되는 신호의 위상은 xy 평면 방향으로 360°/ N 만큼씩의 위상차를 가지고, z축 방향으로 360°/ M 만큼씩의 위상차를 가지도록 설정될 수 있다.

일례로서, 도 4에 도시된 바와 같이 유전체 구조물(410) 상에 12개의 표면 코일(420)이 3×4 행렬 형태로 배열되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 12개의 코일(420)에 대해서, xy 평면 방향으로는 90°(= 360°/ 4)만큼의 위상차를 가지도록 신호의 위상이 설정되고, z축 방향으로는 120°(-360°/ 3)만큼의 위상차를 가지도록 신호들의 위상이 설정될 수 있다.

이 경우, xy 평면 방향으로 360°/ N 만큼씩의 위상차를 가지는 신호가 입력된 복수의 코일(420)은 xy 평면 방향 구적 모드 형태의 자기장을 형성하게 되고, z축 방향으로 360°/ N 만큼씩의 위상차를 가지는 신호가 입력된 복수의 코일(420)은 z축 방향으로 삼각 함수 형태의 자기장을 형성하게 된다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일(400)은 앞서 설명한 나선형 RF 코일(100)과 유사하게 z축 방향으로 시간에 따라 진행하는 삼각 함수 파형의 자기장을 생성하여 균일한 자기장을 형성함과 동시에 나선형 RF 코일(100)에서 발생할 수 있는 돌림각에 따른 신호 대 잡음비의 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일(400)은 다채널 송수신이 가능한 구조를 가지므로, 평행 영상(Parallel Imaging) 기법에 따라 자기 공명 영상을 생성할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일(400)은 수동 소자만으로 구성되는바, RF 파워 증폭기, 전류 세기 조절 장치, 및 위상 조절 장치가 필요하지 않아 상대적으로 적은 비용으로도 구현이 가능한 장점이 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, RF 코일(400)은 복수의 코일(420)로 서로 다른 위상을 갖는 신호를 입력하기 위한 신호 입력부를 더 포함할 수 있다.

일례로서, 도 4에 도시된 바와 같이 유전체 구조물(410) 상에 12개의 표면 코일(420)이 3×4 행렬 형태로 배열되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 신호 입력부(600)는 90°의 위상차를 가지는 4개의 신호를 출력하기 위한 하나의 4-방향 전력 분배기(4-Way Power Divider)(610), 상기 4개의 신호 각각을 120°의 위상차를 가지는 3개의 신호로서 분배하기 위한 4개의 3-방향 전력 분배기(3-Way Power Divider)(620), 및 상기의 12개의 신호가 12개의 표면 코일(420)로 입력되는 것을 제어하기 위한 12개의 TR 스위치(630)를 포함할 수 있다.

이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일(400)을 이용하여 형성되는 자기장에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 코일(400)을 이용하여 형성되는 자기장 그래프를 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8에 도시된 그래프는 앞서 도 4에서 설명한 12 개의 표면 코일(420)을 포함하는 RF 코일(400)을 이용하여 형성되는 자기장 그래프이다.

먼저, 도 7에서는 각 행을 구성하는 4개의 표면 코일(420)에 대해 z축 방향으로 위상의 차이를 두지 않고 신호를 입력한 경우(즉, 각 표면 코일(420)에 입력되는 신호의 위상이

인 경우), 각 행을 구성하는 코일들에 의해 형성된 자기장의 크기 및 이의 합(신호합)을 도시하고 있다.

도 7을 참조하면, z축 방향으로 신호들의 위상차가 없는 경우, 신호합의 자기장의 크기는 시간에 따라 삼각 함수 형태로 진동하지 않는 것을 확인할 수 있다.

다음으로, 도 8은 도 7에서는 각 행을 구성하는 4개의 표면 코일(420)에 대해 z축 방향으로 120°의 위상의 차이를 두고 신호를 입력한 경우(즉, 각 표면 코일(420)에 입력되는 신호의 위상이

인 경우), 각 행을 구성하는 코일들에 의해 형성된 자기장의 크기 및 이의 합(신호합)의 시간에 따른 변화를 도시하고 있다.

도 8을 참조하면, z축 방향으로 신호들의 위상차가 120°인 경우, 신호 합은 삼각 함수의 형태를 가지는 것을 확인할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 나선형 RF 코일 110: 상부링
120: 하부링 130: 레그
400: RF 코일 410: 유전체 구조물
420: 표면 코일 600: 신호 입력부
610: 4-방향 전력 분배기 612: 3-방향 전력 분배기
630: TR 스위치

Claims

환형 원통 형태의 유전체 구조물; 및
상기 유전체 구조물 상에서 M×N 행렬 형태로 배열되는 복수의 코일 - 상기 M 및 상기 N은 2 이상의 정수임 -
을 포함하되,
상기 복수의 코일에는 서로 다른 위상을 갖는 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging) 장치에 이용되는 RF(Radio Frequency) 코일.
제1항에 있어서,
상기 서로 다른 위상을 가지는 신호가 입력된 복수의 코일은 상기 M×N 행렬의 행 방향으로 구적 모드 형태의 자기장을 형성하고, 상기 M×N 행렬의 열 방향으로는 삼각 함수 형태의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일.
제1항에 있어서,
상기 복수의 코일로 입력되는 신호의 위상은
상기 M×N 행렬의 행 방향으로 360°/ N 만큼씩의 위상차를 가지는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일.
제3항에 있어서,
상기 행 방향으로 360°/ N 만큼씩의 위상차를 가지는 신호가 입력된 복수의 코일은 상기 행 방향으로 구적 모드(Quadrature Mode) 형태의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일.
제1항에 있어서,
상기 복수의 코일로 입력되는 신호의 위상은
상기 M×N 행렬의 열 방향으로 360°/ M 만큼씩의 위상차를 가지는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일.
제5항에 있어서,
상기 열 방향으로 360°/ M 만큼씩의 위상차를 가지는 신호가 입력된 복수의 코일은 상기 열 방향으로 삼각 함수 형태의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일.
제6항에 있어서,
상기 삼각 함수 형태의 자기장의 크기는 시간에 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일.
제1항에 있어서,
상기 복수의 코일은 표면 코일(Surface Coil)인 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일.
제1항에 있어서,
상기 복수의 코일로 상기 서로 다른 위상을 갖는 신호를 입력하기 위한 신호 입력부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일.
자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일에 있어서,
M×N 행렬 형태로 배열되는 복수의 코일
을 포함하되,
상기 복수의 코일은 환형으로 배열되고, 상기 복수의 코일에는 서로 다른 위상을 갖는 신호가 입력되며, 상기 서로 다른 위상을 가지는 신호가 입력된 복수의 코일은 상기 M×N 행렬의 행 방향으로 구적 모드 형태의 자기장을 형성하고, 상기 M×N 행렬의 열 방향으로는 삼각 함수 형태의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 공명 영상 장치에 이용되는 RF 코일.