KR20150023024A - 영구 자석들의 로테이팅 어레이를 사용하는 자기 공명 이미징을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

핵 스핀들의 공간적 위치를 인코딩하기 위해 주요 자석에서의 정자기 필드 비균질도들을 사용하는 휴대가능 자기 공명 이미징("MRI") 시스템이 제공된다. 또한, 로우-필드, 저-전력 소비, 경량의 용이하게 수송가능한 MRI 시스템을 위한 공간적-인코딩 방식이 제공된다. 일반적으로, 휴대가능 MRI 시스템은, 경사 필드들을 사용하는 것보다는 분극 자기 필드에서의 공간적 비균질도들을 사용하여 이미지들을 공간적으로 인코딩한다. 따라서, 비균질 정적 필드가 오브젝트의 이미지를 분극, 판독, 및 인코딩하기 위해 사용된다. 공간적 인코딩을 제공하기 위해, 자석은, 다수의 상이하게 인코딩된 측정치들을 생성하도록 오브젝트의 주위에서 로테이팅된다. 그 후, 이미지는, 데이터와 가장 일치하는 오브젝트에 대해 해석함으로써 재구성된다.

Description

영구 자석들의 로테이팅 어레이를 사용하는 자기 공명 이미징을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PORTABLE MAGNETIC RESONANCE IMAGING USING A ROTATING ARRAY OF PERMANENT MAGNETS}
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은 발명의 명칭이 "MRI Encoding with and Inhomogeneous Magnetic Field."로 2012년 6월 15일자로 출원된 미국 가특허출원 제 61/660,278호를 우선권으로 주장한다.
연방정부 후원 연구에 관한 설명
본 발명은, 미국 육군 의료 연구 및 물자 사령부에 의해 수여된 W81XWH-11-2-0076 하에서 정부지원으로 이루어졌다. 정부는 본 발명에 일정한 권리들을 갖는다.
본 발명의 분야는 자기 공명 이미징("MRI")에 대한 시스템들 및 방법들이다. 더 상세하게는, 본 발명은, 공간적 이미징에 대해 비균질(inhomogeneous) 자기 필드(magnetic field)를 사용하는 휴대가능(portable) MRI에 대한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
종래의 MRI 스캐너는, 이미지를 생성하기 위해 수 개의 상이한 자기 필드들을 사용한다. 하나의 필드는, 핵 자화를 분극(polarize)시키기 위해 사용되는 정적인 고도로 균일한 자기 필드이며, 여기서, 자유-유도 감쇠(free-induction decay)("FID")신호가 판독된다. 다른 필드는, FID를 개시하기 위한 라디오 주파수("RF") 펄싱(pulse)된 필드이다. 또한, 하나 또는 그 초과의 경사 필드(gradient field)들이 FID가 기원하는(originate) 공간적 위치를 인코딩하기 위해 사용되며, 그에 의해, 결과적인 이미지를 공간적으로 인코딩한다. 경사 필드들은, 포지션의 함수로서 스핀 위상을 변조하는 (예를 들어, 포지션에 대해 선형으로) 공간적으로 변하는 경사 필드들이다. 스핀 위상 변조의 결과로서, 신호의 위치는 포착된 신호의 푸리에 변환으로서 인코딩된다. 종종, 비균질 사전-분극 필드(pre-polarization field)가 초기 자화를 부스팅하기 위해 사용되며, 그 후, 이는 균일한 더 낮은 강도의 필드에서 판독된다.
MRI 시스템의 대부분의 사이즈 및 복잡도는, 통상적인 임상용 MRI 시스템들이 매우 균질의 정자기 필드(static magnetic field) 및 매우 고-전력의 선형 경사필드들을 요구한다는 사실로부터 기인한다. 따라서, 현재의 MRI 시스템들은, 고도로 균질인 초전도 또는 영구 자석들의 중량 및 파손취약성(fragility)으로 인해 병원 셋팅들로 제한된다. 부가적인 부담은, 경사 필드들로의 전력공급을 위한 수백의 전류 앰프(amp)들에 대한 필요성이다. MRI 시스템을 휴대가능하게 하기 위해 새로운 타입의 MR 인코딩 방식이 요구된다. 그것은, 현재 설계들을 단순히 "축소(shrink down)"시키는 것으로는 충분하지 않다.
휴대가능 MR 시스템은, 손상 부위에서의 뇌 손상을 신속하게 검출할 잠재력을 갖는다. 예를 들어, 출혈 검출은 뇌졸증 환자(stroke patient) 및 외상성 뇌 손상 피해자 둘 모두에 대해 중대하다. 뇌졸증에서 출혈 및 비-출혈 이벤트 사이의 빠른 구분은, 병원으로의 수송 이전에 앰뷸런스에서 tPA(조직 플라스미노겐 활성화인자)와 같은 혈전-용해제(blot-busting drug)의 투여를 허용할 수 있으며, 1시간 정도까지의 이러한 시간-민감형 치료를 앞당길(advance)지도 모른다. 경막하출혈(또는 혈종)은, (뇌막 층에서) 경뇌막과 지주막 사이에 혈액이 고이는(gather) 외상성 뇌 손상의 일 형태이며, 경과 상에서 해상도 (예를 들어, 5mm) T1 이미지들로 가시화될 개연성이 있다. 본 분야에서 출혈의 빠른 진단들은 "관망적(wait and see)" 접근법에 주의를 기울임으로써(advert) 실질적으로 치료를 앞당길(accelerate) 수 있다. 뇌 수술 이후에, 몇몇 환자들은 즉시 치료되어야 하는 출혈이 발현한다. 신경계-ICU에서의 침대 곁의(bedside) MRI는 그러한 출혈의 발현에 대한 빈번한 체크들을 허용할 것이다.
다른 것들로 휴대가능 핵 자기 공명 분광계들이 기재되지만, 이들 시스템들도 경사들을 요구하는 종래의 인코딩 방식들을 여전히 사용한다.
따라서, 자기 공명 신호들의 공간적 인코딩을 제공하기 위해 자기 필드 경사 코일들의 사용을 요구하지 않는 휴대가능 MRI 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명은, 자기 공명 신호들을 공간적으로 인코딩하기 위해 자신의 자연적 비균질 자기 필드를 사용하는 휴대가능 자기 공명 이미징("MRI") 시스템을 제공함으로써 상술된 문제점들을 극복한다.
본 발명의 일 양상은 자석 어셈블리(assembly), 로테이터(rotator), 라디오 주파수("RF") 코일, 및 제어기를 포함하는 휴대가능 MRI 시스템을 제공하는 것이다. 자석 어셈블리는 복수의 영구 자석들 및 지지부를 포함한다. 복수의 영구 자석들 각각은, 자석 어셈블리의 종축(longitudinal direction)을 따라 전단부(proximal end)로부터 후단부(distal end)로 연장된다. 지지부는, 이미징될 오브젝트를 수용하도록 구성되는 영역을 정의하기 위해 환형 어레인지먼트(annular arrangement)로 복수의 영구 자석들을 홀딩(hold)하도록 구성된다. 또한, 지지부는, 자석 어셈블리의 종축을 횡단하는 면에서의 공간적 위치에 따라 변하는 자기 필드를 영구 자석들이 생성하도록, 복수의 영구 자석들을 홀딩하도록 구성된다. 로테이터는, 자석 어셈블리에 커플링되고, 자석 어셈블리를 복수의 상이한 로테이션 각들에 걸쳐 자신의 종축을 중심으로 로테이팅시키도록 구성된다. RF 코일은, RF 에너지를 생성하고 자석 어셈블리에 포지셔닝된 오브젝트로부터 자기 공명 신호들을 수신하도록 구성된다. 제어기는, 로테이터가 복수의 상이한 로테이션 각들에 걸쳐 자석 어셈블리를 로테이팅시키게 지시(direct)하고, RF 코일이, RF 에너지를 생성하고 각각의 로테이션 각에서 응답 자기 공명 신호들을 수신하게 지시하도록 구성된다.
본 발명의 전술한 및 다른 양상들 및 이점들은 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하고 본 발명의 바람직한 실시예가 예시로서 도시되는 첨부된 도면들에 대해 참조가 이루어진다. 그러나, 그러한 실시예들이 반드시 본 발명의 전체 범위를 표현하지는 않으며, 따라서, 본 발명의 범위를 해석하기 위해 청구항들에 대한 참조가 본 명세서에서 이루어진다
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른, 휴대가능 자기 공명 이미징("MRI") 시스템의 일 예의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 휴대가능 MRI 시스템의 일 부분을 형성하는 자석 어셈블리의 일 예이다.
도 3은, 영구 자석들이 환형 Halbach 어레이로 배열된 도 2의 자석 어셈블리에서의 영구 자석들의 예시적인 어레인지먼트의 도면이다.
도 4는, 도 2의 자석 어셈블리의 평면도이다.
도 5는, 도 2의 자석 어셈블리의 단면이다.
도 6은 본 발명에 따른 휴대가능 MRI 시스템에서 사용되는 자석 어셈블리의 일 부분을 형성할 수도 있는 영구 자석들의 예시적인 구성이며, 여기서, 영구 자석들은 자석 어셈블리에 의해 생성되는 자기 필드의 균일성을 제어하는 엔드-링(end-ring)을 포함한다.
도 7은, 도 7의 영구 자석들의 구성의 단면이다.
도 8은, 도 2의 자석 어셈블리에 의해 생성되는 자기 필드 프로파일들의 일 예이다.
도 9는, 도 6에서의 영구 자석들의 구성에 의해 생성되는 자기 필드 프로파일들의 일 예이다.
핵 스핀들의 공간적 위치를 인코딩하기 위해 주요 자석에서의 정자기 필드 비균질도들을 사용하는 휴대가능 자기 공명 이미징("MRI") 시스템이 제공된다. 또한, 로우-필드(low-field), 저-전력 소비, 경량의 용이하게 수송가능한 MRI 시스템을 위한 공간적-인코딩 방식이 제공된다. 일반적으로, 본 발명의 휴대가능 MRI 시스템은, 이미지들을 공간적으로 인코딩하기 위해 경사 필드들보다는 분극 B0 자기 필드에서의 공간적 비균질도들을 이용한다. 따라서, 본 발명의 시스템에서, 비균질 정적 필드(static field)가 오브젝트의 이미지를 분극, 판독, 및 인코딩하기 위해 사용된다. 공간적 인코딩을 제공하기 위해, 자석은, 다수의 상이하게 인코딩된 측정치들을 생성하도록 오브젝트의 주위에서 로테이팅된다. 그 후, 이미지는, (B0 필드의 공간적 맵 외에) 제약들 또는 종래 지식을 사용하거나 사용하지 않으면서, 예를 들어, 최소자승법(least-squares) 관점으로 데이터와 가장 일치하는 오브젝트에 대해 해석함으로써 재구성된다.
본 발명의 휴대가능 MRI 시스템은, 응급 상황들에서 출혈을 검출하고 환자의 침대 곁에서 뇌 수술 이후 집중 치료실("ICU")에서의 출혈을 모니터링하거나 초기 단계에서 출혈성 뇌졸증을 검출하도록 사용될 수도 있다. 후자의 적용은, 출혈성 뇌졸증의 초기 검출이 항-혈전제의 적용을 앞당길 수 있고, 그에 의해 환자의 임상 결과를 개선시키기 때문에 특히 유용하다.
도 1에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 휴대가능 MRI 시스템(10)은 자석 어셈블리(12), 라디오 주파수("RF") 시스템(14) 및 제어기(16)를 일반적으로 포함한다. 제어기(16)는, 예를 들어, 펄스 시퀀스 시스템(18), 데이터 포착 시스템(20), 데이터 프로세싱 시스템(22), 제어 프로세서(24)를 포함할 수도 있다. 휴대가능 MRI 시스템(10)은, 휴대가능 MRI 시스템(10)을 이용하여 획득된 피검체(subject)(28)의 이미지들을 관측(view)하고 운용자와 제어기(16) 사이에 사용자 인터페이스를 제공하기 위한 디스플레이(26)를 또한 포함할 수도 있다. 휴대가능 MRI 시스템(10)은 경사 코일들 또는 고-전력 경사 증폭기들을 요구하지 않는다. 따라서, RF 시스템(14) 및 제어기(16)는 소신호(small signal) 전자기기들 및 소형 RF 전력 증폭기로 구성될 수도 있으며, 이들 모두는 앰뷸런스의 후부(back)에 용이하게 피팅(fit)될 수 있다.
자석 어셈블리(12)는, 환형 Halbach 어레이로 배열된 복수의 영구 자석들(30)을 일반적으로 포함한다. 영구 자석들(30)은, 환형 Halbach 어레이를 형성하기 위해 이격된 어레인지먼트로 지지부(32)에 의해 홀딩된다. 예로서, 지지부(32)는 플라스틱, 섬유유리, 또는 다른 적절한 바람직하게는 비-자기 물질로 구성될 수도 있다. 자석 어셈블리(12)는, 자석 어셈블리(12)의 단부들에서 자기 필드의 저하(fall-off)를 감소시키기 위해, 영구 자석들(30)의 단부에 배열된 엔드-링 영구 자석들(34)을 또한 포함할 수도 있다.
자석 어셈블리(12)는, 80킬로그램을 초과하지 않는 중량으로 자석 어셈블리를 비교적 경량이고 휴대가능하도록 구성될 수도 있다. 임상 MRI 시스템들과는 달리 본 발명의 자석 어셈블리(12)는 영구 자석들로 구성되며, 따라서, 어떠한 냉각제(cryogen)들도 요구되지 않는다. 경량의 초전도 자석이 사용될 수도 있는 자석 어셈블리(12)의 다른 구성들에서, 냉각제가 요구될 수도 있다. 그러나, 자기 필드의 균질도 요건이 완화될 수 있기 때문에, 그러한 초전도 자석의 중량은 종래의 임상 MRI 시스템들에서 사용되는 그들 초전도 자석들에 비교하여 현저히 감소된다.
본 발명의 휴대가능 MRI 시스템(10)의 일부를 형성할 수도 있는 자석 어셈블리(12)의 예가 도 2 내지 도 5에 도시된다. 상술된 바와 같이, 자석 어셈블리(12)는 Halbach 어레이로 배열되는 복수의 영구 자석들(30)을 포함한다. Halbach 어레이 어레인지먼트는, 그것이 저온유지장치(cryostat) 또는 전력 공급부들을 요구하지 않으면서 비교적 균일한 자기 필드를 생성하기 때문에 바람직하다. 몇몇 구성들에서, 자석 어셈블리(12)는 경량의 초전도 자석을 포함할 수도 있다. 그러한 자석의 중량은, 초전도 자석의 자기 필드가 종래의 임상 MRI 시스템들에서 만큼 균질일 필요가 없기 때문에 그렇게 감소될 수 있다. 이러한 완화된 균질도 요건 때문에, 초전도 자석의 중량은 휴대가능 MRI 시스템(10)의 자석 어셈블리(12)에서 사용되기에 충분할 만큼 현저히 감소될 수도 있다.
자석 어셈블리(12)는, 공간적 인코딩을 위해 자기 필드에서의 작은 제어된 변경들을 허용하면서 평균 자기 필드 강도를 최대화하도록 설계된다. COMSOL 시뮬레이션들과 같은 시뮬레이션들이, 변하는 하나 또는 그 초과의 파라미터들에 기초하여 자석 어셈블리의 자기 필드를 최적화하기 위해 사용될 수도 있다. 자석 설계에서 변할 수 있는 파라미터들의 예들은, 자석들(30)의 사이즈 및 수량; 자석 어셈블리(12)의 사이즈; 및 단부 필드 정정을 위한 엔드-링 자석들(34)과 같은 더 작은 링들의 부가를 포함한다.
영구 자석들(30)은, 자기 금속 물질, 합성 자기 물질, 또는 희토류(rare-earth) 자기 물질과 같은 자기 물질로 구성된다. 예로서, 영구 자석들(30)은, 네오디뮴-철-붕소("NdFeB")와 같은 희토류 엘리먼트 물질들로 구성될 수도 있다. 바람직하게, 영구 자석들(30)은, 자석 어셈블리의 종축을 따라 전단부로부터 후단부로 연장되는 로드(rod)들로서 형상화된다. 이러한 예에서, 바람직하게, 각각의 영구 자석(30)은 다각형의(polygonal) 단면을 가질 것이다. 예를 들어, 영구 자석들(30)의 단면은, 정사각형, 직사각형, 원형, 육각형 등일 수도 있다.
예로서, 도 2 내지 도 5에 도시된 자석 어셈블리(12)는, 사각형 단면을 갖는 로드-형상 영구 자석들(30)을 포함한다. Halbach 어레이를 형성하기 위해, 각각의 영구 자석(30)은, 다른 인접한 영구 자석들(30)에 관하여 자신의 종축을 중심으로 로테이팅된다. 예를 들어, 자석 어셈블리(12)는, 각각의 영구 자석이 인접한 영구 자석들(30)에 관하여 로테이팅되는 20개의 영구 자석들(30)을 포함할 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 구성은, 자화의 공간적 로테이팅 패턴을 초래하며, 이는, 차례로, 자석 어셈블리(12)의 중심(36)에서의 자기 필드의 생성 및 자석 어셈블리(12)의 외부 상에서 0에 근접한 자기 필드의 소거(cancellation)를 초래한다.
이러한 예에서, 20개의 영구 자석들(30) 각각은, 길이가 14인치이고 가로 1인치 세로 1인치(one inch-by-one inch)의 정사각형인 방사상으로 자화된 NdFeB N42 자석이다. 영구 자석들(30)은, 그들을 구속(constrain)시키기 위해 섬유유리 슬리브(sleeve)들과 같은 슬리브들 내에 배치될 수도 있다. 영구 자석들(30)은, 압축 지그(compression jig)를 사용하여 그러한 슬리브들 내로 강제(force)될 수도 있으며, 적소에 에폭싱(epoxy)될 수 있다. 슬리브들 각각은, 지지부(32)에 의해 적절한 각으로 지향되고 적소에 홀딩될 수도 있다. 지지부(32)는 워터-젯 컷팅된(water-jet cut) ABS 플라스틱으로 구성될 수도 있다. 지지부(32)는 2개의 엔드 링들, 및 미들 링(middle ring)을 포함할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 1 입방인치(cubic inch) 엔드-링 자석들(34)의 부가적인 루프가 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 영구 자석들(30)의 각각의 단부에 배열될 수도 있다. 엔드-링 자석들(34)은, 자석 어셈블리(12)의 단부들에서 자석 필드의 저하를 감소시키며, 그에 의해, 자석 어셈블리(12)의 종축을 따라 자기 필드의 균일성을 개선시킨다.
이제 도 8 및 도 9를 참조하면, 도 2에 도시된 휴대가능 MRI 시스템(10)의 자석 어셈블리(12)의 면내(in-plane) 자기 필드의 예가 도시된다. 이러한 자기 필드는 자석 어셈블리(12)의 종축을 횡단하며, 따라서, 휴대가능 MRI 시스템(10)이 환자의 두부를 이미징하기 위해 사용되는 경우, 자석 어셈블리(12)는, 상-하(superior-inferior) 방향에 수직인 면 또는 횡단 면에 대하여 각을 이루는 비스듬한(oblique) 면들에서의 공간적 인코딩에 대해 적절한 공간적 변화들을 갖는 자기 필드를 생성할 것이다. 도 8은, 자석 어셈블리(12)를 따라 3개의 상이한 종적(longitudinal) 포지션들에서의 필드 프로파일을 도시한다. 이들 포지션들은, 자석 어셈블리(12)의 중심, 및 자석 어셈블리(12)의 중심에서 4 센티미터 위 및 아래를 포함한다. 도 9는, 동일한 종적 포지션들에서의 동일한 자석 어셈블리(12)에 대한 자기 필드 프로파일들을 도시하지만, 도 9에 표현된 자기 필드는, 자석 어셈블리(12)에 예컨데 엔드-링 자석들(34)에 의해서와 같이 부가적인 자석들의 부가에 의해 시밍(shim)된다.
이러한 방식으로 구성된 자석 어셈블리(12)의 자연적 비균질도들은, 대체로 이차식(quadratic)이며, 상이한 측정 배향들 내로 이미징될 오브젝트에 관해 로테이팅되는 경우 자기 공명 신호들을 공간적으로 인코딩하기에 매우 양호하게 적절하다. 또한, 자석 어셈블리(12)의 자기 필드 프로파일은, 이미징에 적합한 3.3 MHz의 수소 양성자들에 대한 중심 라머(larmor) 주파수를 생성한다. 자석 어셈블리(12)에 의해 생성되는 자기 필드의 균질도는 초전도 자석들의 균질도보다 훨씬 아래이지만, 필드 형상은, 비균질도들이 이미지 인코딩에 사용되도록 허용한다.
자석 어셈블리(12)의 비균질 자기 필드는 이미징될 오브젝트를 분극시키고 자기 공명 신호들을 판독하도록 기능한다. 그 후, 판독 자기 공명 신호들의 공간적 포지션은, 오브젝트 주위에서 상이한 배향들로 로테이팅되는 자석 어셈블리(12)를 이용하여 다수의 측정치들을 취함으로써 인코딩된다. 예를 들어, 제 1 포착은, 오브젝트를 통해 좌측부터 우측으로 가로로 배향된 B0 필드를 가질 수도 있다. 그 후, 고유 자기 필드 배향을 갖는 각각의 36개의 상이한 포착들이 획득될 때까지, 포착은 10도의 증분들로 로테이팅되는 자석 어셈블리(12)를 이용하여 반복될 것이다. 자석 어셈블리(12)에 의해 생성된 자기 필드에서의 공간적 비균질도들은, 자기 공명 신호 위상을 공간적으로 변조시키며, 그에 의해, 오브젝트의 이미지를 재구성하는데 사용될 수 있는 신호들의 공간적 인코딩을 제공한다. 이러한 이미지 재구성에서, 모든 각각의 배향에 대해 필드 프로파일에 관한 상세한 종래 지식이 사용된다. 예를 들어, 통상적으로, 이미지 재구성은, 인코딩 매트릭스의 완전한 지식이 주어진 알려지지 않은 이미지를 해석하기 위해 반복 알고리즘을 사용하여 수행된다.
자석 어셈블리(12)의 로테이션은, 자석 어셈블리(12)의 지지부(32)에 커플링되는 로테이터를 거쳐(by way of) 달성된다. 예로서, 로테이터는, 지지부(32)에 커플링된 갠트리(gantry) 또는 롤러들의 세트 ― 롤러들의 세트 상에 자석 어셈블리(12)가 안착되며(rest) 자신의 종축을 중심으로 회전(roll)하는 것이 허용된다 ― 를 포함할 수도 있다.
자기 공명 신호들의 공간적 국부화(localization)는 RF 수신 코일들의 어레이를 사용함으로써 개선될 수 있다. 그 후, RF 수신 코일 어레이로부터의 정보는, 종래의 MRI에서 병렬 이미징과 유사한 프로세스에서 신호들을 검출하기 위해 사용될 수도 있다. 재구성 동안, 공간적으로 변하는 코일 민감도들이 인코딩 매트릭스 내에 바로 포함된다. 또한, 추가적인 이미징 인코딩이, 사용된 RF 여기(excitation) 펄스의 대역폭을 제한함으로써 달성될 수 있다. 이러한 경우에서, 여기는, 공간적 영역들의 제약된 "어니언-쉘(onion-shell)"로 제한된다. 더 추가적으로 개선된 공간적 국부화가 소위 "TRASE" 방법을 사용함으로써 달성될 수 있으며, 여기서 z-종속적 공간적 위상이 RF 송신 코일 또는 코일들을 사용하여 적용된다.
휴대가능 MRI 시스템들에 대한 과제는, 스위칭된 경사 코일들의 사용 없이 공간적 인코딩을 어떻게 수행하는가이다. 본 발명은, 경사 코일들을 요구하지 않는 시스템을 제공한다. 경사 코일들의 결여는, 더 낮은 전력 소비, 감소된 복잡도, 낮은-균질도 및 그에 따른 경량의 영구 또는 초전도 자석들의 사용 능력, 및 이미징 동안 조용한(silent) 동작을 포함하는 다수의 이점들을 제공한다. 본 발명의 휴대가능 MRI 시스템(10)에 대한 공간적 인코딩의 추가적인 설명이 이제 제공된다.
횡단 인코딩은 다음과 같이 달성된다. 자석 어셈블리(12)의 Halbach 어레이 구성은, 라머 주파수에서의 변화(이는, FOV에 걸쳐 약 50-100 KHz로 변함)가 공간적 인코딩에 대해 사용될 수 있는 비선형 자기 필드를 자연적으로 형성한다. 도 2에 도시된 자석 어셈블리(12)에 의해 생성되는 자기 필드의 적절한 형상은, J. Hennig 등에 의해 "Parallel imaging in non-bijective, curvilinear magnetic field gradients: a concept study," MAGMA, 2008; 21(1-2): 5-14에 설명되는 Patloc 인코딩 필드와 유사한 2-차 4중극 구면 조화이다. 인코딩에 대해 이들 변화들의 이점을 취하기 위해, 자석 어셈블리(12)가 이산적(discrete) 단계들로 또는 연속적으로 로테이팅되며, 프로젝션들이 각각의 로테이션 각에서 포착된다. 바람직하게, 판독 방향은, π 라디안들의 상대적인 위상이 자석 어셈블리(12)의 주변에 근접한 이웃하는 복셀(voxel)들 사이로 전개(evolve)되게 하도록 선택된다. 너무 많은 위상을 전개되게 하는 것은 복셀내부(intravoxel) 영위상화(dephasing)를 초래할 것이다. 따라서, 판독 지속기간은, 휴대가능 MRI 시스템(10)을 이용하여 달성가능한 재구성 해상에 관련된다. 에일리어싱(aliasing)을 회피하기 위해, 판독 동안의 샘플링 레이트는, 이미징 시야(field-of-view)에서 발생하는 가장 높은 절대 공간적 주파수의 적어도 2배가 되도록 셋팅되어야 한다.
자석 어셈블리(12) 및 그에 의해 자석 어셈블리의 자기 필드가 불연속 단계들로 로테이팅되는 경우, 그것과 유사한 결과적인 포착이 G. Schultz 등에 의해 "Radial imaging with multipolar magnetic encoding fields" IEEE Trans Med Imaging, 2011; 30(12):2134-2145에 설명되며, 따라서, Schultz에 의해 설명된 고속 직접 재구성(fast direct reconstruction)이 이러한 방식에서 포착된 k-공간(k-space) 데이터로부터 이미지들을 재구성하는데 적용가능하다. 그러나, Schultz에 의해 설명된 형식(formalism)은, 그것이 완벽한 4중극(quadrupolar) 필드들을 가정하는 반면 본 발명의 휴대가능 MRI 시스템(10)에서 사용되는 자석 어셈블리(12)는 몇몇 선형의 더 높은-차수 컴포넌트들을 생성할 수도 있다는 것이 상이함을 유의한다.
2차(quadratic) 필드들을 이용하여 인코딩하는 것에 대한 하나의 문제점은, 자기 필드들이 공간적으로 편평한 자석의 중심에서 어떠한 인코딩 능력도 존재하지 않는다는 것이다. 이를 완화시키기 위해, 선형 항(term)들이 자기 필드 비균질도들에서 생성될 수 있다. 이들 선형 항들은, 예를 들어, 다음의 더 높은 Halbach 모드에서 영구 자석들의 제 2 어레이를 자석 어셈블리(12)에 제공함으로써 생성될 수 있으며, 이는, 주요 자석 어셈블리(12)와 독립적으로 로테이팅될 수 있는 선형 필드를 형성할 것이다. 종래의 선형 경사 항이 영구 자석들의 제 2 어레이로 적용된다면, 종래의 방사상 MR 인코딩이 사용될 수도 있음을 유의한다. 이러한 구성에서, 여기 이후에, k-공간 궤적(trajectory)은 아이소센터(isocenter)에서 시작하는 방사상 궤적이다. 180 펄스의 적용은, 그것이 k-공간의 원점을 통해 통과하게 하여 궤적을 반전(reverse)시킨다. 그 후, 데이터 포착은, 선형 경사 자기 어레이의 로테이팅된 포지션마다 하나의 선형 프로젝션을 기록하는 것을 포함한다.
대안적으로, 어떠한 선형 항들도 없이, 자기 필드는 헤드의 아이소센터로부터 오프셋될 수 있으므로, "인코딩 홀(hole)"은 자석이 로테이팅되는 경우 헤드를 통해 원호(circular arc)로 이동한다. 오프셋 필드 형상을 로테이팅하는 것은, FOV의 중심에서의 "인코딩 홀"을 제거할 것이다.
종적 인코딩은 다음과 같이 달성된다. 일 예에서, "TRASE"(transmit array spatial encoding)로서 알려진 방법이 종방향 인코딩에 대해 사용될 수도 있다. TRASE는, J.C. Sharp 및 S.B. King에 의해 "MRI using radiofrequency magnetic field phase gradients," Magn Reson Med, 2010;63(1):151-161에 그리고 Q. Deng 등에 의해 "1D RF Phase Gradient Coil for TRASE RF Imaging,” Proc. ISMRM, 2011; 1813"에 설명된다. TRASE 방법에서, 여기 동안 RF 코일에 의해 자화에 전달(impart)된 선형 위상은, 종방향을 따라 위상 인코딩을 제공한다. 선형 위상은, 예를 들어, 소망하는 시야에 걸쳐, 필요한 180도 위상 시프트(shift)를 달성하기 위해 나선 새장형(spiral birdcage) 코일 또는 맥스웰/헬름홀츠 코일 쌍들을 사용하여 생성된다. 이러한 선형 위상은 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure pct00001
종방향을 따르는 이러한 선형 위상 변화는, RF 펄스 형상에 의존하지 않는 RF 여기 동안의 k-공간 시프트를 전달한다. 이는, 종래의 정위상(constant-phase) 코일, 또는 코일들의 어레이가 신호 수신에 대해 사용되도록 요구한다. 동일한 코일이 송신 및 수신에 대해 사용된다면, 어떠한 네트(net) 위상 인코딩도 수행되지 않는다. 대안적으로, 정규 에코 트레인(normal echo train)에서와 같이, 180도 펄스들이 하나의 코일로 적용되고, 제 2 코일이 180도 펄스들 사이에서 스핀 리포커싱(refocusing)을 관측하기 위해 사용될 수도 있다.
일반적으로, TRASE 방법은, 충분한 SNR을 획득하기 위해 다수의 에코들의 트레인들이 각각의 어레이 로테이션 각에서 요구될 것이기 때문에, 상술된 횡단 인코딩에 대해 시너지를 갖는다. 이들 동일한 180도 펄스들이 TRASE 인코딩을 통한 슬라이스 선택(slice selection)에 대해 사용될 수 있다.
대안적인 종적 인코딩 전략은, J.G. Pipe에 의해 "Spatial encoding and reconstruction in MRI with quadratic phase profiles," Magn. Reson. Med., 1995; 33(1):24-33에 그리고 R. Chamberlain 등에 의해 “RASER: a new ultrafast magnetic resonance imaging method,” Magn. Reson. Med., 2007; 58(4):794-799에 설명된 바와 같이, RF-유도된 위상 변조 중 포물선의 "정점(vertex)"으로부터 도래하는 신호들을 격리(isolate)시키기 위해 2차 위상으로 RF 펄스들을 사용하는 것이다. 자기 필드 경사의 존재에서, 포물선의 정점은 주어진 방향으로 병진이동(translate)될 수 있다. 정점으로부터 벗어나서(away from), 스핀들은, 영위상화되고 포착된 신호에 최소로 기여한다.
종적 인코딩에 대한 다른 대안적인 방법은, 자신의 종축을 따르는 자석 어셈블리(12)의 자기 필드의 자연적 변화들을 사용하는 것이다. 이미징되는 오브젝트는 하드(hard) 펄스를 이용하여 여기될 수 있으며, 주파수 아이소컨투어(isocontour)들이 3개의 차원들로 명확(disambihuate)해질 수 있고, 부가적인 공간적 인코딩은, 수신 어레이에서의 표면 코일들에 의해 제공된다.
본 발명의 휴대가능 MRI 시스템(10)에서의 RF 여기는, 대부분의 스핀들이, RF 송신 펄스가 플레잉(play)되는 동안을 포함하여 모든 시간들에서 현저하게 비-공명(off-resonance)이라는 사실에 의해 복잡해진다. RF 펄스 동안 비-공명 스핀 프리세션으로 인한 위상 및 플립 각 변화를 회피하기 위해, RF 펄스의 지속기간은 광-대역 여기를 충분히 달성하도록 셋팅되어야 한다. RF 펄스의 지속기간이 제한된 이용가능한 RF 전력으로 인해 더 길어야 한다면, 합성 펄스들이 오브젝트에 걸쳐 모든 주파수들에 대해 동일한 여기 위상을 생성하도록 설계될 수 있다. 대안적인 접근법은, 차선의 RF 펄스를 사용하고, 그 후, 재구성 동안 인코딩 매트릭스 내에 결과적인 공간적으로-변하는 위상을 포함시키는 것이다.
휴대가능 MRI 시스템이 제공된다. 휴대가능 MRI 시스템의 자석 어셈블리는, 합당한 균질도를 달성하지만, 경사 코일 시스템에 대한 요구 없이 자기 공명 신호들의 공간적 인코딩을 가능하게 하기 위해 사용되는 비균질도들을 또한 제공한다. 휴대가능 MRI 시스템은, 대략 45-80 킬로그램의 중량이고 자기 필드를 유지하기 위해 어떠한 전력도 요구하지 않도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 그러한 휴대가능 MRI 시스템을 제조(build)하는 비용은 수천 달러에 불과하여 그것을 종래 MRI 시스템들에 비해 훨씬 덜 비싼 대안이도록 한다. 이러한 휴대가능 MRI 시스템의 접근용이성은, 기본적인 두부 외상 및 출혈 검출을 광범위한 애플리케이션들에 제공할 잠재력을 갖는다.
본 발명은, 하나 또는 그 초과의 바람직한 실시예들의 관점들에서 설명되며, 명백히 설명된 것들 외에 많은 등가물들, 대안들, 변경들, 및 변형들이 가능하고 본 발명의 범위 내에 있음이 인식되어야 한다.

Claims (14)

  1. 휴대가능(portable) 자기 공명 이미징("MRI") 시스템으로서,
    자석 어셈블리;
    상기 자석 어셈블리에 커플링되고, 복수의 상이한 로테이션 각들을 걸쳐 상기 자석 어셈블리를 자신의 종축(longitudinal axis)을 중심으로 로테이팅시키도록 구성되는 로테이터(rotator);
    RF 에너지를 생성하고, 상기 자석 어셈블리에 포지셔닝되는 오브젝트로부터 자기 공명 신호들을 수신하기 위한 라디오 주파수(RF) 코일;
    상기 로테이터가 상기 복수의 상이한 로테이션 각들에 걸쳐 상기 자석 어셈블리를 로테이팅시키게 지시(direct)하고, 상기 RF 코일이 RF 에너지를 생성하고 각각의 로테이션 각에서 응답 자기 공명 신호들을 수신하게 지시하도록 구성되는 제어기를 포함하며,
    상기 자석 어셈블리는,
    각각이 상기 자석 어셈블리의 종축을 따라 전단부(proximal end)로부터 후단부(distal end)로 연장되는 복수의 영구 자석들;
    이미징될 오브젝트를 수용하도록 구성되는 영역을 정의하고, 영구 자석들이 상기 자석 어셈블리의 상기 종축을 횡단(transverse)하는 면에서의 공간적 위치들에 따라 변하는 자기 필드를 생성하도록 환형 어레인지먼트(arrangement)로 상기 복수의 영구 자석들을 홀딩(hold)시키도록 구성되는 지지부를 포함하는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는, 환형 Halbach 어레이 어레인지먼트로 상기 영구 자석들을 홀딩시키도록 구성되는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석 어셈블리는 복수의 엔드-링(end-ring) 자석들을 더 포함하고;
    상기 지지부는, 상기 복수의 영구 자석들의 상기 환형 어레인지먼트와 동축인(coaxial) 환형 어레인지먼트로 상기 복수의 엔드-링 자석들을 홀딩시키도록 구성되는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 복수의 엔드-링 자석들이, 상기 복수의 영구 자석들의 전단부 및 상기 복수의 영구 자석들의 후단부 중 적어도 하나에 로케이팅되도록 구성되는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 코일은, 복수의 RF 코일 엘리먼트들을 포함하는 RF 코일 어레이를 포함하는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 코일은, 상기 자석 어셈블리의 상기 종축을 따라 위상이 선형으로 변하는 RF 필드를 생성하도록 구성되는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석 어셈블리는, 상기 복수의 영구 자석들이, 상기 자석 어셈블리의 상기 종축을 따라 변하는 자기 필드를 생성하도록 구성되는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석 어셈블리는,
    각각이 상기 자석 어셈블리의 종축을 따라 전단부로부터 후단부로 연장되는 다른 복수의 영구 자석들;
    상기 다른 복수의 영구 자석들이, 상기 복수의 영구 자석들에 의해 생성되는 자기 필드를 증강(augment)시키는 선형 자기 필드를 생성하도록, 상기 복수의 영구 자석들의 상기 환형 어레인지먼트와 동축인 환형 어레인지먼트로 상기 다른 복수의 영구 자석들을 홀딩시키도록 구성되는 다른 지지부를 더 포함하는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다른 지지부는 상기 지지부와 독립적으로 로테이팅하도록 구성되는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다른 지지부에 커플링되고, 복수의 상이한 로테이션 각들을 걸쳐 자석 축의 종축을 중심으로 상기 다른 복수의 영구 자석들을 로테이팅시키도록 구성되는 다른 로테이터를 더 포함하는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 영구 자석들 각각은 다각형(polygonal) 단면을 갖는, 휴대가능 자기 공명 이미징 시스템.
  12. 환형 어레이의 영구 자석들을 사용하는 자기 공명 이미징을 위한 방법으로서,
    상기 방법의 단계들은,
    a) 환형 어레이의 영구 자석들 내에 오브젝트를 배열하는 단계;
    b) 상기 오브젝트에서의 스핀(spin)들을 여기(excite)시키도록 상기 오브젝트에 대해 라디오 주파수(RF) 필드를 생성하는 단계;
    c) 상기 오브젝트로부터 생성된 RF 필드에 응답하는 자기 공명 신호들을 수신하는 단계;
    d) 상기 환영 어레이의 영구 자석들을 상기 오브젝트 주위에서 상이한 로테이션 각으로 로테이팅시키는 단계;
    e) 복수의 상이한 로테이션 각들에서 상기 오브젝트로부터 자기 공명 신호들을 수신하기 위해 단계들 b) 내지 d)를 복수 회 반복하는 단계; 및
    f) 수신된 자기 공명 신호들로부터 상기 오브젝트의 이미지를 재구성하는 단계를 포함하는, 환형 어레이의 영구 자석들을 사용하는 자기 공명 이미징을 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    단계 d)는, 불연속 단계들의 상이한 로테이션 각들에 걸쳐 상기 환형 어레이의 영구 자석들을 로테이팅시키는 단계를 포함하는, 환형 어레이의 영구 자석들을 사용하는 자기 공명 이미징을 위한 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    단계 d)는, 상기 복수의 상이한 각들에 걸쳐 상기 환형 어레이의 영구 자석들을 연속적으로 로테이팅시키는 단계를 포함하는, 환형 어레이의 영구 자석들을 사용하는 자기 공명 이미징을 위한 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11707202B2 (en) 2020-09-24 2023-07-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for generating field-free region, apparatus and method for nano magnetic particle image

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015159082A2 (en) * 2014-04-15 2015-10-22 Imperial Innovations Limited Mri apparatus and methods
GB2525209A (en) * 2014-04-15 2015-10-21 Imp Innovations Ltd MRI Apparatus and methods
GB2527274A (en) * 2014-04-15 2015-12-23 Imp Innovations Ltd MRI apparatus and methods
MX366786B (es) 2014-09-05 2019-07-23 Hyperfine Res Inc Metodos y aparato de supresion de ruido.
US10813564B2 (en) 2014-11-11 2020-10-27 Hyperfine Research, Inc. Low field magnetic resonance methods and apparatus
US11642069B2 (en) * 2015-06-04 2023-05-09 The Research Foundation For The State University Of New York Diagnosis of mild traumatic brain injury
US10527565B2 (en) * 2015-07-29 2020-01-07 Chevron U.S.A. Inc. NMR sensor for analyzing core or fluid samples from a subsurface formation
DE102015218122B3 (de) * 2015-09-21 2016-09-22 Universität Zu Lübeck Magnetfelderzeugende Vorrichtung für das Magnetic Particle Imaging
CN109196341A (zh) * 2016-02-04 2019-01-11 明确医疗有限公司 使用永磁体阵列的mri成像系统
US10585153B2 (en) 2016-11-22 2020-03-10 Hyperfine Research, Inc. Rotatable magnet methods and apparatus for a magnetic resonance imaging system
US10627464B2 (en) 2016-11-22 2020-04-21 Hyperfine Research, Inc. Low-field magnetic resonance imaging methods and apparatus
US10539637B2 (en) 2016-11-22 2020-01-21 Hyperfine Research, Inc. Portable magnetic resonance imaging methods and apparatus
US10948557B2 (en) 2017-03-31 2021-03-16 Duke University MRI RF coil assemblies with RF coil elements that allow wireless communication data transmission and related methods and systems
WO2018187826A1 (en) * 2017-04-13 2018-10-18 The University Of Queensland Pre-polarisation magnet arrangement
AU2017409020B2 (en) * 2017-04-13 2024-03-07 The University Of Queensland Measurement magnet arrangement
BR112020021872A2 (pt) 2018-05-21 2021-01-26 Hyperfine Research, Inc. métodos e aparelhos de magneto b0 para um sistema de ressonância magnética
CN109009111A (zh) * 2018-07-16 2018-12-18 重庆大学 低场核磁共振脑出血动态监护仪控制系统
WO2020096855A1 (en) * 2018-11-05 2020-05-14 Bionaut Labs Ltd. Magnetic propulsion system for magnetic devices
CN109696642B (zh) * 2018-12-29 2024-06-04 佛山瑞加图医疗科技有限公司 射频线圈装置及磁共振成像系统
CN109738839B (zh) * 2018-12-29 2021-04-27 佛山瑞加图医疗科技有限公司 应用于旋转磁共振的射频线圈系统
CN109932671A (zh) * 2019-04-02 2019-06-25 重庆大学产业技术研究院 一种应用于脑卒中诊断的超低场核磁共振成像装置
DE102019216041B4 (de) 2019-10-17 2023-02-09 Bruker Biospin Mri Gmbh Hybrid-Bildgebungsvorrichtung, Verfahren zur Auslegung einer Mag-netanordnung, Verfahren zur kombinierten Aufnahme von MPI und/oder CT- Daten und/oder MRI-Daten mittels mechanisch koppelbarer bzw. entkoppelbarer und verdrehbarer Magnetringe
WO2021091931A2 (en) 2019-11-06 2021-05-14 Advanced Imaging Research, Inc. Accessible magnetic resonance imaging system
CN111161937B (zh) * 2019-12-27 2021-04-27 浙江大学 一种基于磁铁阵列的磁场产生和控制系统及其工作方法
DE102020200013A1 (de) * 2020-01-03 2021-07-08 Siemens Healthcare Gmbh Magnetresonanzeinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und elektronisch lesbarer Datenträger
US11085890B1 (en) 2020-01-31 2021-08-10 Royal Biotech Inc System for facilitating non-invasive in-situ imaging of metabolic processes of plants
DE102020202097B3 (de) 2020-02-19 2021-04-08 Bruker Biospin Mri Gmbh MPI-Bildgebungsvorrichtung, Verfahren zur Erzeugung eines Magnetfelds mit einem Gradienten und einer feldfreien Linie mittels einer MPI-Bildgebungsvorrichtung
EP4053579A1 (en) * 2020-04-17 2022-09-07 Siemens Healthcare GmbH Magnet system with decoupled gradient coils for a magnetic resonance imaging system
US20230136830A1 (en) * 2020-04-24 2023-05-04 The General Hospital Corporation Point-of-care magnetic resonance imaging system for lumbar puncture guidance
CN112684390A (zh) * 2020-11-03 2021-04-20 成都易检医疗科技有限公司 低功率磁共振成像装置、方法、系统及存储介质
CN114910844B (zh) * 2021-02-10 2024-04-19 清华大学 磁场增强组件及磁场增强器件
CN113197566B (zh) * 2021-04-23 2022-07-08 无锡鸣石峻致医疗科技有限公司 一种便携式核磁共振检测系统的体内定位方法、装置、计算机设备及核磁共振检测系统
EP4148449A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-15 Koninklijke Philips N.V. Mechanical gradient magnetic field generator
DE102022202399A1 (de) 2022-03-10 2023-09-14 Bruker Biospin Gmbh NMR Permanentmagnet in Halbach-Anordnung basierend auf Segmenten mit regulärer Polyedergeometrie sowie Herstellungsverfahren
EP4290261A1 (en) * 2022-06-07 2023-12-13 Siemens Healthcare GmbH Magnetic resonance system and corresponding method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030094947A1 (en) * 2000-03-22 2003-05-22 Ali Akgun Magnetic resonance imaging apparatus and method
US20090128272A1 (en) * 2005-05-05 2009-05-21 Plant Bioscience Limited Halbach magnet array for nmr investigations
US20100026299A1 (en) * 2007-05-03 2010-02-04 Scott King Method for radio-frequency nuclear magnetic resonance imaging
KR20100099054A (ko) * 2009-03-02 2010-09-10 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 영구 자석식 자계 발생 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1198162A (en) * 1982-09-23 1985-12-17 Robert D. Hay Nmr imaging apparatus
US4689566A (en) * 1985-07-17 1987-08-25 Advanced Nmr Systems, Inc. NMR phase encoding using phase varying rf pulses
JP2563283B2 (ja) * 1986-11-21 1996-12-11 株式会社東芝 磁気共鳴診断装置
DE19912428C2 (de) 1999-03-19 2001-01-11 Siemens Ag Kernspinresonanzgerät
DE102005061558A1 (de) * 2005-12-22 2007-07-05 Siemens Ag Magnetresonanzeinrichtung mit einem Patientenlagerungstisch und einem Hauptfeldmagneten
GB2445759A (en) * 2006-11-28 2008-07-23 Inst Of Food Res Magnetic resonance imaging scanner
US9910115B2 (en) * 2012-10-22 2018-03-06 The General Hospital Corporation System and method for portable magnetic resonance imaging using a rotating array of magnets
WO2015159082A2 (en) * 2014-04-15 2015-10-22 Imperial Innovations Limited Mri apparatus and methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030094947A1 (en) * 2000-03-22 2003-05-22 Ali Akgun Magnetic resonance imaging apparatus and method
US20090128272A1 (en) * 2005-05-05 2009-05-21 Plant Bioscience Limited Halbach magnet array for nmr investigations
US20100026299A1 (en) * 2007-05-03 2010-02-04 Scott King Method for radio-frequency nuclear magnetic resonance imaging
KR20100099054A (ko) * 2009-03-02 2010-09-10 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 영구 자석식 자계 발생 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DESIGN AND CONSTRUCTION OF A HALBACH ARRAY MAGNET FOR PORTABLE BRAIN MRI(Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 20., 2012.5.5.)* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11707202B2 (en) 2020-09-24 2023-07-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for generating field-free region, apparatus and method for nano magnetic particle image

Also Published As

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JP2018038844A (ja) 2018-03-15
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