KR20210054223A - 자기공명 영상용 동축 케이블 기반의 셀프 디커플링을 갖는 배열 rf 코일 - Google Patents

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김경남
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Abstract

본 발명은 자기공명 영상용 배열 RF 코일에 관한 것으로, 특히 동축 케이블을 기반으로 하여 셀프 디커플링이 가능한 배열 RF 코일에 관한 것으로, 적어도 2개 이상의 루프 코일 엘리먼트로 구성된 자기공명 영상용 배열 RF 코일에 있어서, 상기 루프 코일 엘리먼트(100)(200)는, 적어도 두 개 이상의 동축 케이블(110)(120)의 내부 도체(111)와 외부 도체(113)가 서로 수동소자(C1)(L1)를 매개로 직렬 연결되어 자기공명영상 동작주파수의 공진주파수를 갖는 폐루프로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

자기공명 영상용 동축 케이블 기반의 셀프 디커플링을 갖는 배열 RF 코일{Array RF coil for self-decoupling based on coaxial cable loop}
본 발명은 자기공명 영상용 배열 RF 코일에 관한 것으로, 특히 동축 케이블을 기반으로 하여 셀프 디커플링이 가능한 배열 RF 코일에 관한 것이다.
배열 코일(array coil)은 넓은 시야 영역(field of view)을 얻을 수 있으며, 병렬 이미징 기법을 이용한 이미지 인코딩 시간을 줄일 수 있어서 MRI의 수신용 코일로 사용되고 있다. 또한 배열 코일은 전자파인체흡수율(specific absorption rate; SAR)에 의한 조직의 가열을 제어하면서 균일하고 매우 효율적인 자기장(B1)을 전달할 수 있는 수단으로 사용되며, 적용된 공간 선택적 RF 펄스의 듀레이션(duration)을 단축하여 속도를 높일 수 있다.
RF 배열 코일에서 코일 엘리먼트(공진 루프 코일)는 전자기적 커플링으로 인하여 서로 커플링되며, 이러한 코일 엘리먼트 사이의 커플링을 제거하기 위한 일반적인 방법으로는 코일 엘리먼트를 오버랩(overlapping)하거나 인덕티브 디커플링(inductive decoupling), 또는 캐패시티브 디커플링(capacitive decoupling)이 사용되고 있다.
오버랩 방법은 코일들 사이의 상호 인덕턴스를 상쇄하기 위하여 코일들을 기하학적으로 배열함으로써 용이하게 구현이 가능한 반면에, 중첩된 영역에서의 높은 기하학적 구조로 인하여 병렬 이미징 성능을 저하시키는 단점이 있다.
인덕티브 디커플링과 캐패시티브 디커플링 방법은 인접한 코일들 사이에 트랜스포머와 캐패시터를 연결하여 상호 인덕턴스를 상쇄한다.
이러한 종래기술의 디커플링 방법은 모두 코일 엘리먼트가 서로 인접하게 배치되어야 하는 문제점이 있다. 수신용 배열 코일에서는 채널 간의 분리를 위하여 로우 임피던스 전치증폭기가 사용될 수 있으며, 다른 디커플링 방법과 함께 사용된다. 송신용 배열 코일에서는 초 저출력 임피던스 전치 증폭기를 사용하여 상호 커플링을 줄일 수 있으나, 최근 대부분의 MRI 시스템에서는 사용할 수 없다.
최근에 셀프 디커플 코일(self-decoupled coil)이 제안되어 있으며, 이러한 셀프 디커플 코일은 균일하게 분할된 종래의 루프 코일 대신에 비대칭 임피던스 집중 소자를 배치하여 자기 및 전기적 커플링을 제거하며, 이 방법은 인접 코일 엘리먼트 뿐만 아니라 인접하지 않은 코일 엘리먼트 사이에도 적용이 가능하며, 또한 송신 및 수신 배열 코일 모두에 적용될 수 있는 장점이 있다.
이에 본 출원은 종래기술의 디커플링 기법을 개선하여 구현이 용이하고 설계 자유도가 높은 동축 케이블을 기반으로 하는 새로운 타입의 셀프 디커플 코일을 제안하고자 하는 것이다.
공개특허공보 제10-2015-0142489호(공개일자: 2015.12.22.)
본 발명은 이러한 자기공영 영상용 RF 배열 코일에 있어서, 코일의 증가에 따른 코일 사이의 전자기 커플링에 의한 간섭을 개선하기 위하여 동축 케이블을 기반으로 하여 제작이 용이하고 배치 자유도가 높은 셀프 디커플링을 갖는 배열 RF 코일을 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배열 RF 코일은, 적어도 2개 이상의 루프 코일 엘리먼트로 구성된 자기공명 영상용 배열 RF 코일에 있어서, 상기 루프 코일 엘리먼트는, 적어도 두 개 이상의 동축 케이블의 내부 도체와 외부 도체가 서로 수동소자(C1)(L1)를 매개로 직렬 연결되어 자기공명영상 동작주파수의 공진주파수를 갖는 폐루프로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자기공명 영상용 배열 RF 코일은, 적어도 2개 이상의 루프 코일 엘리먼트로 구성된 자기공명 영상용 배열 RF 코일에 있어서, 루프 코일 엘리먼트는, 적어도 두 개 이상의 동축 케이블의 내부 도체와 외부 도체가 서로 수동소자를 매개로 직렬 연결되어 자기공명영상 동작주파수의 공진주파수를 갖는 폐루프로 구성됨으로써, 최소한의 수동소자(캐패시터/인덕터)의 조정만으로 셀프 디커플링의 구현이 가능하여 제작이 용이하게 루프 코일 엘리먼트의 배치 자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배열 RF 코일의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배열 RF 코일의 시뮬레이션을 위한 동축 케이블의 모델링을 보여주는 것으로, (a)는 그 단면도이며, (b)는 시뮬레이션 조건을 보여주고 있으며, (c) 내지 (e)는 동축 케이블의 Z1에서 Z2에 대한 임피던스 차트이다.
도 3의 (a)(b)는 각각 종래기술(비교예1,2)의 배열 RF 코일의 구성도이다.
도 4의 (a)(b)는 각각 본 발명과 비교예1,2에 대한 시뮬레이션 모델과 제작된 배열 RF 코일을 보여주는 사진이다.
도 5의 (a)(b)(c)(d)는 EM 시뮬레이션을 통하여 계산된 S 파라미터(Scattering parameter)를 보여주는 그래프로서, (a)(b)는 각각 부하와 무부하에서의 본 실시예이며, (c)(d)는 각각 부하와 무부하에서의 비교예(루프 코일)이다.
도 6의 (a)(b)(c)(d)는 측정하여 얻은 S 파라미터(Scattering parameter)를 보여주는 그래프로서, (a)(b)는 각각 부하와 무부하에서의 본 실시예이며, (c)(d)는 각각 부하와 무부하에서의 비교예(루프 코일)이다.
도 7의 (a)(b)(c)(d)는 2채널에 대한 EM 시뮬레이션을 통하여 계산된 S 파라미터(Scattering parameter)를 보여주는 그래프로서, (a)(b)는 각각 부하와 무부하에서의 본 실시예이며, (c)(d)는 각각 부하와 무부하에서의 비교예(루프 코일)이다.
도 8의 (a)(b)(c)(d)는 2채널에 대해 측정하여 얻은 S 파라미터(Scattering parameter)를 보여주는 그래프로서, (a)(b)는 각각 부하와 무부하에서의 본 실시예이며, (c)(d)는 각각 부하와 무부하에서의 비교예(루프 코일)이다.
도 9는 본 실시예, 비교예1 및 비교예2에 대한 송신 자기장(
Figure pat00001
) 분포에 대한 시뮬레이션 데이터이다.
도 10은 본 실시예, 비교예1 및 비교예2에 대한 코일의 중심에서의 로우 플립각 그래디언트 에코 이미지(low flip-angle gradient echo images)이다.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에"또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배열 RF 코일의 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예의 배열 RF 코일은 동축 케이블을 기반으로 하는 루프 코일 엘리먼트(100)(200)로 구성되며, 이러한 각 루프 코일 엘리먼트(100)(200)는 적어도 두 개 이상의 동축 케이블이 서로 내부 도체와 외부 도체가 수동소자에 의해 직렬 연결되어 폐루프를 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서 배열 RF 코일을 구성하는 루프 코일 엘리먼트(100)(200)는 제1루프 코일 엘리먼트(100)와 제2루프 코일 엘리먼트(200)로 구성되며, 각 루프 코일 엘리먼트(100)(200)의 구성은 실질적으로 서로 동일하므로 이하 설명에서는 제1루프 코일 엘리먼트(100)를 중심으로 설명한다.
제1루프 코일 엘리먼트(100)는 2개의 동축 케이블(110)(120)이 서로 수동소자(C1)(L1)에 의해 직렬 연결되어 폐루프를 구성하며, 본 실시예에서 제1동축 케이블(110)과 제2동축 케이블(112)은 일측 단부의 내부 도체(111)와 외부 도체(113)가 각각 캐패시터(C1)와 제1인덕터(L11)에 의해 직렬 연결되며, 타측 단부의 내부 도체는 송신단(또는 수신단)으로서 임피던스 정합을 위한 매칭박스(131)와 노이즈 제거를 위한 필터(ground breaker)(132)가 연결되고 외부 도체는 제2인덕터(L12)에 의해 연결되어 제1동축 케이블(111)과 제2동축 케이블(112)은 폐루프를 구성한다. 각 동축 케이블(111)(112)의 내부 도체를 직렬 연결하게 되는 캐패시터(C1)의 조정에 의해 루프 코일 엘리먼트는 동작 주파수의 공진 주파수를 갖는다.
한편, 본 실시예에서 제1루프 코일 엘리먼트(100)은 전체적으로 사각의 폐루프 형상이나 사각이 아닌 원형이나 다각형일 수 있으며, 그 폐루프를 구성하는 동축 케이블의 숫자는 2개 이상인 범위 내에서 변경이 가능하다.
실험예
본 실시예에서 동축 케이블(coaxial cable)은 2개의 원통형 도체 및 유전체가 중심축을 공유하는 구조로서, 내부 도체(111)와, 내부 도체(111)를 감싸게 되는 절연체(112)와, 절연체(112)를 감싸게 되는 외부 도체(113)와, 외부 도체(113)를 감싸서 보호하기 위한 피복층(114)을 포함한다. 이러한 동축 케이블은 내부 도체와 외부 도체의 직경과 그 사이의 절연체의 종류에 따라서 특성 임피던스가 결정되며, 신호를 전송하기 위한 전송선로로 사용된다.
본 실시예에서 모델링에 사용된 동축 케이블은 SC-219/50-SC(COAX CO., LTD., 일본)이 사용되었으며, 도 2에 도시된 것과 같이, 모델링을 위하여 동축 케이블의 메쉬 그리드를 줄여서 연산 시간을 단축하기 위하여 사각 튜브로 모델링을 하였다. 내부 도체와 외부 차폐 도체는 완전한 전기 전도체(PEC, perfect electric conductor)로 가정하며, 그 사이에 절연체가 삽입된다. 외부 차폐 도체와 절연체의 크기는 각각 2.190×2.190 ㎟와 0.408×0.408 ㎟로 고정되었다. 케이블의 속도 계수는 0.66로 가정하며, 길이는 297.2㎒의 동작 주파수의 반파장에 해당하는 333 ㎜이다. 내부 도체의 사이즈를 변화시켜 케이블의 특성 임피던스는 50Ω으로 조정되며, 절연체의 상대 유전율을 바꿔서 속도 인자를 조정하였다. 외부 차폐 도체, 절연체 및 내부 도체의 길이는 각각 2.190 ㎜, 1.731 ㎜ 및 0.408 ㎜이다. 절연체의 전기 전도도와 상대 유전율은 각각 0 S/m와 2.29이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예의 배열 코일에서 각 루프 코일 엘리먼트(100)의 길이(D1)이 50㎜이고, 두 인접한 루프 코일 엘리먼트(100)(200) 사이의 간격은 (D2)은 10㎜이다.
도 3의 (a)(b)는 각각 종래기술(비교예)에 따른 배열 RF 코일의 구성도로서, (a)는 캐패시티브 디커플링된 배열 RF 코일(이하, "제1비교예"로도 지칭함)이며, (b)는 디커플링이 없는 배열 RF 코일(이하, "제2비교예"로도 지칭함)이다.
도 3을 참고하면, 제1비교예와 제2비교예는 각각 2㎜의 폭을 갖는 도전성 와이어로 이루어진 두 개의 폐루프 코일(310)(320)(410)(420)로 구성된 배열 RF 코일로 구성되며, 시뮬레이션에서 각 도전성 와이어는 완전한 전기 전도체(PEC, perfect electric conductor)로 가정하였다. 제1,2비교예에서 도전성 와이어는 튜닝 캐패시터(Ct)가 직렬 연결되어 동작 주파수의 공진 주파수를 갖는다.
한편, 제1비교예에서 두 개의 폐루프 코일(310)(320)은 두 개의 디커플링 캐패시터(Cd)가 연결되어 두 코일 사이의 커플링을 최소화하게 된다. 제2비교예는 두 개의 폐루프 코일(410)(420) 사이에 디커플링 캐패시터가 연결되지 않는 것을 제외하고 제1비교예와 동일하다.
지멘스(Siemens) MRI 벤더에서 제공하는 용액 팬텀(per 1000 g H2O dist.: 1.25 g NiSO4·6H2O + 5 g NaCl)이 사용되었다. 팬텀 케이스는 아크릴 플레이트로 제작하였으며, 내부 공간의 크기는 100×200×200 ㎣이다. 측정된 팬텀 용액의 전도도(conductivity)는 1.02 S/m이고 상대 유전율(relative permittivity)은 78.39이다. 데이터 수집 시스템(SPEAG, Zurich, Switzerland)을 사용하여 상온의 297.2 MHz(7 T에서의 H1의 라머 주파수) 공진 주파수 조건에서 유전 특성들을 측정하였다. 코일과 팬텀 사이의 이격거리는 12 ㎜이다.
제안된 동축 케이블 루프 코일과 종래기술의 루프 코일에 대한 부하 Q 인자(loaded quality factor)와 무부하 Q 인자(unloaded quality fact) 사이의 비(ratio)를 계산하고 측정된 결과와 비교하여 효율성을 측정하였다. Q 인자(Q)는 라디오 주파수 공진기의 주파수와 대역폭의 비로 정의되며 다음의 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
Figure pat00002
f0는 공진 주파수이며, BW는 3dB 1/2출력 대역폭이다. 루프 코일에서 인덕던트(L), 저항(R)을 갖는 직렬 RLC 회로에서 주파수(ω)에서의 Q 인자는
Figure pat00003
이다. 무부하 조건에서 저항(R)은 코일 저항(Rc)만을 포함하며, 부하 조건에서 저항(R)은 코일 저항(Rc)과 샘플 저항(Rs)을 포함한다.
무부하 인자(QU)와 부하 인자(QL)의 비는 RF 코일의 민감도의 척도(indicator)로써, [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00004
샘플 저항(Rs)의 증가는 샘플의 스핀을 여기시키기 위한 출력의 증가를 의미한다.
송신 자기장(
Figure pat00005
) 분포는 EM 시뮬레이션을 사용하여 계산하였다. 광대역 여기를 위하여 가우시안 펄스가 사용되었으며, 각 케이스의 코일은 297 ㎒(7T)의 공진 주파수를 갖도록 튜닝하였으며, 50Ω(반사계수, S11과 S22: -50 dB 이하)으로 매칭하였다. 제2비교예를 제외하고는 두 개의 포트 사이의 아이솔레이션(isolation)은 -30 dB이하로 세팅하였다. 단일 채널(
Figure pat00006
) 분포를 계산하였으며 1 W로 정규화하였다. 제작된 코일의 반사 계수는 -30 dB 이하로 세팅하였으며, 제2비교예를 제외하고는 코일들 사이의 아이솔레이션(isolation)은 -20 dB 이하로 세팅하였다. MRI 시스템을 사용하여 로우 플립각 그래디언트 에코 이미지(low flip-angle gradient echo images)를 얻었다. 스퀀스 파라미터는 TR/TE = 1000/200 ms, RF 전압은 25 V, 슬라이스 두께는 2mm, 위상 인코딩 스텝은 256이며 해상도는 1×1 ㎟이다. RF 코일들과 MR 시스템을 연결하기 위하여 솔레노이드 발룬(밸런스-언밸런스), T/R 스위치 및 낮은 입력임피던스 전치증폭기 회로가 사용되었다. 단일 채널 영상은 다른 채널을 전치증폭기로 연결하지 않고 50Ω 부하로 연결하여 획득하였다.
EM 시뮬레이션은 Sim4Life(ZMT, Zurich, Switzerland)를 사용하여 수행하였으며, MR 영상은 7T MRI 지멘스 마그네톰(7 T MRI Siemens Magnetom)을 사용하여 얻었다.
실험 결과
도 5의 (a)(b)(c)(d)는 EM 시뮬레이션을 통하여 계산된 S 파라미터(Scattering parameter)를 보여주는 그래프로서, (a)(b)는 각각 부하와 무부하에서의 본 발명의 실시예이며, (c)(d)는 각각 부하와 무부하에서의 비교예(루프 코일)이다. 도 6의 (a)(b)(c)(d)는 측정하여 얻은 S 파라미터(Scattering parameter)를 보여주는 그래프로서, (a)(b)는 각각 부하와 무부하에서의 본 발명의 실시예이며, (c)(d)는 각각 부하와 무부하에서의 비교예(루프 코일)이다.
계산하여 얻은 QU, QL 및 QU/QL는 다음의 [표 1]과 같다.
Figure pat00007
시뮬레이션 결과와 시험 결과에서 본 실시예는 비교예와 비교하여 민감도는 다소 낮다. 그러나, 본 실시예에서도 QU/QL는 2 보다 크며, 따라서 샘플 저항은 코일의 총 실효 저항의 1/2 보다 크며, 샘플 저항이 우세한 우수한 공진기라할 수 있다.
본 실시예, 비교예1 및 비교예2에 대한 2채널에 대한 S 파라미터를 계산하였으며, 도 7 및 도 8은 그 결과를 보여주고 있다. 2채널에 대한 시뮬레이션과 시험 결과에서 반사 계수와 본 실시예의 아이솔레이션은 C1(C2)와 L12(L22)를 조정하여 297.2 ㎒(7T)로 튜닝을 하였으며, 입력 임피던스는 50 Ω으로 매칭을 하였다. 비교예의 공진 주파수는 297.2 ㎒(7T)의 동작 주파수로 튜닝을 하였으며, 입력 임피던스는 50 Ω으로 매칭을 하였다. 비교예1의 아이솔레이션은 디커플링 캐패시터(Cd)와, 튜닝 캐패시터(Ct)에 의해 이루어지며, 비교예3은 동일하게 하였다. 시뮬레이션 결과의 반사 계수는 각각 -50.72 dB(본 실시예), -50.19 dB(비교예1) 및 -50.25 dB(비교예2)이다. 2채널에 대한 시뮬레이션 모델링과 사용된 수동소자들은 동일한 조건으로 설정하였으며, 같은 반사 계수를 갖는다. 본 실시예, 비교예1 및 비교예2의 아이솔레이션은 각각 -32.17 dB, -49.10 dB 및 -7.45 dB이다. 시험 결과에서 본 실시예의 반사 계수, S11과 S22는 각각 -32.83 dB와 -35 dB이며, 비교예1은 각각 -34.33 dB와 -33.94 dB이며, 비교예2는 각각 -34.22 dB와 -38.22이다. 본 실시예, 비교예1 및 비교예2의 각 아이솔레이션은 -23.84 dB, -20.95 dB 및 -9.23 dB이다. 제작된 비교예1의 아이솔레이션은 디커플링 캐패시터(Cd)에 사용된 제한된 범위의 고정된 캐패시터로 인하여 시뮬레이션 결과와 비교하여 상당히 높았다.
도 9는 본 실시예, 비교예1 및 비교예2에 대한 코일의 중심에서의 송신 자기장(
Figure pat00008
) 분포에 대한 시뮬레이션 데이터 맵으로서, 도 9에서 첫 번째 컬럼의 맵은 채널 1만이 활성화되며 두 번째 컬럼의 맵은 채널2만이 활성화된 것이며, 각 맵의 전체 출력은 1 W로 정규화되어 같은 스케일로 표현되어 있다.
Figure pat00009
민감도, 최대
Figure pat00010
값에서 본 실시예는 비교예1보다 약 3.6% 낮지만 비교예2 보다는 약 11% 큰 것을 알 수 있다.
도 10은 본 실시예, 비교예1 및 비교예2에 대한 코일의 중심에서의 로우 플립각 그래디언트 에코 이미지(low flip-angle gradient echo images)를 보여주는 것으로, 첫 번째 컬럼의 이미지는 채널1이 활성화되고 채널2는 50Ω으로 터미네이션되며, 두 번째 컬럼의 이미지는 채널1과 채널2가 반대인 상태를 보여주고 있다. 신호대잡음비(SNR)은 코일 중심으로부터 16 mm 거리의 신호를 이미지의 네 코너에서의 배경 잡음(background noise)의 표준편차(SD)로 나누어서 얻었다. 비교예2 근처의 신호대잡음비(SNR)은 디커플링이 없는 루프 코일에서 가장 높게 나왔다.
이와 같이 동축 케이블을 기반으로 하는 복수의 루프 코일로 구성된 배열 RF 코일은 캐패시터와 인덕터로 이루어진 최소한의 수동소자의 조정만으로 루프 코일 엘리먼트들 사이의 디커플링을 구현할 수 있으므로, 코일 배치에 제약이 없고 제작이 용이하다.
반면에 오버랩 디커플링, 인덕티브 디커플링, 또는 캐패시티브 디커플링과 같은 종래의 디커플링은 인접해 있지 않은 코일 엘리먼트들 사이의 디커플링에는 적용할 수 없으므로 다채널 배열 코일에서는 제약이 있으며, 또한 디커플링에 많은 수동 소자를 포함하여 제작이 어렵다.
예를 들어, 본 발명의 배열 RF 코일은 셀프 디커플링을 갖는 동축 케이블 루프를 기반으로 하므로, 제한된 공간(면적) 내에 중첩하여 배치함에 제한이 없는 반면에, 종래의 오버랩 디커플링은 최적화된 디커플링을 위해서는 인접한 루프 코일 엘리먼트의 형상과 오버랩 면적이 결정되어 있어서 제한된 공간 내에 중첩하여 배치가 어렵다.
또한 인덕티브 디커플링, 또는 캐패시티브 디커플링은 인접해 있지 않은 코일 엘리먼트들 사이의 디커플링에는 적용이 어려우며, 루프 코일 엘리먼트의 배치를 고려하여 디커플링을 위해 많은 수동 소자가 요구되어 제작이 어려운 문제점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100, 200 : 루프 코일 엘리먼트
110, 120 : 동축 케이블
111 : 내부 도체 113 : 외부 도체

Claims (5)

  1. 적어도 2개 이상의 루프 코일 엘리먼트로 구성된 자기공명 영상용 배열 RF 코일에 있어서,
    상기 루프 코일 엘리먼트는, 적어도 두 개 이상의 동축 케이블의 내부 도체와 외부 도체가 서로 수동소자를 매개로 직렬 연결되어 자기공명영상 동작주파수의 공진주파수를 갖는 폐루프로 구성됨을 특징으로 하는 자기공명 영상용 배열 RF 코일.
  2. 제1항에 있어서, 두 동축 케이블의 내부 도체를 서로 연결하는 상기 수동소자는 캐패시터이고 외부 도체를 서로 연결하는 상기 수동소자는 인덕터인 것을 특징으로 하는 자기공명 영상용 배열 RF 코일.
  3. 제1항에 있어서, 상기 루프 코일 엘리먼트는 적어도 일부가 서로 중첩된 것을 특징으로 하는 자기공명 영상용 배열 RF 코일.
  4. 제3항에 있어서, 상기 서로 중첩되는 루프 코일 엘리먼트는 적어도 3개 이상인 것을 특징으로 하는 자기공명 영상용 배열 RF 코일.
  5. 제1항에 있어서, 상기 루프 코일 엘리먼트는 서로 수동소자를 매개로 하지 않고 이격되어 배치됨을 특징으로 하는 자기공명 영상용 배열 RF 코일.
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