KR101856375B1

KR101856375B1 - 자기공명영상용 다이폴 안테나, rf 코일 어셈블리, 및 자기공명영상 시스템

Info

Publication number: KR101856375B1
Application number: KR1020160140105A
Authority: KR
Inventors: 김경남; 류연철; 정준영
Original assignee: 가천대학교 산학협력단; (의료)길의료재단
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2018-05-09
Also published as: KR20180045583A

Abstract

본 발명은 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나에 있어서,
스틱부와 그 말단에 형성된 고리형 헤드부로 구성되는 안테나 2개로 구성되며, 상기 2개의 안테나는 이격된 상태로 선형으로 배치되고, 고리형 헤드부는 양쪽 말단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나, 상기 다이폴 안테나를 포함하는 RF 코일 어셈블리, 및 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하는 자기공명영상 시스템을 제공한다.

Description

자기공명영상용 다이폴 안테나, RF 코일 어셈블리, 및 자기공명영상 시스템{Dipole antenna for magnetic resonance imaging, radio frequency coil assembly, and magnetic resonance imaging system}

본 발명은 자기공명영상용 다이폴 안테나, 상기 다이폴 안테나를 포함하는 RF 코일 어셈블리, 및 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하는 자기공명영상 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자기 공명 영상(magnetic resonance imaging, MRI)이란 인체에 아무런 해가 없는 자장과 비전리 방사선인 RF(radiofrequency) 펄스를 이용하여 체내의 양성자(수소 원자핵)에 핵자기 공명을 일으켜 원자핵의 밀도 및 물리 화학적 특성을 영상화하는 의료 영상 중 하나이다.

종래 기술에 따른 표면 코일 안테나 구조의 자기공명 영상 장치는 복수개의 표면 코일이 각각 직사각형 형상의 폐회로를 가지고 피사체를 감싸는 형태로 아크릴 실린더 외부벽에 등간격으로 부착된다.

복수개의 표면 코일에 전류가 인가되면 자기장이 형성되고, 복수개의 표면 코일 각각에서 형성된 자기장은 피사체에 침투하여 자기공명 영상 데이터를 생성하게 된다.

그런데, 종래 기술에 따른 표면 코일 안테나 구조의 자기공명 영상 장치는 표면 코일을 환형으로 배열할 경우 복수개의 코일들 사이의 간섭이 발생하게 되므로, 코일 도선 위에 디커플링 커패시터를 삽입해야 하는 한계가 있다.

이 디커플링 커패시터는 공명을 일으켜 코일 도선에 최대의 전류가 흐르도록 유도하고 복수개의 코일들 간의 간섭을 감소시키지만, 코일이 인접한 부분에서만 높은 감도를 갖게 된다.

또한, 복수개의 코일의 각 채널에 입력되는 신호들은 원형 편파(circularly polarized)를 형성하기 위해서 서로 다른 위상, 예를 들어 45도씩의 위상차를 가지고 입력되고, 생성된 자기공명 영상 데이터를 송수신하는 동축 케이블과 연결될 때 50 의 임피던스를 가지는 정합회로가 삽입되어야 한다.

이와 같이 복수개의 표면 코일이 폐회로를 가짐으로 인해 발생하는 상기 문제점을 보완하기 위하여 다이폴안테나 안테나 구조의 자기공명 영상 장치가 고안되었다.

도 3은 종래의 RF 코일 어셈블리에 포함된 다이폴(dipole) 안테나의 적용 모습을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 종래의 다이폴 안테나의 개략적인 구성도(a) 및 원리도(b)로서, 다이폴 안테나(1-1, 1-2) 및 동축 케이블(3)을 구비한다.

도 4를 참조하여 종래 기술에 따른 다이폴 안테나 구조의 자기공명 영상 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

종래 기술에 따른 다이폴 안테나 구조의 자기공명 영상 장치는 표면 코일 안테나 구조의 자기공명 영상 장치처럼 폐회로를 형성하지 않고 두 금속 막대인 다이폴 안테나(1-1, 1-2) 사이에 동축 케이블(3)의 신호선과 접지선을 연결하여 사용한다.

도 4(b)에서 보는 바와 같이 다이폴 안테나(1-1, 1-2)는 금속 막대 주위를 회전하는 형태의 자기장이 형성되고 금속 막대 및 자기장의 방향과 수직한 방향으로 전자기파가 사방으로 방사된다.

다이폴 안테나(1-1, 1-2)를 통해 방사된 전자기파는 안테나에서 멀리 떨어진 관심영역까지 높은 감도를 갖게 하여 전자기파가 방사되지 않는 표면 코일에 비해서 더 많은 침투 깊이를 갖도록 도와주지만, 300MHz의 주파수를 가지는 일반적인 MRI 장비인 7T MRI에서 최소한 50cm의 길이를 가져야 하는데, 이러한 길이 때문에 다이폴 안테나는, 도 3에 도시된 바와 같이, 종방향으로 위치시킬 수 밖에 없으며, 인체에 밀착시키기 어렵다는 단점이 있으며, 머리 영상 데이터를 측정하기 위하여 원형의 배열구조를 사용할 경우 머리가 안테나의 중앙에 위치하기 어렵다는 한계가 있다.

대한민국 공개특허 10-2015-0033440

본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

다이폴 안테나의 길이 문제를 해결할 수 있는 형태의 다이폴 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 인체에 밀착시킬 수 있는 형태의 다이폴 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 다이폴 안테나 2개 이상을 나란히 배치한 RF 안테나 어레이를 포함하는 RF 코일 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하는 자기공명영상 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은,

자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나에 있어서,

스틱부와 그 말단에 형성된 고리형 헤드부로 구성되는 안테나 2개로 구성되며, 상기 2개의 안테나는 이격된 상태로 선형으로 배치되고, 고리형 헤드부는 양쪽 말단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나를 제공한다.

또한, 본 발명은

상기 본 발명의 다이폴 안테나 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리를 제공한다.

또한, 본 발명은

자기공명영상 시스템에 있어서,

상기 본 발명의 다이폴 안테나 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리,

상기 RF 코일 어셈블리에 의해 형성된 공간에 주자기장이 형성되도록 상기 RF 코일 어셈블리에 전기 신호를 인가하는 RF 송신 모드 및 상기 형성된 주자기장 내에 위치한 피검체로부터 자기공명 신호를 수신하는 RF 수신 모드를 스위칭하는 RF 코일 제어부, 및

상기 피검체로부터 수신된 상기 자기공명 신호에 기초하여 상기 피검체에 대한 자기공명영상을 생성하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템을 제공한다.

본 발명의 다이폴 안테나는 양쪽 말단에 고리형 헤드부를 구비함으로써 다이폴 안테나의 길이를 줄이는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 다이폴 안테나는 길이 문제가 해소됨으로써, 다양한 형태로 배치시킬 수 있으며, 인체에 밀착시키는 형태로 배열할 수 있는 효과를 제공하며, 그에 따라 해상도가 우수한 영상을 제공할 수 있게 한다.

또한, 본 발명의 RF 코일 어셈블리는 상기 다이폴 안테나 2개 이상을 포함하는 구조를 가짐으로써 다양한 형태로 배치시킬 수 있으며, 인체에 밀착시키는 형태로 배열할 수 있는 효과를 제공하며, 그에 따라 해상도가 우수한 영상을 제공할 수 있게 한다.

또한, 본 발명의 자기공명영상 시스템은 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하므로 해상도가 우수한 영상을 제공할 수 있다.

도 1및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 RF 코일 어셈블리 및 그에 포함된 다이폴 안테나의 적용 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 다이폴 안테나의 개략적인 구성도(a) 및 원리도(b)이다.
도 5는 본 발명의 다이폴 안테나의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다이폴 안테나의 고리형 헤드부를 굽힌 모양을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 RF 코일 어셈블리의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 RF 코일 어셈블리의 인체 적용형태를 예시적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

아래 설명과 도면은 당업자가 설명되는 장치와 방법을 용이하게 실시할 수 있도록 특정 실시예를 예시한다. 다른 실시예는 구조적, 논리적으로 다른 변형을 포함할 수 있다. 개별 구성 요소와 기능은 명확히 요구되지 않는 한, 일반적으로 선택될 수 있으며, 과정의 순서는 변할 수 있다. 몇몇 실시예의 부분과 특징은 다른 실시예에 포함되거나 다른 실시예로 대체될 수 있다.

본 발명은, 도 5및 6에 예시된 바와 같이, 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나에 있어서,

스틱부(11, 12)과 그 말단에 형성된 고리형 헤드부(11-1, 12-1)로 구성되는 안테나 2개로 구성되며, 상기 2개의 안테나는 이격된 상태로 선형으로 배치되고, 고리형 헤드부(11-1, 12-1)는 양쪽 말단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나(10)에 관한 것이다.

자기공명영상 시스템에 있어서, 종래의 다이폴 안테나의 경우 길이가 길어서 인체의 다양한 부위에 인체와 밀착되게 적용하기 어려운 단점이 있었다.

본 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 예의 노력한 바, 다이폴 안테나의 말단에 고리형 헤드부를 형성함으로써 길이 문제를 해결할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

구체적으로, 본 발명의 다이폴 안테나의 경우, 종래의 다이폴 안테나와 비교하여 길이를 대략 10%~50% 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

상기 다이폴 안테나(10)는 2개 이상이 나란히 배치되어 고정되는 RF 안테나 어레이를 형성하며, RF 안테나 어레이는 RF 코일 어셈블리에 포함되어 자기공명영상 시스템에서 사용된다.

상기 자기공명영상 시스템은 도 1 및 도 2와 같은 형태를 가지며, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, RF 코일 어셈블리(130)는 자기공명영상 시스템(100)에서 피검체의 신체 일부, 예를 들어 머리, 가슴, 다리 등의 국부에 대한 자기공명영상을 촬영하기 위해서 피검체의 신체 일부에 설치된다. RF 코일 어셈블리(130)는 원형 하우징(190) 외부에 구비된 별도의 독립적인 장치로서, 자기공명영상의 촬영을 원하는 피검체의 신체 일부에 위치되도록 이동 가능한 장치이다. 도 1에서는 평면형의 RF 코일 어셈블리(130)가 도시되어 있고, 도 2에서는 도 1과는 다른, 원형의 RF 코일 어셈블리(130)가 도시되어 있으나, 도 1 및 도 2에서의 RF 코일 어셈블리(130)의 기능 및 역할은 동일하다.

자기공명영상 시스템(100)에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.

본 발명의 다이폴 안테나(10)에서 상기 고리형 헤드부(11-1, 12-1)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 원형, 타원형, 또는 다각형 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

다이폴 안테나(10)에 포함되는 2개의 고리형 헤드부(11-1, 12-1)는 서로 같은 형태로 구비되거나 다른 형태로 구비될 수도 있다.

본 발명의 다이폴 안테나는, 도 6에 도시된 바와 같이, 형태를 변형할 수 있는 유연한 재료로 제조될 수 있다.

상기 유연한 재료는 특별히 한정되지 않으며, 이 분야에 공지된 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 구리, 구리합금 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 다이폴 안테나(10)에서 상기 다이폴 안테나에 포함된 2개의 스틱부(11, 12) 중 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 신호선이 연결되고, 다른 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 접지선이 연결될 수 있다.

또한, 본 발명은

도 7 내지 도 10에 예시된 바와 같이, 상기 본 발명의 다이폴 안테나(10) 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리(130)에 관한 것이다.

상기 나란히 배치되는 2개 이상의 다이폴 안테나(10)들은 동일한 형태의 고리형 헤드부를 구비한 것일 수 있으며, 다른 형태의 고리형 헤드부를 구비한 것일 수도 있다.

또한, 상기에 포함되는 각각의 다이폴 안테나에 포함되는 2개의 고리형 헤드부도 동일하거나 다른 형태의 것이 구비될 수도 있다.

상기 RF 안테나 어레이는 2개 이상의 다이폴 안테나(10)들을 고정시키는 고분자 플레이트(20) 또는 고분자 원통형 관체(30)를 더 포함할 수 있다.

상기 플레이트 또는 원통형 관체의 소재로는, 특별히 한정되지 않으며, 이 분야에 공지된 재료들이 사용될 수 있다. 예컨대, 아크릴계 수지 등이 사용될 수 있다.

상기 플레이트는 도 8에 예시된 바와 같은 평면형 또는 도 9에 예시된 바와 같은 곡면형일 수 있다. 상기 곡면의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 인체에 밀착할 수 있는 형태가 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 다이폴 안테나들의 스틱부(11, 12)의 일부 또는 전부는, 도 7 내지 도 9에 예시된 바와 같이, 고분자 플레이트(20) 위에 고정되며, 고리형 헤드부들(11-1; 12-1)은 상기 고분자 플레이트 밖으로 노출되게 고정될 수 있다.

물론, 고리형 헤드부를 포함하여 모든 다이폴 안테나가 고분자 플레이트(20) 위에 고정될 수도 있다.

상기 고분자 플레이트 밖으로 노출된 고리형 헤드부들(11-1; 12-1)은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀질 수 있다. 상기와 같이 다이폴 안테나가 인체에 밀착되게 구비되는 경우, 균일하고 해상도가 높은 영상이 얻어질 수 있다.

상기 고분자 플레이트에 의해 형성되는 RF 코일 어셈블리는 흉부, 대퇴부, 관절부 등의 인체의 다양한 부위의 촬영에 바람직하게 사용될 수 있다.

또한, 상기 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는, 도 10에 예시된 바와 같이, 고분자 원통형 관체(30)의 외주면에 중심축에 평행한 방향으로 고정되며, 고리형 헤드부들(11-1; 12-1)은 상기 원통형 관체 밖으로 노출되게 고정될 수 있다.

물론, 고리형 헤드부를 포함하여 모든 다이폴 안테나가 원통형 관체의 외주면 내에 중심축에 평행한 방향으로 고정될 수도 있다.

상기 원통형 관체(30) 밖으로 노출된 고리형 헤드부들(11-1; 12-1)은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀질 수 있다. 상기와 같이 다이폴 안테나가 인체에 밀착되게 구비되는 경우, 균일하고 해상도가 높은 영상이 얻어질 수 있다.

상기 원통형 관체에 의해 형성되는 RF 코일 어셈블리는 두부의 촬영 등에 바람직하게 사용될 수 있다.

상기에서 도 7 내지 도 10의 예시에 따라 설명된 바와 같이, 본 발명의 RF 코일 어셈블리(130)는 평면형이나 원통형, 또는 기타의 다른 형태로도 형성될 수 있다.

본 발명의 RF 코일 어셈블리에 있어서, 상기 각각의 다이폴 안테나에 포함된 2개의 스틱부 중 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 신호선이 연결되고, 다른 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 접지선이 연결될 수 있다(도 4(a) 참조).

또한, 본 발명은

도 1 및 도 2에 예시된 바와 같은, 자기공명영상 시스템에 있어서,

상기 본 발명의 다이폴 안테나(10) 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리(130),

상기 RF 코일 어셈블리에 의해 형성된 공간에 주자기장이 형성되도록 상기 RF 코일 어셈블리에 전기 신호를 인가하는 RF 송신 모드 및 상기 형성된 주자기장 내에 위치한 피검체로부터 자기공명 신호를 수신하는 RF 수신 모드를 스위칭하는 RF 코일 제어부(110), 및

상기 피검체로부터 수신된 상기 자기공명 신호에 기초하여 상기 피검체에 대한 자기공명영상을 생성하는 영상처리부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템(100)에 관한 것이다.

상기에서 전술된 본 발명의 다이폴 안테나 및 RF 코일 어셈블리에 관한 내용은 본 발명의 자기공명영상 시스템(100)에 그대로 적용된다. 따라서, 중복되는 부분의 기술은 생략한다.

이하에서, 본 발명의 자기공명영상 시스템(100)에 포함되는 일반적인 구성들에 대하여 자세히 설명한다. 하기 설명은 자기공명영상 시스템의 일반적인 구성을 예시적으로 설명하기 위한 것으로서 하기에 예시된 구성들은 공지의 기술들로 대체될 수 도 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상 시스템(100)의 구성도를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에서는 RF 코일 어셈블리(130)의 형태에만 평면형 또는 원형으로서 차이가 있을 뿐, 다른 구성들은 동일하므로, 이하에서는 도 1 및 도 2를 연계하여 설명하도록 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 자기공명영상 시스템(100)은 컴퓨팅 장치(100) 및 원형 하우징(190)을 포함한다.

원형 하우징(190)은 내측으로부터 외측의 순서로, 송신전용의 볼륨형 RF 코일 장치(140), 경사 자계 코일(150), 및 주자석(160)을 포함한다. 피검체는 테이블(170)상에 누운 상태로 원형 하우징(190)의 중공(190a) 속에 이동하게 되며, 이후 자기공명영상의 촬영이 이루어지게 된다.

자기공명영상 시스템(100)에서 원형 하우징(190)을 구성하는 송신전용의 볼륨형 RF 코일 장치(140), 경사 자계코일(150), 및 주자석(160)은 컴퓨팅 장치(100)에 연결되어 구동 및 제어된다. 컴퓨팅 장치(100)는, 촬영된 피검체의 자기공명영상을 표시하여주거나 사용자의 조작 신호가 입력되는 콘솔(미도시)에 또한 연결될 수 있다.

자기공명영상 시스템(100)에서 송신전용의 볼륨형 RF 코일 장치(140)는 피검체의 피검 부위에 설치되는 도 1의 평면형의 RF 코일 어셈블리(130) 또는 도 2의 원형의 RF 코일 어셈블리(130)와 함께 컴퓨팅 장치(100)의 RF 코일 제어부(110)에 의해 독립적으로 구동 및 제어될 수 있다.

주자석(160)은 인체 내에 분포해 있는 원소 중 자기공명 현상을 일으키는 원소, 즉 수소, 인, 나트륨, 카본 등의 원자핵을 자화시키기 위한 주자계를 발생시키는 것으로서, 초전도 전자석이나 영구 자석일 수 있다.

경사 자계 코일(150)은 자기공명영상을 촬영하기 위해서는 공간적으로 선형적인 경사 자계를 발생시키는 코일로서, 통상적으로 자기공명영상에는 x-, y-, z-방향으로 경사 자계를 각기 형성하는 세 개의 경사 자계 코일이 사용된다. 경사 자계 코일(150)은 자화 벡터가 횡평면에서 회전할 때 자화 벡터의 회전 주파수나 위상을 공간적으로 제어하여 자기공명영상 신호가 공간 주파수 영역, 즉 k-영역에서 표현되도록 하는 역할을 한다.

자기공명영상 신호를 만들기 위해 자화 벡터를 횡평면으로 정렬시켜야 하는데 이를 위해서는 라모(Larmor) 주파수를 중심 주파수로 하는 RF 자계를 발생시키는 볼륨형 RF 코일 장치(140)와 RF 코일 어셈블리(130)가 필요하다. 라모 주파수 대역의 RF 전류가 인가된 볼륨형 RF 코일 장치(140)와 RF 코일 어셈블리(130)는 라모 주파수로 회전하는 회전 자계를 형성한다. 이 회전 자계에 의하여 자화 벡터의 공명, 즉 핵자기 공명이 야기되면, 자화 벡터가 횡평면으로 정렬되게 된다. 자화 벡터가 일단 횡평면으로 정렬되게 되면 횡평면에서 라모 주파수로 회전하는 자화 벡터는 패러데이(Faraday) 법칙에 의해 볼륨형 RF 코일 장치(140)와 RF 코일 어셈블리(130)에 기전력을 발생시킨다. 이와 같은 기전력 신호, 즉 수신되는 RF 신호를 고주파 증폭기로 증폭한 뒤 라모 주파수의 정현파로 복조(demodulation)하면 기저 대역(base band)의 자기공명 신호를 얻을 수 있다. 기저 대역의 자기공명 신호는 컴퓨팅 장치(100)로 전송되어, 영상 처리부(120)에 의해 양자화 등의 처리를 거친 후 자기공명영상이 생성되게 된다.

위와 같이, 자기공명영상 시스템(100)에서 자기공명영상이 생성되는 일반적인 원리를 간략하게 설명하였다.

자기 공명영상이 생성되는 과정에 관한 보다 상세한 설명은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하므로, 본 실시예에서는 생략하도록 한다.

자기공명영상 시스템(100)에서 원형 하우징(190) 내에 구비된 볼륨형 RF 코일 장치(140)는 피검체의 전신에 대한 자기공명영상을 촬영하기 위해 사용될 수 있다. 이와 달리, 피검체의 신체 일부, 예를 들어 머리, 가슴, 다리 등의 국부에 대한 자기공명영상을 촬영하기 위해서는 피검체의 신체 일부에 설치되는 RF 코일 어셈블리(130)가 사용될 수 있다. RF 코일 어셈블리(130)는 원형 하우징(190) 외부에 구비된 별도의 독립적인 장치로서, 자기공명영상의 촬영을 원하는 피검체의 신체 일부에 위치되도록 이동 가능한 장치이다.

앞서 설명한 바와 같이, 도 1에서는 평면형의 RF 코일 어셈블리(130)가 도시되어 있고, 도 2에서는 도 1과는 다른, 원형의 RF 코일 어셈블리(130)가 도시되어 있으나, 도 1 및 도 2에서의 RF 코일 어셈블리(130)의 기능 및 역할은 동일하다.

한편, 자기공명영상 시스템(100)에 최적화된 RF 코일의 공진주파수는 자기공명영상 시스템(100)의 운영 주파수(operating frequency)에 따라 달라지게 된다. 자기공명영상 시스템(100)이 3T(tesla)로 운영되는 경우 127.74 MHz의 운영 주파수, 4.7T로 운영되는 경우 200 MHz의 운영 주파수, 7T로 운영되는 경우 300 MHz의 운영 주파수, 9.4T로 운영되는 경우 400 MHz의 운영 주파수를 갖는다.

상기에서 본 발명의 다이폴 안테나, 상기 다이폴 안테나를 포함하는 RF 코일 어셈블리, 및 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하는 자기공명영상 시스템은 종래의 기술과 비교하여 특징적인 부분을 중심으로 설명되었다. 따라서, 상기에서 설명된 특징적인 부분을 제외한 구성들은 공지의 기술이 그대로 적용될 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10: 다이폴 안테나 11, 12: 스틱부
11-1, 12-1: 고리형 헤드부
20: 고분자 플레이트 30: 고분자 원통형 관체
100: 자기공명영상 시스템 110: RF 코일 제어부
120: 영상 처리부 130: RF 코일 어셈블리
140: 볼륨형 RF 코일 장치 150: 경사 자계 코일
160: 주자석 170: 테이블
190: 원형 하우징 190a: 중공
200: RF 코일 어셈블리

Claims

자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나에 있어서,
스틱부와 그 말단에 형성된 고리형 헤드부로 구성되는 안테나 2개로 구성되며, 상기 2개의 안테나는 이격된 상태로 선형으로 배치되고, 고리형 헤드부는 양쪽 말단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나.
청구항 1에 있어서,
상기 고리형 헤드부는 원형, 타원형, 또는 다각형 형태인 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나.
청구항 2에 있어서,
상기 다이폴 안테나에 포함되는 2개의 고리형 헤드부는 서로 같은 형태로 구비되거나 다른 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나.
청구항 1에 있어서,
상기 다이폴 안테나들은 형태를 변형할 수 있는 유연한 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나.
청구항 1의 다이폴 안테나 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 RF 안테나 어레이는 2개 이상의 다이폴 안테나들을 고정시키는 고분자 플레이트 또는 고분자 원통형 관체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 6에 있어서,
상기 플레이트는 평면형 또는 곡면형인 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 6에 있어서,
상기 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는 고분자 플레이트 위에 고정되며, 고리형 헤드부들은 상기 고분자 플레이트 밖으로 노출되게 고정되는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 8에 있어서,
상기 고리형 헤드부들은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀진 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 6에 있어서,
상기 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는 고분자 원통형 관체의 외주면에 중심축에 평행한 방향으로 고정되며, 고리형 헤드부들은 상기 원통형 관체 밖으로 노출되게 고정되는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 10에 있어서,
상기 고리형 헤드부들은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀진 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 각각의 다이폴 안테나에 포함된 2개의 스틱부 중 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 신호선이 연결되고, 다른 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 접지선이 연결된 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 다이폴 안테나의 고리형 헤드부는 원형, 타원형, 또는 다각형 형태인 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 13에 있어서,
상기 다이폴 안테나에 포함되는 2개의 고리형 헤드부는 서로 같은 형태로 구비되거나 다른 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 다이폴 안테나들은 형태를 변형할 수 있는 유연한 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.
자기공명영상 시스템에 있어서,
청구항 1의 다이폴 안테나 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리,
상기 RF 코일 어셈블리에 의해 형성된 공간에 주자기장이 형성되도록 상기 RF 코일 어셈블리에 전기 신호를 인가하는 RF 송신 모드 및 상기 형성된 주자기장 내에 위치한 피검체로부터 자기공명 신호를 수신하는 RF 수신 모드를 스위칭하는 RF 코일 제어부, 및
상기 피검체로부터 수신된 상기 자기공명 신호에 기초하여 상기 피검체에 대한 자기공명영상을 생성하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.
청구항 16에 있어서,
상기 RF 코일 어셈블리에서 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는 고분자 플레이트 위에 고정되며, 고리형 헤드부들은 상기 고분자 플레이트 밖으로 노출되게 고정된 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.
청구항 17에 있어서,
상기 고리형 헤드부들은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀진 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.
청구항 16에 있어서,
상기 RF 코일 어셈블리에서 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는 고분자 원통형 관체의 외주면에 중심축에 평행한 방향으로 고정되며, 고리형 헤드부들은 상기 고분자 원통형 관체 밖으로 노출되게 고정된 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.
청구항 19에 있어서,
상기 고리형 헤드부들은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀진 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.
청구항 16에 있어서,
상기 다이폴 안테나의 고리형 헤드부는 원형, 타원형, 또는 다각형 형태인 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.
청구항 21에 있어서,
상기 다이폴 안테나에 포함되는 2개의 고리형 헤드부는 서로 같은 형태로 구비되거나 다른 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.