KR20120049236A

KR20120049236A - 머리 영역의 영상을 획득하기 위한 ｍｒｉ-시스템의 자계 유닛

Info

Publication number: KR20120049236A
Application number: KR1020127001666A
Authority: KR
Inventors: 폴커 라쉐; 에리히 헬; 요하네스 울리키
Original assignee: 시로나 덴탈 시스템스 게엠베하
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-05-16
Also published as: US8847597B2; CN102803982A; DE102009027119B4; EP2446290A1; EP2446290B1; CA2766453A1; CN102803982B; WO2010149686A1; US20120146645A1; JP5695641B2; DE102009027119A1; CA2766453C; KR101660826B1; JP2012530574A

Abstract

본 발명은 주 자계(main magnetic field)를 발생하기 위한 적어도 하나의 영구 자석(2), 경사 자계(gradient field)를 발생하기 위한 장치(3) 그리고 고주파를 발생 및 수신하기 위한 적어도 하나의 코일(4)을 포함하는, 촬영할 영역으로서 머리 영역의 영상을 획득하기 위한 MRI-시스템(18)의 자계 유닛(1)과 관련이 있다. 상기 자계 유닛(1)은 이 자계 유닛(1)의 종축(A)이 수직 방향으로 뻗는 축과 최대 ±45°의 각을 형성하도록 홀더(19)에 고정되어 있고, 그리고 자계 유닛(1) 및 환자(P)가 서로 상대적으로 조절될 수 있음으로써 상기 자계 유닛(1)은 환자(P) 머리 둘레의 한 위치로 이동될 수 있다.

Description

머리 영역의 영상을 획득하기 위한 ＭＲＩ-시스템의 자계 유닛 {MAGNETIC FIELD UNIT OF AN MRI SYSTEM FOR IMAGE CAPTURING A HEAD REGION}

본 발명은 촬영할 영역으로서 머리의 한 부분의 영상을 획득하기 위한 MRI-시스템의 자계 유닛에 관한 것으로서, 상기 자계 유닛은 주 자계(main magnetic field)를 발생하기 위한 적어도 하나의 영구 자석, 경사 자계(gradient field)를 발생하기 위한 장치 그리고 고주파를 발생 및 수신하기 위한 적어도 하나의 코일을 포함한다.

치과 의학 분야에서는 자기 공명 영상법이 지금까지 단지 매우 제한적으로만 이용되고 있다. 그 이유는 다른 무엇보다도 높은 설치 및 작동 비용 그리고 임상적으로 관련이 있는 제한된 치아 영상 정보들에 있다.

그와 달리 예를 들어 EP 0 632 994 A1호에 공지된 장치에 의해서 실행될 수 있는 X선 사진은 널리 보급되어 있다. 상기 간행물에는 머리 부분, 예를 들어 턱의 X선 사진을 제작하기 위한 X선 진단 장치가 개시되어 있으며, 이와 같은 X선 진단 장치에서는 포토 다이오드 어레이 검출기(photodiode array detector)-카메라 및 직경으로 마주 보도록 배치된 방사원이 촬영할 물체 주변에서 동시에 움직일 수 있다.

영상을 형성하기 위하여 자기 공명 영상법을 사용하는 것은 전통적인 X선 사진에 비해 환자가 X선 방사선 조사에 노출될 필요가 전혀 없다는 장점을 제공해준다.

EP 1876 462 A1호에는 예를 들어 샘플의 전자 스핀 공명(electron spin resonance)-검사들을 위한 자기 시스템이 공지되어 있으며, 이와 같은 자기 시스템은 샘플 공간 둘레에 배치되어 있고, 샘플 공간 내부에서 가변적인 전계 강도를 갖는 자계를 발생한다.

P. M. Jakob의 논문 "In Vivo MRI-Based Dental Impression Using an Intraoral Rf Receiver Coil"에서 Concepts in Magnetic Resonance Part B, Magnetic Resonance Engineering, Vol. 33 B(4) 244-251, 2008에는 MRI-시스템의 고주파를 위한 수신 코일이 공지되어 있으며, 상기 고주파 수신 코일은 환자의 입속으로 삽입될 수 있고, 종래의 MRI-장치 내부에서 사용될 수 있다. 그로 인해 수신 코일은 촬영할 물체, 다시 말해 턱 및/또는 치아에 가급적 가까이 위치 설정될 수 있으며, 이 경우 턱 영역의 촬영 품질은 종래의 MRI-장치에 의해서 개선될 수 있다.

본 발명의 과제는 특히 치과 의학 분야에서 자기 공명 영상법의 주된 사용을 가능하게 하는, MRI-시스템의 시스템 설계에 적합한 경제적인 자계 유닛을 제공하는 것이다.

촬영할 영역으로서 머리 영역의 영상을 획득하기 위한 본 발명에 따른 MRI-시스템의 자계 유닛은 주 자계(main magnetic field)를 발생하기 위한 적어도 하나의 영구 자석, 경사 자계(gradient field)를 발생하기 위한 장치 그리고 고주파를 발생 및 수신하기 위한 적어도 하나의 코일을 포함하며, 그리고 상기 자계 유닛은 이 자계 유닛의 종축이 수직 방향으로 뻗는 축과 최대 ±45°의 각을 형성하도록 그리고 자계 유닛 및 환자가 서로 상대적으로 조절될 수 있음으로써 이 자계 유닛이 환자 머리 둘레의 한 위치로 이동될 수 있도록 홀더에 고정되어 있다.

본 발명에 따른 MRI-시스템의 자계 유닛을 수직으로 정렬하는 방식의 장점은, 환자가 앉아 있을 때에 혹은 서 있을 때에 측정이 이루어질 수 있어서 누울 필요가 전혀 없다는 것이다. 그럼으로써 심지어는 측정 동안에 모든 치과 의원에 존재하는 치과 의사 걸상에서 환자의 위치를 설정할 수 있는 가능성까지도 얻어진다.

상기 자계 유닛에 의해서 적어도 부분적으로 제한된 용적은 바람직하게 표준 머리 직경의 최대 두 배에 상응하는 직경을 갖는다. 그럼으로써 가급적 콤팩트하게 구성되는 자계 유닛 내부에서 환자 머리가 제대로 위치 설정될 수 있다. 이러한 콤팩트한 구조에서는 가급적 적은 자기 재료가 필요하게 되며, 이와 같은 사실은 제조 비용을 낮추어 주고 중량도 가급적 가볍게 유지시키며, 결과적으로는 특히 용이한 취급 가능성을 제공해준다.

발생하는 주 자계의 균일 영역은 바람직하게 이 균일 영역이 적어도 자계 유닛 안에 위치 설정된 표준 머리의 하부 15cm를 덮을 정도의 크기를 갖는다. 따라서, 환자 턱 영역의 MRI-촬영이 실행될 수 있다.

영구 자석은 바람직하게 자체 종축에 대하여 수직인 횡단면 상으로 볼 때 폐쇄된 형상을 가지며, 이 경우 영구 자석에 의해 둘러싸인 용적 내부에서는 주 자계의 3차원적인 균일 영역이 형성된다.

따라서, 예를 들어 영구 자석을 위한 할바흐(Halbach) 구조가 선택될 수 있다. 이와 같은 구조는 자기 재료에 대한 낮은 요구 그리고 그에 상응하는 장치의 적은 중량으로써 주 자계의 발생을 가능하게 한다. 폐쇄된 구조는 또한 주 자계의 표류 전자계(stray field)를 작게 해준다.

폐쇄된 형상은 바람직하게 폭보다는 길이가 더 길다. 그럼으로써 마찬가지로 타원 형상을 갖는 균일 영역이 발생하며, 그로 인해 상기 균일 영역은 환자의 턱 영역과 중첩될 수 있고, 영구 자석의 전체 치수 및 그와 더불어 사용되는 자기 재료의 양도 가급적 적게 유지될 수 있다. 그럼으로써 비용 및 공간이 절약될 수 있을 뿐만 아니라 자계 유닛의 동작도 상대적으로 더 적은 중량에 의해서 간소화된다.

바람직하게는 폐쇄된 형상이 환자 둘레에 배치됨으로써, 환자의 수직 축, 더 상세하게 말하자면 프랑크푸르트 수평선의 표면 무게 중심을 가로지르는 축은 종축에 대하여 수직인 상기 주 자계의 균일 영역의 한 절단면의 표면 무게 중심에 대하여 간격을 두고 있다.

측정될 영역, 다시 말해 환자의 턱 영역이 환자의 수직 축에 대하여 간격을 두고 있기 때문에, 상기 턱 영역과 자계의 균일 영역은 가급적 크게 중첩된다.

종축에 대하여 수직인 상기 주 자계의 균일 영역의 한 절단면의 표면 무게 중심은 바람직하게 종축에 대하여 수직인 상기 영구 자석에 의해 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심과 일치한다.

그럼으로써 영구 자석을 위해서는 상당히 단순한 구조적 형상이 선택될 수 있는데, 예를 들면 상기 둘러싸인 면의 표면 무게 중심에 대하여 점 대칭인 벽 두께를 갖는 타원체가 선택될 수 있다. 따라서, 마찬가지로 적은 자기 재료가 필요하게 되고, 그로 인해 장치는 더욱 경제적으로 그리고 더 적은 중량으로 제조될 수 있다.

바람직하게는 폐쇄된 형상이 환자 둘레에 배치됨으로써, 환자의 수직 축은 종축에 대하여 수직인 상기 영구 자석에 의해 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심에 대하여 간격을 두게 된다.

그럼으로써 상기 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심 둘레에 배치된 자계의 균일 영역을 위해서는 환자의 측정될 턱 영역과 가급적 큰 중첩이 얻어질 수 있다.

종축에 대하여 수직인 상기 주 자계의 균일 영역의 한 절단면의 표면 무게 중심은 바람직하게 종축에 대하여 수직인 상기 영구 자석에 의해 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심에 대하여 간격을 두고 있다.

상기와 같은 사실에 의해서는 환자가 영구 자석의 폐쇄된 형상 내부 중앙에 위치 설정될 수 있고, 그럼에도 환자의 측정될 턱 영역과 균일한 영역의 큰 중첩이 얻어질 수 있다.

바람직하게는 폐쇄된 형상이 환자 둘레에 배치됨으로써, 환자의 수직 축은 종축에 대하여 수직인 상기 영구 자석에 의해 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심의 위치와 일치하거나 또는 상기 위치에 가까이 배치되며, 그 결과 환자의 수직 축에 대하여 간격을 두고 있는 촬영할 영역은 상기 주 자계의 균일 영역의 위치와 일치하게 된다.

환자를 중앙에 위치 설정함으로써는 영구 자석의 치수가 가급적 작게 유지될 수 있고, 그로 인해 더 낮은 비용 그리고 더 적은 중량이 얻어질 수 있다.

전체적으로 볼 때, 측정될 영역이 가급적 완전히 주 자계의 균일 영역 안에 위치 설정될 수 있는 것이 중요하다. 이와 같은 위치 설정으로부터 추후에 상응하게 주 자계의 균일 영역에 대한 환자의 필수적인 상대 위치가 설정되고, 그리고 자계 유닛 내부에서의 주 자계의 위치에 따라서 자계 유닛에 대한 환자의 필수적인 상대 위치도 또한 얻어진다.

환자의 턱 영역을 측정하고자 한다면, 환자의 수직 축에 대하여 간격을 두고 있는 환자 머리 영역이 취급된다. 턱 영역이 가급적 완전히 주 자계의 균일 영역 안에 놓이도록 환자의 위치가 설정되면, 환자의 수직 축은 어떤 경우에도 자계 유닛의 종축에 대하여 수직인 한 면의 표면 무게 중심에 대하여 간격을 두게 된다. 주 자계의 균일 영역이 자계 유닛의 중앙에 위치 설정되어 있는지 아니면 오히려 자계 유닛의 가장자리에 위치 설정되어 있는지에 따라서 환자는 자계 유닛의 중앙으로 이동해야만 하는데, 더 상세하게 말하자면 환자의 수직 축은 자계 유닛의 종축에 대하여 반드시 간격을 두어야만 하거나 또는 자계 유닛의 정중앙에 위치 설정되어야만 한다.

자계 유닛은 바람직하게 링크에 의해서 홀더에 대하여 수평 축만큼 기울어질 수 있다.

그럼으로써 환자의 측정될 턱 영역은 영구 자석의 자계의 균일 영역과 더 우수하게 중첩될 수 있다.

바람직하게는 하나의 요크(yoke)를 통해 연결된, 주 자계를 발생하기 위한 두 개 이상의 영구 자석이 제공되며, 상기 두 개 이상의 영구 자석은 촬영할 영역 둘레에 배치되어 있다.

상기와 같이 한 측으로 개방된 구조는 경우에 따라 심지어 촬영 도중에도 자유로운 시야를 갖게 되는 환자의 간단한 위치 설정을 가능하게 한다. 또한, 자계의 더 큰 균일 영역 그리고 그와 더불어 더 큰 측정 가능 영역도 형성될 수 있다.

자계 유닛은 바람직하게 환자 머리를 고정하기 위한 장치 및/또는 온-후크(on-hook)를 구비한다. 이와 같은 장치는 예를 들어 정면 설비 및/또는 올리브 모양의 귀마개(earplugs)도 포함하고, 그리고 측정 중에 환자의 측정될 영역이 움직이는 것을 방지해준다. 온-후크도 또한 상응하는 동작을 저지하거나 또는 적어도 제한할 수 있는 가능성을 제공해준다.

바람직하게는 경사 자계를 발생하기 위한 장치 그리고/또는 고주파를 발생 및/또는 수신하기 위한 코일이 고정 장치에 설치되어 있다.

경사 자계를 발생하기 위한 장치를 고정 장치에 설치하게 되면, 상기 경사 자계를 발생하기 위한 장치는 측정 동안에 측정될 영역과 고정적으로 연결되는데, 더 상세하게 말하자면 측정될 영역과 동일하게 움직이게 되며, 이와 같은 사실은 공간 해상도(spatial resolution)의 정확성을 높여준다. 고주파를 수신하기 위한 코일을 고정 장치에 제공함으로써, 상기 코일은 측정 동안에 측정될 물체에 매우 가깝게 위치하게 되며, 그로 인해 측정 신호의 신호-대-잡음 비율이 상승하게 된다. 고주파를 수신하기 위한 코일이 또한 송신 목적으로도 사용되면, 고주파를 송신하기 위한 추가의 코일이 절약될 수 있다.

바람직하게는 환자의 입속으로 삽입될 수 있는 적어도 하나의 고주파 수신 코일이 제공된다.

그럼으로써 고주파를 수신하기 위한 코일은 측정될 물체, 다시 말하자면 환자의 턱 영역에 가급적 가까이 놓이게 되며, 이와 같은 배열 상태는 측정 신호의 품질을 높여준다.

바람직하게는 자계 유닛이 이동 가능한 차폐 장치를 구비하고, 상기 차폐 장치가 자계 유닛 둘레로 그리고 상기 자계 유닛에 위치 설정된 환자 둘레로 이동할 수 있음으로써, 가급적 HF-주파수가 외부로부터 상기 차폐 장치 내부에 있는 영역 안으로 침투할 수 없게 된다. 그로 인해 측정 신호의 품질이 높아진다.

자계 유닛은 바람직하게 주 자계의 외란을 보상하기 위한 보상 코일 시스템을 구비한다. 이와 같은 보상 코일 시스템에 의해서는 예를 들어 환자에 의해서도 야기될 수 있는 주 자계의 외란이 보상될 수 있다. 예를 들면 비용적인 여러 가지 이유로 또는 구조적인 상황들로 인해 예를 들어 상기 장치에 의해서 발생하는 주 자계의 균일성의 제한을 감수할 수도 있고 보상 코일 시스템을 이용해서 보상할 수도 있다.

자계 유닛은 바람직하게 삼각대에 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

그럼으로써 영구 자석은 자계 유닛 아래에 앉아 있거나 또는 서있는 환자 둘레로 이동될 수 있다. 그밖에 자계 유닛의 수직 방향으로의 위치도 환자의 키에 적응될 수 있다.

본 발명의 다수의 실시 예는 도면에 도시되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자계 유닛의 개략도이며,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 따른 자계 유닛의 단면도이고,
도 3은 도 1에 따른 자계 유닛 내부에 환자를 고정하기 위한 장치의 개략도이며,
도 4는 도 1에 따른 자계 유닛의 영구 자석을 도시한 개략도이고,
도 5는 링크를 구비한 도 1에 따른 자계 유닛의 개략도이며,
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 자계 유닛의 추가의 한 변형 예이다.

도 1에는 본 발명에 따른 자계 유닛(1) 및 제어 유닛(17)을 포함하는 MRI-시스템(18)이 측면도로 도시되어 있다. 자계 유닛(1)은 주 자계를 발생하기 위한 폐쇄된 형상을 갖는 다수의 영구 자석(2) 그리고 경사 자계를 발생하기 위하여 다수의 코일로 이루어진 장치(3) 및 고주파를 발생 및 수신하기 위한 코일(4)을 구비한다. 경사 자계를 발생하기 위한 장치(3) 및 고주파를 발생 및 수신하기 위한 코일(4)의 예로 든 배열 상태는 본 발명에 따른 자계 유닛(1)의 한 단면을 도시하는 도 2a로부터 알 수 있다. 도면에서 경사 자계를 발생하기 위한 장치(3)의 코일들 그리고 고주파를 발생 및 수신하기 위한 상기 적어도 하나의 코일(4)은 다수의 영구 자석(2) 사이에 형성된 중간 공간에 배치되어 있다. 그러나 경사 자계를 발생하기 위한 장치(3) 그리고 고주파를 발생 및 수신하기 위한 상기 적어도 하나의 코일(4)은 실린더 상에 배치될 수도 있거나 또는 각각 실린더 모양의 하나의 층 안에 통합되어 영구 자석(2)의 내부로 향하는 측에 배치될 수도 있다. 이와 같이 코일들이 폐쇄된 형상의 다수의 영구 자석(2) 내부에 배열된 상태는 도 2b에 개략적으로 도시되어 있다.

주 자계의 외란을 보상하기 위하여 또 하나의 보상 코일 시스템(16)이 더 제공될 수 있으며, 상기 추가의 보상 코일 시스템은 예를 들어 도 2b에 도시된 바와 마찬가지로 영구 자석 내부에서 실린더 상에 배치된 하나의 코일로 이루어질 수 있거나 또는 도 2a에 도시된 바와 같이 다수의 영구 자석(2) 사이에 형성된 중간 공간에 배치될 수 있다.

주변에 의한 시스템의 장애를 방지하기 위하여, 도 2a에 도시된 바와 같이 차폐 장치(21)가 제공될 수 있으며, 상기 차폐 장치는 자계 유닛(1)뿐만 아니라 위치 설정된 환자도 완전히 하나의 내부 공간에 포함하고 있고, 주변으로부터의 전자기적인 방사선에 대하여 상기 내부 공간을 차폐시킨다.

자계 유닛(1)은 가이드 장치(6)를 통해 수직 방향으로 이동할 수 있도록 삼각대(5)로 형성된 홀더(19)에 설치되어 있다. 삼각대(5)가 도 1에 도시된 바와 같이 바닥에 고정적으로 서있거나 또는 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 롤러를 구비할 수 있음으로써, 결과적으로 자계 유닛(1)은 쉽게 이동할 수 있다.

예를 들어 가이드 레일을 이용해서 수직 방향으로 이동할 수 있도록 자계 유닛(1)을 홀더(19)의 한 벽에 고정할 수 있는 추가의 가능성도 존재한다.

자계 유닛(1)의 수직 방향으로의 이동 가능성에 의해서는 상기 자계 유닛(1)이 위로부터 환자(P)의 머리 둘레로 이동하기 전에 환자(P)가 삼각대(5) 앞에 앉거나 또는 서도록 환자의 위치를 설정할 수 있다. 그밖에 수직 방향으로의 자계 유닛(1)의 위치도 환자(P)의 키에 적응될 수 있다. 이때 자계 유닛(1)의 종축(A)은 환자(P)의 수직 축(B)과 마찬가지로 수직 방향으로 정렬되어 있으며, 이 경우 환자(P)의 수직 축(B)에 의해서는 프랑크푸르트 수평선(C)에 대하여 수직인 그리고 상기 프랑크푸르트 수평선의 표면 무게 중심을 통과하는 축이 표시된다.

환자(P)의 위치를 설정하기 위하여 걸상이 제공될 수 있다. 또한, 촬영 동안에 환자(P)의 손을 지지해주는 핸들(7)도 제공될 수 있다. 상기 핸들이 예를 들어 가이드 장치(8)에 의해서 수직 방향으로 이동 가능하게 삼각대(5)에 고정될 수 있음으로써, 결과적으로 상기 핸들의 수직 방향으로의 위치는 환자(P)의 키에 적응될 수 있다.

또한, 위치 설정을 위하여 온-후크(9)가 제공될 수도 있다. 상기 온-후크는 예를 들어 수직 방향으로의 자체 위치를 환자(P)에게 적응시키기 위하여 마찬가지로 가이드 장치(8)에 고정될 수 있다. 수평 방향의 가이드 장치(10)도 제공될 수 있음으로써, 결과적으로 삼각대(5)에 대한 환자(P)의 간격은 조절될 수 있고, 그로 인해 환자(P)의 수직 축(B)의 위치도 자계 유닛(1)의 종축(A)의 위치에 대하여 상대적으로 조절될 수 있다.

또한, 환자(P)를 고정하기 위한 장치(20)도 제공될 수 있으며, 상기 환자 고정 장치는 예를 들어 정면 지지부(11) 및/또는 올리브 모양의 귀마개(12)를 포함하고, 예를 들어 마찬가지로 가이드 장치(8)에 설치되어 있다. 상응하는 고정 장치(20)의 개략도는 도 3에도 도시되어 있다. 또한, 경사 자계를 발생하기 위한 장치(3) 또는 고주파를 발생 및 수신하기 위한 코일(4) 또는 순수한 수신 코일(13)과 같은 자계 유닛(1)의 부분들을 상기 환자 고정 장치(20)에 배치할 수 있는 가능성도 존재한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어 평탄한 표면 코일로 형성된 수신 코일(13)이 상기 환자 고정 장치(20)에 배치될 수 있음으로써, 결과적으로 상기 수신 코일 및 환자 고정 장치는 위치 설정된 환자(P)의 촬영할 턱(K)에 측면에서 매우 가깝게 놓이게 된다. 이와 같은 배열 상태는 측정 신호의 품질을 높여줄 수 있다.

수신 코일(13)의 감도(sensitivity)를 높이기 위하여, 상기 수신 코일이 온-후크(9) 상에 배치될 수 있음으로써, 결과적으로 상기 수신 코일은 촬영 동안에 측정될 물체, 다시 말해 환자(9)의 턱(K)에 가급적 가까이 놓이게 된다. 경사 자계를 발생하기 위한 장치(3)를 온-후크(9)에 배치하는 것도 바람직할 수 있는데, 그 이유는 상기와 같은 배열 상태에 의해서는 예를 들어 코일의 형태로 형성된 장치(3)가 측정될 물체, 다시 말해 턱(K)에 고정적으로 연결됨으로써, 더 상세하게 말해서 측정될 물체와 경사 자계 발생 장치(3)가 동일하게 움직임으로써, 결과적으로 경사 자계에 대하여 상대적으로 움직이는 측정될 물체의 동작에 의해서 생성되는 측정시의 오류 또는 공간 해상도의 부정확성이 피해지기 때문이다.

도 1 및 도 2에 도시된 자계 유닛(1)의 영구 자석(2)의 형상은 예를 들어 도 4A에 도시된 바와 같은 할바흐-구조일 수 있으며, 이 경우 내부의 선들은 자계의 파형을 도시한다.

영구 자석(2)의 타원 형상에 의해서는, 환자(P)를 중앙에 위치 설정하지 않고 오히려 환자(P)의 수직 축(B)과 영구 자석(2)에 의해 둘러싸인 면의 표면 무게 중심(F2) 사이에 간격을 두고 위치 설정할 수 있다. 그럼으로써 영구 자석(2)을 불필요하게 크게 형성할 필요 없이 영구 자석(2)의 간단한 구조를 선택할 수 있게 된다. 또한, 측정될 영역, 다시 말해 환자(P)의 턱(K)은 영구 자석(2)에 의해 둘러싸인 면의 표면 무게 중심의 영역에 그리고 그와 더불어 주 자계의 균일 영역(H) 안에도 놓이게 된다.

영구 자석(2)의 외부 치수는 다른 무엇보다도, 가급적 콤팩트한 구조를 얻고자 하는 노력에 따라서 그리고 그와 동시에 표준 머리를 촬영하기 위해서는 영구 자석에 의해 둘러싸인 용적의 크기가 충분히 크게 보증되어야만 한다는 사실 그리고 발생하는 균일 영역이 적어도 촬영할 턱 영역에는 걸쳐있어야만 한다는 사실에 따라서 결정된다.

하나 또는 다수의 영구 자석(2)의 추가의 한 변형 실시 예는 도 4B에 도시되어 있다. 본 실시 예에서도 마찬가지로 영구 자석(13)의 형상은 타원형이지만, 상기 타원 형상의 서로 가장 멀리 떨어진 두 개의 점에서 상기 영구 자석(13)의 두께(b1, b2)는 상이하다(b1 > b2). 그로 인해 영구 자석(13)에 의해 둘러싸인 면에서는 균일한 자계가 형성되고, 상기 균일한 자계의 표면 무게 중심(F1)은 상기 영구 자석(13)에 의해 둘러싸인 면의 표면 무게 중심(F2)에 대하여 간격을 두고 있다. 그로 인해 환자(P)를 영구 자석(13) 내부의 중앙에 위치 설정하는 것이 가능해지며, 그 결과 환자(P)의 수직 축(B)은 영구 자석(13)에 의해 둘러싸인 면의 표면 무게 중심(F2)을 통과하게 되거나 또는 상기 표면 무게 중심(F2)에 적어도 매우 가까워지는 동시에 상기 영구 자석(13)의 자계의 균일 영역(H)과 촬영할 물체, 다시 말해 턱(K)은 국부적으로 일치하게 된다.

폐쇄된 영구 자석(2)을 갖춘 도 1 및 도 2에 따른 자계 유닛(1)의 추가의 한 실시 예는 도 5에 도시되어 있다. 가이드 장치(6)와 자계 유닛(1) 사이에 있는 링크(14)에는 수평 방향으로 뻗는 링크 축이 제공되어 있으며, 이 경우 상기 링크 축은 영상 면(image plane)에 대하여 수직으로 뻗는다. 그럼으로써 자계 유닛(1), 다시 말해 자계 유닛의 종축(A)은 수직으로 뻗는 환자(P)의 수직 축(B)에 대하여 45°까지의 각(α)만큼 기울어질 수 있다. 이와 같은 상황에 의해서는 영구 자석(2)의 주 자계의 균일 영역(H)이 측정될 영역, 다시 말해 환자(P)의 턱(K)과 더 우수하게 중첩될 수 있다.

영구 자석(2)은 또한 도 6a 및 도 6b에 측면도 및 정면도로 도시된 바와 마찬가지로 플레이트 형태로 형성될 수 있고, 요크(15)를 통해 연결될 수 있으며, 이 경우 환자(P)는 플레이트 형태의 두 개 영구 자석(2) 사이에 위치 설정된다. 이와 같은 변형 실시 예에서는 경사 자계를 발생하기 위한 장치(3) 그리고 고주파를 송신 및/또는 수신하기 위한 코일(4)이 예를 들어 평면형 코일로서 층들 내부에 통합되어 있고, 영구 자석의 서로 마주하는 측에 배치될 수 있다.

자계 유닛(1)을 삼각대(5)에 또는 홀더(19)의 한 벽에 단단히 고정하는 것도 가능하고, 예를 들어 수직 방향으로 이동할 수 있는 걸상을 이용해서 환자(P)를 자계 유닛(1) 내부로 이동시키는 것도 가능하다.

1: 자계 유닛
2: 영구 자석
3: 경사 자계를 발생하기 위한 장치
4: 고주파를 발생 및 수신하기 위한 장치
5: 삼각대
6: 수직 가이드 장치
7: 핸들
8: 수직 가이드 장치
9: 온-후크
10: 수평 가이드 장치
11: 정면 지지부
12: 올리브 모양의 귀마개
13: 수신 코일
14: 링크
15: 요크
16: 보상 코일 시스템
17: 제어 유닛
18: MRI-시스템
19: 홀더
20: 고정 장치
21: 차폐 장치
22: 표준 머리
A: 자계 유닛(1)의 종축
α: 각
B: 환자(P)의 수직 축
C: 프랑크푸르트 수평선
F1: 균일 영역(H)의 표면 무게 중심
F2: 영구 자석(2)에 의해 둘러싸인 면의 표면 무게 중심
H: 주 자계의 균일 영역
K: 환자(P)의 턱
P: 환자

Claims

주 자계(main magnetic field)를 발생하기 위한 적어도 하나의 영구 자석(2), 경사 자계(gradient field)를 발생하기 위한 장치(3) 그리고 고주파를 발생 및 수신하기 위한 적어도 하나의 코일(4)을 포함하는, 촬영할 영역으로서 머리 영역의 영상을 획득하기 위한 MRI-시스템(18)의 자계 유닛(1)으로서,
상기 자계 유닛(1)은 이 자계 유닛(1)의 종축(A)이 수직 방향으로 뻗는 축과 최대 ±45°의 각(α)을 형성하도록 홀더(19)에 고정되어 있음으로써, 결과적으로 상기 자계 유닛(1)의 종축(A)과 앉아 있는 혹은 서있는 환자(P)의 수직 축(B)은 최대 40°의 각을 형성하게 되며, 그리고
상기 자계 유닛(1) 및 환자(P)가 서로 상대적으로 조절될 수 있음으로써, 상기 자계 유닛(1)은 환자(P) 머리 둘레의 한 위치로 이동될 수 있는,
자계 유닛.
제 1 항에 있어서,
상기 자계 유닛(1)에 의해서 적어도 부분적으로 제한되는 용적은 표준 머리(22) 직경의 최대 두 배에 상응하는 직경을 갖는,
자계 유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발생한 주 자계의 균일 영역은 이 균일 영역이 상기 자계 유닛(1) 안에 위치 설정된 표준 머리(22)의 하부 15cm를 덮을 정도의 크기를 갖는,
자계 유닛.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영구 자석(2)은 자체 종축(A)에 대하여 수직인 횡단면 상으로 볼 때 폐쇄된 형상을 가지며, 그리고 상기 영구 자석(2)에 의해 둘러싸인 용적 내부에서는 주 자계의 3차원적인 균일 영역(H)이 형성되는,
자계 유닛.
제 4 항에 있어서,
상기 폐쇄된 형상은 폭보다 길이가 더 긴,
자계 유닛.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 폐쇄된 형상이 환자(P) 둘레에 배치됨으로써, 환자(P)의 수직 축(B), 더 상세하게 말하자면 프랑크푸르트 수평선의 표면 무게 중심을 가로지르는 축은 종축(A)에 대하여 수직인 상기 주 자계의 균일 영역(H)의 한 절단면의 표면 무게 중심(F1)에 대하여 간격을 두고 있는,
자계 유닛.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
종축(A)에 대하여 수직인 상기 주 자계의 균일 영역(H)의 한 절단면의 표면 무게 중심(F1)이 종축(A)에 대하여 수직인 상기 영구 자석(2)에 의해 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심(F2)과 일치하는,
자계 유닛.
제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄된 형상이 환자(P) 둘레에 배치됨으로써, 환자(P)의 수직 축(B)은 종축(A)에 대하여 수직인 상기 영구 자석(2)에 의해 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심(F2)에 대하여 간격을 두고 있는,
자계 유닛.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
종축(A)에 대하여 수직인 상기 주 자계의 균일 영역(H)의 한 절단면의 표면 무게 중심(F1)이 종축(A)에 대하여 수직인 상기 영구 자석(2)에 의해 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심(F2)에 대하여 간격을 두고 있는,
자계 유닛.
제 9 항에 있어서,
상기 폐쇄된 형상이 환자(P) 둘레에 배치됨으로써, 환자(P)의 수직 축(B)은 종축(A)에 대하여 수직인 상기 영구 자석(2)에 의해 둘러싸인 용적의 한 절단면의 표면 무게 중심(F2)의 위치와 일치하거나 또는 상기 위치에 가까이 배치되며, 그 결과 환자(P)의 수직 축(B)에 대하여 간격을 두고 있는 촬영할 영역은 상기 주 자계의 균일 영역(H)의 위치와 일치하게 되는,
자계 유닛.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자계 유닛(1)이 링크(14)에 의해서 홀더(19)에 대하여 수평 축만큼 기울어질 수 있는,
자계 유닛.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나의 요크(15)(yoke)를 통해 연결된, 주 자계를 발생하기 위한 두 개 이상의 영구 자석(2)이 제공되며, 상기 두 개 이상의 영구 자석은 촬영할 영역 둘레에 배치되어 있는,
자계 유닛.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자계 유닛(1)이 환자(P) 머리를 고정하기 위한 장치(20) 및/또는 온-후크(9)(on-hook)를 구비하는,
자계 유닛.
제 13 항에 있어서,
상기 경사 자계를 발생하기 위한 장치(3) 그리고/또는 고주파를 발생 및/또는 수신하기 위한 코일(4)이 고정 장치에 설치되어 있는,
자계 유닛.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
환자(P)의 입속으로 삽입될 수 있는 적어도 하나의 고주파 수신 코일(4)이 존재하는,
자계 유닛.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자계 유닛(1)이 이동 가능한 차폐 장치를 구비하고, 상기 차폐 장치가 자계 유닛(1) 둘레로 그리고 상기 자계 유닛(1)에 위치 설정된 환자(P) 둘레로 이동할 수 있음으로써, 가급적 전자기 방사선이 외부로부터 상기 차폐 장치 내부에 있는 영역 안으로 침투될 수 없는,
자계 유닛.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자계 유닛(1)이 주 자계의 외란을 보상하기 위한 보상 코일 시스템(26)을 구비하는,
자계 유닛.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자계 유닛(1)이 삼각대(5)에 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있는,
자계 유닛.