KR20040013705A

KR20040013705A - 후두엽 기능적 영상을 위한 3티 송/수신용 라운드형 표면부착형 코일

Info

Publication number: KR20040013705A
Application number: KR1020020046761A
Authority: KR
Inventors: 하승훈
Original assignee: 주식회사 아이솔테크놀로지
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-02-14

Abstract

본 발명은 3 테슬라(Tesla) 자기공명영상진단기에 맞는 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드(Round)형 표면 부착형 코일 용도로 개발된 코일로서 두부의 표면에 위치하며 인체의 지각 능력을 조절하고 있는 후두엽에 대한 정보를 얻기 위한 기능적 영상을 촬영 시 높은 신호 대 잡음비(Signal to Noise ratio)를 가지고 있어 일반적인 두부용 코일보다 더 정확하고 많은 인체 두부의 후두엽 정보를 얻을 수 있는 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일에 관한 것이다. 본 라운드형 표면 부착형 코일은 라운드(Round)형 틀(10)에 일정한 너비의 구리판을 각각 원형과 나비모형으로 서로 단락 되지 않도록 붙인 후 3개의 커패시터(C1~C3)와 1개의 가변 커패시터(C4)(C10)를 일정 간격으로 구리판을 절단한 지점에 부착시키며 각 모형에 전류를 인가한 후 발생하는 자기장을 이용하는 것으로 구성된다. 이에 따라, 자기공명영상 특히 인체 두부의 후두엽에 대한 기능 영상에 대해 높은 신호 대 잡음비를 갖고 있으며, 이로 인해 인체 두부의 후두엽 기능에 대한 많은 정보를 제공할 수 있으며 더 나아가서, 인체의 뇌에 대한 지각 능력 분석에 더 좋은 자료를 제공함으로서 인체의 노화 및 질환에 의한 인체의 육체적 장해, 예를 들면 치매 나 중풍에 대한 원인을 파악할 수 있는 중요한 도구로 활용될 수 있다.

Description

후두엽 기능적 영상을 위한 3티 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일{3T Transmit and Receive Surface Coil of Round Type for f-MRI About Occipital Lobe}

본 발명은 자기공명영상진단기(Magnetic Resonance Imaging)에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 인체 두부의 후두엽에 대한 기능적 영상(f-MRI)을 촬영하는데 사용되는 송/수신 겸용 라운드형 표면 부착형 코일(Surface coil)에 관한 것이다.

일반적으로 임상 병원에서 기능적 영상을 위해 사용하고 있는두부용코일(Head size coil)은 대부분 1.5T용으로서 기능적 영상만을 위한 것이 아닌 일반적인 두부 영상을 얻을 경우 사용되고 있다. 두부용 코일은 집중정수회로(Lumped constant circuit)로 구리판이나 구리봉(Inductance) 그리고 커패시터(Capacitor)로 구성되어 있다. 이 회로는 머리 내부에 공명신호를 보내고 이 공명된 신호에 응답하는 신호를 다시 받는 코일이며 대개 인체의 두부크기에 맞게 설계되어진다.

자기공명영상진단기에서 사용되는 두부용 코일 중에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 코일은, 도 1에서 같은 두부용 새장형 코일(birdcage head coil)이다. 이는 새장형태로 인체의 머리를 덮어서 씌울 수 있게 두부크기에 맞도록 제작된다.

또한, 두부용 새장형 코일은 구리판이나 봉(rod) 그리고 원하는 주파수에서 공명이 이루어지도록 구리판이나 봉 사이의 중간에 커패시터가 부착되어 있다.

그리고, Z축 방향의 주 자석에서 나오는 자장에 대해 X축과 Y축방향으로 동시에 신호를 주고받을 수 있도록 직교방향으로 동축선을 연결한 코일 형태를 갖는다.

이와 같이 제작하는 이유는 피부 표면에 부착하여 쓰는 표면 부착형 코일(Surface coil)보다 자장의 균일도가 더 높고 피부표면보다는 더 깊숙한 부위까지 볼 수가 있기 때문이다.

하지만 일반 두부용 영상을 촬영할 시에는 두부의 깊숙한 내부까지 볼 수 있지만 두부의 표면에 위치하며 인체의 지각 능력을 조절하고 있는 후두엽에 대한 정보를 얻기 위한 기능적 영상을 촬영시 표면 부착형 코일보다 오히려 낮은 신호 대잡음비(Signal to Noise ratio)를 가지고 있어 정확한 기능적 영상을 얻기가 어려운 점이 있다.

더욱이 1.5T의 신호 대 잡음비는 3.0T에 비해 절반밖에 되지 않으므로 좀 더 정확하고 선명한 기능적 영상을 얻기 위해서는 3.0T에서 실시하는 것이 유리하다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 3 테슬라(Tesla) 자기공명영상진단기에 맞는 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드(Round)형 표면 부착형 코일 용도로 개발된 코일로서 두부의 표면에 위치하며 인체의 지각 능력을 조절하고 있는 후두엽에 대한 정보를 얻기 위한 기능적 영상을 촬영 시 높은 신호 대 잡음비(Signal to Noise ratio)를 가지고 있어 일반적인 두부용 코일보다 더 정확하고 많은 인체 두부의 후두엽 정보를 얻을 수 있는 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일을 제공하는데 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 자기공명영상진단기의 인체 두부의 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일에 있어서, 라운드형 틀에 각각 원형모형의 코일에 3개의 커패시터와 나비모형의 코일에 5개의 커패시터와 1개의 가변커패시터를 원형과 나비모형으로 된 구리판을 일정간격으로 절단한 지점에 부착시키며, 각 원형과 나비모형의 코일에에 전류를 인가한 후 발생하는 자기장을 이용하는 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일에 의해 달성된다.

여기서 원형과 나비모형 코일의 회로에 각각 전류를 인가하여 생기는 자기장을 이용하는 것이 바람직하다.

도 1은 일반적인 두부용 새장형 코일의 평면 구성도 및 회로도이고,

도 2는 본 발명의 표면부착형 코일의 요부 사시도이고,

도 3은 본 발명의 내부 회로도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 ; 라운드형 코일20 ; 원형모형의 코일

22 ; 나비모형의 코일C1~C3, C5~C9 ; 커패시터

C4, C10 ; 가변커패시터

이하에서, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 표면부착형 코일을 요부 사시도로 도시하고, 도 3은 본 발명의 내부 회로도를 도시하고 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드(Round)형 표면 부착형 코일은, Z축 방향의 주 자석에서 나오는 자장에 대해 X축과 Y축방향으로 동시에 신호를 주고받을 수 있도록 설계되었다.

고주파 대역 특히, 3테슬라(127.7MHz)에 맞도록 Y축 신호를 주고받을 수 있는 간단한 원형(One loop) 형태의 코일(20)과 X축 신호를 주고받을 수 있는 나비모형(Butterfly loop)형태의 코일(22)을 인체의 두부에 맞도록 고안된 라운드형틀(10)에 부착시키고, 도 2에서와 같이 각각의 코일(20)(22)에서 나오는 신호를 송/수신할 수 있도록 동축선을 이용하여 콤바인(Combiner;12)에 연결시킨다.

본 발명을 설명하기 위한 인체 두부의 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일이 도 2에 도시되어 있다. 이를 참조하면, 본 발명은 인체 두부의 후두엽 범위를 집중적으로 촬영하기 위해 라운드형의 틀(10)과 그 틀(10)의 내부에 인덕턴스를 가지는 일정크기의 구리판과 3T 주파수에 맞도록 일정 크기의 커패시터 그리고 튜닝(Tuning)과 임피던스 정합(Matching)을 위한 가변 커패시터등으로 이루어 졌다.

좀더 상세하게 본 발명의 인체 두부의 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일의 제작 방법은, 도 2의 라운드형틀(10)에 일정한 너비의 구리판을 각각 원형의 코일(20)과 나비모형의 코일(22)로 서로 단락되지 않도록 붙인후 각각 원형모형의 코일(20)에 3개의 커패시터(C1~C3)와, 나비모형의 코일(22)에 5개의 커패시터(C5~C9)와, 1개의 가변 커패시터(C4,C10)를 도 3에서와 같이 원형 및 나비모형으로 이루어지는 구리판(30)의 일정 간격으로 절단한 지점에 부착시킨다.

그리고, 각각의 코일은 세라믹 나사 드라이버를 이용하여 가변 커패시터(C4,C10)의 가변 범위를 조정함으로써 3T 주파수에 튜닝 및 임피던스 정합을 시킨다.

이러한 제작 방법에 의해 본 발명의 코일은 원형의 코일(20)과 나비모형의 코일(22)로 이루어진 각각의 회로에 전류를 가하여 패러데이 법칙에 의해 생기는 자기장이 Z축 방향의 주 자석에서 나오는 자장에 직각이 되도록 발생시키고 또한 인체의 두부에서 생기는 신호들을 얻어 영상화시킨다.

그 결과 본 발명의 인체 두부의 후두엽에 대한 신호 대 잡음비는 100으로서 일반 두부용 코일의 약 70에 비해 대략 1.4배 높게 나타났으며 더 정확한 기능영상의 결과를 얻을 수가 있었다.

이상과 같이, 본 발명은 자기공명영상 특히 인체 두부의 후두엽에 대한 기능영상에 대해 높은 신호 대 잡음비를 갖고 있으며 이로 인해 인체 두부의 후두엽 기능에 대한 많은 정보를 제공할 수 있으며 더 나아가서, 인체의 뇌에 대한 지각 능력 분석에 더 좋은 자료를 제공함으로서 인체의 노화 및 질환에 의한 인체의 육체적 장해, 예를 들면 치매 나 중풍에 대한 원인을 파악할 수 있는 중요한 도구로 활용될 수 있다.

Claims

자기공명영상진단기의 인체 두부의 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일에 있어서,

라운드(Round)형 틀(10)에 각각 원형모형의 코일(20)에 3개의 커패시터(C1~C3)와, 나비모형의 코일(22)에 5개의 커패시터(C5~C9)와, 1개의 가변 커패시터(C4,C10)를 원형과 나비모형으로 된 구리판(30)을 일정간격으로 절단한 지점에 부착시키며, 각 원형과 나비모형의 코일(20)(22)에 전류를 인가한 후 발생하는 자기장을 이용하는 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일.
제 1항에 있어서,

상기 원형의 코일(20)과 나비모형의 코일(22)의 회로에 각각 전류를 인가하여 생기는 자기장을 이용한 후두엽 기능적 영상을 위한 3T 송/수신용 라운드형 표면 부착형 코일.