KR20210027049A - Apparatus and Method for Nano Magnetic Particle Imaging - Google Patents

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KR20210027049A
KR20210027049A KR1020200061654A KR20200061654A KR20210027049A KR 20210027049 A KR20210027049 A KR 20210027049A KR 1020200061654 A KR1020200061654 A KR 1020200061654A KR 20200061654 A KR20200061654 A KR 20200061654A KR 20210027049 A KR20210027049 A KR 20210027049A
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KR1020200061654A
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정재찬
최승민
홍효봉
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한국전자통신연구원
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    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging

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Abstract

Disclosed are a device and method for imaging nanomagnetic particles. The device for imaging nanomagnetic particles according to an embodiment of the present invention may comprise: a measuring head in which a through hole housing a sample containing magnetic nanoparticles is formed, and an excitation coil and a detection coil are installed; a field-free generation unit forming a field-free region in which a magnetic field is sparse within a spaced region between the same magnetic poles facing each other; and a control unit applying a signal to the excitation coil as the measuring head is positioned within the spaced region of the field-free generation unit, controlling the field-free region to move within the sample, and imaging the three-dimensional position distribution of the magnetic nanoparticles included in the sample based on a detection signal outputted from the detection coil.

Description

나노 자성 입자 영상화 장치 및 방법{Apparatus and Method for Nano Magnetic Particle Imaging} Apparatus and Method for Nano Magnetic Particle Imaging

기재된 실시예는 시료에 포함된 특정 물체에 대한 영상화 기술에 관한 것으로, 특히 나노 자성 입자(Nano Magnetic Particle, NMP) 물질의 공간상의 분포를 영상화하는 기술에 관한 것이다. The described embodiments relate to an imaging technique for a specific object included in a sample, and more particularly, to a technique for imaging the spatial distribution of a nano magnetic particle (NMP) material.

나노 자성 입자(Nano Magnetic Particle, NMP)를 이용한 자성 입자 영상화(Magnetic Particle Imaging, MPI)는 차세대 의료 장비로써 현재 미국 및 유럽을 중심으로 개발이 진행되고 있다. 특히 쥐(Mouse)와 같은 소형 동물의 영상 획득 가능한 장비가 개발되고 있다.Magnetic particle imaging (MPI) using nano magnetic particles (NMP) is a next-generation medical device and is currently being developed in the US and Europe. In particular, equipment capable of obtaining images of small animals such as mice is being developed.

현재 가장 많이 사용되고 있는 자기 공명 영상법(Magnetic Resonance Imaging, MRI)이나 X-ray와 비교할 때, NMP는 해부학적 영상 획득을 할 수는 없으나, 암과 같은 병변 부위를 특정해서 영상화할 수 있는 장점이 있다. 따라서, MRI 또는 CT-X-ray와 멀티 모드(MultiModal) 형태의 의료 영상 장비로 연구 및 개발되고 있다.Compared with magnetic resonance imaging (MRI) and X-ray, which are currently most widely used, NMP cannot acquire anatomical images, but has the advantage of being able to image specific lesions such as cancer. have. Therefore, it is being researched and developed as a medical imaging device in the form of MRI or CT-X-ray and MultiModal.

한편, 현재까지 양전자 방출 단층 촬영술(Positron Emission Tomography, PET)이 암이나 알츠하이머의 초기 증세를 찾아내는 데 가장 유용하다고 알려져 있으나, 방사능 물질로 인해 그 사용이 매우 엄격하게 제한된다. 또한, 조직이나 세포 분석에 적합한 방사능 치환 물질로 사용되는 트레이서(tracer)의 종류도 제한되어 있어 적용에 한계가 있다. On the other hand, until now, Positron Emission Tomography (PET) is known to be the most useful for detecting early symptoms of cancer or Alzheimer's, but its use is severely limited due to radioactive substances. In addition, the type of tracer used as a radioactive substance suitable for tissue or cell analysis is also limited, so there is a limit to its application.

따라서, MPI가 이러한 PET를 대체할 수 있고, 이론적으로는 현재 개발되어 있는 수십만 종 이상의 항원(Antigen) 또는 항체(Antibody)를 사용할 수 있기 때문에 활용 범위가 광범위하게 확장될 수 있다는 이점이 있다. Therefore, since MPI can replace such PET, and theoretically, more than hundreds of thousands of antigens or antibodies that are currently developed can be used, there is an advantage that the scope of use can be broadly extended.

현재까지 MPI 장비는 유럽의 Bruker-Philips나, 미국의 Magnetic Insight에서 개발되었는데, 기본적인 원리는 자기장이 희박한 영역(Field Free Line or Point, 이하 'FFL 또는 FFP')를 발생시키고, 이러한 영역의 움직임을 이용하여 영상 신호를 확보한다. 그런데, 종래에 개발된 MPI 장비들에서는 3차원 구조의 하나의 전자석을 이용하거나, FFL은 영구 자석을 이용하여 발생시키나 그 이동은 부착된 전자석 코일이 이용되었다. 따라서, FFL 또는 FFP의 전자기장을 이용한 3차원 이동을 위해서는 거의 수천 KW대의 전력과 매우 복잡한 3차원 코일이 필수적이다. 또한, 사용되는 MPI 종류 및 온도에 따른 자기장 분포의 효과를 상쇄시키기 위하여 시료 분석 전 수 시간에서 수일이 걸리는 캘리브레이션(calibration)이 필요하다. 따라서, 종래의 MPI 장비는 측정 가능한 샘플의 크기 대비 장비의 크기가 보통 별도의 빌딩 또는 장소가 마련되어야 할 정도로 크고, 전력 소모가 크다는 단점이 있다.Until now, MPI equipment has been developed by Bruker-Philips in Europe or Magnetic Insight in the United States. To secure a video signal. However, in the conventionally developed MPI equipment, a single electromagnet of a three-dimensional structure is used, or an FFL is generated using a permanent magnet, but an attached electromagnet coil is used to move the FFL. Therefore, almost thousands of KW of power and a very complex 3D coil are essential for 3D movement using an electromagnetic field of an FFL or FFP. In addition, in order to offset the effect of magnetic field distribution depending on the type of MPI used and temperature, calibration that takes several hours to several days before sample analysis is required. Accordingly, the conventional MPI device has a disadvantage in that the size of the device compared to the size of a measurable sample is large enough to require a separate building or place to be provided, and power consumption is large.

한국 공개 특허 제10-2009-0060143호, 2009년 6월 11일 공개(명칭: 자성 나노 입자와 주파수 혼합 자기 판독기를 이용한 생체물질의 정량적 검출방법)Korean Patent Publication No. 10-2009-0060143, published on June 11, 2009 (Name: Quantitative detection method of biomaterials using magnetic nanoparticles and frequency-mixed magnetic reader)

실시예는 나노 자성 입자를 포함하는 시료에 대한 3차원 분포 영상화에 따른 전력 소모 감소시키는 데 목적이 있다. The embodiment aims to reduce power consumption due to 3D distribution imaging of a sample including nano magnetic particles.

실시예는 자기장이 희박한 필드프리 영역을 이동이 용이하지 않다는 문제점을 극복하는데 있다. The embodiment is to overcome the problem that it is not easy to move the field-free area where the magnetic field is thin.

실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 장치는, 나노 자성 입자를 포함하는 시료가 수용되는 관통공이 형성되고, 여기 코일 및 검출 코일이 설치되는 측정헤드와, 대면하는 동일한 자기극들간의 이격 영역 내에 자기장이 희박한 필드프리 영역을 형성하는 필드프리 생성부 및 측정헤드가 필드프리 생성부의 이격 영역 내에 위치됨에 따라, 여기 코일에 신호를 인가하고, 필드프리 영역이 시료 내에서 이동되도록 제어하여, 검출 코일로부터 출력되는 검출 신호를 기반으로 시료에 포함된 나노 자성 입자의 3차원 위치 분포를 영상화하는 제어부를 포함할 수 있다. In the nano-magnetic particle imaging apparatus according to the embodiment, a through hole in which a sample including nano-magnetic particles is received is formed, a measurement head in which an excitation coil and a detection coil are installed, and a magnetic field in a spaced area between the same magnetic poles facing each other. As the field-free generation unit and the measurement head forming the sparse field-free area are located within the spaced area of the field-free generation unit, a signal is applied to the excitation coil, and the field-free area is controlled to move within the sample, and output from the detection coil. It may include a control unit for imaging the three-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the sample based on the detected signal.

이때, 여기 코일은, 저주파 코일 및 고주파 코일을 포함하고, 저주파 코일에서 발생한 제1 자기장과 고주파 코일에서 발생한 제2 자기장을 혼합하여 상기 혼합 자기장을 발생시킬 수 있다.In this case, the excitation coil may include a low-frequency coil and a high-frequency coil, and may generate the mixed magnetic field by mixing a first magnetic field generated in the low-frequency coil and a second magnetic field generated in the high-frequency coil.

이때, 검출 코일은, 서로 다른 방향으로 감긴 두 개의 코일들이 연결된 차분 검파 코일(Differential detection coil)에 상응할 수 있다.In this case, the detection coil may correspond to a differential detection coil in which two coils wound in different directions are connected.

이때, 필드프리 영역은, 장 자유점(Field Free Point, FFP) 또는 장 자유선(Field Free Line, FFL)일 수 있다.In this case, the field-free area may be a field free point (FFP) or a field free line (FFL).

이때, 대면하는 동일한 자기극들은, 영구 자석 및 직류 전류 코일 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.At this time, the same magnetic poles facing each other may be formed of at least one of a permanent magnet and a DC current coil.

이때, 영구 자석은, 네오듐 마그넷(NEODIUM magnet)일 수 있다.At this time, the permanent magnet may be a neodium magnet.

이때, 대면하는 동일한 자기극들은, 두 쌍일 수 있다.At this time, the same magnetic poles facing each other may be two pairs.

이때, 필드프리 생성부는, 상면에 개구가 형성된 육면체의 하우징을 포함하되, 하우징에서 대면하는 두 개의 측면들 및 하면 각각에 영구 자석이 설치되고, 상면의 개구 주변에 직류 코일이 형성될 수 있다. At this time, the field-free generation unit includes a hexahedral housing having an opening formed on an upper surface thereof, and permanent magnets are installed on each of two side surfaces and a lower surface facing the housing, and a DC coil may be formed around the opening of the upper surface.

이때, 측정헤드는, 개구를 통해 이동되어 하우징의 내부에 삽입되는 것일 수 있다. In this case, the measuring head may be moved through the opening and inserted into the housing.

실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 장치는, 필드프리 생성부를 회전 또는 선형 이동시키는 제1 구동부를 더 포함할 수 있다. The nano magnetic particle imaging apparatus according to the embodiment may further include a first driving unit that rotates or linearly moves the field-free generation unit.

실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 장치는, 측정헤드를 필드프리 생성부의 이격 영역으로 이동시키는 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.The nano magnetic particle imaging apparatus according to the embodiment may further include a second driving unit that moves the measurement head to a spaced area of the field-free generation unit.

이때, 제어부는, 검출 신호를 기반으로 시료의 단면에 포함된 나노 자성 입자의 2차원 위치 분포인 2차원 영상을 생성하고, 서로 수평한 복수의 단면들에 상응하는 복수의 2차원 영상들을 합성하여 3차원 영상을 생성할 수 있다.At this time, the control unit generates a two-dimensional image, which is a two-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the cross-section of the sample, based on the detection signal, and synthesizes a plurality of two-dimensional images corresponding to a plurality of horizontal cross-sections. 3D images can be created.

이때, 제어부는, 필드프리 영역을 시료의 단면에서 일 방향으로 선형 이동시킨 후, 필드프리 영역을 일 방향과 소정 단위 각도를 가지는 다른 방향으로 선형 이동시키되, 필드프리 영역 이동에 따라 검출 신호로부터 출력된 신호로 사이노그램을 생성하고, 생성된 사이노그램을 역 라돈 변환하여 2차원 영상을 생성할 수 있다.At this time, the control unit linearly moves the field-free area in one direction from the cross section of the specimen, and then linearly moves the field-free area in one direction and another direction having a predetermined unit angle, but outputs from the detection signal according to the movement of the field-free area. A sinogram may be generated from the generated signal, and a 2D image may be generated by inverse radon transform of the generated sinogram.

이때, 제어부는, 측정헤드를 시료의 단면에 수직한 방향으로 소정 단위 길이만큼 이동시키면서 2차원 영상을 생성을 반복할 수 있다. At this time, the control unit may repeat the generation of the 2D image while moving the measurement head by a predetermined unit length in a direction perpendicular to the cross section of the sample.

실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 방법은, 나노 자성 입자를 포함하는 시료를 수용한 측정헤드에 설치된 여기 코일에 신호를 인가하는 단계 및 대면하는 동일한 자기극들간의 이격 영역 내에 발생하는 자기장이 희박한 필드프리 영역을 시료 내에서 이동시켜, 측정헤드의 검출 코일로부터 출력되는 검출 신호를 기반으로 시료에 포함된 나노 자성 입자의 3차원 위치 분포를 영상화하는 단계를 포함할 수 있다.The nano magnetic particle imaging method according to the embodiment includes applying a signal to an excitation coil installed in a measurement head containing a sample containing nano magnetic particles, and a field in which a magnetic field generated in a spaced region between the same magnetic poles facing is thin. It may include moving the free region within the sample to image the 3D positional distribution of the nano magnetic particles included in the sample based on the detection signal output from the detection coil of the measurement head.

이때, 검출 코일은, 서로 다른 방향으로 감긴 두 개의 코일들이 연결된 차분 검파 코일(Differential detection coil)에 상응할 수 있다. In this case, the detection coil may correspond to a differential detection coil in which two coils wound in different directions are connected.

이때, 필드프리 영역은, 장 자유점(Field Free Point, FFP) 또는 장 자유선(Field Free Line, FFL)인 것일 수 있다.In this case, the field-free area may be a field free point (FFP) or a field free line (FFL).

이때, 대면하는 동일한 자기극들은, 영구 자석 및 직류 전류 코일 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.At this time, the same magnetic poles facing each other may be formed of at least one of a permanent magnet and a DC current coil.

이때, 영상화하는 단계는, 검출 신호를 기반으로 시료의 단면에 포함된 나노 자성 입자의 2차원 위치 분포인 2차원 영상을 생성하는 단계 및 서로 수평한 복수의 단면들에 상응하는 복수의 2차원 영상들을 합성하여 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the imaging may include generating a two-dimensional image, which is a two-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the cross-section of the sample, based on the detection signal, and a plurality of two-dimensional images corresponding to a plurality of cross-sections horizontal to each other. And generating a 3D image by synthesizing them.

이때, 2차원 영상을 생성하는 단계는, 필드프리 영역을 시료의 단면에서 일 방향으로 선형 이동시킨 후, 필드프리 영역을 일 방향과 소정 단위 각도를 가지는 다른 방향으로 선형 이동시키되, 필드프리 영역 이동에 따라 검출 신호로부터 출력된 신호로 사이노그램을 생성하고, 생성된 사이노그램을 역 라돈 변환하여 2차원 영상을 생성할 수 있다.In this case, in the step of generating the 2D image, the field-free area is linearly moved in one direction from the cross section of the sample, and then the field-free area is linearly moved in one direction and in another direction having a predetermined unit angle, but the field-free area is moved. Accordingly, a sinogram may be generated from a signal output from the detection signal, and the generated sinogram may be inversely radon transformed to generate a 2D image.

이때, 2차원 영상을 생성하는 단계는, 측정헤드를 시료의 단면에 수직한 방향으로 소정 단위 길이만큼 이동시키면서 반복될 수 있다.In this case, the step of generating the 2D image may be repeated while moving the measuring head by a predetermined unit length in a direction perpendicular to the cross section of the sample.

실시예에 따르면, 여기 코일에 인가되는 전력만으로 자기장을 형성하여 특정 시료에 대한 3차원 분포 영상을 획득할 수 있으므로 높은 전력 소모 감소시키고, FFL 또는 FFP를 자유롭게 이동시킬 수 있다. According to an embodiment, since a magnetic field can be formed only with power applied to the excitation coil to obtain a 3D distribution image for a specific sample, high power consumption can be reduced and the FFL or FFP can be freely moved.

도 1은 실시예에 따른 나노 자성 입자의 영상화 장치의 개략적인 블록 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 나노 자성 입자의 영상화 장치의 구조도의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 측정헤드의 코일 구조를 개략적으로 도식화한 예시도이다.
도 4는 실시예에 따른 측정헤드에 여기 코일이 설치된 상태의 보빈 구조의 예시도이다.
도 5는 실시예에 따른 측정헤드에 검출 코일이 설치된 상태의 보빈 구조의 예시도이다.
도 6은 실시예에 따른 시료 용기의 예시도이다.
도 7은 실시예에 따른 시료 용기 홀더의 예시도이다.
도 8은 실시예에 따른 필드프리 생성부의 분해 사시도의 일 예이다.
도 9는 실시예에 따른 자성 입자 영상화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 도 9의 2차원 영상 생성 단계를 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 실시예에 따라 생성되는 2차원 영상의 예시도이다.
도 12는 실시예에 따른 복수의 단면들에 상응하는 복수의 사이노그램들의 예시도이다.
도 13은 실시예에 따라 생성되는 나노 자성 입자의 3차원 위치 분포 영상의 예시도이다.
1 is a schematic block diagram of an apparatus for imaging nano magnetic particles according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating an example of a structure diagram of an apparatus for imaging nano magnetic particles according to an embodiment.
3 is an exemplary diagram schematically showing a coil structure of a measuring head according to an embodiment.
4 is an exemplary diagram of a bobbin structure in a state in which an excitation coil is installed in a measurement head according to an embodiment.
5 is an exemplary diagram of a bobbin structure in a state in which a detection coil is installed in a measurement head according to an embodiment.
6 is an exemplary view of a sample container according to an embodiment.
7 is an exemplary view of a sample container holder according to an embodiment.
8 is an example of an exploded perspective view of a field-free generation unit according to an embodiment.
9 is a flowchart illustrating a magnetic particle imaging method according to an embodiment.
10 is a flowchart for explaining in detail the step of generating a 2D image of FIG. 9.
11 is an exemplary diagram of a 2D image generated according to an embodiment.
12 is an exemplary diagram of a plurality of sinograms corresponding to a plurality of cross sections according to an embodiment.
13 is an exemplary diagram of a 3D position distribution image of nano magnetic particles generated according to an embodiment.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.

비록 "제1" 또는 "제2" 등이 다양한 구성요소를 서술하기 위해서 사용되나, 이러한 구성요소는 상기와 같은 용어에 의해 제한되지 않는다. 상기와 같은 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although "first" or "second" is used to describe various elements, these elements are not limited by the terms as described above. The terms as described above may be used only to distinguish one component from another component. Accordingly, the first component mentioned below may be a second component within the technical idea of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 또는 단계가 하나 이상의 다른 구성요소 또는 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 의미를 내포한다.The terms used in the present specification are for explaining examples and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, “comprises” or “comprising” is implied that the recited component or step does not exclude the presence or addition of one or more other components or steps.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used in the present specification may be interpreted as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

이하에서는, 도 1 내지 도 10을 참조하여 실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 장치 및 방법이 상세히 설명된다.Hereinafter, an apparatus and method for imaging nano magnetic particles according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10.

도 1은 실시예에 따른 나노 자성 입자의 영상화 장치의 개략적인 블록 구성도이고, 도 2는 실시예에 따른 나노 자성 입자의 영상화 장치의 구조도의 일 예를 도시한 도면이다.1 is a schematic block diagram of an apparatus for imaging nano magnetic particles according to an exemplary embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a structural diagram of an apparatus for imaging nano magnetic particles according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 장치(1)는 신호 발측정헤드(110), 필드프리 생성부(120) 및 제어부(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a nano magnetic particle imaging apparatus 1 according to an embodiment includes a signal foot measurement head 110, a field-free generation unit 120, and a control unit 130.

측정헤드(110)는 나노 자성 입자를 포함하는 시료가 수용되는 관통공이 형성되고, 여기 코일(Excitation Coil)(111) 및 검출 코일(Detection Coil)(112)이 설치된다. 이때, 여기 코일(111)은 나노 자성 입자가 포함된 시료가 삽입된 측정헤드(110)에서 자기장을 발생시킨다. 이때, 검출 코일(112)는 측정헤드(110)의 관통공 내부에 존재하는 시료로부터 검출 신호를 획득할 수 있다. 측정헤드(110)에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.The measurement head 110 has a through hole in which a sample containing nano magnetic particles is accommodated, and an excitation coil 111 and a detection coil 112 are installed. At this time, the excitation coil 111 generates a magnetic field in the measurement head 110 into which a sample containing nano magnetic particles is inserted. In this case, the detection coil 112 may acquire a detection signal from a sample present in the through hole of the measurement head 110. A detailed description of the measurement head 110 will be described later with reference to FIGS. 3 to 7.

필드프리 생성부(120)는 대면하는 동일한 자기극들간의 이격 영역 내에 자기장이 희박한 필드프리 영역을 형성한다. The field-free generation unit 120 forms a field-free area in which a magnetic field is thin in a spaced area between the same magnetic poles facing each other.

여기서, 자성 입자 영상화(Magnetic Particle Imaging, MPI)에서 신호 획득의 기본 원리는 나노 자성 입자(Nano Magnetic Particle, NMP)이 구배 자기장(Gradient Magnetic Field) 내에서 가지는 비선형적인 자성 특성으로 인한 고조파(Harmonic) 신호를 기반으로 하고 있다. 이때, 두 개의 동일한 자기극을 마주보게 하여 비선형 자화 현상이 발생되지 않고 포화(Saturation)되도록 하여, 이격 영역의 소정 영역에 자기장이 희박한 영역을 생성한다. 부연 설명하면, 필드프리 영역을 공간상에서 이동시켜 고조파(Harmonic) 신호가 발생되는 공간상의 위치를 이용하여 영상화가 이루어진다.Here, the basic principle of signal acquisition in Magnetic Particle Imaging (MPI) is harmonic due to the nonlinear magnetic properties of the nano magnetic particles (NMP) within the gradient magnetic field. It is based on signals. At this time, by making the two identical magnetic poles face to each other, nonlinear magnetization is not generated and saturation occurs, thereby generating a region in which the magnetic field is thin in a predetermined region of the spaced region. To further explain, the field-free region is moved in space to perform imaging using a location in space where a harmonic signal is generated.

이때, 필드프리 영역은, 장 자유점(Field Free Point, FFP) 또는 장 자유선(Field Free Line, FFL)일 수 있다.In this case, the field-free area may be a field free point (FFP) or a field free line (FFL).

이때, 대면하는 동일한 자기극들은, 영구 자석 및 직류 전류(DC) 코일 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 이때, 영구 자석은, 네오듐 마그넷(NEODIUM magnet)(n 30 grade)일 수 있다. 이때, 대면하는 동일한 자기극들은, 두 쌍일 수 있다.At this time, the same magnetic poles facing each other may be formed of at least one of a permanent magnet and a direct current (DC) coil. At this time, the permanent magnet may be a neodium magnet (n 30 grade). At this time, the same magnetic poles facing each other may be two pairs.

이때, 필드프리 생성부(120)가 영구 자석으로 구현될 경우, 전자기장을 인가하기 위해서 별도의 전력이 요구되지 않는다. 또한, 필드프리 생성부(120)가 직류(DC) 코일로 구현될지라도 인가되는 전력은 크지 않다. 따라서, 나노 자성 입자의 3차원 영상화를 위한 전력 소모를 대폭 감소시킬 수 있다. In this case, when the field-free generator 120 is implemented as a permanent magnet, separate power is not required to apply an electromagnetic field. In addition, even if the field-free generator 120 is implemented as a direct current (DC) coil, the applied power is not large. Therefore, it is possible to significantly reduce power consumption for 3D imaging of the nano magnetic particles.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 필드프리 생성부(120)는, 내부 공간이 형성된 육면체의 형상을 갖는 하우징에 영구 자석 또는 직류 전류 코일이 장착되도록 구현될 수 있다. 그런데, 도 2에 도시된 필드프리 생성부(120)의 형상은 일 실시 예일 뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 필드프리 생성부(120)의 상세한 구조 설명은 도 8을 참조하여 후술하기로 한다. Meanwhile, as shown in FIG. 2, the field-free generation unit 120 may be implemented such that a permanent magnet or a DC current coil is mounted on a housing having a hexahedral shape in which an inner space is formed. However, the shape of the field-free generator 120 shown in FIG. 2 is only an example, and the present invention is not limited thereto. Further, a detailed structure description of the field-free generation unit 120 will be described later with reference to FIG. 8.

제어부(130)는 구성 요소들을 제어하여 나노 자성 입자 영상화의 전체 과정을 제어한다. 여기서, 제어부(130)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예컨대 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. The controller 130 controls the components to control the entire process of imaging nano magnetic particles. Here, the controller 130 may include all types of devices capable of processing data, such as a processor. Here, the'processor' may refer to a data processing device built in hardware having a circuit physically structured to perform a function represented by a code or command included in a program.

실시예에 따라, 제어부(130)는 측정헤드(110)가 필드프리 생성부(120)의 이격 영역 내에 위치됨에 따라, 여기 코일(111)에 신호를 인가하고, 필드프리 영역이 시료 내에서 이동되도록 제어하여, 검출 코일(112)로부터 출력되는 검출 신호를 기반으로 시료에 포함된 나노 자성 입자의 3차원 위치 분포를 영상화할 수 있다. 실시예에 따라, 제어부(130)는 FFP 또는 FFL이 지속적으로 이동되도록 제어하여, 시료가 에 중첩하면서 검출된 검출 신호들을 정렬하여 나타냄으로써 나노 자성 입자에 상응하는 3차원 영상 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 3차원 영상 정보는 등고선(contour plot) 형태의 입체적인 영상 정보를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the control unit 130 applies a signal to the excitation coil 111, and the field-free area moves within the sample, as the measurement head 110 is located within the spaced area of the field-free generation unit 120 By controlling so that the three-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the sample may be imaged based on the detection signal output from the detection coil 112. Depending on the embodiment, the controller 130 controls the FFP or FFL to move continuously, so that the detection signals detected while the sample overlaps with are aligned and displayed, thereby obtaining 3D image information corresponding to the nano magnetic particles. . For example, the 3D image information may include 3D image information in the form of a contour plot.

이때, 제어부(130)는, 검출 신호를 기반으로 시료의 단면에 포함된 나노 자성 입자의 2차원 위치 분포인 2차원 영상을 생성하고, 서로 수평한 복수의 단면들에 상응하는 복수의 2차원 영상들을 합성하여 3차원 영상을 생성할 수 있다. 이때, 시료의 단면은 예컨대, 도 2에 도시된 XY 평면과 평행할 수 있다. At this time, the control unit 130 generates a two-dimensional image, which is a two-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the cross-section of the sample, based on the detection signal, and a plurality of two-dimensional images corresponding to a plurality of cross-sections horizontal to each other. Can be synthesized to generate a 3D image. At this time, the cross section of the sample may be parallel to the XY plane shown in FIG. 2, for example.

이때, 제어부(130)는, 필드프리 영역을 시료의 단면에서 일 방향으로 선형 이동시킨 후, 필드프리 영역을 일 방향과 소정 단위 각도를 가지는 다른 방향으로 선형 이동시키되, 필드프리 영역 이동에 따라 검출 신호로부터 출력된 신호로 사이노그램(Sinogram)을 생성하고, 생성된 사이노그램을 역 라돈 변환(Inverse Radon Transformation)하여 2차원 영상을 생성할 수 있다. At this time, the control unit 130 linearly moves the field-free area in one direction from the cross section of the sample, and then linearly moves the field-free area in one direction and another direction having a predetermined unit angle, but detects according to the movement of the field-free area. A sinogram may be generated from a signal output from the signal, and a 2D image may be generated by performing inverse radon transformation on the generated sinogram.

이때, 사이노그램(Sinogram)이란 한 방향에서 획득한 투사 데이터를 투사 방향에 따라 순차적으로 배열한 것으로서 각 행이 갖는 화소값들은 해당 프로파일의 해당 위치에서의 크기(amplitude)와 같다. 이러한 사이노그램(Sinogram)은 주지된 기술로 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 역 라돈 변환(inverses radon transform)은 CT 등에서 널리 사용되는 사이노드램을 이용한 2차원 영상 생성 기법으로 "Kak, A. C., and M. Slaney, Principles of Computerized Tomographic Imaging, New York, NY, IEEE Press, 1988"에 공지된 기술이므로, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. At this time, a sinogram is a sequential arrangement of projection data acquired in one direction according to the projection direction, and pixel values of each row are the same as the amplitude at a corresponding position of the corresponding profile. Such a sinogram is a well-known technique and a detailed description thereof will be omitted. In addition, the inverses radon transform is a two-dimensional image generation technique using a cynodram widely used in CT, etc. "Kak, AC, and M. Slaney, Principles of Computerized Tomographic Imaging, New York, NY, IEEE Press. , 1988", so a detailed description will be omitted here.

예컨대, 도 2를 참조하면, 필드프리 영역은 XY 평면에서 소정 단위 각도만큼 회전하거나, 회전된 상태에서 선형 이동될 수 있다. 이를 T-ROUND STAGE 이동이라 칭할 수 있다. For example, referring to FIG. 2, the field-free area may be rotated by a predetermined unit angle in the XY plane, or may be linearly moved in a rotated state. This may be referred to as a T-ROUND STAGE movement.

이를 위해, 실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 장치(1)는, 필드프리 생성부(120)를 회전 또는 선형 이동시키는 제1 구동부(140)를 더 포함할 수 있다. To this end, the nano magnetic particle imaging apparatus 1 according to the embodiment may further include a first driving unit 140 that rotates or linearly moves the field-free generation unit 120.

예컨대, 도 2를 참조하면, 장치(1)는 베이스(10)의 일단으로부터 수직하게 형성된 지지대(20)가 구비되고, 지지대(20)의 상부면에 제1 구동부(140)가 T-ROUND STAGE 이동 가능하도록 결합될 수 있다. 따라서, 필드프리 생성부(120)는 제1 구동부(130)의 상부에 고정 결합되어, 제1 구동부(130)가 T-ROUND STAGE 이동됨에 따라, 함께 이동될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 필드프리 생성부(120)는 T-ROUND STAGE 이동 가능하도록, 베이스(10)와 소정 이격 공간이 확보된 위치에 설치될 수 있다. For example, referring to FIG. 2, the device 1 is provided with a support 20 formed vertically from one end of the base 10, and a first driving unit 140 on the upper surface of the support 20 is a T-ROUND STAGE. It can be combined to be movable. Accordingly, the field-free generation unit 120 is fixedly coupled to the upper portion of the first driving unit 130 and may be moved together as the first driving unit 130 is moved to the T-ROUND STAGE. In addition, as shown in FIG. 2, the field-free generation unit 120 may be installed in a position where a predetermined space is secured from the base 10 so that the T-ROUND STAGE can be moved.

또한, 제어부(130)는, 측정헤드(110)를 시료의 단면에 수직한 방향으로 소정 단위 길이만큼 이동시키면서 2차원 영상을 생성을 반복할 수 있다. 즉, 측정헤드(110)가 Z축 방향으로 선형 이동됨에 따라, 필드프리 영역이 지나가는 단면들 각각에 대한 2차원 영상들이 획득될 수 있다. In addition, the controller 130 may repeatedly generate a 2D image while moving the measurement head 110 by a predetermined unit length in a direction perpendicular to the cross-section of the sample. That is, as the measurement head 110 is linearly moved in the Z-axis direction, 2D images of each of the cross sections passing through the field-free area may be obtained.

이를 위해, 실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 장치(1)는, 측정헤드(110)를 필드프리 생성부(120)의 이격 영역으로 이동시키는 제2 구동부(150)를 더 포함할 수 있다.To this end, the nano magnetic particle imaging apparatus 1 according to the embodiment may further include a second driving unit 150 for moving the measurement head 110 to a spaced area of the field-free generation unit 120.

예컨대, 도 2를 참조하면, 제1 구동부(150)는 베이스(10)에 타단 측에 구비된 테이블 형태의 거치대(30)의 상부에 설치될 수 있다. 이때, 거치대(30)는 측정헤드(110)가 필드프리 생성부(120)의 내부로 삽입될 수 있도록, 상판(30a)이 필드프리 생성부(120)의 높이에 상응하는 위치에 설치될 수 있다. For example, referring to FIG. 2, the first driving unit 150 may be installed above the table-shaped cradle 30 provided at the other end of the base 10. At this time, the cradle 30 may be installed at a position corresponding to the height of the field-free generating unit 120 so that the measuring head 110 can be inserted into the field-free generating unit 120. have.

이때, 거치대(30)의 상부에 홈(40a)이 형성된 이동 가이드(40)가 Z축에 평행하게 형성되고, 제2 구동부(150)는 홈(41a)에 끼워질 수 있는 걸림부(150a)가 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 제2 구동부(150)는 제어부(130)의 제어에 의해 걸림부(150a)가 홈(40a)에 결합된 형태로 이동 가이드(40)를 따라 이동되어, 측정헤드(110)를 필드프리 생성부(120)의 내부로 Z축 이동시킬 수 있다. At this time, the moving guide 40 having the groove 40a formed on the upper part of the cradle 30 is formed parallel to the Z axis, and the second driving part 150 is a locking part 150a that can be fitted into the groove 41a. May be formed. Accordingly, the second driving unit 150 is moved along the movement guide 40 in a form in which the locking unit 150a is coupled to the groove 40a under the control of the control unit 130, so that the measurement head 110 is field-free. The Z-axis may be moved to the inside of the generation unit 120.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 장치(1)는 나노 자성 입자의 영상을 출력하고, 나노 자성 입자 영상화를 위한 조작자의 제어 선택을 입력받을 수 있는 인터페이스부(미도시)를 포함하거나, 인터페이스부와 연결될 수도 있다. 인터페이스부는 입출력 기능을 모두 구비할 수 있다. 예컨대, 입력부은 키보드, 마우스, 소리 인식 등의 다양한 방법을 통해 제공할 수 있고, 출력부는 프로젝터, 다양한 디스플레이 패널, 소리, 진동 등을 통해 제공할 수 있다. 또한, 입력부 및 출력부가 일체화된 터치 패널의 형태로 구현될 수도 있다. In addition, the nanomagnetic particle imaging apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes an interface unit (not shown) capable of outputting an image of the nanomagnetic particle and receiving an operator's control selection for imaging the nanomagnetic particle. Included or may be connected to the interface unit. The interface unit may have both input and output functions. For example, the input unit may be provided through various methods such as keyboard, mouse, sound recognition, and the like, and the output unit may be provided through a projector, various display panels, sound, and vibration. In addition, the input unit and the output unit may be implemented in the form of an integrated touch panel.

도 3은 실시예에 따른 측정헤드의 코일 구조를 개략적으로 도식화한 예시도이고, 도 4는 실시예에 따른 측정헤드에 여기 코일이 설치된 상태의 보빈 구조의 예시도이고, 도 5는 실시예에 따른 측정헤드에 검출 코일이 설치된 상태의 보빈 구조의 예시도이고, 도 6은 실시예에 따른 시료 용기의 예시도이고, 도 7은 실시예에 따른 시료 용기 홀더의 예시도이다. 3 is an exemplary diagram schematically schematically illustrating a coil structure of a measurement head according to an embodiment, FIG. 4 is an exemplary view of a bobbin structure in a state in which an excitation coil is installed in the measurement head according to the embodiment, and FIG. It is an exemplary diagram of a bobbin structure in a state in which a detection coil is installed in the measuring head according to the present invention, FIG. 6 is an exemplary diagram of a sample container according to an embodiment, and FIG. 7 is an exemplary view of a sample container holder according to the embodiment.

도 3을 참조하면, 측정헤드(110)는 여기 코일(111a, 111b) 및 검출 코일(120)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the measurement head 110 may include excitation coils 111a and 111b and detection coils 120.

이때, 여기 코일(111a, 111b)는 각각 자기장을 발생시키는 솔레노이드 코일로, 각각에서 발생되는 두 개의 자기장들의 혼합 자기장을 발생시킬 수 있다. At this time, the excitation coils 111a and 111b are solenoid coils that generate magnetic fields, respectively, and may generate a mixed magnetic field of two magnetic fields generated from each.

이때, 여기 코일(111a, 111b)은, 저주파 코일(111a) 및 고주파 코일(111b)일 수 있다. At this time, the excitation coils 111a and 111b may be a low-frequency coil 111a and a high-frequency coil 111b.

이 때, 측정헤드(110)의 최외곽에 저주파 코일(111a)이 위치하고, 저주파 코일(111a)의 안쪽에 고주파 코일(111b)이 위치하고, 고주파 코일(111b)의 안쪽에 검출 코일(120)이 위치할 수 있다. 즉, 측정헤드(110)에 저주파 코일(111a)과 고주파 코일(111b)을 하나씩 포함함으로써 저주파 신호에 의한 자기장과 고주파 신호에 의한 자기장을 발생시켜 혼합 자기장을 생성할 수 있다. 이 때, 실시예를 위한 혼합 자기장에 따라 저주파 코일(111a)과 고주파 코일(111b)을 캘리브레이션(Calibration)하는 과정을 수행할 수도 있다. At this time, the low frequency coil 111a is located at the outermost of the measuring head 110, the high frequency coil 111b is located inside the low frequency coil 111a, and the detection coil 120 is inside the high frequency coil 111b. Can be located. That is, by including one low-frequency coil 111a and one high-frequency coil 111b in the measurement head 110, a magnetic field generated by a low-frequency signal and a magnetic field generated by a high-frequency signal can be generated to generate a mixed magnetic field. In this case, a process of calibrating the low-frequency coil 111a and the high-frequency coil 111b may be performed according to the mixed magnetic field for the embodiment.

또한, 저주파 코일(111a)은 저주파 전압에 상응하는 전력원으로부터 신호를 인가 받을 수 있고, 고주파 코일(111b)은 고주파 전압에 상응하는 전력원으로부터 신호를 인가 받을 수 있다. In addition, the low frequency coil 111a may receive a signal from a power source corresponding to a low frequency voltage, and the high frequency coil 111b may receive a signal from a power source corresponding to a high frequency voltage.

이때, 검출 코일(112)이 출력하는 기전력은 검출 신호에 상응할 수 있다. 이 때, 검출 코일(112)은 서로 다른 방향으로 감긴 두 개의 코일들이 연결된 차분 검파 코일(Differential detection coil)에 상응할 수 있다. 따라서, 검출 코일(112)에서는 서로 다른 방향으로 감긴 두 개의 코일들에서 검출된 신호들을 합한 것을 검출 신호로 획득할 수 있다.In this case, the electromotive force output from the detection coil 112 may correspond to the detection signal. In this case, the detection coil 112 may correspond to a differential detection coil in which two coils wound in different directions are connected. Accordingly, the detection coil 112 may obtain a sum of signals detected from two coils wound in different directions as a detection signal.

이로써, 비선형적인 FFL 또는 FFP 상에서 Harmonic 신호를 획득하기 위해 여기 코일에서 두 개의 상이한 주파수를 사용함과 동시에 디퍼런셜 코일의 한쪽을 강한 자기장으로 포화(saturation)시켜 차분 검파의 효과는 유지하되 검출 코일의 양쪽에서 모두 신호가 나오는 현상을 감쇄시킬 수 있다.As a result, two different frequencies are used in the excitation coil to obtain a harmonic signal on a nonlinear FFL or FFP, and at the same time, one side of the differential coil is saturated with a strong magnetic field to maintain the effect of differential detection, but on both sides of the detection coil. All of them can attenuate the appearance of the signal.

도 4를 참조하면, 측정헤드(110)는 고주파 코일이 내부에 감겨 있고, 저주파 코일이 외부에 감겨 있는 구조로 되어 있다. 4, the measuring head 110 has a structure in which a high-frequency coil is wound inside and a low-frequency coil is wound outside.

도 5를 참조하면, 검출 코일의 상부는 코일이 시계방향으로 감기고, 하부는 코일이 반시계 방향으로 감는 디퍼런셜 코일(Differential) 구조되어 있다. Referring to FIG. 5, the upper part of the detection coil has a differential structure in which the coil is wound in a clockwise direction and the lower part is in a counterclockwise direction.

도 5의 검출 코일이 도 4의 코일 내부에 삽입이 되어 물리적으로 고주파와 저주파 코일에서 발생하는 신호는 상쇄시키고, 검출 코일 안쪽에 위치하는 물질에서 발생하는 신호만을 수신할 수 있는 구조가 된다. The detection coil of FIG. 5 is inserted into the coil of FIG. 4 to physically cancel signals generated from the high-frequency and low-frequency coils, and receive only signals generated from materials located inside the detection coil.

<표 1>은 이러한 구조에 설치된 검출 코일(Detection Coil), 고주파 코일(Middle HF Coil) 및 저주파 코일(Outer LF Coil)의 각각의 폭(Width), 내부 반경(Inner radius), 높이(Height) 및 와이어 직경(Wire diameter)의 상세 내역이다. <Table 1> shows the width, inner radius, and height of each of the detection coil, middle HF coil, and outer LF coil installed in this structure. And details of the wire diameter.

Detection CoilDetection Coil Middle HF CoilMiddle HF Coil Outer LF CoilOuter LF Coil Width(mm)Width(mm) 4040 101101 101101 Inner radius(mm)Inner radius(mm) 2121 26.526.5 27.527.5 Height(mm)Height(mm) 1.751.75 0.810.81 3.813.81 Wire diameter(mm)Wire diameter(mm) 0.30.3 0.40.4 0.40.4

한편, 도 3을 참조하면, 측정헤드(110)에는 관통공(110a)가 형성되어 있는데, 관통공(110a)에 나노 자성 입자가 포함된 시료가 수용될 수 있다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이 PCR 튜브 형태의 시료 용기(160)에 시료를 삽입시킨 후, 시료 용기(160)를 도 7에 도시된 바와 같이 플라스틱 원통형 시료 홀더(170)의 개구(171)에 끼워넣을 수 있다. 그런 후, 시료 홀더(170)는 측정헤드(110)의 관통공(110a)에 삽입될 수 있다. 그러나, 이는 일 예일 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 이는 시료가 고체가 아닌 경우에 사용될 수 있는 것으로, 시료가 실험용 쥐 또는 다른 고체 시료일 경우, 별도의 시료 용기(160) 및 시료 홀더(170) 없이, 관통공(110a) 내부에 바로 삽입될 수 있다. 도 8은 실시예에 따른 필드프리 생성부의 분해 사시도의 일 예이다.Meanwhile, referring to FIG. 3, a through hole 110a is formed in the measurement head 110, and a sample including nano magnetic particles may be accommodated in the through hole 110a. At this time, as shown in FIG. 6, after inserting the sample into the sample container 160 in the form of a PCR tube, the sample container 160 is opened with the opening 171 of the plastic cylindrical sample holder 170 as shown in FIG. Can be put on. Then, the sample holder 170 may be inserted into the through hole 110a of the measurement head 110. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto. That is, this can be used when the sample is not a solid, and when the sample is an experimental rat or other solid sample, it is directly inserted into the through hole 110a without a separate sample container 160 and a sample holder 170 Can be. 8 is an example of an exploded perspective view of a field-free generation unit according to an embodiment.

도 8을 참조하면, 필드프리 생성부(120)는 육면체의 하우징(121)을 포함하고, 상면에 개구(122)가 형성될 수 있다. 이로써, 개구(122)를 통해 측정헤드(110)가 삽입되어 수용될 수 있다. Referring to FIG. 8, the field-free generation unit 120 includes a hexahedral housing 121, and an opening 122 may be formed on an upper surface. Accordingly, the measurement head 110 may be inserted and received through the opening 122.

따라서, 하우징(121)에서 대면하는 두 개의 측면들 및 하면 각각에는 영구 자석들(123-1, 123-2, 123-3)이 설치되지만, 상면에는 영구 자석이 아닌 직류 전류 코일(124-4)이 설치됨으로써, 상면에 개구(122)가 형성 가능하도록 할 수 있다. Accordingly, permanent magnets 123-1, 123-2, and 123-3 are installed on each of the two side surfaces and the lower surface facing from the housing 121, but the DC current coil 124-4 is not a permanent magnet on the upper surface. ) Is installed, so that the opening 122 can be formed on the upper surface.

이때, 직류 전류 코일(124-4)은 약 1.3MM 정도의 코일이 약 1000 회(TURN) 정도 감긴 솔레노이드 코일로 DC 전력(DC power)이 인가될 수 있다. In this case, the DC current coil 124-4 is a solenoid coil in which a coil of about 1.3MM is wound about 1000 times (TURN), and DC power may be applied.

이때, 영구 자석(123-1, 123-2. 123-3)을 수용하는 별도의 케이스(124-1, 124-2, 124-3)가 마련되어, 착탈 가능한 두 개의 커버들(124-1a, 124-1b) 사이에 영구 자석(123-1)이 보관되어 하우징(121)에 장착될 수 있다. At this time, separate cases (124-1, 124-2, 124-3) accommodating the permanent magnets (123-1, 123-2, 123-3) are provided, and two removable covers 124-1a, The permanent magnet 123-1 may be stored between 124-1b) and mounted on the housing 121.

이때, 하우징(121)에는 영구 자석(123-1, 123-2)을 수용하는 홈(125-1, 125-2)이 형성될 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 측면에는 비교적 넓고 얕은 홈(125-1)이 형성될 수 있고, 하면에는 비교적 좁고 깊은 홈(125-2)이 형성될 수 있다. In this case, grooves 125-1 and 125-2 for accommodating the permanent magnets 123-1 and 123-2 may be formed in the housing 121. In this case, as shown in FIG. 8, a relatively wide and shallow groove 125-1 may be formed on a side surface, and a relatively narrow and deep groove 125-2 may be formed on a lower surface.

따라서, 홈(125-1, 125-2) 내부에 영구 자석(123-1, 123-2)이 보관된 케이스(124-1, 124-2)가 장착될 수 있다. 이때, 나사 결합 등을 통해 하우징(121)에 케이스(124-1, 124-2)가 체결될 수 있다. Accordingly, the cases 124-1 and 124-2 in which the permanent magnets 123-1 and 123-2 are stored may be mounted in the grooves 125-1 and 125-2. In this case, the cases 124-1 and 124-2 may be fastened to the housing 121 through screw coupling or the like.

그런데, 도 8에는 두 측면들에 영구 자석들이 장착되는 것으로 도시되어 있으나, 다른 실시 예에 따라, 나머지 다른 두 측면들에서 영구 자석들이 장착될 수도 있다. By the way, although FIG. 8 shows that permanent magnets are mounted on two sides, according to another embodiment, permanent magnets may be mounted on the other two sides.

이때, 영구 자석들(123-1, 123-3)이 상호간에 N극이 마주보도록 배치될 경우, 영구 자석(123-2)이 상면과 마주하는 면에 S극이 배치되고, DC 코일(122)에는 하면으로 S극이 형성되도록 인가되는 전류 방향이 제어될 수 있다. At this time, when the permanent magnets 123-1 and 123-3 are disposed so that the N pole faces each other, the S pole is disposed on the surface where the permanent magnet 123-2 faces the upper surface, and the DC coil 122 ), the direction of the applied current can be controlled so that the S pole is formed on the lower surface.

도 9는 실시예에 따른 자성 입자 영상화 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 이때, 자성 입자 영상화 방법은 도 1 내지 도 8을 참조하여 전술한 자성 입자 영상화 장치에 의해 수행되는 것으로, 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략하기로 한다. 9 is a flowchart illustrating a magnetic particle imaging method according to an embodiment. In this case, the magnetic particle imaging method is performed by the magnetic particle imaging apparatus described above with reference to FIGS. 1 to 8, and contents overlapping with the above description will be omitted.

도 9를 참조하면, 실시예에 따른 나노 자성 입자 영상화 방법은, 나노 자성 입자를 포함하는 시료를 수용한 측정헤드에 설치된 여기 코일에 신호를 인가하는 단계(S210) 및 대면하는 동일한 자기극들간의 이격 영역 내에 발생하는 자기장이 희박한 필드프리 영역을 시료 내에서 이동시켜, 측정헤드의 검출 코일로부터 출력되는 검출 신호를 기반으로 시료에 포함된 나노 자성 입자의 3차원 위치 분포를 영상화하는 단계(S220~S230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, in the nanomagnetic particle imaging method according to the embodiment, the step of applying a signal to an excitation coil installed in a measurement head containing a sample including nanomagnetic particles (S210) and the same magnetic poles facing each other Imaging the three-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the sample based on the detection signal output from the detection coil of the measurement head by moving the field-free area in the sample where the magnetic field generated in the separated area is thin (S220~ S230) may be included.

이때, 영상화하는 단계는, 검출 신호를 기반으로 시료의 단면에 포함된 나노 자성 입자의 2차원 위치 분포인 2차원 영상을 생성하는 단계(S220) 및 서로 수평한 복수의 단면들에 상응하는 복수의 2차원 영상들을 합성하여 3차원 영상을 생성하는 단계(S230)를 포함할 수 있다. 이때, 2차원 영상을 생성하는 단계(S220)는, 필드프리 영역을 시료의 단면에서 일 방향으로 선형 이동시킨 후, 필드프리 영역을 일 방향과 소정 단위 각도를 가지는 다른 방향으로 선형 이동시키되, 필드프리 영역 이동에 따라 검출 신호로부터 출력된 신호로 사이노그램을 생성하고, 생성된 사이노그램을 역 라돈 변환하여 2차원 영상을 생성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 10을 참조하여 후술하기로 한다. In this case, the imaging may include generating a two-dimensional image, which is a two-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the cross-section of the sample, based on the detection signal (S220), and a plurality of cross-sections corresponding to a plurality of cross-sections horizontal to each other. A step S230 of generating a 3D image by synthesizing 2D images may be included. In this case, in the step of generating the 2D image (S220), after linearly moving the field-free area in one direction from the cross-section of the sample, the field-free area is linearly moved in one direction and in another direction having a predetermined unit angle, A sinogram may be generated from a signal output from the detection signal according to the movement of the free region, and the generated sinogram may be inversely radon transformed to generate a 2D image. A detailed description of this will be described later with reference to FIG. 10.

또한, 2차원 영상을 생성하는 단계(S220)는, 측정헤드를 시료의 단면에 수직한 방향으로 소정 단위 길이만큼 이동시키면서 반복될 수 있다.In addition, the step of generating the 2D image (S220) may be repeated while moving the measuring head by a predetermined unit length in a direction perpendicular to the cross-section of the sample.

도 10은 도 9의 2차원 영상 생성 단계를 상세히 설명하기 위한 순서도이고, 도 11은 실시예에 따라 생성되는 2차원 영상의 예시도이고, 도 12는 실시예에 따른 복수의 단면들에 상응하는 복수의 사이노그램들의 예시도이고, 도 13은 실시예에 따라 생성되는 나노 자성 입자의 3차원 위치 분포 영상의 예시도이다. 10 is a flow chart for explaining the step of generating a 2D image of FIG. 9 in detail, FIG. 11 is an exemplary diagram of a 2D image generated according to an embodiment, and FIG. 12 is a diagram corresponding to a plurality of cross sections according to the embodiment. It is an exemplary diagram of a plurality of sinograms, and FIG. 13 is an exemplary diagram of a three-dimensional position distribution image of nano magnetic particles generated according to an embodiment.

도 10을 참조하면, 우선, 제어부(130)는 측정헤드(110)의 선형 이동 조절한다(S221). 즉, 시료의 Z 축 방향의 위치를 조절하는 것이다. 초기에는 FFL 또는 FFP가 시료의 최고점 또는 최저점을 지나가도록 조절한다. Referring to FIG. 10, first, the control unit 130 adjusts the linear movement of the measurement head 110 (S221). That is, the position of the sample in the Z-axis direction is adjusted. Initially, the FFL or FFP is adjusted to pass the highest or lowest point of the sample.

그런 후, 제어부(130)는 필드프리 생성부(120)를 소정 각도

Figure pat00001
만큼 회전시킨다(S222). 즉, 필드프리 생성부(120)에 의해 생성된 FFL 또는 FFP가 시료의 일 단면(XY 평면)에서
Figure pat00002
만큼 회전된다. Then, the control unit 130 moves the field-free generation unit 120 to a predetermined angle.
Figure pat00001
Rotate as much (S222). That is, the FFL or FFP generated by the field-free generation unit 120 is
Figure pat00002
Rotated by

제어부(130)는 필드프리 생성부(120)를 지속적으로 전방 선형 이동(Forward-Linear Movement)시킴과 아울러, 소정 단위 시간 간격으로 검출 코일(112)이 검출한 신호를 획득한다(S223). The controller 130 continuously moves the field-free generation unit 120 forward-linearly and acquires a signal detected by the detection coil 112 at predetermined unit time intervals (S223).

그런 후, 제어부(130)는 필드프리 생성부(120)를 전방 선형 이동한 만큼 반대로 후방 선형 이동(Backward-Linear Movement)시켜 원 위치로 복귀되도록 한다(S224). Then, the control unit 130 performs a backward-linear movement as opposed to the forward linear movement of the field-free generation unit 120 to return to the original position (S224).

그러면, 제어부(130)는 검출 코일(120)로부터 출력된 신호를 기반으로 소정 영상 신호를 표현할 수 있는 사이노그램(Sinogram)을 갱신한다(S225). Then, the controller 130 updates a sinogram capable of expressing a predetermined image signal based on the signal output from the detection coil 120 (S225).

그런 후, 제어부(130)는 회전된 각도

Figure pat00003
의 누적값이 180도 미만인지를 판단한다(S226). Then, the control unit 130 is the rotated angle
Figure pat00003
It is determined whether the accumulated value of is less than 180 degrees (S226).

S226의 판단 결과 회전된 각도

Figure pat00004
의 누적값이 180도 미만일 경우, 제어부(130)는 S222 내지 S225가 반복 수행되도록 제어한다. 반면, S225의 판단 결과 회전된 각도
Figure pat00005
의 누적값이 180도 미만이 아닐 경우, 제어부(130)는 생성된 사이노그램(Sinogram)을 역 라돈 변환(Inverse Radon Transformation)시켜, 시료의 현재 높이에서의 단면(XY 평면)에 대한 2차원 영상화가 이루어지도록 한다(S227). As a result of the judgment of S226, the rotated angle
Figure pat00004
When the accumulated value of is less than 180 degrees, the controller 130 controls S222 to S225 to be repeatedly performed. On the other hand, as a result of the judgment of S225, the rotated angle
Figure pat00005
If the cumulative value of is not less than 180 degrees, the control unit 130 performs an inverse radon transformation on the generated sinogram, and the two-dimensional cross section (XY plane) at the current height of the sample The imaging is performed (S227).

예컨대, 도 11을 참조하면, S222 내지 S226을 통해 Z축 방향을 기준으로 하는 소정 단면의 사이노그램(311)이 생성된다. 여기서는, 두 개의 시료들이 양쪽으로 두 개의 시료들을 대상으로 하므로, 사이노그램(311)이 X자의 형태로 나타난다. For example, referring to FIG. 11, a sinogram 311 having a predetermined cross section based on the Z-axis direction is generated through S222 to S226. Here, since the two samples target two samples on both sides, the sinogram 311 appears in the shape of an X.

S227을 통해 사이노그램(311)이 역 라돈 변환된 2차원 영상(321)이 생성된다. 그런데, 도 11에 도시된 바와 같이, 2차원 영상(321)이 흐릿할 경우, 후 처리(Post Processing)가 수행되어 좀 더 선명한 2차원 영상(331)이 생성되도록 할 수도 있다. 이때, 후 처리는 2차원 영상(321)에 나타나는 두 시료의 중심을 기준으로 소정 거리 내의 영상만이 나타나도록 하거나, 신호 세기가 소정 임계치 이상인 신호만이 남도록 처리하는 것일 수 있다. A two-dimensional image 321 in which the sinogram 311 is inverse radon transformed is generated through S227. However, as illustrated in FIG. 11, when the 2D image 321 is blurred, post processing may be performed to generate a sharper 2D image 331. In this case, the post-processing may be processing such that only images within a predetermined distance appear based on the centers of the two samples appearing in the 2D image 321 or only signals having a signal strength equal to or greater than a predetermined threshold remain.

이후, 제어부(130)는 측정헤드(110)가 선형 이동되어야 하는지 판단한다(S228). 즉, FFL이 시료의 최고점을 지나도록 한 후 시작했을 경우, FFL이 최저점에 도달했는지 또는 FFL이 시료의 최저점을 지나도록 한 후 시작했을 경우, FFL이 최고점에 도달했는지를 판단하는 것이다. Thereafter, the control unit 130 determines whether the measurement head 110 should be linearly moved (S228). That is, if the FFL starts after passing the highest point of the sample, whether the FFL reaches the lowest point, or if the FFL starts after passing the lowest point of the sample, it is determined whether the FFL reaches the highest point.

S228의 판단 결과 측정헤드(110)가 선형 이동되어야 할 경우, 제어부(130)는 S221 내지 S227이 반복 수행되도록 제어한다. 반면, S228의 판단 결과 측정헤드(110)가 선형 이동될 필요가 없을 경우, 전술한 S230 단계를 진행한다. As a result of the determination of S228, when the measurement head 110 is to be linearly moved, the controller 130 controls S221 to S227 to be repeatedly performed. On the other hand, as a result of the determination of S228, if the measurement head 110 does not need to be linearly moved, the above-described step S230 is performed.

즉, S221 내지 S227이 반복 수행됨에 따라, 도 12에 도시된 바와 같이 서로 수평한 복수의 단면들에 상응하는 복수의 사이노그램들(310)이 생성되고, 도 13에 도시된 바와 같이 복수의 사이노그램들(310)이 역라돈 변환된 복수의 2차원 영상들(320)이 생성된다. 전술한 바와 같이, 복수의 2차원 영상들(320)은 추가적으로 후 처리(Post Processing)된 2차원 영상들(330)이 생성될 수 있다. 2차원 영상들(320, 330)을 살펴보면, Z축을 기준으로 아래쪽 일수록 신호가 약해지는데, 이는 시료가 원뿔형이기 때문이다. That is, as S221 to S227 are repeatedly performed, a plurality of sinograms 310 corresponding to a plurality of cross-sections horizontal to each other as shown in FIG. 12 are generated, and a plurality of sinograms 310 are generated as shown in FIG. A plurality of 2D images 320 in which the sinograms 310 are inverse radon transformed are generated. As described above, post-processed 2D images 330 may be generated from the plurality of 2D images 320. Looking at the 2D images 320 and 330, the signal becomes weaker toward the bottom of the Z-axis, because the sample is conical.

S230에서 복수의 2차원 영상들(330)은 합성되어, 원뿔형의 두 개의 시료들에 대한 3차원 영상(340)이 생성될 수 있다.In S230, a plurality of 2D images 330 may be synthesized to generate a 3D image 340 for two conical samples.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You can understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects.

1: 나노 자성 입자 영상화 장치
110: 측정헤드
111: 여기 코일 112: 검출 코일
120: 필드프리 생성부 130: 제어부
140: 제1 구동부 150: 제2 구동부
1: Nano magnetic particle imaging device
110: measuring head
111: excitation coil 112: detection coil
120: field-free generation unit 130: control unit
140: first driving unit 150: second driving unit

Claims (20)

나노 자성 입자를 포함하는 시료가 수용되는 관통공이 형성되고, 여기 코일 및 검출 코일이 설치되는 측정헤드;
대면하는 동일한 자기극들간의 이격 영역 내에 자기장이 희박한 필드프리 영역을 형성하는 필드프리 생성부; 및
측정헤드가 필드프리 생성부의 이격 영역 내에 위치됨에 따라, 여기 코일에 신호를 인가하고, 필드프리 영역이 시료 내에서 이동되도록 제어하여, 검출 코일로부터 출력되는 검출 신호를 기반으로 시료에 포함된 나노 자성 입자의 3차원 위치 분포를 영상화하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
A measurement head in which a through hole for receiving a sample including nano magnetic particles is formed, and an excitation coil and a detection coil are installed;
A field-free generation unit that forms a field-free area in which a magnetic field is thin in a spaced area between the same magnetic poles facing each other; And
As the measurement head is located within the spaced area of the field-free generation unit, a signal is applied to the excitation coil, and the field-free area is controlled to move within the sample, and the nanomagnetic included in the sample is based on the detection signal output from the detection coil. Control unit to image the three-dimensional position distribution of particles
Nano magnetic particle imaging apparatus comprising a.
제 1항에 있어서, 여기 코일은,
저주파 코일 및 고주파 코일을 포함하고, 저주파 코일에서 발생한 제1 자기장과 고주파 코일에서 발생한 제2 자기장을 혼합하여 상기 혼합 자기장을 발생시키는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1, wherein the excitation coil,
A nano magnetic particle imaging apparatus comprising: a low-frequency coil and a high-frequency coil, and generating the mixed magnetic field by mixing a first magnetic field generated in a low-frequency coil and a second magnetic field generated in a high-frequency coil.
제 1항에 있어서, 검출 코일은,
서로 다른 방향으로 감긴 두 개의 코일들이 연결된 차분 검파 코일(Differential detection coil)에 상응하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1, wherein the detection coil,
A nano magnetic particle imaging apparatus, characterized in that corresponding to a differential detection coil in which two coils wound in different directions are connected.
제 1항에 있어서, 필드프리 영역은,
장 자유점(Field Free Point, FFP) 또는 장 자유선(Field Free Line, FFL)인 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1, wherein the field-free area,
A nano magnetic particle imaging device, characterized in that it is a field free point (FFP) or a field free line (FFL).
제 1항에 있어서, 대면하는 동일한 자기극들은,
영구 자석 및 직류 전류 코일 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1, wherein the same magnetic poles facing are,
Nano magnetic particle imaging apparatus, characterized in that formed of at least one of a permanent magnet and a DC current coil.
제 5항에 있어서, 영구 자석은,
네오듐 마그넷(NEODIUM magnet)인 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 5, wherein the permanent magnet,
Nano magnetic particle imaging apparatus, characterized in that the neodium magnet (NEODIUM magnet).
제 1항에 있어서, 대면하는 동일한 자기극들은,
두 쌍인 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1, wherein the same magnetic poles facing are,
Nano magnetic particle imaging device, characterized in that two pairs.
제 1항에 있어서, 필드프리 생성부는,
상면에 개구가 형성된 육면체의 하우징을 포함하되,
하우징에서 대면하는 두 개의 측면들 및 하면 각각에 영구 자석이 설치되고,
상면의 개구 주변에 직류 코일이 형성되되,
측정헤드는,
개구를 통해 이동되어 하우징의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1, wherein the field-free generation unit,
Including a hexahedral housing with an opening formed on the upper surface,
Permanent magnets are installed on each of the two sides and bottom faces of the housing,
A DC coil is formed around the opening on the upper surface,
The measuring head,
Nano magnetic particle imaging apparatus, characterized in that it is moved through the opening and inserted into the interior of the housing.
제 1항에 있어서,
필드프리 생성부를 회전 또는 선형 이동시키는 제1 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1,
The nano magnetic particle imaging apparatus, further comprising a first driving unit for rotating or linearly moving the field-free generation unit.
제 1항에 있어서,
측정헤드를 필드프리 생성부의 이격 영역으로 이동시키는 제2 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1,
Nano magnetic particle imaging apparatus, characterized in that it further comprises a second driving unit for moving the measurement head to the spaced area of the field-free generation unit.
제 1항에 있어서, 제어부는,
검출 신호를 기반으로 시료의 단면에 포함된 나노 자성 입자의 2차원 위치 분포인 2차원 영상을 생성하고,
서로 수평한 복수의 단면들에 상응하는 복수의 2차원 영상들을 합성하여 3차원 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
Based on the detection signal, a two-dimensional image, which is a two-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the cross section of the sample, is generated,
A nano magnetic particle imaging apparatus, characterized in that for generating a 3D image by synthesizing a plurality of 2D images corresponding to a plurality of horizontal cross sections.
제 11항에 있어서, 제어부는,
필드프리 영역을 시료의 단면에서 일 방향으로 선형 이동시킨 후, 필드프리 영역을 일 방향과 소정 단위 각도를 가지는 다른 방향으로 선형 이동시키되,
필드프리 영역 이동에 따라 검출 신호로부터 출력된 신호로 사이노그램을 생성하고, 생성된 사이노그램을 역 라돈 변환하여 2차원 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
The method of claim 11, wherein the control unit,
After linearly moving the field-free area in one direction from the cross section of the sample, the field-free area is linearly moved in one direction and another direction having a predetermined unit angle,
A method for imaging nano magnetic particles, comprising generating a sinogram from a signal output from a detection signal according to movement of a field-free region, and generating a two-dimensional image by inverse radon transforming the generated sinogram.
제 11항에 있어서,
측정헤드를 시료의 단면에 수직한 방향으로 소정 단위 길이만큼 이동시키면서 2차원 영상을 생성을 반복하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
The method of claim 11,
A method of imaging nano magnetic particles, characterized in that it repeats generating a two-dimensional image while moving the measuring head by a predetermined unit length in a direction perpendicular to the cross section of the sample.
나노 자성 입자를 포함하는 시료를 수용한 측정헤드에 설치된 여기 코일에 신호를 인가하는 단계; 및
대면하는 동일한 자기극들간의 이격 영역 내에 발생하는 자기장이 희박한 필드프리 영역을 시료 내에서 이동시켜, 측정헤드의 검출 코일로부터 출력되는 검출 신호를 기반으로 시료에 포함된 나노 자성 입자의 3차원 위치 분포를 영상화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
Applying a signal to an excitation coil installed in a measurement head accommodating a sample including nano magnetic particles; And
The three-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the sample based on the detection signal output from the detection coil of the measurement head by moving the field-free area in the sample where the magnetic field generated in the spaced area between the same magnetic poles facing each other within the sample Nano magnetic particle imaging method comprising the step of imaging.
제 14항에 있어서, 검출 코일은,
서로 다른 방향으로 감긴 두 개의 코일들이 연결된 차분 검파 코일(Differential detection coil)에 상응하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
The method of claim 14, wherein the detection coil,
A method of imaging nano magnetic particles, characterized in that it corresponds to a differential detection coil in which two coils wound in different directions are connected.
제 14항에 있어서, 필드프리 영역은,
장 자유점(Field Free Point, FFP) 또는 장 자유선(Field Free Line, FFL)인 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
The method of claim 14, wherein the field-free area,
A nano magnetic particle imaging method, characterized in that it is a field free point (FFP) or a field free line (FFL).
제 14항에 있어서, 대면하는 동일한 자기극들은,
영구 자석 및 직류 전류 코일 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
The method of claim 14, wherein the same magnetic poles facing are,
Nano magnetic particle imaging method, characterized in that formed of at least one of a permanent magnet and a DC current coil.
제 14항에 있어서, 영상화하는 단계는,
검출 신호를 기반으로 시료의 단면에 포함된 나노 자성 입자의 2차원 위치 분포인 2차원 영상을 생성하는 단계; 및
서로 수평한 복수의 단면들에 상응하는 복수의 2차원 영상들을 합성하여 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
The method of claim 14, wherein the imaging step,
Generating a two-dimensional image, which is a two-dimensional position distribution of the nano magnetic particles included in the cross-section of the sample, based on the detection signal; And
And generating a 3D image by synthesizing a plurality of 2D images corresponding to a plurality of horizontal cross sections.
제 14항에 있어서, 2차원 영상을 생성하는 단계는,
필드프리 영역을 시료의 단면에서 일 방향으로 선형 이동시킨 후, 필드프리 영역을 일 방향과 소정 단위 각도를 가지는 다른 방향으로 선형 이동시키되,
필드프리 영역 이동에 따라 검출 신호로부터 출력된 신호로 사이노그램을 생성하고, 생성된 사이노그램을 역 라돈 변환하여 2차원 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
The method of claim 14, wherein generating the 2D image comprises:
After linearly moving the field-free area in one direction from the cross section of the sample, the field-free area is linearly moved in one direction and another direction having a predetermined unit angle,
A method for imaging nano magnetic particles, comprising generating a sinogram from a signal output from a detection signal according to movement of a field-free region, and generating a two-dimensional image by inverse radon transforming the generated sinogram.
제 14항에 있어서, 2차원 영상을 생성하는 단계는,
측정헤드를 시료의 단면에 수직한 방향으로 소정 단위 길이만큼 이동시키면서 반복되는 것을 특징으로 하는 나노 자성 입자 영상화 방법.
The method of claim 14, wherein generating the 2D image comprises:
Nano magnetic particle imaging method, characterized in that it repeats while moving the measurement head by a predetermined unit length in a direction perpendicular to the cross section of the sample.
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