KR101690429B1

KR101690429B1 - Mri용 rf 코일 디바이스

Info

Publication number: KR101690429B1
Application number: KR1020150138986A
Authority: KR
Inventors: 김경남; 류연철; 정준영
Original assignee: (의료)길의료재단; 가천대학교 산학협력단
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2016-12-27

Abstract

본 발명은 MRI(magnetic resonance imaging)용 RF 코일 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일 엘리먼트와 피검사체 간의 위치 조절이 가능한 MRI용 RF 코일 디바이스에 관한 것으로서, MRI(magnetic resonance imaging)용 RF 코일 디바이스로서, 피검사체로부터 나오는 자기공명신호(MR signal)를 수신하기 위한 적어도 하나의 코일 엘리먼트(coil element); 상기 피검사체의 검사부위를 수용하며 상기 코일 엘리먼트가 장착되는 지지유닛; 및 상기 지지유닛의 형상을 가변시키기 위한 형상 조절 유닛;을 포함하며, 상기 지지유닛은 일정한 내부 공간을 갖는 고정 형상부; 및 상기 고정 형상부의 후단으로부터 연장되며, 가변적인 내부 공간을 갖도록 상기 형상 조절 유닛에 의해 형상이 가변될 수 있는 가변 형상부;를 포함하는 MRI용 RF 코일 디바이스를 제공함으로써, RF 코일의 단부가 숙임각을 형성할 수 있기 때문에 MRI장치 내부 공간에 놓인 피검사체의 검사부위의 형상에 맞게 거리 조절이 가능하게 됨으로써 보다 선명한 영상을 획득할 수 있게 되는 강점이 있다.

Description

MRI용 RF 코일 디바이스{RF coil device for magnetic resonance imaging}

본 발명은 MRI(magnetic resonance imaging)용 RF 코일 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일 엘리먼트와 피검사체 간의 위치 조절이 가능한 MRI용 RF 코일 디바이스에 관한 것이다.

MRI(magnetic resonance imaging)란 인체에 해가 없는 고주파를 인가하여 몸속에 있는 수소원자핵의 분포를 영상으로 나타내는 의료장비를 가리킨다.

이는 인체를 구성하는 물질의 자기적인 성질을 측정하여 컴퓨터를 통하여 다시 재구성, 영상화하는 기술인 것이다.

MRI의 원리는 이미 잘 알려진 방법대로 작동된다.

분명한 사실은 MRI 장치를 이용하여 피검사체의 알고자 하는 검사부위의 영상을 선명하게 얻기 위하여는 피검사체로 양질의 자기장을 인가하거나, 수소원자핵으로부터 발산되는 신호를 양호하게 수신하는 등 코일의 역할이 무엇보다 중요한 것은 말할 필요가 없다.

따라서, 어떠한 구조의 코일 혹은 코일의 배치, 형상 등을 어떻게 사용하는가에 따라서 피검사체 내부의 선명한 이미지를 획득할 수도 있고 반대로 그렇지 못할 수도 있는 것이다.

이와 같이 자기장을 피검사체 내부로 원활하게 전달하기 위하여는 자기장 밀도가 높은 부분이 피검사체의 타겟 지점에 위치되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

가장 바람직하게는 고밀도의 자기장을 피검사체 내부로 균일하게 인가하는 것이 선명한 영상을 획득하기 위한 최선의 방법일 것이다.

종래의 MRI장치는 인체 등 피검사체가 수용되는 프레임의 외주면에 고주파를 발생하는 코일이 MIR장치에 고정적으로 설치되어 있었다.

따라서, 머리와 같이 곡률을 갖는 피검사체의 정수리 부분의 경우에는 눈, 코, 입 주위 부분으로 전달되는 고주파 밀도보다 다소 낮은 밀도의 자기장이 인가될 수 밖에 없다.

결국, 피검사체의 검사부위 간에 영상의 질이 현저하게 차이가 나는 문제가 있었고, 양질의 영상을 얻기 위하여 피검사체의 영상영역에 따라 각기 다른 코일을 적용하여 고밀도의 자기장을 균일하게 형성하도록 적용되었다.

이를 첨부한 도 1을 참고하여 설명하면, 종래의 RF 코일 디바이스(30)는 베드(10)와 나란하도록 고정 형성된 것이었다.

이와 같은 종래의 RF 수신 코일 디바이스(30)에 따르면 자기장 밀도가 낮은 A 지점보다 자기장 밀도가 높은 B 지점에서 보다 선명한 영상을 획득할 수 있게 된다.

이는 고정된 코일을 통해 발생되는 자기장의 밀도분포가 비균일적으로 나타나기 때문이며, 이와 같은 고주파를 인가받은 피검사체로부터 수신된 RF신호의 세기 역시 비균일적으로 나타나기 때문이다.

따라서, 만일 관심 검사 영역인 A의 양질의 MRI 영상을 획득하기 위해서는 A 부분이 B 위치에 오도록 베드(10)를 이용하여 피검사체를 이동하여 재촬영하여야 한다.

결국, 피검사체를 이리저리 옮기면서 영상을 여러 번 획득해야 하는 번거로움과 환자의 불편, 진료시간 소요 등 문제가 발생되는 문제가 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 피검사체에 인가된 자기장의 밀도를 보다 균일하게 함으로써 보다 양질의 영상을 획득할 수 있는 MRI용 RF 코일 디바이스를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 MRI(magnetic resonance imaging)용 RF 코일 디바이스로서, 피검사체로부터 나오는 자기공명신호(MR signal)를 수신하기 위한 적어도 하나의 코일 엘리먼트(coil element); 상기 피검사체의 검사부위를 수용하며 상기 코일 엘리먼트가 장착되는 지지유닛; 및 상기 지지유닛의 형상을 가변시키기 위한 형상 조절 유닛;을 포함하며, 상기 지지유닛은 일정한 내부 공간을 갖는 고정 형상부; 및 상기 고정 형상부의 후단으로부터 연장되며, 가변적인 내부 공간을 갖도록 상기 형상 조절 유닛에 의해 형상이 가변될 수 있는 가변 형상부;를 포함하는 MRI용 RF 코일 디바이스를 제공한다.

또한, 상기 코일 엘리먼트는 상기 고정 형상부의 외면에 위치하는 제1부분 및 상기 가변 형상부의 외면에 위치되는 제2부분을 포함하되, 상기 제2부분은 상기 가변 형상부의 형상변화에 따라 함께 상기 피검사체와의 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 MRI용 RF 코일 디바이스일 수도 있다.

또한, 상기 가변 형상부는 상기 형상 조절 유닛의 작동에 따라 단부의 직경이 증감되는 것을 특징으로 하는 MRI용 RF 코일 디바이스일 수 있다.

또한, 상기 형상조절 유닛은 상기 가변 형상부에 연결된 와이어; 상기 와이어가 감기는 몸체부 및 상기 몸체부가 회전 가능하도록 지지되는 프레임을 갖고 상기 와이어를 수용하는 레버부재; 를 포함하되, 상기 와이어는 상기 프레임을 관통하여 상기 몸체부에 감길 수 있는 것을 특징으로 하는 MRI용 RF 코일 디바이스일 수 있다.

또한, 상기 고정 형상부는 내주면에 삽입되는 형상 유지 부재;를 더 포함하는 MRI용 RF 코일 디바이스일 수 있다.

또한, 상기 가변 형상부에는 주름부가 마련된 MRI용 RF 코일 디바이스일 수 있다.

또한, 상기 주름부는 상부로 갈수록 폭이 넓어지게 형성된 MRI용 RF 코일 디바이스일 수 있다.

또한, 상기 형상 조절 유닛은 회전 또는 푸쉬업 방식으로 작동하는 MRI용 RF 코일 디바이스일 수 있다.

본 발명의 따르면 다음과 같은 효과들이 있다.

첫째, RF 코일의 단부가 숙임각을 형성할 수 있기 때문에 MRI장치 내부 공간에 놓인 피검사체의 검사부위의 형상에 맞게 거리 조절이 가능하게 됨으로써 보다 선명한 영상을 획득할 수 있게 되는 강점이 있다.

둘째, 형상 조절 유닛은 와이어를 이용하기 때문에 간단한 구조로서 효과적으로 지지유닛의 형상을 가변적으로 조절 할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 형상 조절 유닛이 회전형으로 마련될 수 있기 때문에 간단한 조작으로도 지지유닛의 형상을 가변적으로 조절 할 수 있는 이점이 있다.

넷째, 형상 조절 유닛이 푸쉬업 방식으로 마련될 수도 있기 때문에 일회적인 작동으로도 지지유닛의 형상을 가변적으로 조절 할 수 있는 장점이 있다.

다섯째, 가변 형상부에는 주름부가 마련되기 때문에 형상 조절유닛을 작동함에 따라 가변 형상부가 보다 원활하게 오므라드는 효과가 있다.

여섯째, 주름부가 상부로 갈수록 폭이 넓게 형성되기 때문에 와이어가 몸체부에서 풀릴 때 가변 형상부의 형상이 원상태로 복원하는 복원력이 증가하여 보다 원활하게 복원되는 이점이 있다.

일곱째, 지지유닛 전체가 유연한 재질로 이루어질 수 있으며, 지지유닛 내부의 일정 부위에는 형상 유지 부재가 내삽되어 지지유닛의 고정 형상부를 형성시킬 수 있게 되므로 제작의 용이성이 극대화되는 이점이 있다.

여덟째, 형상 유지 부재는 투명 재질로 형성될 수 있어 내부의 피검사체를 육안으로 확인 가능한 이점이 있다.

아홉째, 지지 부재가 형상 유지 부재와 프레임 사이를 지탱해 주기 때문에 형상 조절 유닛을 보다 안정적으로 작동 가능하게 하여 결과적으로 가변 형상부의 움직임을 원활하게 조절 할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 MRI용 RF코일 디바이스를 이용한 자기공명영상을 촬영하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 RF 코일 디바이스의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 RF 코일 디바이스의 가변 형상부(210)가 오므라든 모습도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 RF 코일 디바이스의 단면도이다.
도 6은 도 5의 상부 영역을 확대한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.

이와 같은 본 발명의 구성에 대하여 상술하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체 사시도이다.

코일 엘리먼트(100)는 지지유닛(200)의 외주면에 마련되고 있다.

보다 상세하게는 코일 엘리먼트(100)는 지지유닛(200)의 길이 방향으로 길게 형성된 형성되니 수신용 코일이다.

코일 엘리먼트(100)는 고정 형상부의 외면에 위치하는 제1부분(101) 및 가변 형상부의 외면에 위치되는 제2부분(102)를 갖는다.

제2부분(102)은 가변 형상부의 형상변화에 따라 함께 상기 피검사체와의 거리가 조절되는 것이 가능하다.

도시한 것은 이해를 용이하게 하기 위하여 그 개수를 한정한 것이며 실제로는 보다 많은 수의 코일 엘리먼트(100)가 지지유닛(200)의 외주면에서 일정 간격으로 복수 개가 마련될 수 있음을 이해하여야 한다.

지지유닛(200)은 가변 형상부(210)와 고정 형상부(220)로 형성된다.

보다 상세하게는 가변 형상부(210)는 가요성의 재질로 형성되어 쉽게 구부러질 수 있는 것이 바람직하다.

한편, 고정 형상부(220)는 가변 형상부(210)에 대하여 상대적으로 강도를 갖고 쉽게 휘어지지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

코일 엘리먼트(100)는 일단이 가변 형상부(210)에 올려지고 타단은 고정 형상부(220)에 올려지도록 지지유닛(200)의 외주면에 설치되는 것이 바람직하다.

코일 엘리먼트(100)는 휘어질 수 있는 소재의 코일인 것이 바람직할 것이다.

고정 형상부(220)는 내부 공간의 형상이 일정하도록 유지하는 것이 바람직하다.

가변 형상부(210)는 고정 형상부(220)의 후단으로부터 연장되면서 가변적인 내부 공간을 갖도록 형상 조절 유닛(300)에 의해 형상이 조절 가능하며, 그 구체적인 작동 원리는 후술한다.

가변 형상부(210)의 외주면에는 소정의 간격으로 형상 조절 유닛(300)를 향하여 절곡된 주름부(211)가 형성되어 있다.

주름부(211)는 지지유닛(200)에 대하여 상부로 갈수록 폭이 넓게 형성되며 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 하고 있다.

가변 형상부(210)에는 주름부(211)가 형성되기 때문에 가변 형상부(210)가 오므라졌다가 다시 형상 조절 유닛(300)을 해제시켰을 때 가변 형상부(210)이 원상태로 회복되는 복원력이 발휘될 수 있게 된다.

형상 조절 유닛(300)은 크게 몸체부(310), 프레임(320), 와이어(330)를 포함한다.

프레임(320)은 내부에 몸체부(310)가 회동 가능하게 수용될 수 있도록 마련된다.

한편, 와이어(330)는 일단이 몸체부(310)에 연결되고 타단은 주름부(211)의 상단 절곡부에 연결된다.

보다 상세하게는 와이어(330)의 일단은 가변 형상부(210)의 주름부(211)의 일지점에 고정되고, 타단은 프레임(320)의 측면에 형성된 통공을 지나 프레임(320)의 내부에서 회동 가능한 몸체부(310)의 외주면에 감겨있다.

와이어(330)는 몸체부(310)가 프레임(320)에 대하여 회동할 때 몸체부(310)의 외주면에 감길 수 있도록 되어 있다.

다시 말해서, 예를 들어 몸체부(310)이 시계방향으로 회동하면 와이어(330)은 몸체부(310)의 외주면에 감기면서 주름부(211)의 상단부 폭이 좁아지면서 가변 형상부(210)의 상단부가 오므라들게 되는 것이다.

결국, 가변 형상부(210)에 설치된 코일 엘리먼트(100)의 단부가 지지유닛(200) 내부에 준비된 피검사체(20)에 보다 가깝게 접근하는 것이다.

반대로 몸체부(310)이 반시계방향으로 회동할 경우 와이어(330)은 몸체부(310)의 외주면에서 풀리면서 주름부(211)의 상단부 폭이 다시 넓어지면서 가변 형상부(210)의 상단부가 벌어지게 되는 것이다.

결국, 가변 형상부(210)에 설치된 코일 엘리먼트(100)의 단부가 지지유닛(200) 내부에 준비된 피검사체(20)에 보다 멀리 이격되는 것이다.

결론적으로, 형상 조절 유닛(300)의 조작으로 인하여 가변 형상부(210)이 형성하는 내부 공간이 조절되면서 피검사체(20)에 접근하거나 이격되는 것이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 형상 조절 유닛(300)의 작동 시 가변 형상부(210)가 오므라든 모습도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 단면도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 다른 형상 조절 유닛(300)의 작동 단면도이다.

지지유닛(200)은 전체적으로 가요성의 재질로 이루어질 수 있다.

다시 말해서 가변 형상부(210)와 고정 형상부(220)는 일체형으로 형성될 수 있다.

한편, 형상 유지 부재(400)는 내부 공간이 형성되도록 속이 빈 원형 기둥 형상을 할 수 있으며, 고정 형상부(220)의 내주면에 삽입 고정될 수 있다.

다시 말해서, 형상 유지 부재(400)의 상단부는 가변 형상부(210)과 고정 형상부(220)의 경계의 위치에 배치될 수 있는 것이다.

지지 부재(500)는 일단이 형상 유지 부재(400)의 상단부에 고정되고 타단은 형상 조절 유닛(300)의 프레임(320)의 일지점에 고정될 수 있다.

지지 부재(500)는 도시된 것과 같이 직선형으로 형성되는 것도 가능하지만, 지지유닛(200) 내부공간을 해치치 않은 정도에서 라운드진 형상도 가능하고, 각을 갖는 구조 역시 얼마든지 가능한 일이다.

지지 부재(500)가 형상 유지 부재(400)와 프레임(320) 사이를 지탱해 주기 때문에 형상 조절 유닛(300)을 보다 안정적으로 작동 가능하게 하여 결과적으로 가변 형상부(210)의 움직임을 원활하게 조절 할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 MRI용 RF코일 디바이스를 이용한 자기공명영상을 촬영하는 모습도이다.

가변 형상부(210) 와 고정 형상부(220)으로 형성된 지지유닛(200)은 수신 전용 RF코일로서 송신용 케이스 내부에 위치되는 것으로 이해하면 족하다 할 것이다.

다시 말해서, 가변 형상부(210) 및 고정 형상부(220)는 피검사체(20)로부터 방출되는 신호를 수신하는 코일인 것이다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 피검사체(20)는 검사를 위하여 고정 형상부(220) 내부 공간에 위치시키게 된다.

가변 형상부(210)는 A를 향해 숙임각을 형성하면서 A에 인접하도록 휘어져 형성될 수 있다.

여기서 숙임각이라 함은 가변 형상부(210)의 단부가 A를 향하여 기울어지는 각도를 가리킨다.

가변 형상부(210) 단부는 A를 향해 45도 정도의 숙임각을 형성하는 것이 가능한데, 숙임각은 가변 형상부(210) 의 접선과 고정 형상부(220)이 이루는 각으로 이해하면 된다.

가변 형상부(210)가 숙임각을 형성할 수 있기 때문에 결과적으로 피검사체(20)의 탐지 지점이 A, B 두 군데인 경우에 있어서도 피검사체(20)를 옮길 필요가 없이 가변 형상부(210)를 A에 인접하도록 형상을 변형함으로써 A로부터 방출되는 신호의 수신 감도가 향상될 수 있음을 보여준다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않은 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 베드
20 : 피검사체
30 : 종래의 RF 수신코일
100 : 코일 엘리먼트
101 : 제1부분
102 : 제2부분
200 : 지지유닛
210 : 가변 형상부
211 : 주름부
220 : 고정 형상부
300 : 형상 조절 유닛
310 : 몸체부
320 : 프레임
330 : 와이어
400 : 형상 유지 부재
500 : 지지 부재

Claims

MRI(magnetic resonance imaging)용 RF 코일 디바이스로서,
피검사체(20)로부터 나오는 자기공명신호(MR signal)를 수신하기 위한 적어도 하나의 코일 엘리먼트(coil element)(100);
상기 피검사체(20)의 검사부위를 수용하며 상기 코일 엘리먼트(100)가 장착되는 지지유닛(200); 및
상기 지지유닛(200)의 형상을 가변시키기 위한 형상 조절 유닛(300);을 포함하며,
상기 지지유닛(200)은,
일정한 내부 공간을 갖는 고정 형상부(220); 및
상기 고정 형상부(220)의 후단으로부터 연장되며, 가변적인 내부 공간을 갖도록 상기 형상 조절 유닛(300)에 의해 형상이 가변될 수 있는 가변 형상부(210);를 포함하며,
상기 코일 엘리먼트(100)는,
상기 고정 형상부(220)의 외면에 위치하는 제1부분(101) 및 상기 가변 형상부(210)의 외면에 위치하는 제2부분(102)을 포함하되,
상기 제2부분(102)은 상기 가변 형상부(210)의 형상변화에 따라 상기 피검사체(20)에 대한 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는,
MRI용 RF 코일 디바이스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가변 형상부(210)는,
상기 형상 조절 유닛(300)의 작동에 따라 단부의 직경이 증감되는 것을 특징으로 하는,
MRI용 RF 코일 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 형상조절 유닛(300)은,
상기 가변 형상부(210)에 연결된 와이어(330);
상기 와이어(330)가 감기는 몸체부(310) 및 상기 몸체부(310)가 회전 가능하도록 지지되는 프레임(320)을 갖고 상기 와이어(330)를 수용하는 레버부재; 를 포함하되,
상기 와이어(330)는 상기 프레임(320)을 관통하여 상기 몸체부(310)에 감길 수 있는 것을 특징으로 하는,
MRI용 RF 코일 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 고정 형상부(220)는 내주면에 삽입되는 형상 유지 부재(400);를 더 포함하는,
MRI용 RF 코일 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 가변 형상부(210)에는 주름부(211)가 마련된,
MRI용 RF 코일 디바이스.
제6항에 있어서,
상기 주름부(211)는 상부로 갈수록 폭이 넓어지게 형성된,
MRI용 RF 코일 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 형상 조절 유닛(300)은 회전 또는 푸쉬업 방식으로 작동하는,
MRI용 RF 코일 디바이스.