KR20180045583A - Dipole antenna for magnetic resonance imaging, radio frequency coil assembly, and magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기공명영상용 다이폴 안테나, 상기 다이폴 안테나를 포함하는 RF 코일 어셈블리, 및 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하는 자기공명영상 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a dipole antenna for a magnetic resonance imaging, an RF coil assembly including the dipole antenna, and a magnetic resonance imaging system including the RF coil assembly.
일반적으로, 자기 공명 영상(magnetic resonance imaging, MRI)이란 인체에 아무런 해가 없는 자장과 비전리 방사선인 RF(radiofrequency) 펄스를 이용하여 체내의 양성자(수소 원자핵)에 핵자기 공명을 일으켜 원자핵의 밀도 및 물리 화학적 특성을 영상화하는 의료 영상 중 하나이다.In general, magnetic resonance imaging (MRI) is a method of generating nuclear magnetic resonance in a body's proton (hydrogen nucleus) using a radiofrequency pulse, which is a non-harmful magnetic field and non-ionizing radiation, And medical images that image physicochemical properties.
종래 기술에 따른 표면 코일 안테나 구조의 자기공명 영상 장치는 복수개의 표면 코일이 각각 직사각형 형상의 폐회로를 가지고 피사체를 감싸는 형태로 아크릴 실린더 외부벽에 등간격으로 부착된다.The MRI apparatus of the conventional surface coil antenna structure has a plurality of surface coils each having a closed loop having a rectangular shape and being attached at regular intervals to the outer surface of the acrylic cylinder in the form of wrapping the object.
복수개의 표면 코일에 전류가 인가되면 자기장이 형성되고, 복수개의 표면 코일 각각에서 형성된 자기장은 피사체에 침투하여 자기공명 영상 데이터를 생성하게 된다.A magnetic field is formed when a current is applied to a plurality of surface coils, and a magnetic field formed in each of the plurality of surface coils penetrates the object to generate magnetic resonance image data.
그런데, 종래 기술에 따른 표면 코일 안테나 구조의 자기공명 영상 장치는 표면 코일을 환형으로 배열할 경우 복수개의 코일들 사이의 간섭이 발생하게 되므로, 코일 도선 위에 디커플링 커패시터를 삽입해야 하는 한계가 있다.However, in the MRI apparatus of the conventional surface coil antenna structure, when the surface coil is arranged in an annular shape, interference occurs between the plurality of coils. Therefore, there is a limit to insert a decoupling capacitor on the coil wire.
이 디커플링 커패시터는 공명을 일으켜 코일 도선에 최대의 전류가 흐르도록 유도하고 복수개의 코일들 간의 간섭을 감소시키지만, 코일이 인접한 부분에서만 높은 감도를 갖게 된다.This decoupling capacitor induces resonance to induce the maximum current to flow through the coil conductor and reduce the interference between the plurality of coils, but the coil has high sensitivity only in the vicinity of the coil.
또한, 복수개의 코일의 각 채널에 입력되는 신호들은 원형 편파(circularly polarized)를 형성하기 위해서 서로 다른 위상, 예를 들어 45도씩의 위상차를 가지고 입력되고, 생성된 자기공명 영상 데이터를 송수신하는 동축 케이블과 연결될 때 50 의 임피던스를 가지는 정합회로가 삽입되어야 한다.The signals input to the respective channels of the plurality of coils are input with different phases, for example, 45 degrees, to form circularly polarized, and coaxial cables for transmitting and receiving the generated magnetic resonance image data A matching circuit with an impedance of 50 shall be inserted.
이와 같이 복수개의 표면 코일이 폐회로를 가짐으로 인해 발생하는 상기 문제점을 보완하기 위하여 다이폴안테나 안테나 구조의 자기공명 영상 장치가 고안되었다.In order to overcome the above-mentioned problem caused by a plurality of surface coils having closed circuits, a magnetic resonance imaging apparatus having a dipole antenna structure has been devised.
도 3은 종래의 RF 코일 어셈블리에 포함된 다이폴(dipole) 안테나의 적용 모습을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 종래의 다이폴 안테나의 개략적인 구성도(a) 및 원리도(b)로서, 다이폴 안테나(1-1, 1-2) 및 동축 케이블(3)을 구비한다.FIG. 3 is a schematic view showing an application of a dipole antenna included in a conventional RF coil assembly. FIG. 4 is a schematic diagram (a) and a principle diagram (b) of a conventional dipole antenna, Antennas 1-1 and 1-2, and a coaxial cable 3. [
도 4를 참조하여 종래 기술에 따른 다이폴 안테나 구조의 자기공명 영상 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. The operation of the MRI apparatus of the dipole antenna structure according to the related art will be described with reference to FIG.
종래 기술에 따른 다이폴 안테나 구조의 자기공명 영상 장치는 표면 코일 안테나 구조의 자기공명 영상 장치처럼 폐회로를 형성하지 않고 두 금속 막대인 다이폴 안테나(1-1, 1-2) 사이에 동축 케이블(3)의 신호선과 접지선을 연결하여 사용한다.The magnetic resonance imaging apparatus of the dipole antenna structure according to the related art does not form a closed circuit like the magnetic resonance imaging apparatus of the surface coil antenna structure and the coaxial cable 3 is inserted between the dipole antennas 1-1 and 1-2, The signal line and the grounding line are connected to each other.
도 4(b)에서 보는 바와 같이 다이폴 안테나(1-1, 1-2)는 금속 막대 주위를 회전하는 형태의 자기장이 형성되고 금속 막대 및 자기장의 방향과 수직한 방향으로 전자기파가 사방으로 방사된다.As shown in FIG. 4 (b), the dipole antennas 1-1 and 1-2 form a magnetic field rotating around the metal rod and electromagnetic waves are radiated in four directions perpendicular to the direction of the metal rod and the magnetic field .
다이폴 안테나(1-1, 1-2)를 통해 방사된 전자기파는 안테나에서 멀리 떨어진 관심영역까지 높은 감도를 갖게 하여 전자기파가 방사되지 않는 표면 코일에 비해서 더 많은 침투 깊이를 갖도록 도와주지만, 300MHz의 주파수를 가지는 일반적인 MRI 장비인 7T MRI에서 최소한 50cm의 길이를 가져야 하는데, 이러한 길이 때문에 다이폴 안테나는, 도 3에 도시된 바와 같이, 종방향으로 위치시킬 수 밖에 없으며, 인체에 밀착시키기 어렵다는 단점이 있으며, 머리 영상 데이터를 측정하기 위하여 원형의 배열구조를 사용할 경우 머리가 안테나의 중앙에 위치하기 어렵다는 한계가 있다. Although the electromagnetic waves radiated through the dipole antennas 1-1 and 1-2 have high sensitivity to a region of interest far away from the antenna and thus have a greater depth of penetration than surface coils that do not emit electromagnetic waves, The length of the dipole antenna must be at least 50 cm in the 7T MRI, which is a conventional MRI apparatus having the dipole antenna. However, the dipole antenna has to be positioned in the longitudinal direction as shown in FIG. 3, There is a limitation that it is difficult for the head to be located at the center of the antenna when a circular array structure is used to measure the head image data.
본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art,
다이폴 안테나의 길이 문제를 해결할 수 있는 형태의 다이폴 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.And it is an object of the present invention to provide a dipole antenna of a type capable of solving the problem of the length of a dipole antenna.
또한, 본 발명은 인체에 밀착시킬 수 있는 형태의 다이폴 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a dipole antenna which can be brought into close contact with a human body.
또한, 본 발명은 상기 다이폴 안테나 2개 이상을 나란히 배치한 RF 안테나 어레이를 포함하는 RF 코일 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an RF coil assembly including an RF antenna array in which two or more dipole antennas are arranged side by side.
또한, 본 발명은 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하는 자기공명영상 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a magnetic resonance imaging system including the RF coil assembly.
본 발명은,According to the present invention,
자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나에 있어서,A dipole antenna for a magnetic resonance imaging system,
스틱부와 그 말단에 형성된 고리형 헤드부로 구성되는 안테나 2개로 구성되며, 상기 2개의 안테나는 이격된 상태로 선형으로 배치되고, 고리형 헤드부는 양쪽 말단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나를 제공한다.Wherein the two antennas are arranged linearly spaced apart from each other and the annular head portion is disposed at both ends of the magnetic resonance imaging system A dipole antenna is provided.
또한, 본 발명은 In addition,
상기 본 발명의 다이폴 안테나 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리를 제공한다.And an RF antenna array including two or more dipole antennas of the present invention arranged and fixed in parallel.
또한, 본 발명은In addition,
자기공명영상 시스템에 있어서,In a magnetic resonance imaging system,
상기 본 발명의 다이폴 안테나 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리,An RF coil assembly comprising at least two dipole antennas according to the present invention,
상기 RF 코일 어셈블리에 의해 형성된 공간에 주자기장이 형성되도록 상기 RF 코일 어셈블리에 전기 신호를 인가하는 RF 송신 모드 및 상기 형성된 주자기장 내에 위치한 피검체로부터 자기공명 신호를 수신하는 RF 수신 모드를 스위칭하는 RF 코일 제어부, 및An RF transmission mode for applying an electric signal to the RF coil assembly so that a main magnetic field is formed in the space formed by the RF coil assembly and an RF transmission mode for switching an RF reception mode for receiving a magnetic resonance signal from the object placed in the formed main magnetic field. A coil control section, and
상기 피검체로부터 수신된 상기 자기공명 신호에 기초하여 상기 피검체에 대한 자기공명영상을 생성하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템을 제공한다.And an image processor for generating a magnetic resonance image of the subject based on the magnetic resonance signal received from the subject.
본 발명의 다이폴 안테나는 양쪽 말단에 고리형 헤드부를 구비함으로써 다이폴 안테나의 길이를 줄이는 효과를 제공한다.The dipole antenna of the present invention has an annular head portion at both ends, thereby providing an effect of reducing the length of the dipole antenna.
또한, 본 발명의 다이폴 안테나는 길이 문제가 해소됨으로써, 다양한 형태로 배치시킬 수 있으며, 인체에 밀착시키는 형태로 배열할 수 있는 효과를 제공하며, 그에 따라 해상도가 우수한 영상을 제공할 수 있게 한다. Further, the dipole antenna of the present invention can be arranged in various forms by eliminating the length problem, and it is possible to arrange the dipole antenna in a form to be in close contact with the human body, thereby providing an image with excellent resolution.
또한, 본 발명의 RF 코일 어셈블리는 상기 다이폴 안테나 2개 이상을 포함하는 구조를 가짐으로써 다양한 형태로 배치시킬 수 있으며, 인체에 밀착시키는 형태로 배열할 수 있는 효과를 제공하며, 그에 따라 해상도가 우수한 영상을 제공할 수 있게 한다. Further, since the RF coil assembly of the present invention has a structure including two or more dipole antennas, it can be arranged in various forms, and it is possible to arrange the RF coil assembly in such a manner that it is in close contact with a human body. To provide images.
또한, 본 발명의 자기공명영상 시스템은 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하므로 해상도가 우수한 영상을 제공할 수 있다. Also, since the magnetic resonance imaging system of the present invention includes the RF coil assembly, it is possible to provide an image having excellent resolution.
도 1및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 RF 코일 어셈블리 및 그에 포함된 다이폴 안테나의 적용 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 다이폴 안테나의 개략적인 구성도(a) 및 원리도(b)이다.
도 5는 본 발명의 다이폴 안테나의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다이폴 안테나의 고리형 헤드부를 굽힌 모양을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 RF 코일 어셈블리의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 RF 코일 어셈블리의 인체 적용형태를 예시적으로 나타낸 도면이다. 1 and 2 are views illustrating a configuration of a magnetic resonance imaging system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing an application form of a conventional RF coil assembly and a dipole antenna included therein.
Fig. 4 is a schematic diagram (a) and a principle diagram (b) of a conventional dipole antenna.
5 is a view showing various forms of the dipole antenna of the present invention.
6 is a view showing a bent shape of the annular head portion of the dipole antenna of the present invention.
7 to 10 are views showing various forms of the RF coil assembly of the present invention.
11 is a view illustrating an example of a human body application of the RF coil assembly of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would unnecessarily obscure the gist of the present invention.
아래 설명과 도면은 당업자가 설명되는 장치와 방법을 용이하게 실시할 수 있도록 특정 실시예를 예시한다. 다른 실시예는 구조적, 논리적으로 다른 변형을 포함할 수 있다. 개별 구성 요소와 기능은 명확히 요구되지 않는 한, 일반적으로 선택될 수 있으며, 과정의 순서는 변할 수 있다. 몇몇 실시예의 부분과 특징은 다른 실시예에 포함되거나 다른 실시예로 대체될 수 있다.The following description and drawings illustrate specific embodiments in order that those skilled in the art can readily implement the described apparatus and method. Other embodiments may include other variations, both structurally and logically. Unless explicitly required, individual components and functions may be selected generally, and the order of the processes may vary. Portions and features of some embodiments may be included in other embodiments or may be replaced by other embodiments.
본 발명은, 도 5및 6에 예시된 바와 같이, 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나에 있어서,In the dipole antenna for a magnetic resonance imaging system, as illustrated in Figs. 5 and 6,
스틱부(11, 12)과 그 말단에 형성된 고리형 헤드부(11-1, 12-1)로 구성되는 안테나 2개로 구성되며, 상기 2개의 안테나는 이격된 상태로 선형으로 배치되고, 고리형 헤드부(11-1, 12-1)는 양쪽 말단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나(10)에 관한 것이다.And two antennas constituted by the
자기공명영상 시스템에 있어서, 종래의 다이폴 안테나의 경우 길이가 길어서 인체의 다양한 부위에 인체와 밀착되게 적용하기 어려운 단점이 있었다.In a magnetic resonance imaging system, a conventional dipole antenna has a disadvantage in that it is difficult to apply to various parts of the human body in close contact with the human body because of its long length.
본 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 예의 노력한 바, 다이폴 안테나의 말단에 고리형 헤드부를 형성함으로써 길이 문제를 해결할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.Disclosure of the Invention The present inventors have made intensive efforts to solve the above problems, and discovered that the problem of the length can be solved by forming the annular head portion at the end of the dipole antenna, thereby completing the present invention.
구체적으로, 본 발명의 다이폴 안테나의 경우, 종래의 다이폴 안테나와 비교하여 길이를 대략 10%~50% 줄일 수 있는 효과를 제공한다.Specifically, the dipole antenna of the present invention provides an effect of reducing the length by approximately 10% to 50% as compared with the conventional dipole antenna.
상기 다이폴 안테나(10)는 2개 이상이 나란히 배치되어 고정되는 RF 안테나 어레이를 형성하며, RF 안테나 어레이는 RF 코일 어셈블리에 포함되어 자기공명영상 시스템에서 사용된다.The
상기 자기공명영상 시스템은 도 1 및 도 2와 같은 형태를 가지며, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, RF 코일 어셈블리(130)는 자기공명영상 시스템(100)에서 피검체의 신체 일부, 예를 들어 머리, 가슴, 다리 등의 국부에 대한 자기공명영상을 촬영하기 위해서 피검체의 신체 일부에 설치된다. RF 코일 어셈블리(130)는 원형 하우징(190) 외부에 구비된 별도의 독립적인 장치로서, 자기공명영상의 촬영을 원하는 피검체의 신체 일부에 위치되도록 이동 가능한 장치이다. 도 1에서는 평면형의 RF 코일 어셈블리(130)가 도시되어 있고, 도 2에서는 도 1과는 다른, 원형의 RF 코일 어셈블리(130)가 도시되어 있으나, 도 1 및 도 2에서의 RF 코일 어셈블리(130)의 기능 및 역할은 동일하다.1 and 2, the
자기공명영상 시스템(100)에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다. The magnetic
본 발명의 다이폴 안테나(10)에서 상기 고리형 헤드부(11-1, 12-1)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 원형, 타원형, 또는 다각형 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. In the
다이폴 안테나(10)에 포함되는 2개의 고리형 헤드부(11-1, 12-1)는 서로 같은 형태로 구비되거나 다른 형태로 구비될 수도 있다.The two annular head portions 11-1 and 12-1 included in the
본 발명의 다이폴 안테나는, 도 6에 도시된 바와 같이, 형태를 변형할 수 있는 유연한 재료로 제조될 수 있다. The dipole antenna of the present invention can be made of a flexible material whose shape can be modified, as shown in Fig.
상기 유연한 재료는 특별히 한정되지 않으며, 이 분야에 공지된 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 구리, 구리합금 등이 사용될 수 있다. The flexible material is not particularly limited, and materials known in the art can be used. For example, copper, a copper alloy, or the like can be used.
본 발명의 다이폴 안테나(10)에서 상기 다이폴 안테나에 포함된 2개의 스틱부(11, 12) 중 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 신호선이 연결되고, 다른 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 접지선이 연결될 수 있다. In the
또한, 본 발명은 In addition,
도 7 내지 도 10에 예시된 바와 같이, 상기 본 발명의 다이폴 안테나(10) 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리(130)에 관한 것이다.The present invention relates to an
상기 나란히 배치되는 2개 이상의 다이폴 안테나(10)들은 동일한 형태의 고리형 헤드부를 구비한 것일 수 있으며, 다른 형태의 고리형 헤드부를 구비한 것일 수도 있다. The two or
또한, 상기에 포함되는 각각의 다이폴 안테나에 포함되는 2개의 고리형 헤드부도 동일하거나 다른 형태의 것이 구비될 수도 있다. The two annular head portions included in each of the dipole antennas included in the above may be the same or different.
상기 RF 안테나 어레이는 2개 이상의 다이폴 안테나(10)들을 고정시키는 고분자 플레이트(20) 또는 고분자 원통형 관체(30)를 더 포함할 수 있다. The RF antenna array may further include a
상기 플레이트 또는 원통형 관체의 소재로는, 특별히 한정되지 않으며, 이 분야에 공지된 재료들이 사용될 수 있다. 예컨대, 아크릴계 수지 등이 사용될 수 있다. The material of the plate or the cylindrical tube is not particularly limited, and materials known in this field can be used. For example, an acrylic resin or the like can be used.
상기 플레이트는 도 8에 예시된 바와 같은 평면형 또는 도 9에 예시된 바와 같은 곡면형일 수 있다. 상기 곡면의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 인체에 밀착할 수 있는 형태가 바람직하게 사용될 수 있다. The plate may be planar as illustrated in Fig. 8 or curved as illustrated in Fig. The shape of the curved surface is not particularly limited, and a shape that can be adhered to a human body can be preferably used.
상기 다이폴 안테나들의 스틱부(11, 12)의 일부 또는 전부는, 도 7 내지 도 9에 예시된 바와 같이, 고분자 플레이트(20) 위에 고정되며, 고리형 헤드부들(11-1; 12-1)은 상기 고분자 플레이트 밖으로 노출되게 고정될 수 있다. Some or all of the
물론, 고리형 헤드부를 포함하여 모든 다이폴 안테나가 고분자 플레이트(20) 위에 고정될 수도 있다.Of course, all of the dipole antennas, including the annular head portion, may be fixed on the
상기 고분자 플레이트 밖으로 노출된 고리형 헤드부들(11-1; 12-1)은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀질 수 있다. 상기와 같이 다이폴 안테나가 인체에 밀착되게 구비되는 경우, 균일하고 해상도가 높은 영상이 얻어질 수 있다. The annular head portions (11-1; 12-1) exposed to the outside of the polymer plate can be bent in the direction of the subject according to the shape of the subject. When the dipole antenna is provided closely to the human body as described above, a uniform and high resolution image can be obtained.
상기 고분자 플레이트에 의해 형성되는 RF 코일 어셈블리는 흉부, 대퇴부, 관절부 등의 인체의 다양한 부위의 촬영에 바람직하게 사용될 수 있다. The RF coil assembly formed by the polymer plate can be preferably used for photographing various parts of the human body such as a chest, a thigh, a joint, and the like.
또한, 상기 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는, 도 10에 예시된 바와 같이, 고분자 원통형 관체(30)의 외주면에 중심축에 평행한 방향으로 고정되며, 고리형 헤드부들(11-1; 12-1)은 상기 원통형 관체 밖으로 노출되게 고정될 수 있다. 10, a part or the whole of the stick portion of the dipole antennas is fixed to the outer circumferential surface of the polymer cylindrical
물론, 고리형 헤드부를 포함하여 모든 다이폴 안테나가 원통형 관체의 외주면 내에 중심축에 평행한 방향으로 고정될 수도 있다.Of course, all the dipole antennas including the annular head portion may be fixed in the direction parallel to the center axis in the outer peripheral surface of the cylindrical tube body.
상기 원통형 관체(30) 밖으로 노출된 고리형 헤드부들(11-1; 12-1)은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀질 수 있다. 상기와 같이 다이폴 안테나가 인체에 밀착되게 구비되는 경우, 균일하고 해상도가 높은 영상이 얻어질 수 있다. The annular head portions (11-1; 12-1) exposed out of the cylindrical tubular body (30) can be bent in the direction of the subject according to the shape of the subject. When the dipole antenna is provided closely to the human body as described above, a uniform and high resolution image can be obtained.
상기 원통형 관체에 의해 형성되는 RF 코일 어셈블리는 두부의 촬영 등에 바람직하게 사용될 수 있다.The RF coil assembly formed by the cylindrical tubular body can be preferably used for photographing the head.
상기에서 도 7 내지 도 10의 예시에 따라 설명된 바와 같이, 본 발명의 RF 코일 어셈블리(130)는 평면형이나 원통형, 또는 기타의 다른 형태로도 형성될 수 있다. As described above with reference to FIGS. 7 through 10, the
본 발명의 RF 코일 어셈블리에 있어서, 상기 각각의 다이폴 안테나에 포함된 2개의 스틱부 중 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 신호선이 연결되고, 다른 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 접지선이 연결될 수 있다(도 4(a) 참조). In the RF coil assembly of the present invention, the signal line of the coaxial cable may be connected to one of the two stick portions included in each of the dipole antennas, and the ground line of the coaxial cable may be connected to the other one of the stick portions 4 (a)).
또한, 본 발명은 In addition,
도 1 및 도 2에 예시된 바와 같은, 자기공명영상 시스템에 있어서,In a magnetic resonance imaging system, as illustrated in Figures 1 and 2,
상기 본 발명의 다이폴 안테나(10) 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리(130),The
상기 RF 코일 어셈블리에 의해 형성된 공간에 주자기장이 형성되도록 상기 RF 코일 어셈블리에 전기 신호를 인가하는 RF 송신 모드 및 상기 형성된 주자기장 내에 위치한 피검체로부터 자기공명 신호를 수신하는 RF 수신 모드를 스위칭하는 RF 코일 제어부(110), 및An RF transmission mode for applying an electric signal to the RF coil assembly so that a main magnetic field is formed in the space formed by the RF coil assembly and an RF transmission mode for switching an RF reception mode for receiving a magnetic resonance signal from the object placed in the formed main magnetic field.
상기 피검체로부터 수신된 상기 자기공명 신호에 기초하여 상기 피검체에 대한 자기공명영상을 생성하는 영상처리부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템(100)에 관한 것이다.And an image processing unit (120) for generating a magnetic resonance image of the subject based on the magnetic resonance signal received from the subject.
상기에서 전술된 본 발명의 다이폴 안테나 및 RF 코일 어셈블리에 관한 내용은 본 발명의 자기공명영상 시스템(100)에 그대로 적용된다. 따라서, 중복되는 부분의 기술은 생략한다. The above-described contents of the dipole antenna and RF coil assembly of the present invention are directly applied to the magnetic
이하에서, 본 발명의 자기공명영상 시스템(100)에 포함되는 일반적인 구성들에 대하여 자세히 설명한다. 하기 설명은 자기공명영상 시스템의 일반적인 구성을 예시적으로 설명하기 위한 것으로서 하기에 예시된 구성들은 공지의 기술들로 대체될 수 도 있다. Hereinafter, general configurations included in the magnetic
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상 시스템(100)의 구성도를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에서는 RF 코일 어셈블리(130)의 형태에만 평면형 또는 원형으로서 차이가 있을 뿐, 다른 구성들은 동일하므로, 이하에서는 도 1 및 도 2를 연계하여 설명하도록 한다.1 and 2 are block diagrams of a magnetic
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 자기공명영상 시스템(100)은 컴퓨팅 장치(100) 및 원형 하우징(190)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a magnetic
원형 하우징(190)은 내측으로부터 외측의 순서로, 송신전용의 볼륨형 RF 코일 장치(140), 경사 자계 코일(150), 및 주자석(160)을 포함한다. 피검체는 테이블(170)상에 누운 상태로 원형 하우징(190)의 중공(190a) 속에 이동하게 되며, 이후 자기공명영상의 촬영이 이루어지게 된다.The
자기공명영상 시스템(100)에서 원형 하우징(190)을 구성하는 송신전용의 볼륨형 RF 코일 장치(140), 경사 자계코일(150), 및 주자석(160)은 컴퓨팅 장치(100)에 연결되어 구동 및 제어된다. 컴퓨팅 장치(100)는, 촬영된 피검체의 자기공명영상을 표시하여주거나 사용자의 조작 신호가 입력되는 콘솔(미도시)에 또한 연결될 수 있다.A transmission type volume
자기공명영상 시스템(100)에서 송신전용의 볼륨형 RF 코일 장치(140)는 피검체의 피검 부위에 설치되는 도 1의 평면형의 RF 코일 어셈블리(130) 또는 도 2의 원형의 RF 코일 어셈블리(130)와 함께 컴퓨팅 장치(100)의 RF 코일 제어부(110)에 의해 독립적으로 구동 및 제어될 수 있다.The volume
주자석(160)은 인체 내에 분포해 있는 원소 중 자기공명 현상을 일으키는 원소, 즉 수소, 인, 나트륨, 카본 등의 원자핵을 자화시키기 위한 주자계를 발생시키는 것으로서, 초전도 전자석이나 영구 자석일 수 있다.The
경사 자계 코일(150)은 자기공명영상을 촬영하기 위해서는 공간적으로 선형적인 경사 자계를 발생시키는 코일로서, 통상적으로 자기공명영상에는 x-, y-, z-방향으로 경사 자계를 각기 형성하는 세 개의 경사 자계 코일이 사용된다. 경사 자계 코일(150)은 자화 벡터가 횡평면에서 회전할 때 자화 벡터의 회전 주파수나 위상을 공간적으로 제어하여 자기공명영상 신호가 공간 주파수 영역, 즉 k-영역에서 표현되도록 하는 역할을 한다.The oblique
자기공명영상 신호를 만들기 위해 자화 벡터를 횡평면으로 정렬시켜야 하는데 이를 위해서는 라모(Larmor) 주파수를 중심 주파수로 하는 RF 자계를 발생시키는 볼륨형 RF 코일 장치(140)와 RF 코일 어셈블리(130)가 필요하다. 라모 주파수 대역의 RF 전류가 인가된 볼륨형 RF 코일 장치(140)와 RF 코일 어셈블리(130)는 라모 주파수로 회전하는 회전 자계를 형성한다. 이 회전 자계에 의하여 자화 벡터의 공명, 즉 핵자기 공명이 야기되면, 자화 벡터가 횡평면으로 정렬되게 된다. 자화 벡터가 일단 횡평면으로 정렬되게 되면 횡평면에서 라모 주파수로 회전하는 자화 벡터는 패러데이(Faraday) 법칙에 의해 볼륨형 RF 코일 장치(140)와 RF 코일 어셈블리(130)에 기전력을 발생시킨다. 이와 같은 기전력 신호, 즉 수신되는 RF 신호를 고주파 증폭기로 증폭한 뒤 라모 주파수의 정현파로 복조(demodulation)하면 기저 대역(base band)의 자기공명 신호를 얻을 수 있다. 기저 대역의 자기공명 신호는 컴퓨팅 장치(100)로 전송되어, 영상 처리부(120)에 의해 양자화 등의 처리를 거친 후 자기공명영상이 생성되게 된다.In order to generate a magnetic resonance image signal, a magnetization vector must be arranged in a transverse plane. To do this, a volume type
위와 같이, 자기공명영상 시스템(100)에서 자기공명영상이 생성되는 일반적인 원리를 간략하게 설명하였다. As described above, a general principle of generating a magnetic resonance image in the
자기 공명영상이 생성되는 과정에 관한 보다 상세한 설명은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하므로, 본 실시예에서는 생략하도록 한다.A more detailed description of the process of generating a magnetic resonance image will be omitted since it will be obvious to those skilled in the art.
자기공명영상 시스템(100)에서 원형 하우징(190) 내에 구비된 볼륨형 RF 코일 장치(140)는 피검체의 전신에 대한 자기공명영상을 촬영하기 위해 사용될 수 있다. 이와 달리, 피검체의 신체 일부, 예를 들어 머리, 가슴, 다리 등의 국부에 대한 자기공명영상을 촬영하기 위해서는 피검체의 신체 일부에 설치되는 RF 코일 어셈블리(130)가 사용될 수 있다. RF 코일 어셈블리(130)는 원형 하우징(190) 외부에 구비된 별도의 독립적인 장치로서, 자기공명영상의 촬영을 원하는 피검체의 신체 일부에 위치되도록 이동 가능한 장치이다.The volume
앞서 설명한 바와 같이, 도 1에서는 평면형의 RF 코일 어셈블리(130)가 도시되어 있고, 도 2에서는 도 1과는 다른, 원형의 RF 코일 어셈블리(130)가 도시되어 있으나, 도 1 및 도 2에서의 RF 코일 어셈블리(130)의 기능 및 역할은 동일하다.1, a planar
한편, 자기공명영상 시스템(100)에 최적화된 RF 코일의 공진주파수는 자기공명영상 시스템(100)의 운영 주파수(operating frequency)에 따라 달라지게 된다. 자기공명영상 시스템(100)이 3T(tesla)로 운영되는 경우 127.74 MHz의 운영 주파수, 4.7T로 운영되는 경우 200 MHz의 운영 주파수, 7T로 운영되는 경우 300 MHz의 운영 주파수, 9.4T로 운영되는 경우 400 MHz의 운영 주파수를 갖는다.On the other hand, the resonance frequency of the RF coil optimized for the
상기에서 본 발명의 다이폴 안테나, 상기 다이폴 안테나를 포함하는 RF 코일 어셈블리, 및 상기 RF 코일 어셈블리를 포함하는 자기공명영상 시스템은 종래의 기술과 비교하여 특징적인 부분을 중심으로 설명되었다. 따라서, 상기에서 설명된 특징적인 부분을 제외한 구성들은 공지의 기술이 그대로 적용될 수 있다.In the foregoing, a dipole antenna of the present invention, an RF coil assembly including the dipole antenna, and a magnetic resonance imaging system including the RF coil assembly have been described with respect to a characteristic portion in comparison with the conventional technique. Therefore, the configurations other than the characteristic parts described above can be applied to the known techniques as they are.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.
10: 다이폴 안테나
11, 12: 스틱부
11-1, 12-1: 고리형 헤드부
20: 고분자 플레이트
30: 고분자 원통형 관체
100: 자기공명영상 시스템
110: RF 코일 제어부
120: 영상 처리부
130: RF 코일 어셈블리
140: 볼륨형 RF 코일 장치
150: 경사 자계 코일
160: 주자석
170: 테이블
190: 원형 하우징
190a: 중공
200: RF 코일 어셈블리
10:
11-1, 12-1: annular head portion
20: Polymer plate 30: Polymer cylindrical tube
100: magnetic resonance imaging system 110: RF coil controller
120: image processor 130: RF coil assembly
140: volume type RF coil device 150: gradient magnetic field coil
160: main magnet 170: table
190:
200: RF coil assembly
Claims (22)
스틱부와 그 말단에 형성된 고리형 헤드부로 구성되는 안테나 2개로 구성되며, 상기 2개의 안테나는 이격된 상태로 선형으로 배치되고, 고리형 헤드부는 양쪽 말단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나.A dipole antenna for a magnetic resonance imaging system,
Wherein the two antennas are arranged linearly spaced apart from each other and the annular head portion is disposed at both ends of the magnetic resonance imaging system Dipole Antenna for.
상기 고리형 헤드부는 원형, 타원형, 또는 다각형 형태인 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the annular head portion has a circular, elliptical, or polygonal shape.
상기 다이폴 안테나에 포함되는 2개의 고리형 헤드부는 서로 같은 형태로 구비되거나 다른 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나.The method of claim 2,
Wherein the two annular head portions included in the dipole antenna are provided in the same shape or in different shapes.
상기 다이폴 안테나들은 형태를 변형할 수 있는 유연한 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템용 다이폴 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the dipole antennas are made of a flexible material that is deformable in shape.
상기 RF 안테나 어레이는 2개 이상의 다이폴 안테나들을 고정시키는 고분자 플레이트 또는 고분자 원통형 관체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.The method of claim 5,
Wherein the RF antenna array further comprises a polymer plate or polymeric tubular body to secure two or more dipole antennas.
상기 플레이트는 평면형 또는 곡면형인 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.The method of claim 6,
Wherein the plate is planar or curved.
상기 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는 고분자 플레이트 위에 고정되며, 고리형 헤드부들은 상기 고분자 플레이트 밖으로 노출되게 고정되는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리. The method of claim 6,
Wherein some or all of the stick portions of the dipole antennas are fixed on the polymer plate and the annular head portions are fixed so as to be exposed out of the polymer plate.
상기 고리형 헤드부들은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀진 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.The method of claim 8,
Wherein the annular head portions are bent toward the subject in accordance with the shape of the subject.
상기 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는 고분자 원통형 관체의 외주면에 중심축에 평행한 방향으로 고정되며, 고리형 헤드부들은 상기 원통형 관체 밖으로 노출되게 고정되는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.The method of claim 6,
Wherein part or all of the stick portions of the dipole antennas are fixed to the outer circumferential surface of the polymer cylindrical tubular body in a direction parallel to the central axis and the annular head portions are fixed so as to be exposed outside the cylindrical tubular body.
상기 고리형 헤드부들은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀진 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.The method of claim 10,
Wherein the annular head portions are bent toward the subject in accordance with the shape of the subject.
상기 각각의 다이폴 안테나에 포함된 2개의 스틱부 중 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 신호선이 연결되고, 다른 하나의 스틱부에는 동축 케이블의 접지선이 연결된 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.The method of claim 5,
Wherein a signal line of a coaxial cable is connected to one of the two stick portions included in each of the dipole antennas and a ground line of a coaxial cable is connected to the other one of the stick portions.
상기 다이폴 안테나의 고리형 헤드부는 원형, 타원형, 또는 다각형 형태인 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.The method of claim 5,
Wherein the annular head portion of the dipole antenna is in the form of a circular, elliptical, or polygonal shape.
상기 다이폴 안테나에 포함되는 2개의 고리형 헤드부는 서로 같은 형태로 구비되거나 다른 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.14. The method of claim 13,
Wherein the two annular head portions included in the dipole antenna are provided in the same shape or in different shapes.
상기 다이폴 안테나들은 형태를 변형할 수 있는 유연한 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리.The method of claim 5,
Wherein the dipole antennas are made of a flexible material that is deformable in shape.
청구항 1의 다이폴 안테나 2개 이상이 나란히 배치되어 고정된 RF 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 코일 어셈블리,
상기 RF 코일 어셈블리에 의해 형성된 공간에 주자기장이 형성되도록 상기 RF 코일 어셈블리에 전기 신호를 인가하는 RF 송신 모드 및 상기 형성된 주자기장 내에 위치한 피검체로부터 자기공명 신호를 수신하는 RF 수신 모드를 스위칭하는 RF 코일 제어부, 및
상기 피검체로부터 수신된 상기 자기공명 신호에 기초하여 상기 피검체에 대한 자기공명영상을 생성하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.In a magnetic resonance imaging system,
An RF coil assembly, characterized in that at least two dipole antennas of claim 1 are arranged side by side and comprise a fixed RF antenna array,
An RF transmission mode for applying an electric signal to the RF coil assembly so that a main magnetic field is formed in the space formed by the RF coil assembly and an RF transmission mode for switching an RF reception mode for receiving a magnetic resonance signal from the object placed in the formed main magnetic field. A coil control section, and
And an image processor for generating a magnetic resonance image for the subject based on the magnetic resonance signal received from the subject.
상기 RF 코일 어셈블리에서 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는 고분자 플레이트 위에 고정되며, 고리형 헤드부들은 상기 고분자 플레이트 밖으로 노출되게 고정된 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템. 18. The method of claim 16,
Wherein part or all of the stick portions of the dipole antennas in the RF coil assembly are fixed on the polymer plate and the annular head portions are fixed so as to be exposed out of the polymer plate.
상기 고리형 헤드부들은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀진 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.18. The method of claim 17,
Wherein the annular head portions are bent toward the subject in accordance with the shape of the subject.
상기 RF 코일 어셈블리에서 다이폴 안테나들의 스틱부의 일부 또는 전부는 고분자 원통형 관체의 외주면에 중심축에 평행한 방향으로 고정되며, 고리형 헤드부들은 상기 고분자 플레이트 밖으로 노출되게 고정된 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.18. The method of claim 16,
Wherein part or all of the stick portions of the dipole antennas in the RF coil assembly are fixed to the outer circumferential surface of the polymer cylindrical tubular body in a direction parallel to the central axis and the annular head portions are fixed to be exposed to the outside of the polymer plate system.
상기 고리형 헤드부들은 피검체의 형태에 맞추어 피검체 방향으로 굽혀진 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.The method of claim 19,
Wherein the annular head portions are bent toward the subject in accordance with the shape of the subject.
상기 다이폴 안테나의 고리형 헤드부는 원형, 타원형, 또는 다각형 형태인 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.18. The method of claim 16,
Wherein the annular head portion of the dipole antenna is of a circular, elliptical, or polygonal shape.
상기 다이폴 안테나에 포함되는 2개의 고리형 헤드부는 서로 같은 형태로 구비되거나 다른 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 자기공명영상 시스템.23. The method of claim 21,
Wherein the two annular heads included in the dipole antenna are provided in the same shape or in different shapes.
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