KR20140039514A

KR20140039514A - 자기공명영상장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20140039514A
Application number: KR1020120105718A
Authority: KR
Inventors: 최승제; 박동근; 황규완
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-04-02
Also published as: KR101417781B1; US20140084929A1; CN103654787A; CN103654787B; US9482727B2

Abstract

정자장 코일부에 유도되는 와전류의 비대칭성을 제거함으로써, 와전류가 대칭적인 분포를 형성하도록 정자장 코일부와 경사 코일부 사이의 공간에 전도체가 마련되는 자기공명영상장치 및 그 제조방법을 제공한다.
자기공명영상장치는 대상체에 정자장을 형성하는 정자장 코일부, 정자장에 경사자장을 형성하는 경사 코일부 및 정자장 코일부에 유도된 와전류가 정자장 코일부에 대칭적으로 분포하도록 정자장 코일부와 경사 코일부 사이의 공간에 마련되는 적어도 하나의 전도체를 포함한다.

Description

자기공명영상장치 및 그 제조방법{MAGNETIC RESONANCE IMAGING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

자기 공명 영상을 이용하여 각종 질병을 진단하기 위해 사용되는 자기공명영상장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 의료용 영상 장치는 환자의 정보를 획득하여 영상을 제공하는 장치이다. 의료용 영상 장치는 X선 장치, 초음파 진단 장치, 컴퓨터 단층 촬영 장치, 자기공명영상장치 등이 있다.

이 중에서 자기공명영상장치는 영상 촬영 조건이 상대적으로 자유롭고, 연부 조직에서의 우수한 대조도와 다양한 진단 정보 영상을 제공해주기 때문에 의료용 영상을 이용한 진단 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI)는 인체에 해가 없는 자장과 비전리 방사선인 RF를 이용하여 체내의 수소 원자핵에 핵자기 공명 현상을 일으켜 원자핵의 밀도 및 물리화학적 특성을 영상화한 것이다.

구체적으로, 자기공명영상장치는 원자핵에 일정한 자기장을 가한 상태에서 일정한 주파수와 에너지를 공급하여 원자핵으로부터 방출된 에너지를 신호로 변환하여 인체 내부를 진단하는 영상 진단 장치이다.

원자핵을 구성하는 양성자는 스스로가 스핀 각운동량과 자기 쌍극자를 갖기 때문에 자기장을 가해주면 자기장의 방향으로 정렬되고, 자기장의 방향을 중심으로 　원자핵이 세차운동을 한다. 이러한 세차운동에 의해 핵자기 공명 현상을 통한 인체의 영상을 획득할 수 있다.　

한편, 자기공명영상장치는 대상체에 형성되는 정자장에 경사자장을 인가하여 대상체의 영상을 획득하는데, 정자장에 경사자장을 형성하기 위해서는 경사 코일부에 펄스 형태의 전류가 공급되어야 한다.

경사 코일부에 펄스 형태의 전류가 공급되면, 대상체에 정자장을 형성하는 정자장 코일부에 전자기 유도현상에 의해 와전류가 흐르게 된다. 정자장 코일부에 유도된 와전류는 정상적인 영상획득에 방해가 되는 자장을 유도하여 영상의 질을 저하시키는 원인을 제공한다.

와전류로 인한 영상의 품질 저하를 방지하기 위해, 와전류로 인한 영향을 줄일 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 일 측면은 정자장 코일부에 유도되는 와전류의 비대칭성을 제거함으로써, 와전류가 대칭적인 분포를 형성하도록 정자장 코일부와 경사 코일부 사이의 공간에 전도체가 마련되는 자기공명영상장치 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 자기공명영상장치는 대상체에 정자장을 형성하는 정자장 코일부; 상기 정자장에 경사자장을 형성하는 경사 코일부; 및 상기 정자장 코일부에 유도된 와전류가 상기 정자장 코일부에 대칭적으로 분포하도록 상기 정자장 코일부와 상기 경사 코일부 사이의 공간에 마련되는 적어도 하나의 전도체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전도체는, 상기 경사 코일부가 상기 정자장 코일부와 동심체를 형성하는 기준상태에서 이탈하여 생성된 비대칭 공간에 마련되어 상기 정자장 코일부에 유도된 와전류의 크기를 보정할 수 있다.

또한, 상기 전도체는, 상기 경사 코일부가 상기 정자장 코일부와 동심체를 형성하는 기준상태에서 이탈하여 생성된 과잉공간에 마련되어 상기 과잉공간에 대응되는 정자장 코일부에 유도된 와전류의 크기를 보강할 수 있다.

또한, 상기 과잉공간은 상기 기준상태에서의 상기 경사코일부와 상기 정자장 코일부 사이의 공간에 비해 상기 경사 코일부가 상기 기준상태를 이탈하여 설치됨으로써 증가된 공간을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전도체는, x축 방향, y축 방향 및 z축 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 비대칭적으로 분포된 정자장 코일부의 와전류 크기를 대칭적으로 분포시키기 위한 위치에 마련될 수 있다.

또한, 상기 전도체는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 스테인리스강(SUS)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 정자장 코일부는 상기 전도체가 장착되는 장착부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전도체의 크기 및 개수 중 적어도 하나는 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 측정 결과에 기초하여 결정될 수 있다.

또한, 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 측정 결과 와전류의 크기가 주변보다 작은 정자장 코일부의 영역에 상기 전도체가 설치되고, 상기 영역의 와전류의 크기가 작을수록 또는 상기 영역의 크기가 클수록 상기 영역에 설치되는 상기 전도체의 크기 또는 개수가 증가할 수 있다.

또한, 상기 전도체의 형태는 상기 전도체가 장착되는 영역의 형태에 기초하여 결정될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 자기공명영상장치의 제조방법은 정자장 코일부에 형성된 와전류를 측정하고; 상기 측정결과에 기초하여 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 대칭적 분포를 형성하기 위한 전도체의 장착위치를 결정하고; 상기 결정된 장착위치에 전도체를 장착하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전도체의 장착위치는, 상기 경사 코일부가 상기 정자장 코일부와 동심체를 형성하는 기준상태에서 이탈하여 생성된 비대칭공간을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전도체의 장착위치는, 경사 코일부가 상기 정자장 코일부와 동심체를 형성하는 기준상태에서 이탈하여 생성된 상기 경사 코일부와 상기 정자장 코일부 사이의 과잉공간을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전도체의 장착위치는, x축 방향, y축 방향 및 z축 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 형성된 상기 정자장 코일부의 와전류의 비대칭 분포 중에서 와전류의 크기가 작은 상기 정자장 코일부의 영역을 포함할 수 있다.

또한, 상기 정자장 코일부는 상기 전도체가 장착되는 장착부를 포함하고, 상기 결정된 장착위치에 전도체를 장착하는 것은, 상기 결정된 장착위치에 마련된 상기 정자장 코일부의 장착부에 상기 전도체를 장착하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 측정결과에 기초하여 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 대칭적 분포를 형성하기 위한 상기 전도체의 크기 및 개수 중 적어도 하나를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 측정결과에 기초하여 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 대칭적 분포를 형성하기 위한 상기 전도체의 크기 및 개수 중 적어도 하나를 결정하는 것은, 상기 측정결과에 기초하여 결정된 상기 전도체의 장착위치의 와전류의 크기가 작을수록 또는 상기 장착위치의 크기가 클수록 상기 장착위치에 장착되는 상기 전도체의 크기 또는 개수를 증가시키는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 측정결과에 기초하여 결정된 상기 전도체의 장착위치의 형태에 따라 상기 전도체의 형태를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 정자장 코일부의 표면 처리 이상이나, 정자장 코일부 및 경사 코일부의 설치 상의 오차로 인해 발생하는 와전류 분포의 비대칭성을 와전류의 크기가 작은 영역에 전도체를 설치하여 와전류를 보강함으로써 와전류가 대칭적으로 분포하도록 할 수 있다.

또한, 정자장 코일부와 경사 코일부 사이에 설치된 전도체에 의해 정자장 코일부에 유도되는 와전류가 대칭적인 분포를 갖도록 함으로써 비대칭 와전류에 의한 영향을 보정하기 어려운 기존의 pre-emphasis 방식 또는, 영상 후처리를 통한 와전류의 artifact를 제거하는 방식의 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 와전류의 영향으로 인한 영상의 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 제어 블록도이다.
도 2는 자기공명영상장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 대상체가 놓여 있는 공간을 x, y, z 축으로 구분한 도면이다.
도 4는 자석 어셈블리의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 경사 코일부를 구성하는 각 경사코일과 각 경사코일의 동작과 관련된 펄스 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 자석 어셈블리를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 정자장 코일부와 경사 코일부가 동심체를 형성하는 기준상태를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 경사 코일부가 도 7의 기준상태를 이탈한 모습을 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 경사 코일부가 기준상태를 이탈하여 생성된 비대칭 공간을 개념적으로 도시한 단면도이다
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 정자장 코일부와 경사 코일부 사이의 비대칭 공간에 전도체가 설치된 형태를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 정자장 코일부와 경사 코일부가 동심체를 형성하는 기준상태를 개념적으로 도시한 사시도이다.
도 12는 경사 코일부가 도 11의 기준상태를 이탈한 모습을 개념적으로 도시한 사시도이다.
도 13은 경사 코일부가 기준상태를 이탈하여 생성된 비대칭 공간을 개념적으로 도시한 단면도이다
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 정자장 코일부와 경사 코일부 사이의 비대칭 공간에 전도체가 설치된 형태를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 정자장 코일부에 전도체가 장착된 모습을 개념적으로 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 제어 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치는 자기장을 형성하고 원자핵에 대한 공명 현상을 발생시키는 자석 어셈블리(150)와, 자석 어셈블리(150)의 동작을 제어하는 제어부(120), 원자핵으로부터 발생되는 에코신호를 수신하여 자기 공명 영상을 생성하는 영상 처리부(160) 등을 포함한다.

자석 어셈블리(150)는 내부에 정자장(Static field)을 형성하는 정자장 코일부(151), 정자장에 경사자장(gradient field)를 형성하는 경사 코일부(152), 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이의 공간에 마련되는 전도체(157) 및 RF 펄스를 인가하여 원자핵을 여기시키고 원자핵으로부터 에코 신호를 수신하는 RF 코일부(153)를 포함한다.

제어부(120)는 정자장 코일부(151)가 형성하는 정자장의 세기 및 방향을 제어하는 정자장 제어부(121), 펄스 시퀀스를 설계하여 그에 따라 경사 코일부(152) 및 RF 코일부(153)를 제어하는 펄스 시퀀스 제어부(122)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치는 경사 코일부(152)에 경사 신호를 인가하는 경사 인가부(130) 및 RF 코일부(153)에 RF 신호를 인가하는 RF 인가부(140)를 구비하여 펄스 시퀀스 제어부(122)가 경사 인가부(130) 및 RF 인가부(140)를 제어함으로써 정자장에 형성되는 경사자장 및 원자핵에 가해지는 RF를 조절하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치는 사용자 조작부(110)를 구비하여 사용자로부터 자기공명영상장치(100)의 전반적인 동작에 관한 제어 명령을 입력받을 수 있고, 특히 사용자로부터 스캔 시퀀스에 관한 명령을 수신하여 이에 따라 펄스 시퀀스를 생성할 수 있다. 　

사용자 조작부(110)는 사용자가 시스템을 조작할 수 있도록 마련되는 조작 콘솔(111)과, 제어 상태를 표시하고 영상 처리부(160)에서 생성된 영상을 표시하여 사용자로 하여금 대상체(200)의 건강상태를 진단할 수 있도록 하는 디스플레이(112)를 포함할 수 있다.

도 2는 자기공명영상장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 대상체가 놓여 있는 공간을 x, y, z 축으로 구분한 도면이다. 도 4는 자석 어셈블리의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 경사 코일부를 구성하는 각 경사코일과 각 경사코일의 동작과 관련된 펄스 시퀀스를 도시한 도면이다.

이하 앞서 설명한 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 구체적인 동작에 대해 설명하도록 한다.

자석 어셈블리(150)는 내부 공간이 비어 있는 원통형의 형상을 하며 그 내부 공간을 캐비티(cavity)부라고 한다. 이송부는 그 위에 누워 있는 대상체(200)를 캐비티부로 이송시켜 자기 공명 신호를 얻을 수 있도록 한다.

자석 어셈블리(150)는 정자장 코일부(151), 경사 코일부(152), 및 RF 코일부(153)를 포함한다.

정자장 코일부(151)는 캐비티부의 둘레를 코일이 감고 있는 형태로 할 수 있고 정자장 코일부(151)에 전류가 인가되면 자석 어셈블리(150) 내부 즉, 캐비티부에 정자장이 형성된다.

정자장의 방향은 일반적으로 자석 어셈블리(150)의 동축과 평행하다.

캐비티부에 정자장이 형성되면 대상체(200)를 구성하는 원자 특히, 수소 원자의 원자핵은 정자장의 방향으로 정렬되며, 정자장의 방향을 중심으로 세차운동(precession)을 한다. 원자핵의 세차속도는 세차주파수로 나타낼 수 있으며 이를 Larmor 주파수라 부르고 아래의 [수학식 1]으로 표현할 수 있다.

[수학식 1]

ω=γB₀

여기서, ω는 Larmor 주파수이고 γ는 비례상수이며 B₀는 외부 자기장의 세기이다. 비례상수는 원자핵의 종류마다 달라지며 외부 자기장의 세기의 단위는 테슬라(T) 또는 가우스(G)이고 세차주파수의 단위는 Hz이다.

예를 들어, 수소 양성자는 1T의 외부 자기장 속에서 42.58MHZ의 세차주파수를 가지며, 인간의 몸을 구성하는 원자 중 가장 큰 비율을 차지하는 것이 수소이므로 MRI에서는 주로 수소 양성자의 세차운동을 이용하여 자기 공명 신호를 얻는다.

경사 코일부(152)는 캐비티부에 형성된 정자장에 경사(gradient)를 발생시켜 경사자장(gradient magnetic field)를 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 대상체(200)의 머리부터 발까지의 상하방향과 평행하는 축, 즉 정자장의 방향과 평행하는 축을 z축으로, 대상체(200)의 좌우방향과 평행하는 축을 x축으로, 공간에서의 상하방향과 평행하는 축을 y축으로 결정할 수 있다.

3차원의 공간적인 정보를 얻기 위해서는 x, y, z 축 모두에 대한 경사자장이 요구된다. 이에 경사 코일부(152)는 세 쌍의 경사코일을 포함한다.

도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 z축 경사코일(154)은 일반적으로 한 쌍의 링 타입의 코일로 구성되고, y축 경사코일(155)은 대상체(200)의 위아래에 위치한다. x축 경사코일(156)은 대상체(200)의 좌우측에 위치한다.

반대극성을 가진 직류전류가 두 개의 z축 경사코일(154) 각각에서 반대 방향으로 흐르게 되면 z축 방향으로 자장의 변화가 발생하여 경사자장이 형성된다. 도 5에는 z축 경사코일(154)의 동작 시 z축 경사자장이 형성되는 것이 펄스 시퀀스로 도시되어 있다.

z축 방향으로 형성되는 경사자장의 기울기가 클수록 얇은 두께의 슬라이스를 선택할 수 있으므로, z축 경사코일(154)은 슬라이스 선택에 사용된다.

z축 경사코일(154)에 의해 형성된 경사자장을 통해 슬라이스가 선택되면, 슬라이스를 구성하는 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지므로 각 스핀을 구별할 수 없다.

이때 y축 경사코일(155)에 의해 y축 방향으로 경사자장이 형성되면, 경사자장은 슬라이스의 행들이 서로 다른 위상을 갖도록 위상 시프트를 일으킨다.

즉, y축 경사자장이 형성되면 큰 경사자장이 걸린 행의 스핀들은 높은 주파수로 위상이 변하고 작은 경사자장이 걸린 행의 스핀들은 보다 낮은 주파수로 위상이 변한다. y축 경사자장이 사라지면 선택된 슬라이스의 각 행들을 위상 시프트가 일어나 서로 다른 위상을 갖게 되고, 이로 인해 행들을 구별할 수 있다. 이와 같이 y축 경사코일(155)에 의해 생긴 경사자장은 위상 부호화(phase encoding)에 사용된다. 도 5에는 y축 경사코일(155)의 동작 시 y축 경사자장이 형성되는 것이 펄스 시퀀스로 도시되어 있다. 　

z축 경사코일(154)에 의해 형성된 경사자장을 통해 슬라이스가 선택되고, y축 경사코일(155)에 의해 형성된 경사자장을 통해 선택된 슬라이스를 구성하는 행들을 서로 다른 위상으로 구별한다. 그러나 행을 구성하는 각 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지므로 구별할 수 없다.

이때 x축 경사코일(156)에 의해 x축 방향으로 경사자장이 형성되면, 경사자장은 각 행을 구성하는 스핀들이 서로 다른 주파수를 갖도록 하여 각각의 스핀을 구별하도록 해준다. 이와 같이 x축 경사코일(156)에 의해 생긴 경사자장은 주파수 부호화(frequency encoding)에 사용된다.

전술한 것처럼, z, y, x축 경사코일에 의해 형성되는 경사자장은 슬라이스 선택, 위상 부호화, 주파수 부호화를 통해 각 스핀들의 공간 위치를 부호화(spatial encoding)한다.

경사 코일부(152)는 경사 인가부(130)와 접속되어 있고, 경사 인가부(130)는 펄스 시퀀스 제어부(122)로부터 전송받은 제어신호에 따라 경사 코일부(152)에 구동 신호를 인가하여 경사자장을 발생시킨다. 경사 인가부(130)는 경사 코일부(152)를 구성하는 세 개의 경사코일(154, 155, 156)에 대응하여 세 개의 구동회로를 구비할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 외부 자기장에 의해 정렬된 원자핵들은 Larmor 주파수로 세차운동을 하며 여러 개의 원자핵의 자화(magnetization) 벡터합을 하나의 평균자화(net magnetization) M으로 나타낼 수 있다.

평균자화의 z축 성분은 측정이 불가능하고, M_xy만이 검출될 수 있다. 따라서 자기 공명 신호를 얻기 위해서는 원자핵의 여기(excitation)시켜 평균자화가 XY 평면 위에 존재하게 해야 한다. 원자핵의 여기를 위해 원자핵의 Larmor 주파수로 tune된 RF 펄스를 정자장에 인가해야 한다.

RF 코일부(153)는 RF 펄스를 송신하는 송신 코일 및 여기된 원자핵이 방출하는 전자파 즉, 자기 공명 신호를 수신하는 수신 코일을 포함한다.

RF 코일부(153)는 RF 인가부(140)와 접속되어 있고, RF 인가부(140)는 펄스 시퀀스 제어부(122)로부터 전송받은 제어신호에 따라 RF 코일부(153)에 구동신호를 인가하여 RF 펄스를 송신한다.

RF 인가부(140)는 고주파 출력 신호를 펄스형 신호로 변조하는 변조 회로 및 펄스형 신호를 증폭하는 RF 전력 증폭기를 포함할 수 있다.

또한, RF 코일부(153)는 영상 처리부(160)와 접속되어 있고, 영상 처리부(160)는 원자핵으로부터 발생되는 자기공명신호에 관한 데이터를 수신하고, 이를 처리하여 자기공명영상을 생성한다는 데이터 수집부(161), 데이터 수집부(161)에서 수신한 데이터들을 처리하여 자기공명영상을 생성하는 데이터 처리부를 포함한다.

데이터 수집부(161)는 RF 코일부(153)의 수신 코일이 수신한 자기 공명 신호를 증폭하는 전치 증폭기(preamplier), 전치 증폭기로부터의 자기 공명 신호를 전송받아 위상 검출하는 위상 검출기, 위상 검출에 의해 획득된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 포함한다. 그리고 데이터 수집부(161)는 디지털 변환된 자기 공명 신호를 데이터 저장부(162)로 전송한다.

데이터 저장부(162)에는 2차원 푸리에 공간을 구성하는 데이터 공간이 형성되며 스캔 완료된 전체 데이터의 저장이 완료되면 데이터 처리부(163)는 2차원 푸리에 공간 내의 데이터를 2차원 역 푸리에 변환하여 대상체(200)에 대한 영상을 재구성한다. 재구성된 영상은 디스플레이(112)에 표시된다.

원자핵으로부터 자기 공명 신호를 얻기 위해 주로 사용되는 방법으로 스핀 에코 펄스 시퀀스가 있다. RF 코일부(153)에서 RF 펄스를 인가 할 때, 첫 번째 RF 펄스 인가 후 적당한 시간 간격 △t를 두고 RF 펄스를 한번 더 송신하면, 그로부터 △t시간이 경과하였을 때 원자핵들에 강한 횡자화가 나타나며 이로부터 자기 공명 신호를 얻을 수 있다. 이를 스핀 에코 펄스 시퀀스라 하고, 첫번째 RF 펄스 인가후 자기 공명 신호가 발생할 때까지 걸리는 시간을 TE(Time Echo)라 한다.

양성자가 얼마나 플립되었는지 여부는 플립되기 전에 위치하던 축으로부터 이동한 각으로 나타낼 수 있으며, 플립 정도에 따라 90도RF 펄스, 180도RF 펄스 등으로 나타낸다.

도 6은 도 1의 자석 어셈블리(150)를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치는 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이의 공간(158)에 마련되는 전도체(157)를 포함한다.

경사 코일부(152)가 구동되면, 전자기 유도현상에 의해 경사 코일부(152) 주변의 전도체(157)에 와전류가 유도된다. 와전류는 주로 정자장 코일부(151)에 유도되고, 보다 구체적으로는 정자장 코일부(151)를 형성하는 thermal shield나 vacuum vessel에 유도된다.

유도된 와전류는 다시 전자기 유도현상에 의해 자기장을 형성하고, 이렇게 형성된 자기장은 대상체, 특히 대상체의 촬영영역인 FOV(field of view)에 형성된 정자장에 영향을 미친다.

판독 가능한 대상체의 영상을 획득하기 위해서는 기본적으로 FOV에 정자장이 형성되어야 하는데, 와전류에 의해 유도된 자기장이 정자장에 영향을 미쳐 대상체 영상의 질을 저하시킨다.

와전류의 영향을 줄이기 위해 일반적으로 pre-emphasis 방식이 사용되는데, 이 방식은 와전류의 영향을 상쇄하도록 펄스 시퀀스를 미리 변조한다.

Pre-emphasis 방식은 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류가 상하, 좌우, 전후 모두 대칭적으로 분포된 경우를 가정한 것이므로, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)의 설치 상 오차나, 정자장 코일부(151)의 제조 과정에서 발생할 수 있는 표면 처리 이상으로 인해 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류가 비대칭적인 분포를 가질 경우 효율적으로 와전류의 영향을 상쇄시킬 수 없다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치는 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이의 공간(158)에 전도체(157)를 설치하여 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류가 대칭적으로 분포되도록 함으로써 pre-emphasis 방식을 통한 와전류의 영향을 효율적으로 상쇄시킬 수 있다. 이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 7은 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 동심체를 형성하는 기준상태를 개념적으로 도시한 단면도이고, 도 8은 경사 코일부(152)가 도 7의 기준상태를 이탈한 모습을 개념적으로 도시한 단면도이다. 도 9는 경사 코일부(152)가 기준상태를 이탈하여 생성된 비대칭 공간을 개념적으로 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이의 비대칭 공간에 전도체(157)가 설치된 형태를 개념적으로 도시한 단면도이다.

도 11 내지 도 14는 도 7 내지 도 10의 단면도를 입체적으로 나타낸 사시도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 정자장 코일부(151)에 전도체(157)가 장착된 모습을 개념적으로 도시한 사시도이다.

도 7을 참조하면, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 캐비티를 관통하는 동일한 축(C)을 중심축으로 공유하는 동심체를 형성하고 있다. 이하부터는 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 동심체를 형성하고 있는 상태를 기준상태라고 명명하고 설명한다. 또한, 설명의 편의를 위해, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)를 제외한 자석 어셈블리(150)를 구성하는 다른 구조(예를 들면, RF 코일부(153))의 도시는 생략하였다.

이상적으로는, 경사 코일부(152)가 도 7에 도시된 것처럼 정자장 코일부(151)와 동심체를 형성하여 기준상태가 되도록 정자장 코일부(151) 내부에 설치되어야 하나, 오차없이 완전한 동심체를 형성하는 것은 실질적으로 어렵기 때문에 대부분 오차가 존재하게 된다.

정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이에는 공간(158)이 존재하는데, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 도 7에 도시된 것처럼 동심체를 형성하여 기준상태일 때, 상기 공간(158)의 폭은 대략 5mm 정도이다.

도 8은 경사 코일부(152)가 기준상태에서 벗어나 정자장 코일부(151)와 동심체를 형성하지 않고, 서로 다른 중심축(C151, C152)을 가지는 것을 도시하고 있다.

도 8은 경사 코일부(152)의 중심축(C152)이 정자장 코일부(151)의 중심축(C151)보다 하부에 위치하는 것을 도시하고 있으나, 이는 일 예일 뿐 이에 한정되지 않고, 동심체를 형성하지 않는 모든 배치가 본 실시예의 범위에 포함된다. 또한, 설명의 편의를 위해 경사 코일부(152)가 기준상태를 벗어난 모습을 다소 과장되게 표현하였고, 실제로 설치 오차는 도면에 도시된 것보다 매우 작을 수 있다.

도 8은 기준상태에서의 경사 코일부(152)의 위치를 점선으로 도시하였고, 기준상태를 이탈하여 동심체를 형성하지 않게 된 경사 코일부(152)의 위치를 실선으로 도시하였다.

도 8은 자석 어셈블리(150)를 xy평면에서 도시한 단면도로, 경사 코일부(152)가 도 8에 도시한 것처럼 정자장 코일부(151)의 중심축(C151)에서 하부로 이동할 경우 반대로 상부로 들리게 되는 경사 코일부(152)의 후방은 설명의 편의를 위해 도시하지 않았고, 이는 후술할 사시도(도 12참조)에서 확인할 수 있다.

이와 같이, 경사 코일부(152)가 기준상태를 벗어나게 되면, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이의 공간(158)의 형태에도 변화가 생기게 된다.

도 8에 나타낸 것처럼, 경사 코일부(152)가 동심체를 이탈하여 하부로 이동하게 되면, 하부의 공간은 기준상태에서의 공간(158)보다 좁아지게 되고, 상부의 공간은 기준상태에서의 공간(158)보다 넓어지게 되어 비대칭 공간을 형성하게 된다.

도 9는 넓어진 공간을 짙은 회색으로 음영을 주어 도시함으로써 좁아진 공간과 구별하여 비대칭 공간을 보다 이해하기 쉽게 설명하고자 한다. 비대칭 공간 중 넓어진 공간을 설명의 편의를 위해 이하 과잉공간(159)이라 명명하여 설명한다.

도 7에 도시된 것처럼, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 기준상태에 있을 경우, 정자장 코일부(151)에 유도되는 와전류의 크기는 x축 방향, y축 방향, 그리고 z축 방향으로 대칭적으로 분포하게 된다. 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151)가 동심체를 형성하여 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이의 거리가 일정하기 때문이다.

그러나 도 8 및 도 9에 도시한 것처럼, 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151)가 기준상태를 형성하지 않게 되면, 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이의 거리가 일정하지 않게 된다. 즉 과잉공간(159)에서는 상기 거리가 더 늘어나게 되고 반대로 그 외의 공간에서는 상기 거리가 줄어들게 된다. 이로 인해, 정자장 코일부(151)에 유도되는 와전류의 크기도 대칭적으로 분포하지 못하고, 비대칭적으로 분포하게 된다.

즉, 과잉공간(159)에 대응되는 정자장 코일부(151)에는 기준상태보다 작은 크기의 와전류가 유도되고, 그 외의 공간에 대응되는 정자장 코일부(151)에는 기준상태보다 큰 크기의 와전류가 유도된다.

이러한 와전류 크기의 공간상의 비대칭 분포는 와전류 크기의 공간상 분포가 대칭적이라는 것을 전제로 하고, 펄스 시퀀스를 미리 변조하는 pre-emphasis 방식이 와전류의 영향을 효율적으로 제거할 수 없게 만든다.

이에 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치는 도 10에 도시된 것처럼, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이의 공간(158)에 전도체(157)를 설치하여 정자장 코일부(151)에 유도되는 와전류가 대칭적 분포를 형성할 수 있도록 한다.

도 10에는 비대칭 공간에 세 개의 전도체(157)가 설치된 것이 도시되어 있다.

이하 와전류 분포의 비대칭성을 야기시키는 원인으로 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이 공간의 불균형성을 일 예로 설명한다. 그러나 와전류 분포의 비대칭성을 야기시키는 원인이 이에 한정되지 않음은 물론이다.

도 10에 도시된 전도체(157)의 설치 개수 및 위치는 예시적인 것일 뿐 다른 개수의 전도체(157)가 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이의 비대칭 공간 상의 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다.

전술한 것처럼, 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151)가 기준상태를 벗어나게 되면, 비대칭 공간 중 과잉공간(159)에 대응되는 정자장 코일부(151)에는 기준상태보다 작은 크기의 와전류가 유도되고, 그 외 공간에 대응되는 정자장 코일부(151)에는 기준상태보다 큰 크기의 와전류가 유도되어 와전류 분포의 비대칭성이 야기된다.

이러한 와전류 분포의 비대칭성 문제는, 비대칭 공간에 의해 비대칭적인 분포를 형성하게 된 와전류의 크기를 보정하여 해결할 수 있다. 예를 들면, 비대칭 공간 중 과잉공간(159)에 대응되는 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류의 크기를 보강하여 와전류 분포의 대칭성을 회복함으로써 해결할 수 있다.

즉, 도 10에 도시한 것처럼, 과잉공간(159)에 전도체(157)를 설치하면, 전자기 유도현상에 의해 전도체(157)에도 와전류가 유도되고, 전도체(157)에 유도된 와전류는 전도체(157)가 설치된 영역에 대응되는 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류에 더해져 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류의 크기가 증가하는 효과를 가져 온다.

이렇게 과잉공간(159)에 전도체(157)를 설치하면, 감소된 와전류의 크기가 보강되어 과잉공간(159)에 대응되는 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류의 크기가 증가하게 되고 이렇게 증가된 크기를 갖는 과잉공간(159)의 와전류는 과잉공간(159)을 제외한 다른 영역에 유도된 와전류와 다시 대칭적 분포를 형성할 수 있게 된다.

전도체(157)가 설치되는 위치는 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류를 측정하여 와전류의 분포가 산출되면, 와전류가 비대칭적으로 분포된 위치로 결정될 수 있다.

예를 들면, 임의의 일 영역에서 측정된 와전류의 크기가 상기 영역에 대칭되는 영역의 와전류의 크기보다 작으면 상기 영역을 전도체(157)가 설치되는 영역으로 결정할 수 있다. 상기 영역은, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 기준상태를 벗어나서 생성된 과잉공간(159)에 속할 수 있다. 전술한 것처럼, 와전류의 비대칭분포가 반드시 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151)가 기준상태를 벗어난 상태에서 설치됐다는 이유만으로 발생하는 것은 아니므로, 와전류 분포의 비대칭성을 해소하기 위한 위치라면 과잉공간(159)뿐 아니라 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이의 비대칭 공간 중 임의의 위치에 전도체(157)가 설치될 수 있다.

또한, 설치되는 전도체(157)의 개수는 와전류가 비대칭적으로 분포된 위치의 개수에 따라 결정될 수 있다. 정자장 코일부(151)의 복수의 영역에 와전류의 비대칭적 분포가 확인되면, 해당 위치의 와전류의 분포를 대칭적 분포로 회복시키기 위해 확인된 위치의 개수만큼의 전도체(157)가 각 위치에 설치될 수 있다.

전도체(157)가 설치될 위치와 개수가 결정되면, 상기 위치에 설치될 전도체(157)의 개수나 크기가 결정될 수 있다.

전도체(157)가 설치될 위치의 와전류의 크기가 작을수록 와전류의 보강이 더 요구되므로, 그에 맞도록 전도체(157)의 크기가 결정될 수 있다.

실험결과. 전도체(157)의 두께(a)가 1mm이고, 길이(b)가 30mm일 때(도 10 및 도 14참조), 정자장 코일부(151)의 thermal shield에 유도되는 와전류보다 전도체(157)에 유도되는 와전류가 4~5배 증가된 크기를 갖는 것이 측정되었다. 따라서, 대칭적인 와전류의 분포를 회복하기 위해, 보강이 필요한 와전류의 크기가 산출되면 상기 실험결과로 획득한 데이터를 참조하여 전도체(157)의 크기가 결정될 수 있다.

또한, 전도체(157)가 설치될 위치의 면적에 맞게 전도체(157)의 크기나 형태가 결정될 수 있고, 또는 상기 위치에 설치될 전도체(157)의 개수가 결정될 수도 있다.

상기 면적을 커버하기 위해 하나의 전도체(157)가 설치될 수도 있지만, 상기 위치의 면적을 나누어 커버하도록 소정의 크기를 갖는 복수의 전도체(157)가 상기 위치에 설치될 수도 있다.

또한, 정자장 코일부(151)에 전도체(157)가 설치될 경우, 설치되는 영역의 형태에 따라 전도체(157)의 형태는 평판 형태 또는 곡면 형태를 가질 수 있다. 정자장 코일부(151)가 원통형이므로 전도체(157)가 설치되는 면적이 넓을 경우 전도체(157)는 정자장 코일부(151)의 곡률과 동일하거나 유사한 곡률을 가진 곡면 형태로 가공되어 설치될 수 있다.

전술한 것처럼, 정자장 코일부(151)의 와전류를 측정하여 와전류가 비대칭적으로 분포된 영역이 결정되면 그에 따라 전도체(157)가 장착될 위치 및 전도체(157)의 크기, 형태, 개수 등이 결정되어 와전류 분포의 대칭성을 회복시킬 수 있다.

전도체(157)로는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 스테인리스 강(SUS)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 전도체(157)가 사용될 수 있다.

또한, 전도체(157)의 용이한 장착을 위해 정자장 코일부(151)에는 전도체(157)가 장착될 수 있는 장착부(170)가 형성될 수 있다. 장착부(170)에 대해서는 후술할 도 15에서 구체적으로 설명하도록 한다.

도 11 내지 도 14는 전술한 도 7 내지 도 10에 나타낸 단면도의 사시도로 측면에서 바라본 구조가 강조되어 도시되어 있다.

도 11을 참조하면, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 캐비티를 관통하는 동일한 축(C)을 중심축으로 공유하는 동심체를 형성하여 기준상태를 이루고 있다.

이상적으로는, 경사 코일부(152)가 도 11에 도시된 것처럼 정자장 코일부(151)와 동심체를 형성하여 기준상태가 되도록 정자장 코일부(151) 내부에 설치되어야 하나, 오차없이 완전한 동심체를 형성하는 것은 실질적으로 어렵기 때문에 대부분 오차가 존재하게 된다.

도 12는 경사 코일부(152)가 기준상태에서 벗어나 정자장 코일부(151)와 동심체를 형성하지 않고, 서로 다른 중심축(C151, C152)을 가지는 것을 도시하고 있다.

도 12는 경사 코일부(152)의 중심축(C152)이 -y 방향으로 기운 것을 도시하고 있으나, 이는 일 예일 뿐 이에 한정되지 않고, 동심체를 형성하지 않는 모든 배치가 본 실시예의 범위에 포함된다. 또한, 설명의 편의를 위해 경사 코일부(152)가 기준상태를 벗어난 모습을 다소 과장되게 표현하였다. 실제 설치 오차는 도면에 도시된 것보다 매우 작을 수 있다.

전술한 도 8은 자석 어셈블리(150)를 xy평면에서 도시한 단면도로, 경사 코일부(152)가 도 8에 도시한 것처럼 중심축(C151)에서 하부로 이동할 경우 반대로 상부로 들리게 되는 경사 코일부(152)의 후방은 설명의 편의를 위해 도시하지 않았으나, 도 12에서는 이를 확인할 수 있다.

도 12에 나타낸 것처럼, 경사 코일부(152)가 동심체를 이탈하여 하부로 이동하게 되면, 하부의 공간은 도면에서 왼쪽을 기준으로 기준상태에서의 공간(158)보다 좁아지고,오른쪽으로 갈수록 넓어진다. 이와는 반대로, 상부의 공간은 도면에서 왼쪽을 기준으로 기준상태에서의 공간(158)보다 넓어지고, 오른쪽으로 갈수록 좁아진다.

도 13은 경사 코일부(152)가 기준상태를 이탈하여 넓어진 공간 즉, 과잉공간(159)을 짙은 회색으로 음영을 주어 도시함으로써 좁아진 공간과 구별하여 비대칭 공간을 보다 이해하기 쉽게 설명하고자 한다.

도 11에 도시된 것처럼, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 기준상태에 있을 경우, 정자장 코일부(151)에 유도되는 와전류의 크기는 x축 방향, y축 방향, 그리고 z축 방향으로 대칭적으로 분포하게 된다. 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151)가 동심체를 형성하여 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152) 사이의 거리가 일정하기 때문이다.

그러나 도 12 및 도 13에 도시한 것처럼, 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151)가 기준상태를 형성하지 않게 되면, 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이의 거리가 일정하지 않게 된다. 즉, 비대칭 공간을 형성하게 된다. 과잉공간(159)에서는 상기 거리가 더 늘어나게 되고 반대로 그 외의 공간에서는 상기 거리가 줄어들게 된다. 이로 인해, 정자장 코일부(151)에 유도되는 와전류의 크기도 대칭적으로 분포하지 못하고, 비대칭적으로 분포하게 된다.

도 14에는 비대칭 공간에 세 개의 전도체(157)가 설치된 것이 도시되어 있다.

도 10에서와 마찬가지로 도 14에 도시된 전도체(157)의 설치 개수 및 위치는 예시적인 것일 뿐 다른 개수의 전도체(157)가 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이의 비대칭 공간 상의 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다.

즉, 도 14에 도시한 것처럼, 과잉공간(159)에 전도체(157)를 설치하면, 전자기 유도현상에 의해 전도체(157)에도 와전류가 유도되고, 전도체(157)에 유도된 와전류는 전도체(157)가 설치된 영역에 대응되는 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류에 더해져 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류의 크기가 증가하는 효과를 가져 온다.

전도체(157)가 설치되는 위치 및 전도체(157)의 개수, 크기, 형태에 관한 설명은 전술한 설명과 동일하므로 생략한다.

도 15는 전도체(157)가 정자장 코일부(151)에 장착된 모습을 도시한 것으로 설명의 편의를 위해 경사 코일부(152)의 도시는 생략하였다.

도 15에 도시된 것처럼, 전도체(157)는 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이의 공간(158), 특히 정자장 코일부(151)의 내벽에 장착되어 정자장 코일부(151)에 유도되는 와전류의 크기를 보강할 수 있다.

실험결과, 전도체(157)의 두께(a)가 1mm이고, 길이(b)가 30mm일 때, 정자장 코일부(151)의 thermal shield에 유도되는 와전류보다 전도체(157)에 유도되는 와전류가 4~5배 증가된 크기를 갖는 것이 측정되었다. 따라서, 대칭적인 와전류의 분포를 회복하기 위해, 보강이 필요한 와전류의 크기가 산출되면 상기 실험결과로 획득한 데이터를 참조하여 전도체(157)의 크기가 결정될 수 있다.

또한, 전도체(157)의 용이한 장착을 위해 정자장 코일부(151)에는 전도체(157)가 장착될 수 있는 장착부(170)가 형성될 수 있다. 도 15에 나타낸 확대도면에 도시된 것처럼, 장착부(170)는 전도체(157)가 삽입될 수 있고 전도체(157)를 지지할 수 있으며, 또한 전도체(157)가 노출될 수 있는 구조, 예를 들면, "┗ 　　┛"와 같은 단면 형태를 가지는 삽입홈으로 형성될 수 있다. 이러한 구조는 일 예일 뿐 이에 한정되지 않고 다양한 구조로 구현될 수 있음은 물론이다. 도 15에는 설명의 편의와 장착부(170)의 명확한 도시를 위해 확대도에만 장착부(170)를 도시하였다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 16을 참조하면, 우선 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류를 측정한다(500).

경사 코일부(152)가 구동되면, 전자기 유도현상에 의해 경사 코일부(152) 주변의 전도체(157)에 와전류가 유도되는데, 와전류는 주로 정자장 코일부(151)에 유도된다.

정자장 코일부(151)에 유도된 와전류를 측정하여 정자장 코일부(151)에 와전류의 크기가 어떻게 분포되어 있는지 산출한다.

와전류를 측정하여 와전류의 크기가 어떻게 분포되어 있는지 산출하면, 측정된 와전류가 대칭적인 분포를 형성하는지 판단한다(510). 와전류가 대칭적으로 분포되어 있지 않으면, 측정결과에 기초하여 전도체(157)의 장착 위치를 결정하고, 결정된 장착위치에 장착될 전도체(157)의 크기, 형태, 및 개수를 결정한다(520).

전술한 것처럼, 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151)가 기준상태를 벗어나게 되면, 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이의 공간이 비대칭 공간을 형성하게 되고, 그로 인해 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류가 비대칭적인 분포를 갖게 된다. 예를 들면, 과잉공간(159)에 대응되는 정자장 코일부(151)에는 기준상태보다 작은 크기의 와전류가 유도되고, 그 외 공간에 대응되는 정자장 코일부(151)에는 기준상태보다 큰 크기의 와전류가 유도되어 와전류 분포의 비대칭성이 야기된다.

즉, 도 10 및 도 14에 도시한 것처럼, 과잉공간(159)에 전도체(157)를 설치하면, 전자기 유도현상에 의해 전도체(157)에도 와전류가 유도되고, 전도체(157)에 유도된 와전류는 전도체(157)가 설치된 영역에 대응되는 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류에 더해져 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류의 크기가 증가하는 효과를 가져 온다.

예를 들면, 임의의 일 영역에서 측정된 와전류의 크기가 상기 영역에 대칭되는 영역의 와전류의 크기보다 작으면 상기 영역을 전도체(157)가 설치되는 위치로 결정한다. 상기 영역은 전술한 것처럼, 정자장 코일부(151)와 경사 코일부(152)가 기준상태를 벗어나서 생성된 과잉공간(159)에 속할 수 있다. 전술한 것처럼, 와전류의 비대칭분포가 반드시 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151)가 기준상태를 벗어난 상태에서 설치됐다는 이유만으로 발생하는 것은 아니므로, 와전류 분포의 비대칭성을 해소하기 위한 위치라면 과잉공간(159)뿐 아니라 경사 코일부(152)와 정자장 코일부(151) 사이의 비대칭 공간 중 임의의 위치에 전도체(157)가 설치될 수 있다.

실험결과. 전도체(157)의 두께(a)가 1mm이고, 길이(b)가 30mm일 때(도 10, 14 및 15 참조), 정자장 코일부(151)의 thermal shield에 유도되는 와전류보다 전도체(157)에 유도되는 와전류가 4~5배 증가된 크기를 갖는 것이 측정되었다. 따라서, 대칭적인 와전류의 분포를 회복하기 위해, 보강이 필요한 와전류의 크기가 산출되면 상기 실험결과로 획득한 데이터를 참조하여 전도체(157)의 크기가 결정될 수 있다.

전술한 것처럼, 정자장 코일부(151)의 와전류를 측정하여 와전류가 비대칭적으로 분포된 영역이 결정되면 그에 따라 전도체(157)가 장착될 위치 및 전도체(157)의 크기, 형태, 개수 등이 결정될 수 있다.

정자장 코일부(151)에 유도된 와전류의 측정결과에 기초하여 전도체(157)의 장착위치, 개수, 크기 및 형태가 결정되면, 장착위치에 상기 결정된 조건을 만족시키는 전도체(157)를 장착한다(530).

전술한 것처럼, 정자장 코일부(151)의 와전류를 측정하여 와전류가 비대칭적으로 분포된 영역이 결정되면 그에 따라 전도체(157)가 장착될 위치 및 전도체(157)의 크기, 형태, 개수 등이 결정되고, 전도체(157)가 상기 결정된 조건에 따라 장착위치에 장착되면 와전류 분포의 대칭성을 회복시킬 수 있다.

와전류가 대칭적인 분포를 회복하면 전술한 것처럼, pre-emohasis 방식이나 기존에 와전류의 영향을 상쇄하기 위해 사용되는 방식을 이용하여 와전류의 영향을 상쇄시킬 수 있다.

또한, 전도체(157)로는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 스테인리스 강(SUS)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 전도체가 사용될 수 있다.

전도체를 장착위치에 장착하면, 다시 정자장 코일부(151)의 와전류를 측정하여 와전류가 대칭적인 분포를 회복했는지 확인하는 과정을 거친다. 즉, 다시 500단계로 복귀하여 정자장 코일부(151)에 유도된 와전류를 측정하고, 정자장 코일부(151)에 와전류의 크기가 어떻게 분포되어 있는지 산출한다. 와전류를 측정하여 와전류의 크기가 어떻게 분포되어 있는지 산출하면, 510단계에서 측정된 와전류가 대칭적인 분포를 형성하는지 판단하고 와전류가 대칭적으로 분포되었다고 판단되면 과정을 종료한다.

110 : 사용자 조작부 　　　　　
120 : 제어부 　　　　　　　　　　　　　　
121 : 정자장 제어부 　　　　　　
122 : 펄스 시퀀스 제어부 　　
150 : 자석 어셈블리
151 : 정자장 코일부 　　　　　　　
152 : 경사 코일부
153 : RF 코일부
157 : 전도체 　　　　　　　　　　　
160 : 영상 처리부
161 : 데이터 수집부 　　　　　　　
162 : 데이터 저장부
163 : 데이터 처리부
170 : 장착부

Claims

대상체에 정자장을 형성하는 정자장 코일부;
상기 정자장에 경사자장을 형성하는 경사 코일부; 및
상기 정자장 코일부에 유도된 와전류가 상기 정자장 코일부에 대칭적으로 분포하도록 상기 정자장 코일부와 상기 경사 코일부 사이의 공간에 마련되는 적어도 하나의 전도체;를 포함하는 자기공명영상장치.
제1항에 있어서,
상기 전도체는,
상기 경사 코일부가 상기 정자장 코일부와 동심체를 형성하는 기준상태에서 이탈하여 생성된 비대칭 공간에 마련되어 상기 정자장 코일부에 유도된 와전류의 크기를 보정하는 자기공명영상장치.
제1항에 있어서,
상기 전도체는,
상기 경사 코일부가 상기 정자장 코일부와 동심체를 형성하는 기준상태에서 이탈하여 생성된 과잉공간에 마련되어 상기 과잉공간에 대응되는 정자장 코일부에 유도된 와전류의 크기를 보강하는 자기공명영상장치.
제3항에 있어서,
상기 과잉공간은 상기 기준상태에서의 상기 경사코일부와 상기 정자장 코일부 사이의 공간에 비해 상기 경사 코일부가 상기 기준상태를 이탈하여 설치됨으로써 증가된 공간을 포함하는 자기공명영상장치.
제1항에 있어서,
상기 전도체는,
x축 방향, y축 방향 및 z축 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 비대칭적으로 분포된 정자장 코일부의 와전류 크기를 대칭적으로 분포시키기 위한 위치에 마련되는 자기공명영상장치.
제1항에 있어서,
상기 전도체는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 스테인리스강(SUS)을 포함하는 자기공명영상장치
제1항에 있어서,
상기 정자장 코일부는 상기 전도체가 장착되는 장착부를 포함하는 자기공명영상장치.
제1항에 있어서,
상기 전도체의 크기 및 개수 중 적어도 하나는 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 측정 결과에 기초하여 결정되는 자기공명영상장치.
제8항에 있어서,
상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 측정 결과 와전류의 크기가 주변보다 작은 정자장 코일부의 영역에 상기 전도체가 설치되고, 상기 영역의 와전류의 크기가 작을수록 또는 상기 영역의 크기가 클수록 상기 영역에 설치되는 상기 전도체의 크기 또는 개수가 증가하는 자기공명영상장치.
제1항에 있어서,
상기 전도체의 형태는 상기 전도체가 장착되는 영역의 형태에 기초하여 결정되는 자기공명영상장치.
정자장 코일부에 형성된 와전류를 측정하고;
상기 측정결과에 기초하여 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 대칭적 분포를 형성하기 위한 전도체의 장착위치를 결정하고;
상기 결정된 장착위치에 전도체를 장착하는 것을 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 전도체의 장착위치는,
상기 경사 코일부가 상기 정자장 코일부와 동심체를 형성하는 기준상태에서 이탈하여 생성된 비대칭공간을 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 전도체의 장착위치는,
경사 코일부가 상기 정자장 코일부와 동심체를 형성하는 기준상태에서 이탈하여 생성된 상기 경사 코일부와 상기 정자장 코일부 사이의 과잉공간을 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 과잉공간은 상기 기준상태에서의 상기 경사코일부와 상기 정자장 코일부 사이의 공간에 비해 상기 경사 코일부가 상기 기준상태를 이탈하여 설치됨으로써 증가된 공간을 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 전도체의 장착위치는,
x축 방향, y축 방향 및 z축 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 형성된 상기 정자장 코일부의 와전류의 비대칭 분포 중에서 와전류의 크기가 작은 상기 정자장 코일부의 영역을 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 전도체는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 스테인리스강(SUS)을 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 정자장 코일부는 상기 전도체가 장착되는 장착부를 포함하고,
상기 결정된 장착위치에 전도체를 장착하는 것은,
상기 결정된 장착위치에 마련된 상기 정자장 코일부의 장착부에 상기 전도체를 장착하는 것을 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 측정결과에 기초하여 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 대칭적 분포를 형성하기 위한 상기 전도체의 크기 및 개수 중 적어도 하나를 결정하는 것을 더 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제18항에 있어서,
상기 측정결과에 기초하여 상기 정자장 코일부에 형성된 와전류의 대칭적 분포를 형성하기 위한 상기 전도체의 크기 및 개수 중 적어도 하나를 결정하는 것은,
상기 측정결과에 기초하여 결정된 상기 전도체의 장착위치의 와전류의 크기가 작을수록 또는 상기 장착위치의 크기가 클수록 상기 장착위치에 장착되는 상기 전도체의 크기 또는 개수를 증가시키는 것을 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 측정결과에 기초하여 결정된 상기 전도체의 장착위치의 형태에 따라 상기 전도체의 형태를 결정하는 것을 더 포함하는 자기공명영상장치의 제조방법.