KR20000005831A - 자기공명단층촬영코일및자기공명단층촬영장치 - Google Patents

Abstract

헤드 코일로 사용할 때 검체(환자)가 느끼는 갇혀 있다는 느낌을 완화하고 자기공명 단층 촬영 코일의 신호대 잡음비를 향상시키기 위하여, 각각의 코일 표면이 서로 마주보며 사이에 촬영 공간(imaging space)을 개재한 한쌍의 대향하는 코일(1, 2)과, 상기 대향하는 코일(1, 2)의 코일 표면에 수직인 코일 표면을 구비하고 상기 촬영 공간을 둘러싸는 구상 코일(quadrature coil)(3)을 포함하는 자기공명 단층 촬영 코일(10)이 제공된다. 자기공명 단층 촬영 코일(10)이 헤드 코일로 사용되면, 구상 코일(3)은 검체(H)의 머리에 씌워지고, 대향하는 코일(1, 2)은 검체(H)의 귀 가까이에 위치된다.

Description

자기공명 단층 촬영 코일 및 자기공명 단층 촬영 장치{MRI COIL AND MRI APPARATUS}

본 발명은 자기공명 단층 촬영(magnetic resonance imaging : MRI)(이하에서는 "MRI"라고 함) 코일에 관한 것으로서, 특히 검체(환자)가 느끼는 갇혀 있다는 느낌을 완화시키고, 헤드 코일(head coil)로 사용될 때 신호대 잡음비(signal to noise ratio)(이하에서는 "S/N비"라고 함)를 향상시키는 MRI 코일에 관한 것이다.

종래의 MRI 헤드 코일의 일예가 도 1에 도시되어 있다.

MRI 헤드 코일(70)은 그 내에 검체(H)의 머리가 들어가는 촬영 공간을 구비한 원통형이다.

종래의 MRI 헤드 코일에는 아래와 같은 문제점이 있었다.

① 코일(70)은 검체(H)의 머리를 둘러쌀 수 있도록 원통형이며 개구부는 몇 개 없기 때문에, 검체(H)가 시각 및 청각을 통해 인지할 수 있는 범위가 상당히 제한되어 있고, 검체(H)의 날숨이 코일(70)을 채우고 있으며, 검체(H)에게 갇혀 있다는 느낌을 준다.

② 코일(70)이 검체(H)의 머리를 둘러싸기 때문에, 코일(70)은 코끝에서 머리 뒤까지의 거리보다 더 큰 공간을 갖추고 있어야 하므로, 코일의 규격을 뚜렷하게 줄일 수는 없다. 따라서, 검체(H)와 코일(70) 사이의 간격을 줄일 수가 없으므로, S/N비가 낮아진다.

본 발명의 목적은 헤드 코일로 사용할 때, 검체(환자)가 느끼는 갇혀 있다는 느낌을 완화할 수 있고 S/N비를 향상시킬 수 있는 MRI 코일을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 각각의 코일 표면이 서로 마주보며 사이에 촬영 공간을 개재한 한쌍의 대향하는 코일과, 상기 대향하는 코일의 코일 표면에 수직인 코일 표면을 구비하고 상기 촬영 공간을 둘러싸는 구상 코일을 포함하는 MRI 코일이 제공된다.

제 1 실시형태의 MRI 코일이 헤드 코일로 사용되면, 구상 코일은 검체의 머리에 씌워지고, 대향하는 코일은 검체의 귀 가까이에 위치된다. 이 상태에서, 구상 코일이 검체의 눈 위에 걸쳐지지만 머리 꼭대기, 코, 또는 입을 덮지는 않는다. 대향하는 코일은 검체의 귀 가까이에 배치되지만 귀를 완전히 덮지는 않는다. 또한, 검체의 날숨도 코일을 채우지는 않는다. 그래서, 코일이 검체에게 갇혀 있다는 느낌을 주지 않는다. 또한, 구상 코일이 코를 덮지 않으므로, 코일은 코끝에서머리 뒤까지의 거리보다 큰 공간을 필요로 하지 않아서 규격이 축소될 수 있다. 축소된 규격은 검체(H)와 코일간의 간격을 줄여 S/N비를 높이게 된다.

본 발명의 제 2 실시형태에 따라 제 1 실시형태에서 설명된 MRI 코일이 제공되는데, 대향하는 코일과 구상 코일은 일체로 연결되어 서로의 상대적인 위치가 고정되어 있고, 대향하는 코일의 표면의 일부가 바깥쪽으로 개방되어 있다.

S/N비를 높이기 위해서, 코일은 가능한 한 검체에게 가까이 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 대향하는 코일간의 거리도 검체보다 약간 더 크게 제작된다. 그러나, 이 경우 코일을 헤드 코일로서 이용하면 검체의 머리에 장착하기가 어렵다. 제 2 실시형태의 MRI 코일은 대향하는 코일의 코일 표면의 일부가 바깥쪽으로 개방되어, 코일을 검체의 머리에 장착하기 쉽다. 더욱이, 대향하는 코일과 구상 코일이 일체로 결합되고 있어서 이들간의 상대적 위치가 고정되고, 코일에 피봇(pivot) 형식의 연결 장치가 필요 없어서 구조가 간단해진다.

본 발명의 제 3 실시형태에는 제 1 실시형태에서 설명된 MRI 코일이 제공되는데, 대향하는 코일과 구상 코일은 피봇 운동이 가능하게 연결되어 있고, 대향하는 코일은 뒤집어진 V자 형상으로 개방되어 있다.

S/N비를 높이기 위해서, 코일은 가능한 한 검체에게 가까이 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 대향하는 코일간의 거리도 검체보다 약간 더 크게 제작된다. 그러나, 이 경우 코일을 헤드 코일로서 이용하면 검체의 머리에 장착하기가 어렵다. 제 3 실시형태의 MRI 코일은 대향하는 한쌍의 코일이 바깥쪽으로 뒤집어진 V자 형상으로 개방될 수 있어서, 코일을 검체의 머리에 장착하기 쉽다. 더욱이, 이경우에 대향하는 코일의 일부가 개방된 형상을 취할 필요가 없게 되어 그 형상이 간단해진다.

본 발명의 MRI 코일은 예컨대 무릎을 촬영하는 무릎 코일로 사용될 수도 있다.

본 발명의 제 4 실시형태에서는 이미지(image)를 확보하는 동안에 검체에게 가해지는 정자계(static magnetic field)를 생성하는 정자계 생성 수단을 포함하는 MRI 장치가 제공되는데, 제 1 내지 제 3 실시형태 중 하나에서 설명된 MRI 코일은 검체에게서 나오는 핵자기 공명(nuclear magnetic resonance : NMR) 신호를 포착하게 되어 있다.

이렇게 하여 본 발명의 MRI 코일 및 MRI 장치는 검체(환자)가 느끼는 갇혀 있다는 느낌을 완화시키고, 코일이 헤드 코일로 사용될 때 S/N비를 향상시킨다.

본 발명에서 얻을 수 있는 추가적인 목적과 이점은 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 본 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 종래의 자기공명 단층 촬영 헤드(head) 코일의 사시도,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기공명 단층 촬영 헤드 코일을 서로 수직한 세 방향에서 바라 본 도면,

도 3은 도 2의 자기공명 단층 촬영 헤드 코일을 검체에게 장착되기 전의 개략도,

도 4는 도 2의 자기공명 단층 촬영 헤드 코일을 검체에게 장착된 상태의 개략도,

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자기공명 단층 촬영 헤드 코일의 사시도,

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 수직 자기 자기공명 단층 촬영 장치의 개략도,

도 7은 도 6의 수직 자기 자기공명 단층 촬영 장치에서 머리를 촬영(imaging)하는 것을 도시하는 개략도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

H : 검체 C : 이동대

1, 2, 4, 5 : 대향하는 코일 3, 6 : 구상 코일

10, 20 : 자기공명 단층 촬영 헤드 코일 30 : 수직 자기 장치

40 : 이동 가능한 의자

100 : 수직 자석 자기공명 단층 촬영 장치

본 발명은 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명될 것이다.

제 1 실시예

도 2a 내지 2c는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따른 MRI 헤드 코일의 평면도, 정면도 및 우측면도이다.

MRI 헤드 코일(10)은 그 각각의 코일 표면이 마주보고 사이에는 촬영 공간이 개재한 한쌍의 대향하는 코일(1, 2)과, 대향하는 코일(1, 2)의 코일 표면에 수직인 코일 표면을 구비하고 상기 촬영 공간을 둘러싸는 구상 코일(3)을 포함한다.

대향하는 코일(1, 2)의 형상은 각각의 앞쪽 주위부(1a, 2a)가 바깥쪽으로 개방되어 있다는 점을 제외하고는 대체로 둥근 환형이다.

구상 코일(3)은 일반적으로 트랙(track)과 유사한 환형이다(즉, 스포츠 경기장의 경주용 트랙과 같이 직선과 반원으로 구성된 환형이다).

대향하는 코일(1, 2) 및 구상 코일(3)은 일체로 연결되어 서로의 상대적인 위치가 고정된다.

도 3은 MRI 헤드 코일(10)을 검체에게 장착되기 전의 개략도이다.

이동대(C)에는 그 위의 일정한 높이에 검체(H)의 머리를 지지하는 머리 받침(R)이 구비되어 있고, 머리 받침(R)의 아래에는 MRI 헤드 코일(10)이 삽입되는 오목부가 구비되어 있다. MRI 헤드 코일(10)은 검체(H)의 머리 뒤쪽에 장착된다.

우선, 머리가 머리 받침(R)에 지지되도록 검체(H)를 이동대(C)의 일정한 위치에 눕힌다.

그 다음에 MRI 헤드 코일(10)이 검체(H)의 머리 위에 장착되도록 미끄러져 이동된다. 즉, MRI 헤드 코일(10)은 구상 코일(3)이 검체(H)의 눈 위에 걸쳐지는 위치로 미끄러져 이동한다.

도 4는 검체(H)의 머리 위에 장착된 MRI 헤드 코일(10)을 보여주는 단면도이다.

대향하는 코일(1, 2)은 전기적으로 연결되어 있으며(직렬 또는 병렬로) 전류가 동일한 방향으로 흘러서 헬름홀쯔(Helmholtz) 코일을 형성하고 있다. 그래서, 대향하는 코일(1, 2) 사이의 촬영 공간에서 동질적인 자기장이 발생한다.

위에 설명한 MRI 헤드 코일(10)은 아래와 같은 이점이 있다.

① 구상 코일(3)은 검체(H)의 눈에 걸쳐 있지만 머리 꼭대기, 코, 또는 입을 덮지는 않고 있다. 대향하는 코일(1, 2)은 검체(H)의 귀 가까이에 배치되지만 귀를 완전히 덮지는 않는다. 더욱이, 검체(H)의 날숨도 코일을 채우지는 않는다. 그래서, 코일이 검체(H)에게 갇혀 있다는 느낌을 주지 않는다.

② 구상 코일이 코를 덮지 않으므로, 코일은 코끝에서 머리 뒤까지의 거리보다 큰 공간을 필요로하지 않아서 규격이 축소될 수 있다. 축소된 규격은 검체(H)와 코일간의 간격을 줄여 S/N비를 높이게 된다.

③ 대향하는 코일(1, 2)의 앞쪽 주위부(1a, 2a)가 바깥쪽으로 개방되어, 코일을 검체의 머리에 장착하기 쉽다.

④ 대향하는 코일(1, 2)과 구상 코일(3)이 일체로 연결되어 이들간의 상대적 위치가 고정되고, 코일에 피봇(pivot) 형식의 연결 장치가 필요없어서 구조가 간단해진다.

제 2 실시예

도 5a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 MRI 헤드 코일내의 코일의 사시도이다.

MRI 헤드 코일(20)은 그 각각의 코일 표면이 마주보고 사이에는 촬영 공간이개재한 한쌍의 대향하는 코일(4, 5)과, 대향하는 코일(4, 5)의 코일 표면에 수직인 코일 표면을 구비하고 상기 촬영 공간을 둘러싸는 구상 코일(6)을 포함한다.

대향하는 코일(4, 5)의 형상은 일반적으로 둥근 환형이다.

구상 코일(6)은 일반적으로 트랙과 유사한 환형이다.

대향하는 코일(4, 5) 및 구상 코일(6)은 이후에 설명할 내용과 같이 커버(14 내지 16)에 의해 일체로 연결되어 있다.

도 5b는 MRI 헤드 코일(20)용 커버의 사시도이다.

대향하는 코일(4)은 왼쪽 커버(14) 안에 들어 있다. 대향하는 코일(5)은 오른쪽 커버(15) 안에 들어 있다. 구상 코일(6)은 중앙 커버(16) 안에 들어 있다.

왼쪽과 오른쪽의 커버(14, 15)는 중앙 커버(16)에 힌지를 통해 피봇 운동이 가능하게 연결되어 뒤집어진 V자 형상으로 개방되게 되어 있다. 즉, 대향하는 코일(4, 5)이 뒤집어진 V자 형상으로 개방되게 되어 있다.

도 5c는 그 커버(14, 15)가 개방된 MRI 헤드 코일(20)의 사시도이다.

도 5c의 대향하는 코일(4, 5)이 뒤집어진 V자 형상으로 수평방향으로 개방되어 있지만, 위쪽이나 아래쪽으로도 V자 형상으로 개방될 수 있다.

위에 설명한 MRI 헤드 코일(20)은 아래와 같은 이점이 있다.

① 코일의 개구부가 크기 때문에, 코일은 검체(H)의 시야 중 일부만을 차단하며, 검체(H)의 날숨으로 가득 차지도 않아서 검체(H)에게 갇혀 있다는 느낌을 주지 않는다.

② 구상 코일(6)이 코를 덮지 않으므로, 코일은 코끝에서 머리 뒤까지의 거리보다 큰 공간을 필요로하지 않아서 규격이 축소될 수 있다. 축소된 규격은 검체(H)와 코일간의 간격을 줄여 S/N비를 높이게 된다.

③ 대향하는 코일(4, 5)은 뒤집어진 V자 형상으로 개방되어 코일을 검체(H)의 머리에 장착하기 쉽다.

④ 대향하는 코일(4, 5)은 간단한 구조를 취할 수 있다.

제 3 실시예

도 6은 본 발명의 MRI 헤드 코일을 사용하는 수직 자석 MRI 장치의 개략도이다.

수직 자석 MRI 장치(100)는 수직 자기 장치(30)와, 이동 가능한 의자(40)와, 이동 가능한 테이블(도시되지 않음)을 포함한다.

수직 자기 장치(30)는 수직 대향 자석(31)과, 또다른 수직 대향 자석(32)(도시되지 않음)과, 수직 대향 자석[31(32)]의 대향하는 표면에 제공된 레일[33(34)], 테이블 스토퍼(stopper) 장치(도시되지 않음) 및 의자 스토퍼 장치(35)를 구비하고 있다. 수직 대향 자석(31)과 이에 대향하는 수직 대향 자석(32)은 수직으로 배치되어 있다.

레일[33(34)]은 이동대가 이동 가능한 테이블에서 나오도록 지지한다.

테이블 스토퍼 장치와 의자 스토퍼 장치(35)는 이동 가능한 테이블이나 이동 가능한 의자(40)에 전기적으로 연결할 수 있는 커넥터(connector)를 포함하고 있다.

이동 가능한 의자(40)에는 MRI 헤드 코일(10)이 수직 방향으로 미끄러져 이동할 수 있게 MRI 헤드 코일(10)을 지지하는 지지판(41)이 있다.

촬영 작동 중에, 검체(H)는 도 6에 도시된 바와 같이 수직 자기 장치(30)밖으로 나와 있는 이동 가능한 의자(40)에 앉아 있다. 이때, MRI 헤드 코일(10)은 위로 올라가 있다. 그 다음에 MRI 헤드 코일(10)이 내려와서 검체(H)의 머리에 장착된다. 이어서 도 7에 도시된 바와 같이 이동 가능한 의자(40)가 수직 자기 장치(30)의 대향하는 표면 사이의 공간으로 이동한다. 이후에 촬영이 수행된다.

상술한 수직 자석 MRI 장치(100)로 검체가 의자에 앉아 있는 상태에서 머리를 쉽게 촬영할 수 있다.

본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다수의 광범위한 다른 실시예가 존재할 수 있다. 본 발명은 상술한 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구 범위에 따르는 것임을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 MRI 코일 및 MRI 장치를 사용하면, 검체(환자)가 느끼는 갇혀 있다는 느낌을 완화시키고, 코일이 헤드 코일로 사용될 때 S/N비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 자기공명 단층 촬영 코일에 있어서,

   각각의 코일 표면이 서로 마주보며 사이에 촬영 공간을 개재한 한쌍의 대향하는 코일과,

   상기 대향하는 코일의 코일 표면에 대해 수직을 형성하는 코일 표면을 구비하고 상기 촬영 공간을 둘러싸는 수직인 코일(an orthogonal coil)을 포함하는

   자기공명 단층 촬영 코일.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 대향하는 코일과 상기 수직인 코일은 일체로 연결되어 서로의 상대적인 위치가 고정되어 있고, 상기 대향하는 코일의 표면의 일부가 바깥쪽으로 개방되어 있는

   자기공명 단층 촬영 코일.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 대향하는 코일은 상기 수직인 코일에 피봇 운동 가능하게 연결되어 있고, 상기 한쌍의 대향하는 코일은 뒤집어진 V자 형상으로 개방될 수 있는

   자기공명 단층 촬영 코일.
4. 이미지(image)를 확보하는 동안에 검체에게 가해지는 정자계(static magnetic field)를 생성하는 정자계 생성 수단을 포함하는 자기공명 단층 촬영 장치에 있어서,

   청구항 1항의 MRI 코일을 사용하여 상기 검체에게서 나오는 핵자기 공명(nuclear magnetic resonance : NMR) 신호를 포착하는

   자기공명 단층 촬영 장치.