KR101559235B1

KR101559235B1 - 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀

Info

Publication number: KR101559235B1
Application number: KR1020140021138A
Authority: KR
Inventors: 최보영; 송규호; 김상영; 이도완
Original assignee: 가톨릭대학교 산학협력단
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-10-14
Also published as: US10067214B2; KR20150099948A; US20150241542A1

Abstract

본 발명은 자기공명 시스템의 성능평가 및 정도관리에 효율성을 높이도록 한 것으로서, 성능평가를 하나의 융합된 팬텀으로 동시획득이 가능하도록 설계, 제작한 것이다. 영상조건과 영상변수의 총체적 결과로 자기공명 시스템의 수행능력 정도를 파악하여 일정한 오차범위 내에서의 자기공명영상의 성능평가 및 자기공명분광의 성능평가를 동시에 할 수 있는 팬텀이며, 기존에 표준 MRI 팬텀으로 사용되고 있는 ACR-MRI 팬텀의 평가요소를 재배치한 것으로, 층으로 된 내부용기를 삽입하였다. 융합 팬텀으로서 다양한 영상 및 분광 획득 시 뇌 대사물질의 종류와 농도를 변화시켜 정량 평가 및 분석을 할 수 있는 융합 팬텀이다.
본 발명의 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀은 기존 ACR-MRI 팬텀과 MRS 팬텀으로 동시에 수행할 수 있는 최적화된 분석방법을 이용하여 진단 영역에서의 상호 연관관계 분석, 성능 평가, 시스템 관리 등 전반적으로 자기공명영상 장비의 다용도 성능 평가용으로 사용할 수 있다. 본 발명은 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀은 자기공명영상 장비의 성능을 평가함에 있어 시간적 효율과 평가항목에 대한 신뢰도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 부정확한 위치 정확성을 교정, 영상의 질을 개선하여 획득할 수 있는 팬텀이다.

Description

자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀{Magnetic resonance imaging and Magnetic resonance spectroscopy fusion phantom}

본 발명은 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀에 관한 것으로서, 상세히는 자기공명 시스템(Human MRI system)의 성능평가 및 정도관리에 효율성을 높이도록 영상조건과 영상변수의 총체적 결과로 자기공명 시스템의 수행능력 정도를 파악하여 일정한 오차범위 내에서의 자기공명영상의 성능평가 및 자기공명분광의 성능평가를 동시에 할 수 있는 융합 팬텀이며, 외부용기의 내부에 내부 대사물질의 종류와 농도를 변화시켜 정량 평가 및 분석을 할 수 있는 내부용기, 격자틀로 된 기하학적 정확도 평가장치, 서로 다른 지름의 홀로 형성한 공간분해능 평가장치 및 층층의 원판에 위치가 다른 다수개의 홀을 각각 형성한 대조도 분해능 평가장치를 설치한 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 ACR-MRI 팬텀(American college of radiology-magnetic resonance imaging phantom)은 영상 판독과 임상 장비들의 정확한 분석을 위해 종래 팬텀 프로토콜을 기준으로 자기공명영상의 성능 평가를 시행하는 것으로 알려져 있다. 이 팬텀은 자기공명 시스템의 허용 오차의 범위를 벗어나는 경우 이상이 있을 것으로 예상되는 부분들을 제시하고 접근하여 해결한다. 하드웨어와 관련하여 자기공명 시스템이 정상적으로 작동되는지를 확인하고 매일의 정도관리를 통하여 발생되는 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 관련된 요소들을 점검하고 문제점을 해결할 수 있도록 접근한다.

자기공명영상법과 같은 원리로써 자기공명분광법은 화학적인 규명 및 정량화를 수행하는 방법이며, 해부학, 조직학적 영상을 기반으로 하여 생체 내 대사 정보를 제공하는 도구로서 사용되고 있다. 자기공명분광법은 스펙트럼의 분석을 기반으로 세포 내의 변화와 함께 조기 진단의 발견을 위한 방법으로 사용되며, 인체의 다양한 대사물질의 농도차이를 구별하기 위한 방법으로 질병 치료 시 치료영향을 평가하고, 질병의 발병 위치의 대사물질 변화에 기초한 위치 정확성의 기술을 사용하여, 뇌의 대사물질의 정량화된 화학적 분석이 가능한 기법으로 성공적으로 사용되고 있다.

이러한 자기공명영상뿐만 아니라 자기공명분광을 시행할 때 사전 자기공명 시스템의 성능평가가 필요하며, 앞서 선행기술문헌의 특허문헌(한국 등록특허공보 제10-0961892호)를 바탕으로 자기공명분광영상 팬텀은 개발되어 왔지만, 진단 영역에서 중요한 시간적 효율 면에서 다소 부족한 점이 있다.

한국 등록특허공보 제10-0961892 호 한국 공개특허공보 제10-2008-0111737호 미국 공개특허공보 US 2012-0177270

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 자기공명영상 시스템의 자기공명영상과 자기공명분광에 대한 성능평가와 정도관리를 하나의 팬텀으로 동시에 획득하도록 하나의 외부용기의 내부에 대사물의 정량평가를 수행하는 내부용기, 격자틀에 의해 거리를 측정을 수행하는 기하학적 정확도 평가장치, 서로 다른 지름의 홀로 구성하여 홀 영상의 분석을 수행하는 공간분해능 평가장치 및, 서로 다른 위치의 다수개의 홀을 형성하고 두께가 서로 다른 원판을 층층이 배치하여 구별할 수 있는 홀 영상의 수들을 파악함으로써 두께 및 대조도 평가를 수행하는 대조도 분해능 평가장치를 설치한 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀을 제공함에 있다.

따라서 본 발명의 융합 팬텀에 의한 테스트를 종래 팬텀에 의한 자기공명 시스템의 정도관리 테스트와 비교해보았을 때, 자기공명영상 및 자기공명분광 팬텀의 성능평가와 정도관리가 상당히 짧은 시간에 획득될 수 있으며, 부정확한 위치정확성을 교정하고, 영상의 질을 개선하여 정확하게 획득할 수 있게 수행된다. 또한 각 대사물질의 정량 평가를 수행하며 정량화된 화학적 분석이 가능한 융합 팬텀으로써, 진단영역에서의 시간적 효율과 신뢰도를 높일 수 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀은, 내부에 ACR-MRI(American college of radiology-magnetic resonance imaging) 성능평가 구성요소들을 배치한 팬텀에 있어서, 상부면의 중심부에 마개로 개폐되는 주입구가 형성되고, 마개로 개폐되는 다수개의 투입구가 상기 주입구 주변 및 바깥둘레의 원호 형상을 따라 형성되는 외부용기; 상기 외부용기의 투입구 내에 각각 삽입되어 내부에 담긴 수용액으로 뇌 대사물질을 정량적으로 평가하기 위한 각각의 내부용기; 격자형 틀 형상으로 상기 외부용기 내의 중간에 설치되는 기하학적 정확도 평가장치; 서로 같은 지름으로 형성된 공간평가 홀로 구성되는 다수개의 홀 묶음을 일정간격을 두고 나란히 평가틀에 배치하되, 상기 홀 묶음마다 홀 지름을 서로 달리하여 상기 외부용기 내의 하부 일측에 설치한 공간분해능 평가장치; 및 서로 두께가 다른 다수개의 원판을 일정간격을 두고 상하로 층층이 배치하되, 서로 위치가 다른 다수개의 대조도평가 홀을 상기 각 원판 상에 형성하여 상기 외부용기 내의 하부 타측에 설치한 대조도 분해능 평가장치;를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

또 상기 각 내부용기는 상단부에서 하단부로 갈수록 내경이 점차 줄어드는 단차를 형성하도록 층층이 구성되며, 상기 각 내부용기의 내부에는 하단부에서부터 단차별로 층층이 뇌 대사물질을 모사한 수용액이 주입되는 것이 바람직하다.

또 상기 공간분해능 평가장치의 홀 묶음은 같은 지름의 다수개의 공간평가 홀을 행렬 형태로 하여 행렬 형태의 홀 묶음을 아래위로 비스듬히 배치하도록 하는 것이 바람직하다.

또 상기 대조도 분해능 평가장치의 각 원판 상에 형성되는 다수개의 대조도평가 홀은 각층의 원판 상의 중심부와 중간부 및 바깥둘레의 원호형상을 따라 시계방향으로 점점 더 작아지는 다수개의 홀 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

또 상기 외부용기의 내부에는 주입구를 통해 황산구리수용액과 염화나트륨수용액이 주입되는 것이 바람직하다.

또 상기 각 내부용기가 삽입되는 다수개의 투입구는 외부용기 상부면의 주입구 중심점에서 일정거리 떨어진 원호 상을 따라 일정간격을 두고 7개가 형성되고, 외부용기 상부면의 주입구 중심점에서 일정거리 더 떨어진 상면 둘레에서 원호 상을 따라 일정간격을 두고 9개가 형성되는 것이 바람직하다.

또 상기 각 마개의 하단 둘레에는 주입구 또는 각 투입구를 밀폐하기 위해 장착된 고무링을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또 상기 공간분해능 평가장치와 대조도 분해능 평가장치의 일렬 배치로 인해 하나의 절편으로 공간분해능과 대조도 분해능 평가를 동시에 하는 것이 바람직하다.

또 상기 외부용기, 내부용기, 기하학적 정확도 평가장치의 격자틀, 공간분해능 평가장치의 평가틀 및 대조도 분해능 평가장치의 원판은 아크릴 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀에 의하면, 원통형의 외부용기 내 중간의 기하학적 정확도 평가를 위한 평가장치를 기준으로 하단 부분에는 절편의 위치, 공간분해능, 대조도 분해능 평가장치를 배치하여, 자기공명영상과의 성능 평가 시 공간분해능, 대조도 분해능을 동시에 획득하므로 시간적인 효율성을 높이는 효과가 있다. 또한 대조도 분해능 평가를 위한 아크릴 원판을 0.05mm, 0.10mm, 0.15mm의 3층으로 분리하여 대조도 평가를 보다 정밀하고, 정확하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한 단일용적 분광기법에 중점을 두고 상기 외부용기 내 상부에 배치되는 16개의 내부용기를 사용하여 상기 각 내부용기를 단차가 진 층으로 된 모양으로 배치하는 구조로 형성되므로, 각 내부용기의 대사물질의 양의 조절이 가능하여 자기공명분광법을 이용한 스펙트럼 획득 시 원하는 신호를 보이도록 할 수 있고, 관심용적의 대사물질의 양에 대한 정량 정확성을 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 자기공명영상의 성능평가 시 관심용적의 위치 정확성을 정확하게 측정 할 수 있는 효과도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 자기공명영상 및 자기공명분광 팬텀은 자기공명영상(Human MRI) 시스템의 성능평가에 있어서, 자기공명영상의 기하학적 정확도, 공간분해능, 절편위치 정확도, 영상강도 균일성, 대조도 분해능, 신호 백분율 등을 측정할 수 있고, 자기공명분광법을 이용한 스펙트럼 획득 시 신호 대 잡음비, 체적위치 정확도, 체적정량 정확도, 수분신호 대칭성, 수분억제 정도, 화학적 이동, 선폭 등이 종래 팬텀보다 정확하고, 다양한 대사물질의 정량 평가 및 분석을 할 수 있도록 하였으며, 자기공명 시스템의 자기공명영상 및 자기공명분광에 대한 평가 시 장비의 성능유지와 함께 상기 평가 및 분석기능을 동시에 획득함으로써, 단시간에 획득할 수 있는 효과와 장비 성능의 신뢰도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명에 따른 융합 팬텀의 내부 모습을 보여주는 사시도
도 2는 다른 각도에서 본 본 발명에 따른 융합 팬텀의 내부 모습을 보여주는 사시도
도 3은 본 발명에 따른 융합 팬텀의 종단면도
도 4는 본 발명에 따른 융합 팬텀의 원통형 외부용기의 평단면도
도 5는 본 발명에 따른 융합 팬텀의 외부용기 내부에 설치되는 내부용기, 기하학적 정확성 평가장치, 공간분해능 평가장치, 대조도 분해능 평가장치의 각각의 사시도
도 6은 본 발명에 융합 팬텀의 원통형 외부용기 내에 설치되는 내부용기의 종단면도
도 7은 본 발명에 따른 융합 팬텀의 원통형 외부용기 내의 하단부 평단면도
도 8은 본 발명에 따른 융합 팬텀의 원통형 외부용기 내의 중간부 평단면도

이하, 본 발명에 따른 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀은 자기공명영상 장비를 이용하여 자기공명영상과 자기공명분광에 대한 성능평가를 하나의 팬텀으로 동시획득이 가능하도록 설계하고 제작한 것이며, 자기공명영상을 평가하기 위한 표준팬텀으로 사용되고 있는 ACR-MRI 팬텀의 평가요소와 자기공명분광법의 성능평가를 위해 단차가 진 층으로 된 내부용기(계단형, layered shape vial)를 사용하고 있다.

본 발명의 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀은 자기공명영상 시스템의 성능평가를 정량적으로 할 수 있는 팬텀이며, 기존 ACR-MRI 팬텀과 자기공명분광(MRS) 팬텀으로 자기공명영상의 공간분해능과 대조도 분해능 평가 등을 동시에 수행할 수 있는 최적화된 분석방법을 이용하여 성능 평가와 정도관리 등 융합적인 팬텀으로 사용할 수 있다. 이러한 동시획득 할 수 있는 팬텀 발명으로써 자기공명영상과 자기공명분광의 성능평가 요소와 정도관리 요소를 동시에 가능하게 함으로써 자기공명영상 장비를 사용할 때 임상진단 영역에서 도움을 줄 것이라 기대된다.

도 1은 본 발명에 따른 융합 팬텀의 내부 모습을 보여주는 사시도이고, 도 2는 다른 각도에서 본 본 발명에 따른 융합 팬텀의 내부 모습을 보여주는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 융합 팬텀의 종단면도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀은 외부용기(1)와 함께 상기 외부용기의 내부에 설치되는 다수개의 내부용기(2a)(2b), 기하학적 정확도 평가장치(3), 공간분해능 평가장치(4) 및 대조도 분해능 평가장치(5)를 기본 구성으로 하고 있다.

상기 외부용기(1)는 원통형의 아크릴 재질로서 두께 10mm, 지름 212mm, 높이 170mm로 이루어져 있으며, 상기 외부용기가 아크릴 재질로 이루어짐에 따라 강한 자기장 안에서도 자장을 띄지 않는다. 상기 외부용기(1)의 중심부에는 물질을 주입할 수 있도록 외경 35mm, 내경 30mm의 주입구(6)를 만들고, 그 주위에는 원형을 이루면서 각 대사물질을 주입할 수 있는 4개의 층으로 된 내부용기(layered shape vial)(2)를 삽입할 수 있는 다수개의 투입구(7a)(7b)를 형성한다. 즉 상기 주입구(6)의 주위에는 도 4에 도시한 바와 같이, 외부용기(1) 상부면의 주입구(6) 중심점에서 35mm 떨어진 점을 중심으로 원호 상을 따라 외경 10mm, 내경 5mm의 투입구(7a)를 일정간격을 두고 7개 형성하되, 상기 투입구(7a)는 50도 및 52.5도의 간격을 두고 배치되며, 상기 주입구(6) 중심점에서 75mm 떨어진 점을 중심으로 원호 상을 따라 외경 10mm, 내경 5mm의 투입구(7b)를 일정간격을 두고 9개 형성하되, 상기 투입구(7b)는 40도의 간격을 두고 배치된다. 이러한 투입구(7a)(7b)의 배치는 최대한의 많은 내부용기(2)를 삽입하여 대사물질을 정량적으로 분석하기 위함이며, 각 내부용기(2a)(2b)에 대한 다른 내부용기(2)의 공기에 대한 아티팩트(artifact)를 줄이기 위해 각각 거리를 두어 배치하였다.

상기 주입구(6) 및 투입구(7a)(7b)의 전체 홀은 폴리에틸렌 볼트로 된 마개(8)로 막아 물이 새는 것을 방지하고, 상기 마개(8)의 하단 둘레에 고무링(8a)을 삽입하여 공기로 인한 아티팩트(Artifact)가 생기는 원인을 제거하고, 공기의 유입을 방지한다.

상기 외부용기(1)는 T1 이완시간을 짧게 하기 위하여 층으로 된 모양의 내부용기(2a)(2b)를 제외한 나머지 부분은 황산구리(Copper sulfate; CuSO4; 0.7g/L)가 상기 주입구(6)를 통해 주입하여 내부를 채우고 있으며, 물에 희석된 황산구리는 물의 T1 이완시간을 짧게 하는 역할을 하고, 자기공명영상과 자기공명분광을 획득할 때에 신호를 강하게 하는데 도움을 준다.

상기 내부용기(2a)(2b)는 외부용기(1)의 상부면에 형성한 투입구(7a)(7b)에 각각 삽입되어 마개(8)로 막게 되며, 이로써 16개의 내부용기(2)가 외부용기(1)의 상부면에 설치된다. 상기 내부용기(2a)(2b)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상단에서 하단으로 갈수록 내경 20mm, 15mm, 10mm, 5mm의 순으로 내경이 감소하여 단차가 지는 층으로 된 용기이며, 높이는 60mm이다. 이 내부용기(2a)(2b)의 모양에 의해 단차가 진 각 층에서 복셀(Voxel) 내에 포함되는 물질, 대사물질의 양을 조절하여 관심용적 (Volume of Interest)의 정량 정확도 및 위치 정확도를 측정할 수 있게 된다. 이와 같은 내부용기(2a)(2b)의 형상에 의해 정확한 관심용적의 선정으로부터 부분용적 효과를 방지할 수 있다. 상기 내부용기(2a)(2b)도 아크릴 재질로 이루어짐에 따라 강한 자기장 안에서도 자장을 띄지 않는다.

상기 내부용기(2a)(2b)의 안에 단차별로 층층이 뇌 대사물질 표현을 위해 진공상태로 만들어 비슷한 대사물질 용액들로 채워 넣었으며, 인체와 비슷한 성분으로 용액의 pH는 인산칼륨(Monopotassium phosphate; KH2PO4; 32mM)과 제삼인산칼륨(Tripotassium phosphate; K3PO4; 18mM)을 혼합하여 pH 7을 만들었다. 층으로 된 상기 내부용기(Layered shape vial)(2)에는 다음의 표 1과 같은 뇌 대사물질을 모사한 수용액이 들어있다.

Chemical Name	Abbreviation	CAS No.	Concentration(mM)	g/L	Molar mass (g/mol)
N-acetyl-L-aspartic acid	NAA	997-55-7	12.5	2.1893	175.14
Creatine hydrate	Cr	57-00-1	10.0	1.1311	131.13
Choline chloride	Cho	67-48-1	3.0	0.4189	139.62
Myo-inositol	mI	87-89-8	7.5	1.3512	180.16
L-Glutamic acid	Glu	6106-06-03	12.5	1.8391	147.13
DL-lactic acid	Lac	16891-53-5	5.0	0.4504	90.08
4-Aminobutyric acid	GABA	1956-12-02	10.0	1.0312	103.12
L-Alanine	Al	56-41-7	10.0	0.8909	89.09
L-Glutamine	Gln	6106-04-03	12.5	1.8268	146.14
Taurine	Tau	107-35-7	6.0	0.7509	125.15

상기 외부용기(1) 내의 상단에 설치되는 내부용기(2) 아래에는 기존 ACR-MRI 팬텀의 내부 구성요소들을 재배치하면서 일정 위치에 삽입하였다.

즉 상기 외부용기(1) 내의 중간부분에는 기하학적 정확성 평가(Geometric accuracy test)를 위한 기하학적 정확도 평가장치(3)를 설치하고, 그 아래의 하단부분에는 공간 분해능(High-contrast spatial resolution)과 대조도 분해능(Low-contrast object detectability)을 동시에 실시하기 위한 공간분해능 평가장치(4)와 대조도 분해능 평가장치(5)를 각각 같은 높이와 위치에 설치한다.

상기 기하학적 정확도 평가장치(3)는 도 5 및 도 7에 도시한 바와 같이 외부용기(1)의 상단에서 아래로 82mm 정도 떨어진 중간으로 내려와 배치된 격자형의 틀이다. 기하학적 정확도 평가를 위해 사용되는 상기 격자형의 틀은 가로 15mm, 세로 15mm, 높이 10mm 사각형의 틀로 구성되어 다수개의 15×15mm의 격자(14)로 된 벌집 모양을 이루게 되며, 돌출된 외측 부분의 길이는 가로방향으로 75mm이며, 상기 외부용기(1)의 내경면과는 13.5mm 떨어져 있다. 이러한 기하학적 정확도 평가장치(3)는 자기공명영상을 획득하였을 때 영상 내의 측정 대상의 거리를 각 격자의 교차점과 교차점 사이로 계산함으로써, 자기공명영상상의 정확한 기하학적 길이 판별과 허용 오차범위 내에서의 위치 정확성을 평가할 수 있다.

공간분해능 평가를 위한 상기 공간분해능 평가장치(4)는 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같이, 외부용기(1) 내의 하단 일측에 평가틀(13)의 형태로 설치되며, 상기 평가틀(13) 내에 서로 같은 지름으로 형성된 공간평가 홀(9a)로 구성되는 다수개의 홀 묶음(9)이 행렬형태로 비스듬히 아래위로 2개 배치되고, 이러한 행렬형태의 2개의 홀 묶음(9)이 일정간격을 두고 나란히 다수개 배치되어, 상기 홀 묶음(9)마다 공간평가 홀(12a)의 크기를 서로 달리한다. 즉 상기 공간평가 홀(9a)은 10mm의 같은 깊이로 한쪽에서부터 순서대로 지름 1.1mm, 1.0mm, 0.9mm, 0.8mm로 형성되어 있으며, 4×4의 홀 묶음(9) 형태를 이룬다. 이와 같은 서로 다른 지름으로 형성되는 홀 묶음(9)마다의 공간평가 홀(9a)에 의해 자기공명영상을 획득하였을 때에 영상을 통해 각각 공간평가 홀(9a)과 공간평가 홀(9a) 사이를 분명하게 구별할 수 있는가를 분석하기 위해 사용된다. 따라서 상기한 공간분해능 평가장치(4)의 서로 다른 지름의 공간평가 홀(9a)이 배치된 평가틀에 의해 기존 팬텀에서의 제한된 평가 영역보다 자기공명영상 검증을 위한 평가가 더욱 정확성 있고 쉽게 이루어질 수 있다.

대조도 분해능 평가를 위한 상기 대조도 분해능 평가장치(5)는 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같이, 외부용기(1) 내의 하단 타측에 3개의 원판(10a)(10b)(10c)이 지지대(11)에 의해 지지되어 층층이 배치되는 형태로 설치된다. 대조도 분해능 평가를 위한 상기 각 원판(10a)(10b)(10c) 상의 중심부와 중간부 및 둘레부 각각에는 시계방향의 원호 상을 따라 36도씩 회전하며, 일정간격을 두고 5.0mm, 4.5mm, 4.0mm, 3.5mm, 3.0mm, 2.5mm, 2.0mm, 1.5mm, 1.0mm, 0.5mm 지름의 순서로 점점 작아지는 대조도평가 홀(12a)(12b)(12c)이 각각 형성되어 있으며, 각 원판(10a)(10b)(10c)의 호 끝 방향으로 처음 시작되는 3개의 대조도평가 홀(12a)(12b)(12c)은 같은 지름(5mm)으로 나란히 형성된다.

또한 대조도 분해능 평가를 위한 3층으로 된 각 원판(10a)(10b)(10c)은 측정 대상의 각 절편의 이미지 획득시 각 층의 구별을 위하여 아래로 내려갈수록 각 원판(10a)(10b)(10c)마다 시계방향으로 15도씩 회전하며 위치해 있다. 따라서 각 원판(10a)(10b)(10c) 상의 대조도평가 홀(12a)(12b)(12c)은 같은 위치에 있지 않고, 서로 어긋난 위치에 있게 된다. 상기 원판(10a)(10b)(10c)의 두께는 제일 위의 제1층은 0.15mm, 그 아래의 제2층은 0.1mm, 다시 그 아래의 제3층은 0.05mm이다. 이러한 대조도 분해능 평가를 위한 두께다 다른 3층의 각 원판(10a)(10b)(10c)에 의해 자기공명상의 영상에 있는 측정 대상의 절편마다 상기 원판(10a)(10b)(10c)에 형성된 대조도평가 홀(12a)(12b)(12c)을 얼마만큼의 수로 파악할 수 있는지를 판별하여 측정 대상의 두께 및 대조도 평가에 사용된다.

상기 기하학적 정확도 평가장치(3)의 격자틀과 공간분해능 평가장치(4)의 평가틀 및 대조도 분해능 평가장치(5)의 각 원판은 상기 외부용기(1) 및 내부용기(2)와 같이 아크릴 재질로 이루어짐에 따라 강한 자기장 안에서도 자장을 띄지 않는다.

이상과 같이 본 발명에 따른 자기공명영상 및 자기공명분광 성능평가용 융합 팬텀에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 외부용기 2a,2b : 내부용기
3 : 기하학적 정확도 평가장치 4 : 공간분해능 평가장치
5 : 대조도 분해능 평가장치 6 : 주입구
7a,7b : 투입구 8 : 마개
8a : 고무링 9 : 홀 묶음
9a : 공간평가 홀 10a,10b,10c : 원판
11 : 지지대 12a,12b,12c : 대조도평가 홀
13 : 평가틀 14 : 격자

Claims

내부에 ACR-MRI(American college of radiology-magnetic resonance imaging) 성능평가 구성요소들을 배치한 팬텀에 있어서,
상부면의 중심부에 마개로 개폐되는 주입구가 형성되고, 마개로 개폐되는 다수개의 투입구가 상기 주입구 주변 및 바깥둘레의 원호 형상을 따라 형성되는 외부용기;
상기 외부용기의 투입구 내에 각각 삽입되어 내부에 담긴 수용액으로 뇌 대사물질을 정량적으로 평가하기 위한 각각의 내부용기;
격자형 틀 형상으로 상기 외부용기 내의 중간에 설치되는 기하학적 정확도 평가장치;
서로 같은 지름으로 형성된 공간평가 홀로 구성되는 다수개의 홀 묶음을 일정간격을 두고 나란히 평가틀에 배치하되, 상기 홀 묶음마다 홀 지름을 서로 달리하여 상기 외부용기 내의 하부 일측에 설치한 공간분해능 평가장치; 및
서로 두께가 다른 다수개의 원판을 일정간격을 두고 상하로 층층이 배치하되, 서로 위치가 다른 다수개의 대조도평가 홀을 상기 각 원판 상에 형성하여 상기 외부용기 내의 하부 타측에 설치한 대조도 분해능 평가장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광의 성능평가용 융합 팬텀.
제1항에 있어서,
상기 각 내부용기는 상단부에서 하단부로 갈수록 내경이 점차 줄어드는 단차를 형성하도록 층층이 구성된 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광의 성능평가용 융합 팬텀.
제2항에 있어서,
상기 각 내부용기의 내부에는 하단부에서부터 단차별로 층층이 뇌 대사물질을 모사한 수용액이 주입되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광영상의 성능평가용 융합 팬텀.
제1항에 있어서,
상기 공간분해능 평가장치의 홀 묶음은 같은 지름의 다수개의 공간평가 홀을 행렬 형태로 하여 행렬 형태의 홀 묶음을 아래위로 비스듬히 배치한 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광영상의 성능평가용 융합 팬텀.
제1항에 있어서,
상기 대조도 분해능 평가장치의 각 원판 상에 형성되는 다수개의 대조도평가 홀은 각층의 원판 상의 중심부와 중간부 및 바깥둘레의 원호형상을 따라 시계방향으로 점점 더 작아지는 다수개의 홀 형태로 구성함을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광영상의 성능평가용 융합 팬텀.
제1항에 있어서,
상기 외부용기의 내부에는 주입구를 통해 황산구리수용액과 염화나트륨수용액이 주입되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광의 성능평가용 융합 팬텀.
제1항에 있어서,
상기 각 내부용기가 삽입되는 다수개의 투입구는 외부용기 상부면의 주입구 중심점에서 일정거리 떨어진 원호 상을 따라 일정간격을 두고 7개가 형성되고, 외부용기 상부면의 주입구 중심점에서 일정거리 더 떨어진 상면 둘레에서 원호 상을 따라 일정간격을 두고 9개가 형성되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광의 성능평가용 융합 팬텀.
제1항에 있어서,
상기 각 마개의 하단 둘레에는 주입구 또는 각 투입구를 밀폐하기 위해 장착된 고무링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광의 성능평가용 융합 팬텀.
제1항에 있어서,
상기 공간분해능 평가장치와 대조도 분해능 평가장치의 일렬 배치로 인해 하나의 절편으로 공간분해능과 대조도 분해능 평가를 동시에 하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광의 성능평가용 융합 팬텀.
제1항에 있어서,
상기 외부용기, 내부용기, 기하학적 정확도 평가장치의 격자틀, 공간분해능 평가장치의 평가틀 및 대조도 분해능 평가장치의 원판은 아크릴 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 및 자기공명분광의 성능평가용 융합 팬텀.