KR102531234B1 - 자기공명영상시스템의 내부에서 사용될 수 있는 고주파 온열 조사 장치 - Google Patents

자기공명영상시스템의 내부에서 사용될 수 있는 고주파 온열 조사 장치 Download PDF

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KR102531234B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 조사장치는 자기공명영상시스템에 의해 생성된 자기장 영역 내에 고주파 전기장을 발생시키는 고주파 온열 조사 장치에 있어서, 상기 고주파 온열 조사 장치의 동작 주파수인 제1 주파수에서는 내부 회로가 단락된 것으로 동작하고; 상기 자기공명영상시스템의 동작 주파수인 제2 주파수에서는 내부 회로가 개방된 것으로 동작한다.

Description

자기공명영상시스템의 내부에서 사용될 수 있는 고주파 온열 조사 장치{APPARATUS FOR OPERATING THE RF HYPERTHERMIA IRRADIATION SYSTEM WHICH CAN BE USED IN THE MAGNETIC RESONANCE IMAGING SYSTEM}
본 발명은 자기공명영상시스템의 내부에서 사용될 수 있는 고주파 온열 조사 장치에 관한 것이다.
고주파 온열 치료법은 종양 등 유해조직을 가열하여 괴사를 시키거나 비정상적인 활성화를 유도하여 파괴하는 치료법이다. 또한, 이렇게 열을 가함으로써 이상 조직의 화학적 또는 방사선 요법에 대한 감수성을 높이거나, 열 또는 물리적인 활성화를 유발하여 약물 전달 효율을 높이는 등의 다양한 목적을 위해서도 사용된다. 따라서 고주파 온열 치료는 종양 또는 유해조직에 대한 치료를 위해 여러 방식으로 활용될 수 있는 효과적인 치료 방법이다.
정상 조직의 최대 안전 온도는 45℃이며 종양 부위의 온도가 40℃ 이상으로 유지되면 종양 세포가 죽게 된다. 이때 40℃에서 45℃ 사이의 온도에서는 열이 종양 세포의 비정상적인 성장을 촉진하고 45℃ 이상의 온도에서는 정상 조직과 종양 조직 모두 손상을 입을 수 있다. 따라서 정상 조직 손상을 피하면서 치료를 하려면 인가되는 고주파 전기장의 크기를 적당히 제어하여 조직의 온도가 40℃에서 42.5℃ 정도로 조절할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 치료하고자 하는 부위의 위치를 정확히 확인하여 치료계획을 수립해야 하고, 치료 중에는 온도 확인 등 치료과정을 정확히 모니터링할 수 있어야 하며, 치료후에는 그 치료 결과를 확인할 수 있다면 굉장히 효과적으로 치료를 진행할 수 있을 것이다.
이와 같은 열치료 계획수립, 열치료 중의 온도모니터링, 치료결과확인을 효과적으로 할 수 있는 가장 효과적인 기술 중의 하나가 자기공명영상기술이며 이를 위해서는 자기공명 영상진단에 영향을 안 끼치며 그러면서도 효과적인 고주파치료가 가능한 자기공명영상기기에 호환되는 고주파열치료 전극을 포함하는 고주파 열치료기기 용 하드웨어가 요구되고 있다.
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대한민국 등록특허공보 10-1900700 대한민국 등록특허공보 10-2113199 대한민국 등록특허공보 10-1938048 대한민국 등록특허공보 10-2342813
본 발명의 실시예는 고주파 온열 조사 장치의 동작 주파수에서는 단락되고 자기공명영상시스템의 동작 주파수에서는 개방되는 스위칭 회로를 통해 자기공명영상시스템에 의한 영향 없이 고주파 온열 조사를 수행할 수 있는 고주파 온열 조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상시스템에 의해 생성된 자기장 영역에서, 동작상태 조절을 통해 고주파 전기장 발생 여부를 조절하는 스위칭 회로를 포함하는 고주파 온열 조사 장치에 있어서, 상기 고주파 온열 조사 장치의 동작 주파수인 제1 주파수에서는 상기 스위칭 회로가 단락되도록 구성되고, 상기 자기공명영상시스템의 동작 주파수이며, 상기 제1 주파수를 초과하는 제2 주파수에서는 상기 스위칭 회로가 개방되도록 구성된다.
상기 고주파 온열 조사 장치는: 고주파 전기장을 발생시키는 용량성 전극; 및 단락 또는 개방 동작을 통해 상기 용량성 전극을 통한 고주파 전기장 발생 여부를 조절하는 스위칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 용량성 전극은 한 쌍의 전극판을 포함하고, 상기 전극판 각각은 복수의 전극판 조각을 포함할 수 있다.
상기 전극판 조각 각각의 폭은 상기 제2 주파수에서의 한 파장 길이의 85분의 1 내지 55분의 1로 제공될 수 있다.
각각의 상기 전극판 조각은 가로 및 세로 방향으로 일정한 간격을 유지하도록 제공되고, 상기 스위칭 회로는 어느 하나의 전극판 조각에서 가로 및 세로 방향에 가장 인접한 또 다른 전극판 조각 사이에 제공될 수 있다.
상기 스위칭 회로는 상기 제1 주파수에서는 단락되고 상기 제2 주파수에서는 개방되는 제1 스위칭 회로 및 제2 스위칭 회로 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 스위칭 회로는: 상기 제1 주파수에서 직렬 공진하여 단락된 것으로 동작하는 제1 직렬 회로; 및 상기 제1 직렬회로와 커패시터가 병렬로 연결되도록 제공되며, 상기 제2 주파수에서 병렬 공진하여 개방된 것으로 동작하는 제1 병렬 회로를 포함할 수 있다.
상기 제2 스위칭 회로는: 상기 제2 주파수에서 병렬 공진하여 개방된 것으로 동작하는 제2 병렬 회로; 및
상기 제2 병렬 회로와 커패시터가 직렬로 연결되도록 제공되며, 상기 제1 주파수에서 직렬 공진하여 단락된 것으로 동작하는 제2 직렬 회로를 포함할 수 있다.
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본 발명의 실시예에 따른 고주파 온열 조사 장치는 고주파 온열 조사 장치의 동작 주파수에서는 단락되고 자기공명영상시스템의 동작주파수에서는 개방되는 스위칭 회로를 통해 자기공명영상시스템에 의한 영향 없이 고주파 온열 조사를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 조사 장치가 자기공명영상시스템 내에 제공된 모습을 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 용량성 전극과 스위칭 회로의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 스위칭 회로를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 스위칭 회로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 전극판의 형상과 그 때의 자기공명영상을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
이하, 본 명세서의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 조사 장치(10)가 자기공명영상시스템(20) 내에 제공된 모습을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 고주파 온열 조사 장치(10)는 자기공명영상시스템(20)에 의해 생성된 자기장 영역 내에 고주파 전기장을 발생시키도록 제공된다. 일반적으로 원통형으로 제공되는 자기공명영상시스템(20)에는 자기공명영상을 획득하고자 하는 대상물(예를 들어, 사람 혹은 동물이 이에 해당함)이 수용될 수 있는 중공이 형성되며, 해당 중공에는 자기공명영상 획득을 위한 고주파 자기장이 형성된다.
고주파 온열 조사 장치(10)는 이러한 자기공명영상시스템(20)을 통해 자기공명영상을 획득하는 과정에서 생성되는 자기장 영역에 제공된다. 이러한 자기장은 고주파 온열 조사 장치에 포함된 회로에 유도 전류를 생성하게 되는데, 이러한 유도 전류는 고주파 온열 조사 장치(10)의 정상적인 동작을 방해하는 요소로 작용한다.
따라서, 본 발명에서는 고주파 온열 조사 장치(10)에 포함된 스위칭 회로(200)를 통해 고주파 온열 조사 장치(10)의 동작 주파수인 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00052
)에서는 스위칭 회로(200)가 단락된 것으로 동작하고, 자기공명영상시스템(20)의 동작 주파수인 제2 주파수(
Figure 112023003922218-pat00053
)에서는 스위칭 회로(200)가 개방된 것으로 동작함으로써 자기공명영상시스템(20)의 고주파 성분에 의한 영향을 제거한다.
이하에서는, 이러한 고주파 온열 조사 장치(10)의 각 구성과 기능에 대해 보다 상세히 설명한다.
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도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 용량성 전극(100)과 스위칭 회로(200)의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하면, 용량성 전극(100)은 복수의 전극판 조각(111)을 포함하며, 고주파 전기장을 발생시킨다. 각각의 전극판 조각(111)은 가로 및 세로 방향으로 일정한 간격을 유지하도록 제공될 수 있다.
이때 스위칭 회로(200)는 인접한 전극판 조각(111) 사이에 제공될 수 있는다. 예를 들면, 어느 하나의 전극판 조각(111)에서 가로 방향 및 세로 방향으로 가장 인접한 또 다른 전극판 조각(111) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 스위칭 회로(200)는 주파수에 따른 개방 또는 단락 동작을 통해 고주파 온열 조사 장치(10)를 통한 고주파 전기장 발생 여부를 조절할 수 있다.
용량성 전극(100)은 한 쌍의 전극판(110)을 포함할 수 있는데, 한 쌍의 전극판(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 자기공명영상시스템(20)의 중공에 수용되는 대상물에서 고주파 온열 조사를 수행하고자 하는 영역을 가운데 두고 서로 바라보도록 제공될 수 있다.
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각각의 전극판(110)은 복수의 전극판 조각(111)을 포함할 수 있다. 이때 각각의 전극판 조각(111)의 폭은 자기공명영상시스템(20)의 동작 주파수인 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00003
)에서의 한 파장 길이의 85분의 1 내지 55분의 1로 제공될 수 있다.
예를 들어, 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00004
)가 128[MHz]로 제공되는 경우 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00005
)의 한 파장의 길이는 약 2.34[m]가 된다. 이 경우 전극판 조각(111)의 폭은 2.34[m]의 85분의 1 내지 55분의 1인 2.75[cm] 내지 4.25[cm]로 제공될 수 있다. 다만, 전극판 조각(111)의 폭은 이에 한정되지 않으며 사용자의 선택에 따라 조절 가능하다.
전극판(110)에 포함된 복수의 전극판 조각(111)들 중 인접한 전극판 조각(111) 사이에는 스위칭 회로(220)가 제공된다. 스위칭 회로는 고주파 온열 조사 장치(10)의 동작 주파수인 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00054
)에서는 단락되고, 자기공명영상시스템(20)의 동작 주파수인 제2 주파수(
Figure 112023003922218-pat00055
)에서는 개방된 것으로 동작한다.
도 2b는 도 2a에서의 스위칭 회로(200)가 제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00008
)에서 단락된 것으로 동작하는 모습을 개략적으로 나타낸 것이다. 이 경우 각각의 전극판 조각(111)이 서로 단락된 것으로 동작하므로, 하나의 커다란 전극판이 제공된 것과 같이 동작할 수 있다.
도 2c는 도 2a에서의 스위칭 회로(200)가 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00009
)에서 개방된 것으로 동작하는 모습을 개략적으로 나타낸 것이다. 이 경우 전극판(110)은 독립적으로 제공되는 복수의 구리판과 같이 동작함으로써 고주파 전기장을 발생시키는 용량성 전극(100)이 제공되지 않은 것과 같은 효과를 발생시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 스위칭 회로(210)를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 스위칭 회로(220)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 스위칭 회로(200)는 제1 스위칭 회로(210)와 제2 스위칭 회로(220)를 포함한다. 이하에서는 제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00010
) 및 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00011
)에서 제1 스위칭 회로(210) 및 제2 스위칭 회로(220)의 동작 상태를 설명한다.
일 예에 따르면, 고주파 온열 조사 장치(10)의 동작 주파수인 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00056
)는 13.56[MHz]로 제공될 수 있고, 자기공명영상시스템(20)의 동작 주파수인 제2 주파수(
Figure 112023003922218-pat00057
)는 상기 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00058
)보다 높은 128[MHz]로 제공될 수 있다. 다만, 각각의 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00059
) 및 제2 주파수(
Figure 112023003922218-pat00060
)는 사용자의 설정에 따라 조절 가능하다.
도 3의 제1 스위칭 회로(210)는 제1 직렬 회로(211)와 제1 병렬 회로(212)를 포함한다. 이때 제1 직렬 회로(211)는 인덕터(205)와 제1 커패시터(201)가 직렬로 연결된 회로를 말하며, 제1 병렬 회로(212)는 상기 제1 직렬 회로(211)에 제2 커패시터(202)가 병렬로 연결된 회로를 말한다. 즉, 제1 직렬 회로(211)의 경우 제1 병렬 회로(212)에 포함되도록 제공된다.
이러한 제1 스위칭 회로(210)는 고주파 온열 조사 장치(10)의 동작 주파수인 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00061
)에서는 단락된 것으로 동작하고, 자기공명영상시스템(20)의 동작 주파수인 제2 주파수(
Figure 112023003922218-pat00062
)에서는 개방된 것으로 동작한다.
제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00019
) 및 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00020
)에서의 제1 스위칭 회로(210)의 동작에 대해 보다 상세히 설명하면 아래와 같다.
먼저, 제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00021
)에서 제1 스위칭 회로(210)는 아래와 같이 동작한다.
제1 직렬 회로(211)는 제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00022
)에서 직렬 공진하도록 제공된다. 다시 말해, 제1 직렬 회로(211)에서 직렬로 연결된 인덕터(205)의 인덕턴스와 제1 커패시터(201)의 커패시턴스는 제1 직렬 회로(211)가 제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00023
)에서 직렬 공진하도록 설정된다. 즉,
Figure 112020129628082-pat00024
로 설정되므로
Figure 112020129628082-pat00025
이 되어 제1 직렬 회로(211)는 단락된 것으로 동작한다. 제1 직렬 회로(211)의 임피던스가 0이므로, 제1 직렬 회로(211)에 제2 커패시터(202)가 병렬로 연결된 제1 병렬 회로(212)의 임피던스 역시 0이 된다. 따라서, 제1 스위칭 회로(210)의 전체 임피던스는 0이 되어 단락(short)된 것으로 동작한다.
즉, 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00026
)에서 제1 직렬 회로는 인덕터 성분을 가진 유도성 소자로 동작할 수 있다.
다음으로, 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00027
)에서 제1 스위칭 회로(210)는 아래와 같이 동작한다.
제1 직렬 회로(211)에서 직렬로 연결된 인덕터(205)와 제1 커패시터(201)는 등가 인덕터로 동작한다. 이때, 합성 임피던스는
Figure 112020129628082-pat00028
가 된다.
제1 병렬 회로(212)는 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00029
)에서 병렬 공진하도록 제공된다. 다시 말해, 제1 직렬 회로(211)에 병렬로 연결된 등가 인덕터의 인덕턴스(
Figure 112020129628082-pat00030
)와 제2 커패시터(202)의 커패시턴스는 제1 병렬 회로(212)가 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00031
)에서 병렬 공진하도록 설정된다. 즉,
Figure 112020129628082-pat00032
로 설정되므로 제1 병렬 회로(212)의 임피던스는 최대값을 갖게 되어 개방(open)된 것으로 동작한다.
즉, 제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00033
)에서 제2 병렬회로는 인덕터 성분을 가진 유도성 소자로 동작할 수 있다.
도 4의 제2 스위칭 회로(220)는 제2 병렬 회로(222)와 제2 직렬 회로(221)를 포함한다. 이때 제2 병렬 회로(222)는 인덕터(205)와 제3 커패시터(203)가 병렬로 연결된 회로를 말하며, 제2 직렬 회로(221)는 상기 제2 병렬 회로(222)에 제4 커패시터(204)가 직렬로 연결된 회로를 말한다. 즉, 제2 직렬 회로(221)의 경우 제2 병렬 회로(222)를 포함하도록 제공된다.
이러한 제2 스위칭 회로(220)역시 제1 스위칭 회로(210)와 마찬가지로 고주파 온열 조사 장치(10)의 동작 주파수인 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00063
)에서는 단락된 것으로 동작하고, 자기공명영상시스템(20)의 동작 주파수인 제2 주파수(
Figure 112023003922218-pat00064
)에서는 개방된 것으로 동작한다.
제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00036
) 및 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00037
)에서의 제2 스위칭 회로(220)의 동작에 대해 보다 상세히 설명하면 아래와 같다.
먼저, 제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00038
)에서의 제2 스위칭 회로(220)는 아래와 같이 동작한다.
제2 병렬 회로(222)에 제4 커패시터(204)가 직렬로 연결된 제2 직렬 회로(221)에 있어서, 제3 커패시터(203)의 커패시턴스, 제4 커패시터(204)의 커패시턴스 및 인덕터(205)의 인덕턴스는 제2 직렬 회로(221)가 제1 주파수(
Figure 112020129628082-pat00039
)에서 직렬 공진하도록 설정된다. 이 경우 제2 스위칭 회로(220)의 합성 임피던스는 0가 된다. 따라서, 제2 스위칭 회로(220)는 단락(short)된 것으로 동작한다.
다음으로, 제2 주파수에서 제2 스위칭 회로(220)는 아래와 같이 동작한다.
제2 병렬 회로(222)에서 병렬로 연결된 인덕터(205)의 인덕턴스와 제3 커패시터(203)의 커패시턴스는 제2 주파수(
Figure 112020129628082-pat00040
)에서 병렬 공진하도록 설정된다. 이 경우 제2 병렬 회로(222)의 임피던스는 최대값을 갖게 되므로, 제2 직렬 회로(221)의 합성 임피던스 역시 최대값을 갖게 된다. 따라서, 제2 스위칭 회로(220)는 개방(open)된 것으로 동작한다.
즉, 본 발명의 스위칭 회로(200)는 도 3에서 기술한 제1 스위칭 회로(210) 및 도 4에서 기술한 제2 스위칭 회로(220)에서 기술한 바와 같이, 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00065
)에서는 단락(short)되고 제2 주파수(
Figure 112023003922218-pat00066
)에서는 개방(open)된 것으로 동작한다. 이를 통해 본 발명의 고주파 온열 조사 장치(10)는 자기공명영상시스템(20)의 영향 없이 동작할 수 있다. 다만, 스위칭 회로(200)의 구성은 제1 스위칭 회로(210) 및 제2 스위칭 회로(220)의 구체적인 구성에 한정되지 않으며, 제1 주파수(
Figure 112023003922218-pat00067
)에서는 단락되고, 제2 주파수(
Figure 112023003922218-pat00068
)에서는 개방될 수 있는 회로 구성이라면 제한 없이 적용 가능하다.
도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 전극판(110)의 형상과 그 때의 자기공명영상을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 전극판(110)의 형상과 전극판 조각(111) 사이에 제공되는 스위칭 회로(200)가 자기공명영상에 미치는 영향을 알 수 있다. 여기서 case 1은 내부가 물로만 구성된 균일한 팬텀의 자기공명영상을 나타낸 것이고, case 2는 복수의 전극판 조각(111)은 제공되나 인접한 전극판 조각(111) 사이에 스위칭 회로(200)는 제공되지 않았을 때의 자기공명영상을 나타낸 것이고, case 3은 좌측 하단의 형상을 갖는 전극판(110)에서의 자기공명영상을 나타낸 것이고, case 4는 case 2의 전극판 조각(111)에 스위칭 회로(200)를 제공했을 때의 자기공명영상을 나타낸 것이고, case 5는 전극판(110)을 하나의 도체 판으로 제공했을 때의 자기공명영상을 나타낸 것이다.
위의 각 case들을 살펴보면, case 2와 case 4에서 상당히 유사한 자기공명영상을 얻었음을 알 수 있고 이를 통해 전극판(110)에 스위칭 회로(200)를 추가하더라도 자기공명영상에는 큰 변화를 주지 않았음을 알 수 있다.
또한, case 3을 살펴보면, case 2 및 case 4에 비해 어두운 영역이 많이 관찰되므로, case 3의 전극판(110) 형상에 비해 case 2 및 case 4의 전극판(110) 형상이 보다 선명한 자기공명영상을 획득하는데 유리함을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고주파 온열 조사 장치(10)는 자기공명영상시스템(20)과 함께 제공됨으로써, 고주파 온열 조사가 정상적으로 이루어 지고 있는지를 자기공명영상을 통해 확인할 수 있다. 또한, 고주파 온열 조사 장치(10)의 동작 주파수에서는 단락되고 자기공명영상시스템(20)의 동작주파수에서는 개방되는 스위칭 회로(200)를 포함함으로써, 자기공명영상시스템(20)에 의해 발생될 수 있는 유도 전류 등의 영향 없이 고주파 온열 조사 장치(10)를 정상적으로 동작시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
10: 고주파 온열 조사 장치
20: 자기공명영상시스템
100: 용량성 전극
110: 전극판
111: 전극판 조각
200: 스위칭 회로
201: 제1 커패시터
202: 제2 커패시터
203: 제3 커패시터
204: 제4 커패시터
205: 인덕터
210: 제1 스위칭 회로
211: 제1 직렬 회로
212: 제1 병렬 회로
220: 제2 스위칭 회로
221: 제2 직렬 회로
222: 제2 병렬 회로

Claims (8)

  1. 자기공명영상시스템에 의해 생성된 자기장 영역에서, 동작상태 조절을 통해 고주파 전기장 발생 여부를 조절하는 스위칭 회로를 포함하는 고주파 온열 조사장치에 있어서,
    상기 고주파 온열 조사 장치의 동작 주파수인 제1 주파수에서는 상기 스위칭 회로가 단락되도록 구성되고,
    상기 자기공명영상시스템의 동작 주파수이며, 상기 제1 주파수를 초과하는 제2 주파수에서는 상기 스위칭 회로가 개방되도록 구성된 고주파 온열 조사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고주파 온열 조사 장치는:
    고주파 전기장을 발생시키는 용량성 전극; 및
    단락 또는 개방 동작을 통해 상기 용량성 전극을 통한 고주파 전기장 발생 여부를 조절하는 스위칭 회로를 포함하는 고주파 온열 조사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용량성 전극은 한 쌍의 전극판을 포함하고,
    상기 전극판 각각은 복수의 전극판 조각을 포함하는 고주파 온열 조사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전극판 조각 각각의 폭은 상기 제2 주파수에서의 한 파장 길이의 85분의 1 내지 55분의 1로 제공되는 고주파 온열 조사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 상기 전극판 조각은 가로 및 세로 방향으로 일정한 간격을 유지하도록 제공되고,
    상기 스위칭 회로는 어느 하나의 전극판 조각에서 가로 및 세로 방향에 가장 인접한 또 다른 전극판 조각 사이에 제공되는 고주파 온열 조사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 상기 제1 주파수에서는 단락되고 상기 제2 주파수에서는 개방되는 제1 스위칭 회로 및 제2 스위칭 회로 중 어느 하나를 포함하는 고주파 온열 조사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 회로는:
    상기 제1 주파수에서 직렬 공진하여 단락된 것으로 동작하는 제1 직렬 회로; 및
    상기 제1 직렬회로와 커패시터가 병렬로 연결되도록 제공되며, 상기 제2 주파수에서 병렬 공진하여 개방된 것으로 동작하는 제1 병렬 회로를 포함하는 고주파 온열 조사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 회로는:
    상기 제2 주파수에서 병렬 공진하여 개방된 것으로 동작하는 제2 병렬 회로; 및
    상기 제2 병렬 회로와 커패시터가 직렬로 연결되도록 제공되며, 상기 제1 주파수에서 직렬 공진하여 단락된 것으로 동작하는 제2 직렬 회로를 포함하는 고주파 온열 조사 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012504977A (ja) 2008-10-08 2012-03-01 ヘルムホルツ・ツェントルム・ミュンヒェン・ドイチェス・フォルシュンクスツェントルム・フューア・ゲズントハイト・ウント・ウムベルト（ゲーエムベーハー） 放射線療法及び温熱療法を組み合わせた治療装置
KR101734928B1 (ko) 2016-07-18 2017-05-12 주식회사 케이엠에치씨 고주파 온열암치료기

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003002199A2 (de) * 2001-06-26 2003-01-09 Siemens Aktiengesellschaft Magnetresonanzanlage und verfahren zum betrieb
KR101938048B1 (ko) 2017-03-09 2019-01-14 연세대학교 산학협력단 수정된 딕슨 기법을 통해 획득한 자기 공명 영상을 이용한 암을 진단하기 위한 장치 및 이 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
KR101900700B1 (ko) 2017-12-29 2018-09-20 경인엔지니어링 (주) 회전 전극을 이용한 고주파 온열 암 치료용 전극 장치
KR102113199B1 (ko) 2018-06-08 2020-05-20 주식회사 케이 고주파 온열 치료장치
KR102342813B1 (ko) 2020-04-22 2021-12-22 성균관대학교산학협력단 볼륨 선택적 3차원 자기 공명 영상 생성 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012504977A (ja) 2008-10-08 2012-03-01 ヘルムホルツ・ツェントルム・ミュンヒェン・ドイチェス・フォルシュンクスツェントルム・フューア・ゲズントハイト・ウント・ウムベルト（ゲーエムベーハー） 放射線療法及び温熱療法を組み合わせた治療装置
KR101734928B1 (ko) 2016-07-18 2017-05-12 주식회사 케이엠에치씨 고주파 온열암치료기

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