KR102198170B1 - 멀티 보어 핵자기공명시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각부, 냉각부의 내부 하면에 행렬로 서로 이격되도록 배치되는 다수의 고정부, 고정부의 내부로 기립하여 삽입되고 고정부와 전기적으로 연결되는 다수의 보어부, 다수의 보어부가 하나의 행 또는 하나의 열로 구분되도록 배치되고 고정부와 직렬로 연결되는 1개의 인입선부, 다수의 보어부 중 최외곽에 위치한 보어부들을 둘러싸는 간섭보정부, 보어부에 적어도 1개 이상이 결합되는 균일보정부를 포함하고, 냉각부의 내부에는 보어부를 냉각시키기 위한 유체가 주입되는 멀티 보어 핵자기공명시스템을 제공한다.

Description

멀티 보어 핵자기공명시스템{A multi-bore nuclear magnetic resonance}
본 발명은 멀티 보어 핵자기공명시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각부에 다수의 보어부를 설치하여 시공간적으로 효율적인 의약 개발이 가능한 멀티 보어 핵자기공명시스템에 관한 것이다.
의약 개발 과정은 공통된 질병을 앓고 있는 환자들의 공통 유전자를 발견하고 유전자로부터 단백질을 분리한 뒤, 고속대량스크리닝(HTS : High-Throughput Screening)을 통해 단백질의 수용자와 결합하는 분자를 찾아내는 일련의 과정이다.
하지만 의약 회사가 보유하는 단백질의 수는 보통 50만에서 100만개 정도이며, 따라서 한번에 한 개의 샘플만 임의로 실험하는 기존의 NMR 시스템에서는 하나의 의약 개발에 수십년의 시간이 걸릴 수 있다는 문제점이 있었다.
한편, 많은 사람들은 삶을 살아가면서 다양한 종류의 질병을 앓게 되는데, 이와 같은 환자들의 다양한 질병들 중에 당뇨병(diabetes)은 많은 개인들의 건강문제에 영향을 미치고 있는 성인병의 하나로서, 인슐린 효과의 부족에 의해 발생하는 신진대사 장애를 말한다. 병리학(pathologies)에서 당뇨병은 포도당이 신체의 셀 내부에 들어가서 기능을 수행함에 무능한 것으로 설명되고 있는데, 최근 그 유행성은 점점 증가하는 추세이다.
당뇨병에 대한 일반적인 처방으로는 매일 같이 한번 내지는 여러 번의 인슐린 주사를 맞는 것이다. 인슐린은 천천히 또는 빠르게 흡수되는 형태로 이용할 수 있으며, 그 자체로서 또는 다른 물질과 조합된 상태로 주입할 수 있다. 이와 같은 인슐린 주사는 병을 치료하고 생명을 연장시키는데 있어서 효과적인 것이다.
종래에는 인슐린이 필요한지를 결정하기 위하여, 당뇨병 환자에게서 혈액을 채취한 후 리트머스형 지시기를 통해 포도당 농도를 측정하였는데, 이때 만일 지시기 상에 표시가 나타나는 경우에는 환자에게 인슐린을 투여하게 되는 것이다.
그러나, 이러한 유형의 측정에 있어서는 여러가지 문제점들이 있다. 예를 들면, 위와 같은 종래의 측정은 주기적으로 이루어지며, 그에 따라 인슐린의 투약도 주기적으로 이루어지는데, 이러한 인슐린 투약은 시간에 따른 포도당 농도의 변화폭이 넓고 포도당 농도에 있어서도 피크(peak)를 이루게 되는 결과를 초래한다. 이러한 포도당 농도의 변화는 환자에게 불리 할 수도 있는 생리적 효과(physiological effects)를 발생시킬 수 있는 것이다.
한편 인슐린은, 혈중 포도당 농도의 변화에 따라 필요시, 그리고 주기적으로 투여하는 것이 바람직한 것으로 인식되어 왔다. 이러한 하나의 시스템은 "당뇨병(diabets melletus)을 조절하기 위한 장치" 라는 제목으로 알비스지 A(Proc. IEEE 67 No. 9, 1308-1310; 1979년도)에 소개되어 있으며, 여기서 서보시스템은 환자로부터 혈액을 연속적으로 채취하여 그로부터 포도당을 분석하는데 이용된다. 인슐린의 필요분에 대해서는 채취된 샘플로부터 컴퓨터나 마이크로프로세서를 이용하여 산출하며, 그에 따라 인슐린은 관리되어진다. 이러한 시스템은 단지 짧은 기간 동안만 이용되었으며, 시스템이 체내에 침투하게 되는 불리한 점을 가진다(즉, 환자는 혈액 샘플을 채취하기 위해 계속 도뇨관(catheter)을 꽂고 있어야 하는 것이다.).
또한, 리트머스형 시스템은 보통 침투식이므로 혈액 샘플을 얻기 위해서는 환자에 대해 주기적, 반복적으로 주사 바늘로 찔러 넣어야 하는데, 과중하게 높거나 낮은 혈중 포도당 수준의 경우에는 심각한 결과를 초래하므로 인슐린에 의존하고 있는 당뇨병 환자들은 하루에도 여러 번씩 혈중 포도당 수준을 측정하여야만 한다.
이와 같이 대부분의 널리 이용되고 있는 혈당 측정법인 리트머스형 시스템은 손가락을 찔러서 혈액 샘플을 채취하여야 하는 것인 바 통증이 뒤따르며, 때로는 그로 인해 환자가 이를 소홀히 할 수도 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 최근에는 핵자기 공명(NMR)을 통해 당뇨병 환자의 혈당량을 측정하는 방법이 많이 되고 있다.
핵자기 공명(NMR) 분광법은 혼합물 중 화합물의 구조적 및 양적 분석에 이용될 수 있는 분석 및 진단기술로서, NMR은 어떠한 요소의 핵자기 능력과 그 요소의 핵종에 기초하고 있다.
물질 분석 핵자기 공명(NMR : Nuclear Magnetic Resonance) 분광장치는 초전도 자석을 기반으로 하여 고자장내에서 RF 코일을 이용하여 물질의 핵자신호를 검출하는 것으로, X-선과는 달리 방사선 피폭을 염려할 필요가 없다. 또한, 핵자기공명은 비파괴검사나 미세조직의 상태분석도 가능하며, 조직의 물리적, 화학적인 성질을 이용하기 때문에 비파괴검사나 화학성분의 분석 등에 폭넓게 도입되고 있다.
핵자기공명 시스템에서 전형적인 5-gauss line을 유지하기 위해서, 핵자기공명 시스템 사이에 3.5~4.5m의 공간을 유지할 필요가 있는데 이는 실험실의 공간 및 핵자기공명 시스템 수의 부족을 초래한다.
또한, 상용되는 핵자기공명 시스템 장비의 경우 쉴드(shield)를 사용하여 누설 자기장을 줄이나, 공간 문제로 인해 한정된 공간에 다수의 핵자기공명 시스템의 설치가 불가능한 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위해서는 한정된 공간에서도 많은 수의 단백질을 고속대량스크리닝할 수 있도록 보어를 다중으로 설치하는 방법이 있으나, 상기한 방법은 이웃 보어 간의 자기장 교란으로 인한 자기장의 균일도가 손상되는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) KR10-0473627 B1
(특허문헌 2) KR10-2015-0177138 A
본 발명이 해결하려는 과제는, 냉각부의 내부에 다수의 보어부를 설치하여 다수의 샘플을 동시에 측정하고 의약 개발의 시간을 단축시키며 큰 규모의 의약회사에서 뿐만 아니라 작은 실험실에서도 보다 빠른 의약 개발을 가능하게 하는 멀티 보어 핵자기공명시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 다수의 보어부와 이격된 상태로 다수의 보어부를 둘러싸는 간섭보정부를 통해 다수의 보어부에서 형성되는 자기장 간의 교란이나 간섭이 최소화되도록 보정하는 멀티 보어 핵자기공명시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 냉각부의 내부에 주입되는 단일 냉매를 이용하여 단일 전원이 사용됨에 따른 전력비용을 절감하는 멀티 보어 핵자기공명시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 다수의 보어부를 직렬로 연결하여 인입선부의 개수를 최소화하여 열이 발생하는 것을 최소화시키는 멀티 보어 핵자기공명시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명시스템은, 냉각부, 상기 냉각부의 내부 하면에 행렬로 서로 이격되도록 배치되는 다수의 고정부 및 상기 고정부의 내부로 기립하여 삽입되고 상기 고정부와 전기적으로 연결되는 다수의 보어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 냉각부의 내부에는 상기 보어부를 냉각시키기 위한 유체가 주입될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 멀티 보어 핵자기공명시스템은, 상기 다수의 보어부 중 최외곽에 위치한 보어부들을 둘러싸는 간섭보정부를 더 포함하고, 상기 간섭보정부는 상기 보어부들과 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 간섭보정부는 상기 다수의 보어부 사이에 생성되는 자기장의 간섭을 보정하는 코일일 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 보어부는 보어 및 상기 보어를 둘러싸는 지지구조물을 포함하고, 상기 멀티 보어 핵자기공명시스템은, 상기 지지구조물에 적어도 1개 이상이 결합되는 균일보정부를 더 포함하고,
상기 균일보정부는 상기 지지구조물의 내측면에 다수로 설치되는 페로심(ferro-shim) 구조물일 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 멀티 보어 핵자기공명시스템은, 상기 보어부는 초전도 선재로 제작되고, 상기 다수의 보어부 중 중앙부에 위치한 보어부는 상기 다수의 보어부 중 테두리부에 위치한 보어부와 같은 보어부이거나 다른 보어부일 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 멀티 보어 핵자기공명시스템은, 상기 다수의 보어부가 하나의 행 또는 하나의 열로 구분되도록 배치되고 상기 고정부와 직렬로 연결되는 1개의 인입선부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명시스템은, 상기 다수의 보어부가 하나의 행 또는 하나의 열로 구분되도록 배치되는 적어도 2개 이상의 인입선부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명시스템은 냉각부의 내부에 다수의 보어부를 설치하여 다수의 샘플을 동시에 측정하고 의약 개발의 시간을 단축시키며 큰 규모의 의약회사에서 뿐만 아니라 작은 실험실에서도 보다 빠른 의약 개발이 가능한 시공간적으로 효율적인 의약 개발이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명시스템은 다수의 보어부와 이격된 상태로 다수의 보어부를 둘러싸는 간섭보정부를 통해 다수의 보어부에서 형성되는 자기장 간의 교란이나 간섭이 최소화되도록 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명시스템은 냉각부의 내부에 주입되는 단일 냉매를 이용하여 단일 전원이 사용됨에 따른 전력비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명시스템은 다수의 보어부를 직렬로 연결하여 인입선부의 개수를 최소화하여 열이 발생하는 것을 최소화시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명시스템은 비교적 좁은 공간을 유지하면서 테스트 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템을 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템의 보어부에 다양하게 결합되는 페로심 구조물을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템의 보어부의 좌표, 보어부 사이의 거리 및 보어부의 위치별 균일도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템에 대해서 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템을 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템을 상부에서 바라본 도면이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템의 보어부에 다양하게 결합되는 페로심 구조물을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3의 단면도를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템의 보어부의 좌표, 보어부 사이의 거리 및 보어부의 위치별 균일도를 나타낸 도면이다.
1. 제1 실시예의 구성요소 설명
본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템(100)은 냉각부(110), 고정부(120), 보어부(130), 인입선부(140), 간섭보정부(150) 및 균일보정부(160)를 포함한다.
냉각부(110)는 하부가 막혀 있고 상부가 개방되며 내부가 비어 있는 중공형상을 지닌다. 본 발명의 제1 실시예에서는 냉각부(110)의 상부가 개방된 것으로 도시하였으나, 필요에 따라 냉각부(110)의 상부를 덮는 커버가 더 포함될 수도 있다.
제1 실시예에서 냉각방식은 극저온냉동기(cryocooler)를 활용한 전도냉각 방식, 극저온 냉매(액체 헬륨, 수소, 네온, 아르곤 등) 속에서 냉각되는 방식, 극저온냉동기로 극저온 기체를 강제 및 자연 순환으로 냉각시키는 방식 중 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서 냉각부(110)는 극저온 액체 듀어이고, 냉각부(110)의 내부에는 보어부(130)를 냉각시키기 위한 유체 중 액체상태인 극저온 냉매(R)가 주입될 수 있다.
고정부(120)는 냉각부(110)의 내부 하면에 행렬로 서로 이격되도록 배치되며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 다수로 형성된다. 보다 구체적으로 고정부(120)는 곡면판의 볼록한 외주면의 끝단으로부터 곡면판과 수직하게 연장된 형상을 지닌다. 고정부(120)는 곡면판의 오목한 내주면이 서로 마주보도록 이격되어 한 쌍으로 배치되고, 한 쌍의 고정부(120)의 내부로 보어부(130)가 삽입된다.
한 쌍씩 배치되는 고정부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 3x3 행렬로 배치될 수 있으며, 3x3 행렬 이외에 4x4 행렬, 5x5 행렬 등으로 얼마든지 적용 가능하다.
보어부(130)는 고정부(120)의 내부로 기립하여 삽입되고 고정부(120)와 전기적으로 연결되며, 이러한 보어부(130)는 보어(131), 자석(132) 및 지지구조물(133)을 포함한다.
보어(131)는 내부가 비어 있는 원통형상이고, 보어(131)의 내부에는 자석(132)이 위치할 수 있다. 또한, 보어(131)의 외측부에는 지지구조물(133)이 위치할 수 있다.
지지구조물(133)은 상부 및 하부가 개방된 원통형상을 지니고, 지지구조물(133)의 상면은 띠형상을 지니고 있다. 이에 따라 지지구조물(133)의 상면은 보어(131)의 상부 테두리에 접하면서 안착된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 보어부(130)는 다수로 형성되는 보어(bore)로 구성되며, 보어부(130)의 내부로는 공통된 질병을 앓고 있는 환자들의 공통 유전자로부터 분리한 단백질이 삽입될 수 있다.
보어부(130)는 한 쌍의 고정부(120)의 내부로 삽입될 수 있다. 또한, 보어부(130)는 고정부(120)와 마찬가지로 본 발명의 제1 실시예에서 설명한 3x3 행렬 이외에 4x4 행렬, 5x5 행렬 등으로 배치될 수 있다.
보어부(130)는 초전도 선재로 제작되고, 다수의 보어부(130) 중 중앙부에 위치한 보어부(130)는 다수의 보어부(130) 중 테두리부에 위치한 보어부(130)와 같은 보어부(130)이거나 다른 보어부(130)일 수 있다.
도 4를 참조하여 설명하기에 앞서 도 4에 도시된 내용을 구체적으로 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템의 보어부의 좌표, 보어부 사이의 거리(L) 및 보어부의 위치별 균일도를 나타낸 도면으로서, 400MHz에 3x3 행렬로 구성된 다중 보어부(130)의 설계를 예시적으로 나타낸다.
도 4에 도시된 가로축과 세로축은 균일도를 나타내고, 도 4에서는 단일 보어부(130)의 위치를 가로축 및 세로축의 좌표로 표시하였으며, 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템(100)의 냉각부(110) 및 보어부(130)도 함께 도시되어 있다. 도 4에는 3x3 행렬로 배치되는 보어부(130)를 제1 실시예로 도시하고 있다.
3x3 행렬로 배치되는 다수의 보어부(130)는 같은 보어이거나 다른 보어가 공존할 수 있다.
우선, 도 4를 참조하면, 다수의 보어부(130) 중 중앙부에 위치한 보어부(위치 좌표 (2,2))가 다수의 보어부(130) 중 테두리부에 위치한 보어부 (위치 좌표 (1,1), (1,2), (1,3), (2,1), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3))와 같은 보어부(130)일 수 있다.
다음, 다수의 보어부(130) 중 중앙부에 위치한 보어부(위치 좌표 (2,2))가 다수의 보어부(130) 중 테두리부에 위치한 보어부 (위치 좌표 (1,1), (1,2), (1,3), (2,1), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3))와 다른 보어부(130)일 수 있다.
전술한 바와 같이 다수의 보어부(130)의 종류에 따라 2가지로 적용해야 하는 이유에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
또한, 보어부(130)에는 인입선부(140)로 인가되는 전기가 고정부(120)를 통하여 전달되고, 이에 따라 보어부(130)에서 자기장이 발생하게 되어 자석의 기능을 수행하게 된다.
인입선부(140)는 다수의 보어부(130)가 하나의 행 또는 하나의 열로 구분되도록 배치되어 고정부(120)와 직렬로 연결된다. 인입선부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 1개로 구성되고, 환형의 금속이 직선으로 소정거리 연장된 후 반원으로 절곡되어 다시 반대방향으로 소정거리 연장되는 'U'자형 패턴이 연속적으로 연결된 형상이다.
대부분의 인입선부(140)는 냉각부(110)의 내부에 위치하고, 인입선부(140)의 일측 및 타측은 냉각부(110)의 외부에 위치한다. 인입선부(140)의 직선과 직선 사이에는 고정부(120)와 보어부(130)가 배치된다.
또한, 인입선부(140)는 전기선으로서, 전기가 인가되는 전류 인입선일 수 있다. 전류 인입선은 금속물질로 이루어져서 상온에서 1차 극저온(80K 이하)까지 연결하는 금속인입선, 1차 극저온(80K 이하)에서 최종 2차 극저온까지 열전달은 차단하고 전류의 인입을 허용하는 초전도 인입선, 극저온 냉매에서 사용하는 기화되는 극저온 기체를 전류 인입선의 냉각시키는데 사용하는 증기 타입 전류도입선(vapor-type current lead)을 포함할 수 있다.
간섭보정부(150)는 다수의 보어부(130) 사이에 생성되는 자기장의 간섭을 최소화하여 균일도를 향상시키는 보정 코일이다.
간섭보정부(150)는 다수의 보어부(130) 중 최외곽에 위치한 보어부들을 둘러싸도록 형성된다. 도 4를 참조하면, 최외곽에 위치한 보어부들은 (1,1), (1,2), (1,3), (2,1), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3) 좌표에 위치한 보어부(130)이다. 이때, 간섭보정부(150)는 보어부들과 이격되어 배치될 수 있으며, 간섭보정부(150)를 지지하는 별도의 지지부재(미도시)가 냉각부(110)의 내부 하면에 고정될 수 있다.
다수의 보어부(130)에 전기가 인가되면 각각의 보어부(130)를 중심으로 자기장이 형성되는데, 이때 다수의 보어부(130)에서 형성되는 자기장은 서로 간섭을 일으킨다. 이에 따라 다수의 보어부(130) 중 최외곽에 위치한 보어부(위치 좌표 (1,1), (1,2), (1,3), (2,1), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3))들의 외부 영역에 발생되는 자기장은 내부 영역에 발생하는 자기장과 다르게 형성된다.
따라서, 이와 같이 영역에 따라 자기장이 다른 것을 균일하게 보정하기 위해 간섭보정부(150)가 다수의 보어부(130) 중 최외곽에 위치한 보어부(위치 좌표 (1,1), (1,2), (1,3), (2,1), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3))들을 둘러싸도록 형성되는 것이다.
간섭보정부(150)는 간섭보정부(150)를 설치하지 않은 상태의 자기장보다 다수의 보어부(130)를 둘러싸도록 간섭보정부(150)를 설치한 상태의 자기장이 균일도가 높다(자기장이 더 균일하다).
균일보정부(160)는 보어부(130) 에 적어도 1개 이상이 결합되는 페로심(ferro-shim) 구조물이다. 페로심(ferro-shim) 구조물은 자기장을 균일하게 보정하기 위한 철심 구조물이다.
도 3의 (a)에 도시된 폐로심 구조물은 강자성 보정(ferromagnetic shimming set)을 나타낸 것이다.도 3의 (b)에 도시된 폐로심 구조물은 Z축을 기준으로 90°회전한 것이다.
도 3의 (c)에 도시된 페로심 구조물은 Z축을 기준으로 -90°회전한 것이다.
이웃한 보어부 간 거리(L : 300mm) 위치(좌표) 균일도(ppm)

일반 보어부		 (1,1) 321
(2,1) 287
(2,2) 39

페로심 구조물이 결합된 보어부		 (1,1) 56
(2,1) 11
(2,2) 0.1
[표 1]은 일반 보어부와 페로심 구조물이 결합된 보어부의 위치에 따른 균일도를 비교한 것으로서, 이웃한 보어부 간 거리(L)는 300mm이고, 균일도(ppm)는 수치가 낮을수록 균일한 깃이며, 도 4를 참조하여 설명한다.
좌표 (1,1)에 위치한 페로심 구조물이 결합된 보어부의 균일도는 55ppm로 321ppm의 균일도를 보이는 일반 보어부보다 약 6배 더 균일하다고 볼 수 있다.
또한, 좌표 (2,1)에 위치한 페로심 구조물이 결합된 보어부의 균일도는 11ppm로 287ppm의 균일도를 보이는 일반 보어부보다 약 26배 더 균일하다고 볼 수 있다.
또한, 좌표 (2,2)에 위치한 페로심 구조물이 결합된 보어부의 균일도는 0.1ppm로 39ppm의 균일도를 보이는 일반 보어부보다 약 390배 더 균일하다고 볼 수 있다.
이처럼 보어부(130)에 페로심 구조물을 결합시키면 페로심 구조물을 결합시키지 않았을 때보다 적게는 6배, 많게는 390배까지 자기장을 더 균일하게 형성시킬 수 있다.
2. 제2 실시예의 구성요소 설명
이하, 도 2 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템을 설명하되, 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 상술한 내용을 참고하도록 하며, 제1 실시예와 다르게 적용되는 인입선부(140')를 중심으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 보어 핵자기공명 시스템은 냉각부(110), 고정부(120), 보어부(130), 인입선부(140'), 간섭보정부(150) 및 균일보정부(160)를 포함하고, 인입선부(140')를 제외한 나머지 구성요소들은 제1 실시예와 동일하다.
인입선부(140')는 다수의 보어부(130)가 하나의 행 또는 하나의 열로 구분되도록 배치되고, 적어도 2개 이상으로 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이 하나의 행에 위치한 3개의 보어부(130)를 둘러싸도록 형성되고, 3개의 보어부(130)와 이격되도록 배치된다. 즉, 각 행에 있는 3개의 보어부(130)의 주위에 인입선부(140')를 배치시켜서 총 3개의 인입선부(140')가 적용될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 1행에 500MHz, 2행에 400MHz, 3행에 300MHz를 적용하는 다중 진동수(multi-sweet-spot)을 형성할 수 있다.
이상, 본 발명의 멀티 보어 핵자기공명 시스템의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 멀티 보어 핵자기공명 시스템
110 : 냉각부
120 : 고정부
130 : 보어부
131 : 보어
132 : 자석
133 : 지지구조물
140 : 인입선부
150 : 간섭보정부
160 : 균일보정부
R : 냉매

Claims (8)

  1. 정사각행렬로 서로 이격되도록 배치되는 다수의 고정부;
    상기 고정부의 내부로 기립하여 삽입되고, 정사각행렬로 서로 이격되도록 배치되며, 상기 고정부와 전기적으로 연결되는 다수의 보어부;
    상기 다수의 보어부 중 최외곽에 위치한 보어부들을 둘러싸는 간섭보정부; 및
    상기 다수의 고정부 및 상기 다수의 보어부가 내부 하면에 배치되고, 상기 간섭보정부가 내부에서 상기 보어부들과 이격되어 배치되도록 상기 다수의 고정부, 상기 다수의 보어부 및 상기 간섭보정부를 둘러싸는 단일한 냉각부;를 포함하며,
    상기 다수의 보어부는 서로 직렬로 연결되고, 1개의 인입선부를 통하여 상기 고정부와 직렬로 연결되는,
    멀티 보어 핵자기공명시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각부의 내부에는 상기 보어부를 냉각시키기 위한 유체가 주입되는,
    멀티 보어 핵자기공명시스템.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 간섭보정부는 상기 다수의 보어부 사이에 생성되는 자기장의 간섭을 보정하는 코일인,
    멀티 보어 핵자기공명시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 보어부는 보어 및 상기 보어를 둘러싸는 지지구조물을 포함하고,
    상기 멀티 보어 핵자기공명시스템은,
    상기 지지구조물에 적어도 1개 이상이 결합되는 균일보정부;를 더 포함하고,상기 균일보정부는 상기 지지구조물의 내측면에 다수로 설치되는 페로심(ferro-shim) 구조물인,
    멀티 보어 핵자기공명시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 보어부는 초전도 선재로 제작되고,
    상기 다수의 보어부 중 중앙부에 위치한 보어부는 상기 다수의 보어부 중 테두리부에 위치한 보어부와 같은 보어부이거나 다른 보어부인,
    멀티 보어 핵자기공명시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
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