KR102003017B1 - Bilateral monopole antenna for magnetic resonance imaging - Google Patents

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Abstract

본 발명은 체적 코일의 자기장 균일도를 높일 수 있는 양방향의 모노폴 안테나 구조를 갖는 자기공명 영상장치에 관한 것으로, 실린더몸체(300)와; 상기 실린더몸체(300)의 표면에 등각으로 배치되는 복수개의 제1모노폴 안테나(110)와, 상기 제1모노폴 안테나(110) 각각과 이격되어 상기 실린더 몸체(300)에 배치되는 제1접지링(120)을 포함하는 제1모노폴 안테나 유닛(100)과; 상기 제1모노폴 안테나(110) 사이에 각각 위치하여 상기 실린더몸체(300)의 표면에 등각으로 배치되는 복수개의 제2모노폴 안테나(210)와, 상기 제2모노폴 안테나(210) 각각과 이격되어 상기 제1접지링과 평행하도록 상기 실린더몸체(300)에 배치되는 제2접지링(220)을 포함하는 제2모노폴 안테나 유닛(200)과; 신호선이 상기 제1모노폴 안테나(110)와 각각 대응되어 연결되고 접지선이 상기 제1접지링(120)과 연결되며, 복수의 제1동축 케이블(130)과; 신호선이 상기 제2모노폴 안테나(110)와 각각 대응되어 연결되고 접지선이 상기 제1접지링(120)과 연결되며, 복수의 제2동축 케이블를 포함한다.The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus having a bi-directional monopole antenna structure capable of enhancing magnetic field uniformity of a volume coil, comprising: a cylinder body (300); A plurality of first monopole antennas 110 arranged on the surface of the cylindrical body 300 at an equal angle and a plurality of first grounding rings 110 disposed on the cylinder body 300 spaced apart from the first monopole antennas 110, A first monopole antenna unit (100) including a first antenna unit (120); A plurality of second monopole antennas 210 disposed between the first monopole antennas 110 and disposed on the surface of the cylindrical body 300 in conformity with the second monopole antennas 210; A second monopole antenna unit (200) including a second grounding ring (220) disposed in the cylinder body (300) parallel to the first grounding ring; Signal lines are connected to the first monopole antenna 110, respectively, and a ground line is connected to the first ground ring 120, and a plurality of first coaxial cables 130; A signal line is connected to the second monopole antenna 110 in correspondence with each other, a ground line is connected to the first ground ring 120, and a plurality of second coaxial cables are included.

Description

양방향의 모노폴 안테나 구조의 자기공명 영상장치{BILATERAL MONOPOLE ANTENNA FOR MAGNETIC RESONANCE IMAGING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a bi-directional monopole antenna having a magnetic resonance imaging device,

본 발명은 자기공명 영상장치에 관한 것으로, 특히 체적 코일의 자기장 균일도를 높일 수 있는 양방향의 모노폴 안테나 구조를 갖는 자기공명 영상장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus, and more particularly, to a magnetic resonance imaging apparatus having a bidirectional monopole antenna structure capable of increasing magnetic field uniformity of volume coils.

자기 공명 영상(magnetic resonance imaging, MRI)은 균일한 주자기장(main magnetic field) 내에서 인체 내에 존재하는 핵종(수소, 인, 나트륨, 탄소 등)의 자화벡터(magnetization vector)에 대해 고주파 RF(radiofrequency) 펄스를 인가하여 특정 핵종(수소 등)을 공명시켜 수직평면으로 자화벡터가 재정렬되면서 발생되는 자기공명 신호를 수신하여 얻어서 컴퓨터를 통해 재구성하여 영상화하는 기술이다.BACKGROUND ART Magnetic resonance imaging (MRI) is a magnetic resonance imaging (MRI) technique that uses a radiofrequency (RF) magnetic field to magnetize a nuclide (hydrogen, phosphorus, sodium, carbon, etc.) in a human body in a homogeneous main magnetic field ) Pulses to resonate a specific nuclide (hydrogen, etc.) to obtain a magnetic resonance signal generated by rearrangement of magnetization vectors in a vertical plane, reconstructing the image through a computer, and imaging.

일반적으로 자화벡터를 공명시키기 위한 펄스 송신과 발생된 자기공명 신호의 수신은 RF 코일에 의해 이루어지며, 이때 RF 코일은 자화벡터를 공명시키기 위한 RF 신호를 송신(RF 송신 모드)하는 코일과 자기공명 신호를 수신(RF 수신 모드)하는 코일이 각각 따로 마련될 수 있으며, 또는 하나의 RF 코일에 의해 RF 송신 모드와 RF 수신 모드가 같이 수행될 수 있다.Generally, the pulse transmission for resonating the magnetization vector and the reception of the generated magnetic resonance signal are performed by an RF coil, where the RF coil transmits a RF signal for resonating the magnetization vector (RF transmission mode) Each of the coils for receiving a signal (RF receiving mode) may be separately provided, or an RF transmitting mode and an RF receiving mode may be performed simultaneously by one RF coil.

일반적으로 주자기장의 크기가 클수록 MRI의 감도(sensitivity)는 증가하게 되며, 대략 S/N비(signal to noise ratio)는 주자기장의 크기와 비례하는 것으로 알려져 있다. 따라서 보다 세밀한 구조의 영상을 얻기 위하여 큰 자기장의 영상 시스템에서의 연구와 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 특히 뇌과학 분야와 같이 고해상도 영상의 필요성으로 인하여 현재는 인체용 7T의 초고자장 자기공명영상 시스템까지 나와 있다.Generally, as the magnitude of the main magnetic field increases, the sensitivity of the MRI increases, and the signal to noise ratio (S / N ratio) is known to be proportional to the magnitude of the main magnetic field. Therefore, researches and developments in a large magnetic field imaging system have been actively carried out in order to obtain a more detailed structure image. Especially due to the necessity of a high resolution image like the brain science field, the 7T ultra high magnetic field magnetic resonance imaging system I'm out.

한편, 이와 같이 초고자장 자기공명영상 시스템에서의 여러 장점에도 불구하고 해결해야 될 기술적인 문제점이 있으며, 그 중에서 주요한 이슈는 RF 코일과 관련된 문제이다.Meanwhile, there are technical problems to be solved in spite of various advantages in the ultra high magnetic field imaging system. Among them, the main issue is RF coil.

구체적으로는 초고자장 MRI에서는 고주파 RF 신호가 사용됨에 따라서 RF 파장이 짧아지며, 따라서 RF 코일 설계 시에 위상 이동(phase shift), 기생 용량(parasitic capacitance), 복사 손실(radiative loss) 등이 고려되어야 하므로 RF 코일 설계가 상당히 복잡해지는 문제점이 있으며, 특히 RF 코일에 의해 발생되는 자기장(일반적으로, "B1" 필드로도 칭함)의 균일도는 자기공명 영상의 균일도에 많은 영향을 미치게 된다.Specifically, in ultra-high-field MRI, the use of high-frequency RF signals shortens the RF wavelength. Therefore, phase shifting, parasitic capacitance, and radiative loss should be considered when designing the RF coil. The RF coil design becomes complicated. In particular, the uniformity of the magnetic field (generally referred to as the "B1" field) generated by the RF coil greatly affects the uniformity of the magnetic resonance image.

초고자기장 MRI를 위한 RF 코일로서 다양한 형태의 정상파 안테나(standing-wave antenna)가 연구되고 있으며, 많은 정상파 안테나 중에서 다이폴 안테나는 가장 간단하면서도 기본적인 안테나로 알려져 있다. Various types of standing-wave antennas have been studied as RF coils for ultra-high-field MRI. Among many standing wave antennas, dipole antennas are known as the simplest and most basic antennas.

한편 7T 자기공명 영상의 동작 주파수에서 1/2파장 다이폴 안테나의 길이는 약 50㎝이며, 이는 인체의 머리 등의 국소부위의 영상에는 너무 커서 부적합하여 1/2파장의 다이폴 안테나의 사이즈(길이)를 줄이기 위한 연구가 있다. 또한 1/4파장 모노폴 안테나는 기존 1/2파장 다이폴 안테나에 비해 길이가 반으로 줄어드는 장점이 있지만 그라운드 영역에서 RF 신호가 집중되는 단점이 있다.On the other hand, the length of the half-wave dipole antenna at the operating frequency of the 7T magnetic resonance image is about 50 cm, which is too large for the image of the local part such as the head of the human body, There is a research to reduce. In addition, the 1/4 wavelength monopole antenna is advantageous in that its length is reduced by half compared with the conventional 1/2 wavelength dipole antenna, but the RF signal concentrates in the ground region.

등록특허공보 제10-1437777호(공고일자: 2014.09.17)Patent Registration No. 10-1437777 (Publication Date: Sep. 17, 2014) 등록특허공보 제10-1714454호(공고일자: 2017.03.10)Registered Patent Publication No. 10-1714454 (Date of Notification: 2017.03.10)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 개선하고자 하는 것으로, 자기공명 시스템용 볼륨코일의 자기장 균일도를 높일 수 있는 양방향의 모노폴 안테나 구조를 갖는 자기공명 영상장치를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic resonance imaging apparatus having a bi-directional monopole antenna structure capable of increasing magnetic field uniformity of a volume coil for a magnetic resonance system.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실린더몸체와; 상기 실린더몸체의 표면에 등각으로 배치되는 복수개의 제1모노폴 안테나와, 상기 제1모노폴 안테나 각각과 이격되어 상기 실린더 몸체에 배치되는 제1접지링을 포함하는 제1모노폴 안테나 유닛과; 상기 제1모노폴 안테나 사이에 각각 위치하여 상기 실린더몸체의 표면에 등각으로 배치되는 복수개의 제2모노폴 안테나와, 상기 제2모노폴 안테나 각각과 이격되어 상기 제1접지링과 평행하도록 상기 실린더몸체에 배치되는 제2접지링을 포함하는 제2모노폴 안테나 유닛과; 신호선이 상기 제1모노폴 안테나와 각각 대응되어 연결되고 접지선이 상기 제1접지링과 연결되며, 복수의 제1동축 케이블과; 신호선이 상기 제2모노폴 안테나와 각각 대응되어 연결되고 접지선이 상기 제1접지링과 연결되며, 복수의 제2동축 케이블을 포함한다.A cylinder body according to the present invention for achieving the above object; A first monopole antenna unit including a plurality of first monopole antennas arranged at equal angles to a surface of the cylindrical body, and a first grounding ring spaced apart from each of the first monopole antennas and disposed in the cylinder body; A plurality of second monopole antennas disposed between the first monopole antennas and disposed on the surface of the cylindrical body in conformity with the first monopole antennas and spaced apart from the second monopole antennas and disposed in the cylinder body so as to be parallel to the first ground ring; A second monopole antenna unit including a second grounding ring; A plurality of first coaxial cables; a plurality of first coaxial cables connected to ground lines connected to the first ground ring; A signal line is connected to the second monopole antenna in correspondence with each other, a ground line is connected to the first ground ring, and a plurality of second coaxial cables are included.

바람직하게는, 상기 제1모노폴 안테나 유닛과 상기 제2모노폴 안테나 유닛은 서로 인접한 모노폴 안테나 사이의 각도(θ2)가 서로 동일하다.Preferably, the first monopole antenna unit and the second monopole antenna unit have the same angle? 2 between adjacent monopole antennas.

바람직하게는, 상기 제1모노폴 안테나 및 상기 제1모노폴 안테나는 상기 제1접지링과 상기 제2접지링 사이에 배치된다.Preferably, the first monopole antenna and the first monopole antenna are disposed between the first ground ring and the second ground ring.

바람직하게는, 상기 제1모노폴 안테나 유닛과 상기 제2모노폴 안테나 유닛은 일정 각도(θ2)만큼 오프셋되어 상하 대칭되며, 상기 오프셋 각도(θ2)는 360°/n(n은 제1모노폴 안테나와 제2모노폴 안테나의 총합)이다.Preferably, the first monopole antenna unit and the second monopole antenna unit are vertically symmetrical offset by a certain angle? 2, and the offset angle? 2 is 360 ° / n, 2 monopole antennas).

본 발명에 따른 자기공명 영상장치는, 접지링을 공통 접지로 하는 복수의 모노폴 안테나로 구성된 모노폴 안테나 유닛이 일정 각도만큼 오프셋되어 상하 대칭되게 구성된 양방향의 모노폴 안테나 구조로 구성되어 일반적인 체적형 RF 코일들과 대비하여 비균일도를 개선하면서도 상대적으로 제작이 용이한 장점이 있다.The magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention comprises a bidirectional monopole antenna structure in which a monopole antenna unit composed of a plurality of monopole antennas having a ground ring as a common ground is vertically symmetrical offset by a predetermined angle, The nonuniformity is improved while the manufacturing is relatively easy.

도 1의 (a)(b)는 각각 본 발명에 따른 자기공명 영상장치를 보여주는 사시 구성도,
도 2의 (a)(b)(c)는 각각 컴퓨터 시뮬레이션에 사용된 본 발명과 비교예의 RF 코일과 휴먼 팬텀을 보여주는 도면,
도 3은 본 발명과 비교예의 |B1+| 분포를 보여주는 도면,
도 4의 (a)(b)는 각각 본 발명과 비교예의 각 코일 중심 위치에서의 x축과 y축에 대해 계산된 |B1+| 프로파일을 보여주는 그래프.
1 (a) and 1 (b) are perspective views showing a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention,
2 (a), 2 (b) and 2 (c) are views showing RF coils and human phantoms of the present invention and a comparative example used in computer simulation, respectively;
FIG. 3 is a graph showing the relationship between | B1 + | Drawings showing distribution,
4 (a) and 4 (b) are graphs showing the relationships of | B1 + | and | B1 | calculated for the x and y axes at the respective coil center positions of the present invention and the comparative example, Graph showing profile.

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.The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

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.Meanwhile, in the present invention, the terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The terms may be referred to as a second element only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, to the extent that it does not depart from the scope of the invention in accordance with the concept of the present invention, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1의 (a)(b)는 각각 본 발명에 따른 자기공명 영상장치를 보여주는 사시 구성도로서, (a)는 링형태의 모노폴 안테나를 보여주며, (b)는 두 개의 링형태의 모노폴 안테나로 구성된 양방향의 모노폴 안테나 구조를 보여주는 도면이다.1 (a) and 1 (b) are perspective views showing a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, wherein (a) shows a ring-shaped monopole antenna, (b) ≪ / RTI > is a diagram illustrating a bidirectional monopole antenna structure composed of < RTI ID = 0.0 >

도 1의 (a)를 참고하면, 단위 유닛의 모노폴 안테나(100)는 링 형상의 접지링(120)과, 이 접지링(120)에 이격되어 접지링(120)의 평면과 수직하게 배치되는 복수의 모노폴 안테나(110)로 구성된다.1 (a), the monopole antenna 100 of the unit unit includes a ring-shaped ground ring 120 and a ring-shaped ground ring 120 which is disposed perpendicularly to the plane of the ground ring 120, And is composed of a plurality of monopole antennas 110.

접지링(120)은 복수의 모노폴 안테나(110)의 공동 접지로 사용되며, 각 모노폴 안테나(110)와 대응되어 복수의 동축 케이블(130)이 구비된다. 도 1의 (a)에서는 하나의 동축 케이블만을 도시하고 있으며, 동축 케이블(130)의 신호선(131)은 제1모노폴 안테나(110)와 연결되고 접지선(132)은 접지링(120)와 연결된다. 모노폴 안테나(110)는 서로 동일한 원호각(θ1)으로 배치된다.The ground ring 120 is used as a common ground of a plurality of monopole antennas 110 and a plurality of coaxial cables 130 are provided corresponding to the respective monopole antennas 110. 1 (a) shows only one coaxial cable, the signal line 131 of the coaxial cable 130 is connected to the first monopole antenna 110, and the ground line 132 is connected to the ground ring 120 . The monopole antennas 110 are arranged at the same angle? 1.

다음으로 도 1의 (b)를 참고하면, 본 발명은 이러한 모노폴 안테나 유닛(100)(200)이 상하 대칭되게 배치되며, 바람직하게는, 제1모노폴 안테나 유닛(100)과 제2모노폴 안테나 유닛(200)은 일정 각도(θ2) 만큼 오프셋되어 상하 대칭되게 구성된다. 따라서 인접한 한 쌍의 제1모노폴 안테나(110) 사이에 제2모노폴 안테나(210)가 배치되어 제1모노폴 안테나(110)와 제2모노폴 안테나(210)는 서로 번갈아서 배치된다. 1 (b), the monopole antenna unit 100 and the monopole antenna unit 200 are arranged symmetrically with respect to the first monopole antenna unit 100 and the second monopole antenna unit 100, (200) is offset by a certain angle (? 2) and is configured to be vertically symmetric. Accordingly, a second monopole antenna 210 is disposed between a pair of adjacent first monopole antennas 110, so that the first monopole antenna 110 and the second monopole antenna 210 are alternately arranged.

한편 오프셋 각도(θ2)는 360°/n이 되며, 이때 n은 제1모노폴 안테나와 제2모노폴 안테나의 총합이 된다. 예를 들어, 16채널 RF 코일 영상장치는 제1모노폴 안테나(110)와 제2모노폴 안테나(210)가 각각 8개로 구성되며, 제1모노폴 안테나(110)와 제2모노폴 안테나(210) 사이의 각도는 22.5°를 갖고 등각(equal angle)으로 배치되고 각 포트(동축 케이블)은 일정 위상차(22.5°)를 갖는 원형-편파(circularly polarized)에 의해 구동이 이루어진다.On the other hand, the offset angle [theta] 2 becomes 360 [deg.] / N, where n is the sum of the first monopole antenna and the second monopole antenna. For example, the 16-channel RF coil imaging apparatus includes eight first monopole antennas 110 and two second monopole antennas 210, and a first monopole antenna 110 and a second monopole antenna 210, Each of the ports (coaxial cables) is driven by a circularly polarized wave having a constant phase difference (22.5 DEG) with an angle of 22.5 DEG and an equal angle.

도면부호 300은 중공형상의 원통형 실린더몸체이며, 실린더몸체(300)는 전기적 절연체의 구조물로서, 예를 들어 아크릴 등의 수지가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Reference numeral 300 denotes a hollow cylindrical cylinder body, and the cylinder body 300 is a structure of an electrical insulator, for example, a resin such as acrylic may be used, but the present invention is not limited thereto.

실린더몸체(300)는 전도성의 모노폴 안테나 및 접지링을 고정하여 지지하게 되며, 이때 모노폴 안테나와 접지링은 테이핑 또는 접착제에 의해 실린더몸체(300)에 고정될 수 있다.The cylindrical body 300 supports and supports the conductive monopole antenna and the ground ring, wherein the monopole antenna and the ground ring can be fixed to the cylinder body 300 by taping or adhesive.

따라서 제1접지링(120)과 제2접지링(220)은 서로 이격되어 실린더몸체(300)의 중심축(C)과 동일 축을 갖고 실린더몸체(300)에 고정되고, 제1접지링(120)와 제2접지링(220) 사이에 제1모노폴 안테나(110)와 제2모노폴 안테나(210)가 수직 방향으로 서로 번갈아서 실린더몸체(300)에 고정된다. 앞서 설명한 것과 같이, 각 모노폴 안테나는 해당 접지링과 동축 케이블에 의해 연결되어 채널을 구성한다.The first ground ring 120 and the second ground ring 220 are spaced apart from each other and fixed to the cylinder body 300 with the same axis as the center axis C of the cylinder body 300 and the first ground ring 120 The first monopole antenna 110 and the second monopole antenna 210 are fixed to the cylinder body 300 alternately in the vertical direction between the first ground ring 220 and the second ground ring 220. As described above, each monopole antenna is connected to the corresponding ground ring by a coaxial cable to form a channel.

실시예Example

Sim4Life(ZMT, Zurich, Switzerland)을 이용하여 최적화된 구조를 얻기 위하여 전자기(EM) 계산을 수행하였으며, 각 모노폴 안테나 유닛의 접지링의 직경은 300㎜이고 모노폴 안테나의 길이는 200㎜이다. 실험에는 Siemens의 상용 팬텀(phantom)(Per 1000 g H2Odist.:1.25 g NiSO4·6H2O+5 g NaCl)을 사용하였으며, 사용된 RF 코일의 직경 80%가 사용되었다. Siemens 팬텀의 상온에서의 유전체 특성은 DAK (SPEAG, Zurich, Switzerland) 시스템을 사용하여 측정하였으며, 전도도는 1 S/m, 상대 유전율 78.4의 결과 값을 얻었다. 동작 주파수는 7T에서 H1의 공진주파수인 297.2 MHz에서 이루어졌다.Electromagnetic (EM) calculations were performed to obtain an optimized structure using Sim4Life (ZMT, Zurich, Switzerland). The diameter of the ground ring of each monopole antenna unit is 300 mm and the length of the monopole antenna is 200 mm. A phantom (Per 1000 g H 2 Odist.:1.25 g NiSO 4 .6H 2 O + 5 g NaCl) from Siemens was used and 80% of the diameter of the RF coil used was used. The dielectric properties of the Siemens phantom at room temperature were measured using a DAK (SPEAG, Zurich, Switzerland) system. Conductivities of 1 S / m and relative permittivity of 78.4 were obtained. The operating frequency was set at 297.2 MHz, which is the resonance frequency of H1 at 7T.

실험에 사용된 코일 중심에서의 |B1+|은 3ms 사각파 RF 펄스(rectangular RF pulse)를 갖는 H1의 90°플립각(flip angle)의 자기장 세기로서, 1.957μT로 정규화(normalized)하였다. 최적화 후에는 시뮬레이션에 의한 본 발명과 비교예의 |B1+| 비균일도(nonuniformity)를 비교하였으며, 비교예로는 일반적인 수신 배열 코일(transceiver array coil)과 새장형 코일(birdcage coil)을 사용하였다. 비교예의 RF 코일은 본 발명과 동일한 채널(16채널), 크기(직경, 높이)와, 조건에서 3D 휴먼 팬텀 시뮬레이션이 이루어졌다. At the center of the coil used in the experiment, B1 + | was the magnetic field strength of a 90 ° flip angle of H1 with a 3 ms square RF pulse, normalized to 1.957 μT. After the optimization, it is preferable that | B1 + | The nonuniformity was compared. As a comparative example, a conventional transceiver array coil and a birdcage coil were used. In the RF coil of the comparative example, a 3D human phantom simulation was performed under the conditions of the same channel (16 channels), size (diameter, height), and condition.

도 2의 (a)(b)(c)는 각각 컴퓨터 시뮬레이션에 사용된 16채널의 본 발명과 비교예의 RF 코일과 휴먼 팬텀을 보여주는 도면으로서, (a)는 본 발명에 해당되며, (b)는 수신 배열 코일이며, (c)는 새장형 코일이다.2 (a), 2 (b) and 2 (c) illustrate the RF coil and the human phantom of the present invention and the comparative example of 16 channels used in the computer simulation, (C) is a cage-type coil.

결과result

본 발명의 모노폴 안테나의 길이를 변화시키면서 |B1+| 분포와 비균일도를 계산하였으며, 접지링의 크기가 고정된 상태에서 모노폴 안테나의 길이가 증가할수록 본 발명은 비교예와 대비하여 현저히 우수한 성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있었으며, 이하에서는 길이가 최적화된 상태의 본 발명과 비교예를 비교하여 설명한다.When the length of the monopole antenna of the present invention is changed, The distribution and the non-uniformity were calculated. As the length of the monopole antenna increased with the size of the ground ring fixed, it was confirmed that the present invention exhibited remarkably excellent performance as compared with the comparative example. Hereinafter, Of the present invention and the comparative example.

도 3은 본 발명과 비교예의 시상면(sagittal), 관상면(coronal) 및 횡단면(axial)의 |B1+| 분포를 보여주는 도면으로서, 점선은 코일의 중심을 나타내며 콘투어 스텝(contour step)은 0.2μT이다. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the sagittal, coronal, and axial | B1 + | The dotted line represents the center of the coil and the contour step is 0.2 μT.

도 4의 (a)(b)는 각각 본 발명과 비교예의 각 코일 중심 위치에서의 x축 성분과 y축 성분에 대해 계산된 |B1+| 프로파일을 보여주는 그래프며, 시뮬레이션 결과의 수치적인 결과는 [표 1]에 나와 있다.4 (a) and 4 (b) are graphs showing the relationship between the x-axis component and the y-axis component at each coil center position in the present invention and the comparative example, The graph shows the profile, and the numerical results of the simulation results are shown in [Table 1].

[표 1]에서 비균일도(nonuniformity)는 변화비율(CV)로 나타내었으며, x축, y축, 및 z축 프로파일 값의 표준편차를 백분율로 표시하였다. In Table 1, the nonuniformity is expressed as a change ratio (CV), and the standard deviation of the x, y, and z axis profile values is expressed as a percentage.

Figure 112017100494673-pat00001
Figure 112017100494673-pat00001

[표 1]에서 확인할 수 있듯이, 비균일도에 있어서 본 발명은 새장형 코일(Birdcage coil)과 대비하여 30% 개선되며, 수신 배열 코일(Transceiver array)과 대비하여 20% 개선되는 것을 알 수 있다.As can be seen in Table 1, the non-uniformity of the present invention is improved by 30% compared to a birdcage coil and 20% compared to a transceiver array.

이와 같이 본 발명은 일반적인 λ/2 파장의 다이폴 안테나와 λ/4 파장의 모노폴 안테나의 단점을 개선할 수 있으며, 일반적인 RF 코일(수신 배열 코일, 새장형 코일)과 비교하여 |B1+| 균일도를 개선하면서도 상대적으로 제작이 용이한 장점이 있다.As described above, the present invention can improve the disadvantages of the dipole antenna of the general? / 2 wavelength and the monopole antenna of the? / 4 wavelength, and is superior to the general RF coil (receiving array coil, cage type coil) There is an advantage that it is relatively easy to manufacture while improving the uniformity.

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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100 : 제1모노폴 안테나 유닛 110 : 제1모노폴 안테나
120 : 제1접지링 200 : 제2모노폴 안테나 유닛
210 : 제2모노폴 안테나 220 : 제2접지링
300 : 실린더몸체 130 : 동축 케이블
131 : 신호선 132 ; 접지선
100: first monopole antenna unit 110: first monopole antenna
120: first ground ring 200: second monopole antenna unit
210: second monopole antenna 220: second ground ring
300: cylinder body 130: coaxial cable
131: signal line 132; Ground wire

Claims (5)

실린더몸체와;
상기 실린더몸체의 표면에 등각으로 배치되는 복수개의 제1모노폴 안테나와, 상기 제1모노폴 안테나 각각과 이격되어 상기 실린더 몸체에 배치되는 제1접지링을 포함하는 제1모노폴 안테나 유닛과;
상기 제1모노폴 안테나 사이에 각각 위치하여 상기 실린더몸체의 표면에 등각으로 배치되는 복수개의 제2모노폴 안테나와, 상기 제2모노폴 안테나 각각과 이격되어 상기 제1접지링과 평행하도록 상기 실린더몸체에 배치되는 제2접지링을 포함하는 제2모노폴 안테나 유닛과;
신호선이 상기 제1모노폴 안테나와 각각 대응되어 연결되고 접지선이 상기 제1접지링과 연결되며, 복수의 제1동축 케이블과;
신호선이 상기 제2모노폴 안테나와 각각 대응되어 연결되고 접지선이 상기 제1접지링과 연결되며, 복수의 제2동축 케이블;를 포함하는 양방향의 모노폴 안테나 구조의 자기공명 영상장치.
A cylinder body;
A first monopole antenna unit including a plurality of first monopole antennas arranged at equal angles to a surface of the cylindrical body, and a first grounding ring spaced apart from each of the first monopole antennas and disposed in the cylinder body;
A plurality of second monopole antennas disposed between the first monopole antennas and disposed on the surface of the cylindrical body in conformity with the first monopole antennas and spaced apart from the second monopole antennas so as to be parallel to the first ground ring A second monopole antenna unit including a second grounding ring;
A plurality of first coaxial cables; a plurality of first coaxial cables connected to ground lines connected to the first ground ring;
A signal line connected to the second monopole antenna, and a ground line connected to the first ground ring, and a plurality of second coaxial cables.
제1항에 있어서, 상기 제1모노폴 안테나 유닛과 상기 제2모노폴 안테나 유닛은 서로 인접한 모노폴 안테나 사이의 각도(θ2)가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 양방향의 모노폴 안테나 구조의 자기공명 영상장치.The MRI apparatus according to claim 1, wherein the first monopole antenna unit and the second monopole antenna unit have the same angle (? 2) between adjacent monopole antennas. 제1항에 있어서, 상기 제1모노폴 안테나 및 상기 제1모노폴 안테나는 상기 제1접지링과 상기 제2접지링 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나 구조의 자기공명 영상장치.The MRI apparatus of claim 1, wherein the first monopole antenna and the first monopole antenna are disposed between the first ground ring and the second ground ring. 제1항에 있어서, 상기 제1모노폴 안테나 유닛과 상기 제2모노폴 안테나 유닛은 일정 각도(θ2)만큼 오프셋되어 상하 대칭되는 것을 특징으로 하는 양방향의 모노폴 안테나 구조의 자기공명 영상장치.[2] The MRI apparatus of claim 1, wherein the first monopole antenna unit and the second monopole antenna unit are offset up and down by a predetermined angle [theta] 2. 제4항에 있어서, 상기 오프셋 각도(θ2)는 360°/n(n은 제1모노폴 안테나와 제2모노폴 안테나의 총합)인 것인 것을 특징으로 하는 양방향의 모노폴 안테나 구조의 자기공명 영상장치.The bi-directional monopole antenna according to claim 4, wherein the offset angle (? 2) is 360 ° / n (n is a sum of the first monopole antenna and the second monopole antenna).
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