KR102242796B1 - 두부 전용 자기공명영상장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두부 전용 자기공명영상장치에 관한 것으로, 하우징 안에 설치된 주자석의 자장 중앙에 피검자의 두부를 위치시킨 상태에서 두부 전용의 영상을 획득하거나, 피검자 인체에 삽입하거나 착용하는 형태로 제작된 국부 코일을 활용하여 두부 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위)의 영상을 획득하고, 하우징이 설치 프레임에 매달린 상태에서 영상 획득 도중에 주자석의 자장과 경사 자장 코일에 인가되는 전류에 의해 발생하는 로렌츠 힘에 기인하는 하우징의 진동을 하우징 주변에 설치된 방진기로 흡수한다.
본 발명에 따르면 피검자가 인체 전체를 하우징 안으로 이동시킬 필요 없이 두부와 어깨 일부만을 하우징 안으로 이동시켜 영상을 획득하므로 장치의 크기를 소형화할 수 있고, 소규모 의원급에서도 설치하여 사용할 수 있고, 폐쇄공포증이 있는 피검자도 편하게 사용할 수 있고, 영상 촬영 중 두부를 제외한 신체 움직임이 가능하기 때문에 뇌 활동을 측정하는 기능적 자기공명영상(fMRI)을 쉽고 다양하게 획득할 수 있고, 국부 코일을 활용하기 때문에 두부 중에서 선택된 피검 부위의 영상을 높은 신호대잡음비로 획득할 수 있고, 하우징이 설치 프레임에 매달린 상태에서 영상 획득 도중에 발생하는 하우징의 진동을 흡수하기 때문에 해당 진동으로 인해 생기는 소음 및 영상 음영을 제거할 수 있다.

Description

두부 전용 자기공명영상장치{MRI for head portion only}
본 발명은 자기공명영상장치에 관한 것이며, 더욱 상세히는 두부 전용 자기공명영상장치에 관한 것이다.
자기공명영상장치(MRI; Magnetic Resonance Imaging device)는 비전리 방사선인 무선 주파수(RF; Radio Frequency) 전자파와 자장(Magnetic field)을 이용하여 방사능 피폭 없이 인체의 내부 단면을 보여주는 영상을 얻는 의료 진단용 영상 장치이다.
자기공명영상장치는 자장 중에 위치한 인체를 구성하고 있는 여러 물질 중 수소 원자핵에 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하여 자기공명현상을 일으키고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 수소 원자핵이 자기공명현상에 의해 얻은 에너지를 주위로 방출하는 이완 시에 수신되는 자기공명신호를 영상으로 획득한다.
종래의 자기공명영상장치는 중공 원통체로 제작된 하우징에 설치되고 상기 하우징의 중공으로 이동한 인체에 자장을 인가하는 주자석(main magnet)과 상기 하우징에 설치되고 인체의 피검 부위 위치 정보를 인코딩하기 위하여 상기 주자석의 자장 세기를 피검 부위 위치(예컨대, X축, Y축, Z축 또는 이들 축의 선형 결합으로 형성된 축방향 위치)에 따라 일시적으로 변화시키는 경사 자장을 인가하는 경사 자장 코일(Gradient coil) 및 상기 하우징에 설치되고 인체 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 자기공명신호를 수신하는 무선 주파수 코일(RF coil)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 자기공명영상장치는 전신용으로 사용되고 이동식 받침대(cradle)에 누워 있는 피검자를 커다란 하우징 안의 주자석 자장 중앙으로 이동시켜 영상을 획득하기 때문에 폐쇄공포증이 있는 피검자에게 불리하고, 장치가 크고 가격이 비싸다.
한편, 상기와 같이 전신용으로 사용되는 종래의 자기공명영상장치는 하우징 안의 밀폐 공간에서 피검자의 움직임이 제한되기 때문에, 특히 혈류와 관련된 변화를 감지하여 뇌 활동을 측정하는 기능적 자기공명영상(functional MRI)을 획득하는 경우, 해당 기능적 자기공명영상(fMRI)을 통해 볼 수 있는 뇌의 기능에 한계가 있다.
KR 10-1152537 B1
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 피검자의 두부와 어깨 일부만을 내부 중공에 수용하도록 중공 원통형으로 제작된 하우징 안에 주자석과 경사 자장 코일 및 무선 주파수 코일이 설치되고, 하우징 안에 설치된 주자석의 자장 중앙에 피검자의 두부를 위치시킨 상태에서 두부 전용의 영상을 획득하거나, 피검자 인체에 삽입하거나 착용하는 형태로 제작된 국부 코일을 활용하여 두부 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위)의 영상을 획득하고, 하우징이 설치 프레임에 매달린 상태에서 영상 획득 도중에 주자석의 자장과 경사 자장 코일에 인가되는 전류에 의해 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz Force)에 기인하는 상기 하우징의 진동을 상기 하우징 주변에 설치된 방진기로 흡수하는 두부 전용 자기공명영상장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치는, 피검자의 두부와 어깨 일부만을 내부 중공에 수용하도록 중공 원통체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자의 두부에 자장을 인가하는 주자석과; 상기 주자석의 내경부에 밀착 설치되는 중공 원통체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자 두부의 피검 부위 위치 정보를 인코딩하기 위하여 상기 주자석의 자장 세기를 피검 부위 위치에 따라 일시적으로 변화시키는 경사 자장을 인가하는 경사 자장 코일; 상기 경사 자장 코일의 내경부에 밀착 설치되는 중공 원동체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자 두부 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 피검자의 두부 전체 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신하는 무선 주파수 코일; 피검자 인체에 삽입하거나 착용하는 형태로 제작된 것이고 상기 무선 주파수 코일이 피검자 두부 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 피검자의 두부 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위) 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신하는 국부 코일; 피검자의 두부 전체 영상 혹은 피검자의 두부 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위) 영상을 획득하는데 필요한 경사 자장을 인가하거나 무선 주파수(RF) 전자파 인가 혹은 차단 타이밍을 정해주기 위해 상기 경사 자장 코일 및 상기 무선 주파수 코일로 인가하는 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 제어하고, 상기 무선 주파수 코일이 수신한 자기공명신호로부터 뇌 진단용 두부 전체 영상을 획득하고, 상기 국부 코일이 수신한 자기공명신호로부터 두부 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위) 영상을 획득하는 제어장치; 피검자의 두부와 어깨 일부만을 내부 중공에 수용하도록 중공 원통형으로 제작된 것이고 상기 주자석과 상기 경사 자장 코일 및 상기 무선 주파수 코일이 내부에 설치되는 하우징; 상기 하우징이 고정되는 천장부와 벽부를 포함하는 설치 프레임; 및 상기 하우징의 상면부와 상기 설치 프레임의 천장부 사이 혹은 상기 하우징의 측벽부와 상기 설치 프레임의 벽부 사이 혹은 상기 하우징의 저면과 상기 설치 프레임이 설치되는 바닥 사이에 개재되어 상기 하우징과 설치 프레임을 연결하고 영상 획득 도중에 상기 주자석의 자장과 상기 경사 자장 코일에 인가되는 전류에 의해 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz Force)에 기인하는 상기 하우징의 진동을 흡수하는 방진기;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치에 있어서, 상기 주자석과 경사 자장 코일 및 무선 주파수 코일은 상기 하우징에 피검자의 두부와 어깨 일부만을 내부 중공에 수용하도록 수직으로 세워져 설치되되 상기 하우징에 형성되는 상기 주자석의 저면 개구부와 상기 경사 자장 코일의 저면 개구부가 형성하는 걸림턱에 상기 어깨 일부가 걸림에 따라 상기 두부가 상기 무선 주파수 코일(130)의 내부 중공에 정위치하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치에 있어서, 상기 제어장치는 상기 무선 주파수 코일이 자기공명신호를 수신하는 동안에는 상기 국부 코일의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시키고, 상기 국부 코일이 자기공명신호를 수신하는 동안에는 상기 무선 주파수 코일의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치에 있어서, 상기 국부 코일은 피검자의 치과 진단용 영상을 획득하기 위하여 입안에 삽입하는 마우스피스형 구강 코일, 피검자의 이과 진단용 영상을 획득하기 위하여 귀 주변에 고정하는 헤드폰형 귀 코일, 피검자의 안과 진단용 영상을 획득하기 위하여 눈 주변에 고정하는 안경형 눈 코일 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치에 있어서, 상기 방진기는 상기 하우징이 설치 프레임에 매달린 상태에서 영상 획득 도중에 상기 주자석의 자장과 상기 경사 자장 코일에 인가되는 전류에 의해 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz Force)에 기인하는 상기 하우징의 진동을 흡수하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 피검자가 인체 전체를 하우징 안으로 이동시킬 필요 없이 편하게 두부와 어깨 일부만을 하우징 안으로 이동시킨 상태에서 두부 전용의 영상을 획득하므로 장치의 크기를 소형화할 수 있고, 소규모 의원급(Doctor's office)에서도 설치하여 사용할 수 있다.
본 발명은 두부와 어깨 일부만을 하우징 안으로 이동시키므로 밀폐 공간에 대한 두려움 없이 폐쇄공포증이 있는 피검자도 편하게 영상 촬영이 가능하다.
본 발명은 영상 촬영 중 두부를 제외한 신체 움직임이 가능하기 때문에 뇌 활동을 측정하는 기능적 자기공명영상(fMRI)을 쉽고 다양하게 획득할 수 있고, 해당 기능적 자기공명영상(fMRI)을 통해 다양한 뇌의 기능을 볼 수 있다.
본 발명은 인체에 삽입하거나 착용하는 형태로 제작된 국부 코일을 활용하기 때문에 두부 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위)의 영상을 높은 신호대잡음비(SNR; Signal-to Noise Ratio)로 획득할 수 있다.
본 발명은 영상 획득 도중에 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz force)에 기인하는 하우징의 진동을 하우징 주변에 설치된 방진기로 흡수하기 때문에 해당 진동으로 인해 생기는 소음 및 영상 음영(image artifact)을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 도 1의 정단면도.
도 4는 도 1의 단면 사시도.
도 5는 구강 코일 사용 상태도.
도 6은 귀 코일 사용 상태도.
도 7은 눈 코일 사용 상태도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치는 하기의 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야에 대하여 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)는 주자석(110)과 경사 자장 코일(120), 무선 주파수 코일(130), 국부 코일(140), 제어장치(150), 하우징(160), 설치 프레임(170), 방진기(180) 및 피검자 의자(190)를 포함하여 구성된다.
상기 주자석(110)은 피검자의 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 내부 중공에 수용하도록 중공 원통체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자의 두부(H)에 자장을 인가한다.
상기 주자석(110)은 피검자의 두부(H)에 인가하는 자장의 균질도를 충족시키기 위해 내부 중공의 내경이 피검자의 두부(H) 전체와 어깨(S) 일부를 충분히 수용할 수 있도록 제작된 것이 바람직하다.
상기 경사 자장 코일(120)은 상기 주자석(110)의 내경부에 밀착 설치되는 중공 원통체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자 두부(H)의 피검 부위 위치 정보를 인코딩하기 위하여 상기 주자석(110)의 자장 세기를 피검 부위 위치에 따라 일시적으로 변화시키는 경사 자장을 인가한다.
상기 경사 자장 코일(120)은 내부 중공의 내경이 피검자의 두부(H) 전체를 수용할 수 있도록 제작된 것이 바람직하다.
상기 무선 주파수 코일(130)은 상기 경사 자장 코일(120)의 내경부에 밀착 설치되는 중공 원동체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자 두부(H) 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 피검자의 두부 전체 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신한다.
상기 무선 주파수 코일(130)은 내부 중공의 내경이 피검자의 두부(H) 전체를 수용할 수 있도록 제작된 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주자석(110)과 경사 자장 코일(120) 및 무선 주파수 코일(130)은 도 1 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 하우징(160)에 피검자의 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 내부 중공에 수용하도록 수직으로 세워져 설치되되, 상기 하우징(160)에 형성되는 상기 주자석(110)의 저면 개구부와 상기 경사 자장 코일(120)의 저면 개구부가 형성하는 걸림턱(163)에 상기 어깨(S) 일부가 걸림에 따라 상기 두부(H)가 상기 무선 주파수 코일(130)의 내부 중공에 정위치하게 한다.
상기 국부 코일(140)은 피검자 인체에 삽입하거나 착용하는 형태로 제작된 것이고 상기 무선 주파수 코일(130)이 피검자 두부(H) 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 피검자의 두부(H) 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위) 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신한다.
상기 국부 코일(140)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 피검자의 치과 진단용 영상을 획득하기 위하여 입안에 삽입하는 마우스피스형 구강 코일로 제작되어 사용될 수 있다.
상기 국부 코일(140)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 피검자의 이과 진단용 영상을 획득하기 위하여 귀 주변에 고정하는 헤드폰형 귀 코일로 제작되어 사용될 수 있다.
상기 국부 코일(140)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 피검자의 안과 진단용 영상을 획득하기 위하여 눈 주변에 고정하는 안경형 눈 코일로 제작되어 사용될 수 있다.
참고로, 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)는 도 5 내지 도 7에 예시한 바와 같이, 피검자의 인체에 삽입하거나 착용하는 형태로 제작된 국부 코일(140)을 활용하기 때문에 두부(H) 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위)의 영상을 높은 신호대잡음비로 획득할 수 있다. 예컨대, 상기 국부 코일(140)은 무선 주파수 코일(130)에 비해 피검 부위에 근접한 위치에서 자기공명신호를 수신할 수 있기 때문에 높은 신호대잡음비로 해당 피검 부위 영상을 획득할 수 있다.
상기 제어장치(150)는 피검자의 두부 전체 영상 혹은 피검자의 두부 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위) 영상을 획득하는데 필요한 경사 자장을 인가하거나 무선 주파수(RF) 전자파 인가 혹은 차단 타이밍을 정해주기 위해 상기 경사 자장 코일(120) 및 상기 무선 주파수 코일(130)로 인가하는 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 제어한다.
상기 제어장치(150)는 상기 무선 주파수 코일(130)이 수신한 자기공명신호로부터 뇌 진단용 두부 전체 영상을 획득하고, 상기 국부 코일(140)이 수신한 자기공명신호로부터 두부 중에서 선택된 피검 부위(예컨대, 구강 부위, 귀 부위, 눈 부위) 영상을 획득한다.
상기 제어장치(150)는 상기 무선 주파수 코일(130)이 자기공명신호를 수신하는 동안에는 상기 국부 코일(140)의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시킨다.
상기 제어장치(150)는 상기 국부 코일(140)이 자기공명신호를 수신하는 동안에는 상기 무선 주파수 코일(130)의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시킨다.
상기 제어장치(150)는 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)의 운영자에 의해 조작되는 콘솔로서, 워크스테이션이나 일반 컴퓨터로 구현할 수 있고, 영상표시장치와 키보드, 마우스 등을 포함할 수 있다.
상기 하우징(160)은 피검자의 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 내부 중공에 수용하도록 중공 원통형으로 제작된 것이고 상기 주자석(110)과 상기 경사 자장 코일(120) 및 상기 무선 주파수 코일(130)이 내부에 설치된다.
참고로, 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)는 피검자가 인체 전체를 상기 하우징(160) 안으로 이동시킬 필요 없이 편하게 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 하우징(160) 안으로 이동시킨 상태에서 두부(H) 전용의 영상을 획득하므로 장치의 크기를 소형화할 수 있고, 소규모 의원급(Doctor's office)에서도 설치하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)는 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 상기 하우징(160) 안으로 이동시키므로 밀폐 공간에 대한 두려움 없이 폐쇄공포증이 있는 피검자도 편하게 영상 촬영이 가능하다.
특히, 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)는 영상 촬영 중 두부(H)를 제외한 신체 움직임이 가능하기 때문에 뇌 활동을 측정하는 기능적 자기공명영상(fMRI)을 쉽고 다양하게 획득할 수 있고, 해당 기능적 자기공명영상(fMRI)을 통해 다양한 뇌의 기능을 볼 수 있다.
상기 설치 프레임(170)은 상기 하우징(160)이 고정되는 천장부(171)와 벽부(172)를 포함한다.
참고로, 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)를 소규모 의원급(Doctor's office)에 설치하는 경우, 적합한 설치 공간을 확보하여 해당 설치 공간에 상기 설치 프레임(170)을 배치하고, 도 1 내지 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 설치 프레임(170)에 하우징(160)을 매달아 고정하는 것이 바람직하다. 또한, 적합한 설치 공간 확보가 곤란한 경우, 상기 설치 프레임(170)의 천장부(171) 혹은 벽부(172)를 대신하여 소규모 의원 건물 실내의 천장이나 벽에 상기 하우징(160)을 매달아 고정할 수도 있다.
상기 방진기(180)는 상기 하우징(160)의 상면부(161)와 상기 설치 프레임(170)의 천장부(171) 사이 혹은 상기 하우징(160)의 측벽부(162)와 상기 설치 프레임(170)의 벽부(172) 사이 혹은 상기 하우징(160)의 저면과 상기 설치 프레임(170)이 설치되는 바닥 사이에 개재되어 상기 하우징(160)과 설치 프레임(170)을 연결한다.
참고로, 도 1 내지 도 7에서는 상기 하우징(160)의 상면부(161)와 상기 설치 프레임(170)의 천장부(171) 사이 및 상기 하우징(160)의 측벽부(162)와 상기 설치 프레임(170)의 벽부(172) 사이에 스프링 형상의 방진기(180)가 개재되어 있는 실시예를 나타낸다.
상기 방진기(180)는 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)가 작동하여 영상을 획득하는 도중에, 상기 주자석(110)의 자장과 상기 경사 자장 코일(120)에 인가되는 전류에 의해 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz Force)에 기인하는 상기 하우징(160)의 진동을 흡수한다.
참고로, 도 1 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 설치 프레임(170)에 하우징(160)을 매달아 고정하는 구조에서는 영상을 획득하는 도중에, 상기 주자석(110)의 자장과 상기 경사 자장 코일(120)에 인가되는 전류에 의해 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz Force)에 기인하는 상기 하우징(160)의 진동이 발생하게 되고, 이 진동으로 인해 소음이 생기거나 영상 획득 시 영상 음영(image artifact)이 나타나는 문제점이 있다.
상기 방진기(180)가 상기 하우징(160)의 진동을 흡수하면 해당 진동으로 인해 생기는 소음 및 영상 획득 시 영상 음영(image artifact)을 제거할 수 있다.
도 1 내지 도 4에서는 완충스프링이 방진기(180)로 사용된 실시예를 나타내고 있으며, 완충스프링과 달리 상기 하우징(160)와 설치 프레임(170) 사이를 연결한 상태에서 상기 하우징(160)의 진동을 흡수할 수 있는 구조와 형상이면 어떤 것도 무방하다.
상기 피검자 의자(190)는 피검자의 엉덩이와 허벅지가 안착되는 시트(191)와 상기 시트(191) 좌우 측에 설치된 팔받이(192), 상기 시트(191)의 하부에 설치된 다리받이(193), 상기 시트(191)의 상부에 설치된 등받이(194) 및 상기 등받이(194) 위로 연장 설치된 머리받이(195)를 포함하여 구성된다.
상기 피검자 의자(190)는 피검자의 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 하우징(160)의 내부 중공에 수용하도록 피검자의 앉은 상태를 유지하는 형상이면 어떤 것도 무방하다.
상기 피검자 의자(190)는 상기 하우징(160)의 내부 중공에서 피검자가 두부(H)와 어깨(S) 일부를 상하, 전후, 좌우로 자유롭게 움직일 수 있도록 제작되는 것이 바람직하고, 피검자의 신체 조건에 따라 시트(191)와 머리받이(195)는 높낮이 조절이 가능한 것이 바람직하고, 다리받이(193)와 등받이(194)는 경사각도 조절이 가능한 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)는 다음과 같이 작동한다.
영상 획득 시작 전, 준비 과정에서 피검자는 상기 피검자 의자(190)에 앉은 상태에서 두부(H)와 어깨(S) 일부를 상하, 전후, 좌우로 자유롭게 움직여 자신의 두부(H)와 어깨(S) 일부를 상기 하우징(160)의 내부 중공, 바람직하게는 상기 주자석(110)의 내부 중공에 위치시킨다.
이 상태에서 본 발명에 따른 두부 전용 자기공명영상장치(100)의 운영자에 의해 상기 제어장치(150)가 조작되어 영상 획득 작동이 시작된다.
예컨대, 피검자의 뇌 활동을 측정하는 기능적 자기공명영상(fMRI)을 획득하는 경우, 상기 제어장치(150)에 의해 상기 경사 자장 코일(120) 및 상기 무선 주파수 코일(130)로 인가하는 펄스 시퀀스(pulse sequence)가 제어되면, 상기 무선 주파수 코일(130)이 피검자 두부(H) 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 피검자의 두부 전체 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신한다.
이에 따라서, 상기 제어장치(150)는 상기 무선 주파수 코일(130)로부터 수신한 자기공명신호로부터 뇌 진단용 두부 전체 영상을 획득하고, 영상 표시장치에 표시한다.
이와 달리, 예컨대 피검자가 치과 진단용 영상을 획득하기 위하여 도 5에 나타낸 바와 같이, 입안에 마우스피스형 구강 코일(140)을 물고 있는 상태로 피검자의 치과 진단용 영상을 획득하는 경우, 상기 제어장치(150)에 의해 상기 경사 자장 코일(120) 및 상기 무선 주파수 코일(130)로 인가하는 펄스 시퀀스(pulse sequence)가 제어되면, 상기 무선 주파수 코일(130)이 피검자 두부(H) 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파를 차단한다.
이어서, 상기 제어장치(150)는 상기 무선 주파수 코일(130)의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시키고, 상기한 바와 같이 피검자가 입안에 물고 있는 마우스피스형 구강 코일(140)이 피검자의 두부(H) 중에서 선택된 피검 부위인 구강 부위 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신한다.
이에 따라서, 상기 제어장치(150)는 상기 마우스피스형 구강 코일(140)로부터 수신한 자기공명신호로부터 치과 진단용 구강 부위 영상을 획득하고, 영상 표시장치에 표시한다.
이와 달리, 예컨대 피검자가 이과 진단용 영상을 획득하기 위하여 도 6에 나타낸 바와 같이, 귀 주변에 헤드폰형 귀 코일(140)을 고정하고 있는 상태로 피검자의 이과 진단용 영상을 획득하는 경우, 상기 제어장치(150)에 의해 상기 경사 자장 코일(120) 및 상기 무선 주파수 코일(130)로 인가하는 펄스 시퀀스(pulse sequence)가 제어되면, 상기 무선 주파수 코일(130)이 피검자 두부(H) 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파를 차단한다.
이어서, 상기 제어장치(150)는 상기 무선 주파수 코일(130)의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시키고, 상기한 바와 같이 피검자가 귀 주변에 고정하고 있는 헤드폰형 귀 코일(140)이 피검자의 두부(H) 중에서 선택된 피검 부위인 귀 부위 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신한다.
이에 따라서, 상기 제어장치(150)는 상기 헤드폰형 귀 코일(140)로부터 수신한 자기공명신호로부터 이과 진단용 귀 부위 영상을 획득하고, 영상 표시장치에 표시한다.
이와 달리, 예컨대 피검자가 안과 진단용 영상을 획득하기 위하여 도 7에 나타낸 바와 같이, 눈 주변에 안경형 눈 코일(140)을 고정하고 있는 상태로 피검자의 안과 진단용 영상을 획득하는 경우, 상기 제어장치(150)에 의해 상기 경사 자장 코일(120) 및 상기 무선 주파수 코일(130)로 인가하는 펄스 시퀀스(pulse sequence)가 제어되면, 상기 무선 주파수 코일(130)이 피검자 두부(H) 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파를 차단한다.
이어서, 상기 제어장치(150)는 상기 무선 주파수 코일(130)의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시키고, 상기한 바와 같이 피검자가 눈 주변에 고정하고 있는 안경형 눈 코일(140)이 피검자의 두부(H) 중에서 선택된 피검 부위인 눈 부위 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신한다.
이에 따라서, 상기 제어장치(150)는 상기 안경형 눈 코일(140)로부터 수신한 자기공명신호로부터 안과 진단용 눈 부위 영상을 획득하고, 영상 표시장치에 표시한다.
100: 두부 전용 자기공명영상장치 110: 주자석
120: 경사 자장 코일 130: 무선 주파수 코일
140: 국부 코일 150: 제어장치
160: 하우징 161: 상면부
162: 측벽부 163: 걸림턱
170: 설치 프레임 171: 천장부
172: 벽부 180: 방진기
190: 피검자 의자 191: 시트
192: 팔받이 193: 다리받이
194: 등받이 195: 머리받이
H: 두부 S: 어깨

Claims (5)

  1. 피검자의 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 내부 중공에 수용하도록 중공 원통체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자의 두부(H)에 자장을 인가하는 주자석(110)과;
    상기 주자석(110)의 내경부에 밀착 설치되는 중공 원통체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자 두부(H)의 피검 부위 위치 정보를 인코딩하기 위하여 상기 주자석(110)의 자장 세기를 피검 부위 위치에 따라 일시적으로 변화시키는 경사 자장을 인가하는 경사 자장 코일(120);
    상기 경사 자장 코일(120)의 내경부에 밀착 설치되는 중공 원동체로 제작된 것이고 내부 중공에 위치하는 피검자 두부(H) 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 피검자의 두부 전체 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신하는 무선 주파수 코일(130);
    피검자 인체에 착용하는 형태로 제작된 것으로 피검자의 이과 진단용 영상을 획득하기 위하여 귀 주변에 고정하는 헤드폰형 귀 코일, 피검자의 안과 진단용 영상을 획득하기 위하여 눈 주변에 고정하는 안경형 눈 코일 중 어느 하나로 된 것이고 상기 무선 주파수 코일(130)이 피검자 두부(H) 내에 자기공명현상을 일으키는 무선 주파수(RF) 전자파를 인가하고 무선 주파수(RF) 전자파 차단 후 피검자의 두부(H) 중에서 선택된 피검 부위 영상 획득을 위한 자기공명신호를 수신하는 국부 코일(140);
    피검자의 두부 전체 영상 혹은 피검자의 두부 중에서 선택된 피검 부위 영상을 획득하는데 필요한 경사 자장을 인가하거나 무선 주파수(RF) 전자파 인가 혹은 차단 타이밍을 정해주기 위해 상기 경사 자장 코일(120) 및 상기 무선 주파수 코일(130)로 인가하는 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 제어하고, 상기 무선 주파수 코일(130)이 수신한 자기공명신호로부터 뇌 진단용 두부 전체 영상을 획득하고, 상기 국부 코일(140)이 수신한 자기공명신호로부터 두부 중에서 선택된 피검 부위 영상을 획득하는 제어장치(150);
    피검자의 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 내부 중공에 수용하도록 중공 원통형으로 제작된 것이고 상기 주자석(110)과 상기 경사 자장 코일(120) 및 상기 무선 주파수 코일(130)이 내부에 설치되는 하우징(160);
    상기 하우징(160)이 고정되는 천장부(171)와 벽부(172)를 포함하는 설치 프레임(170); 및
    상기 하우징(160)의 상면부(161)와 상기 설치 프레임(170)의 천장부(171) 사이 혹은 상기 하우징(160)의 측벽부(162)와 상기 설치 프레임(170)의 벽부(172) 사이 혹은 상기 하우징(160)의 저면과 상기 설치 프레임(170)이 설치되는 바닥 사이에 개재되어 상기 하우징(160)이 설치 프레임(170)에 매달린 상태로 상기 하우징(160)과 설치 프레임(170)을 연결하고 영상 획득 도중에 상기 주자석(110)의 자장과 상기 경사 자장 코일(120)에 인가되는 전류에 의해 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz Force)에 기인하는 하우징(160)의 진동을 흡수하는 방진기(180);
    로 구성되고,
    상기 주자석(110)과 경사 자장 코일(120) 및 무선 주파수 코일(130)은 상기 하우징(160)에 피검자의 두부(H)와 어깨(S) 일부만을 내부 중공에 수용하도록 수직으로 세워져 설치되되 상기 하우징(160)에 형성되는 상기 주자석(110)의 저면 개구부와 상기 경사 자장 코일(120)의 저면 개구부가 형성하는 걸림턱(163)에 상기 어깨(S) 일부가 걸림에 따라 상기 두부(H)가 상기 무선 주파수 코일(130)의 내부 중공에 정위치하게 하는 것을 특징으로 하는 두부 전용 자기공명영상장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치(150)는 상기 무선 주파수 코일(130)이 자기공명신호를 수신하는 동안에는 상기 국부 코일(140)의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시키고, 상기 국부 코일(140)이 자기공명신호를 수신하는 동안에는 상기 무선 주파수 코일(130)의 자기공명신호 수신 기능을 작동 정지시키는 것을 특징으로 하는 두부 전용 자기공명영상장치.
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