KR20160064399A - 자기공명영상장치 - Google Patents

Abstract

자기공명영상장치 및 자기공명영상장치의 제어 방법에 대한 것으로 자기공명영상장치는 테이블 상의 대상체에 RF를 송신하는 RF 송신 코일, 대상체의 위치를 감지하는 위치 감지부와, 대상체의 두께를 감지하는 두께 감지부를 포함하고, 대상체의 체형을 파악하는 대상체 스캔부 및 파악한 대상체의 체형에 기초하여 RF 필드가 보상되도록 상기 송신할 RF를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

자기공명영상장치{MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS}

대상체의 신체 정보를 반영한 자기공명영상장치에 대한 것이다.

일반적으로 의료용 영상 장치는 환자의 정보를 획득하여 영상을 제공하는 장치이다. 의료용 영상 장치는 X선 장치, 초음파 진단 장치, 컴퓨터 단층 촬영 장치 및 자기공명영상장치 등이 있다.

이 중에서 자기공명영상장치는 영상 촬영 조건이 상대적으로 자유롭고, 연부 조직에서 우수한 대조도와 다양한 진단 정보 영상을 제공해주기 때문에 의료용 영상을 이용한 진단 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI)는 인체에 해가 없는 자장과 비전리 방사선인 RF를 이용하여 체내의 수소 원자핵에 핵자기 공명 현상을 일으켜 원자핵의 밀도 및 물리화학적 특성을 영상화한 것이다.

구체적으로, 자기공명영상장치는 갠트리 내부에 일정한 자기장을 가한 상태에서 일정한 주파수와 에너지를 공급하여 원자핵으로부터 방출된 에너지를 신호로 변환하여 대상체 내부를 영상화한다.

이 때, 원자핵으로부터 방출된 에너지를 수신하기 위해 RF 수신 코일이 이용되는데, RF 수신 코일은 환자 테이블과 분리된 형태로 마련될 수도 있다. 일반적으로, 이러한 RF 수신 코일은 평상시에 환자 테이블과 분리되어 보관되다가, 자기공명영상 촬영시에 환자 테이블과 연결되어 사용될 수 있다.

대상체의 체형에 기초해 RF를 조절하여 자기공명영상을 촬영하는 자기공명영상장치를 제공한다.

자기공명영상장치의 일 실시예는 테이블 상의 대상체에 RF를 송신하는 RF 송신 코일, 대상체의 위치를 감지하는 위치 감지부와, 대상체의 두께를 감지하는 두께 감지부를 포함하고, 대상체의 체형을 파악하는 대상체 스캔부 및 파악한 대상체의 체형에 기초하여 RF 필드가 보상되도록 송신할 RF를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라서 위치 감지부는 카메라일 수도 있고, 두께 감지부는 레이저 센서일 수도 있다.

또한, 일 실시예에 따라서 제어부는 파악한 대상체의 체형과, 미리 설정된 데이터에 기초하여 RF를 조절할 수도 있고, 파악한 대상체의 체형과, 미리 설정된 수식에 기초하여 상기 RF를 조절할 수도 있다.

또한, 일 실시예에 따라서 제어부는 RF 필드 보상을 위해 RF의 크기 및 위상 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라서 제어부는 파악한 대상체의 체형에 대응되도록 상기 RF 필드를 보상할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라서 대상체 스캔부는 감지된 대상체의 위치 및 두께에 기초하여 상기 대상체의 3차원 모델을 파악할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라서 제어부는 대상체 내부에 형성되는 RF 필드를 추정하고, 파악한 대상체의 체형과 추정된 RF 필드를 비교하여 RF 필드가 대상체의 체형에 대응되도록 RF 필드를 보상할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라서 대상체 스캔부는 보어의 개구측 상부에 마련될 수 있다. 또한, 레이저 센서는 보어 내부에 마련되는 테이블에 수직된 방향으로 레이저가 조사되도록 마련되고, 카메라는 빛이 상기 테이블에서 비스듬히 유입되도록 마련될 수 있다.

또한, 자기공명영상장치의 제어 방법의 일 실시예는 대상체 스캔부를 통해 대상체의 위치 및 두께를 감지하는 단계, 감지한 대상체의 위치 및 두께에 기초하여 대상체의 체형을 파악하는 단계 및 파악한 대상체의 체형에 기초하여 RF 필드가 보상되도록 송신할 RF를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

종래의 왜곡된 RF 필드 보상은 본촬영(Main-scan) 전 RF 필드 보상 촬영(Pre-scan)을 수행하여 보상하였으나, 상술한 자기공명영상장치에 의하면, RF 필드 보상 촬영(Pre-scan) 없이 왜곡된 RF 필드를 보상하여 보상 시간을 줄인 상태로 촬영된 영상을 획득할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 자기공명영상장치의 사시도이다.
도 3은 대상체가 놓여 있는 공간을 x, y, z 축으로 구분한 도면이다.
도 4는 자석 어셈블리의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 경사 코일부를 구성하는 각 경사 코일의 동작과 관련된 펄스 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 대상체 스캔부가 마련된 자기공명영상장치의 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 대상체의 체형을 스캔하여 RF 필드를 보상하는 구성들에 대한 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따라 미리 설정된 데이터 및 미리 설정된 수식을 산출하기 위한 시뮬레이션의 대상체이다.
도 9는 일 실시예에 따라 RF의 위상을 변화시키기 위한 각 채널의 전원 및 전압의 그래프이다.
도 10a 내지 도 10r는 RF의 위상에 따라 형성되는 RF 필드의 일 실시예이다.
도 11은 일 실시예에 따라 보어 내부가 빈 경우의 최적의 RF 크기 및 위상을 찾는 시뮬레이션이다.
도 12는 일 실시예에 따라 복부를 촬영하는 경우의 최적의 RF 크기 및 위상을 찾는 시뮬레이션이다.
도 13은 일 실시예에 따라 대상체의 체형을 파악하고 RF 필드를 보상하는 방법의 플로우 차트를 도시하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 실시예를 통하여 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 다만, 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

이하에서 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 이하에서 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 통상의 기술자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 이하에서 선택적으로 기재된 양상이나 선택적으로 기재된 실시예의 구성들은 비록 도면에서 단일의 통합된 구성으로 도시되었다 하더라도 달리 기재가 없는 한, 통상의 기술자에게 기술적으로 모순인 것이 명백하지 않다면 상호간에 자유롭게 조합될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 자기공명영상장치의 실시예들에 대해서 설명하도록 한다.

도 1은 자기공명영상장치의 일 실시예에 따른 제어 블록도이다. 이하, 도 1을 참조하여 자기공명영상장치의 동작을 개괄적으로 설명하도록 한다. 특히, RF 수신 코일이 자석 어셈블리로부터 분리된 경우를 전제로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치(1)는 자기장을 형성하고 원자핵에 대한 공명 현상을 발생시키는 자석 어셈블리(150)와, 자기공명영상장치(1)의 동작을 제어하는 제어부(120), 원자핵으로부터 발생되는 에코신호 즉, 자기공명신호를 기초로 자기 공명 영상을 생성하는 영상 처리부(160)를 포함한다. 또한, 자석 어셈블리(150)에 의해 발생한 자기공명신호를 수신하여 영상 처리부(160)로 전달하는 RF 수신 코일(170)을 포함한다. 또한, 대상체(ob)의 신체 정보를 획득하는 대상체 스캔부(200) 및 대상체(ob)의 신체 정보에 기초하여 RF 필드를 보상하기 위한 데이터를 저장하는 저장부(180)를 포함한다.

자석 어셈블리(150)는 내부 공간에 정자장(Static field)을 형성하는 정자장 코일부(151), 정자장에 경사(gradient)를 발생시켜 경사자장(gradient field)을 형성하는 경사 코일부(152) 및 RF 펄스를 인가하는 RF 송신 코일(153)을 포함한다. 즉, 자석 어셈블리(150)의 내부 공간에 대상체(ob)가 위치하면 대상체(ob)에 정자장, 경사자장 및 RF 펄스가 인가될 수 있다. 인가된 RF 펄스에 의해 대상체(ob)를 구성하는 원자핵이 여기되고, 그로부터 에코 신호가 발생된다.

RF 수신 코일(170)은 여기된 원자핵이 방출하는 전자파 즉, 자기공명신호를 수신할 수 있다. RF 수신 코일(170)은 인체에 부착하여 사용하는 경우가 많아 머리 코일, 목 코일, 허리 코일 등 인체의 부위별 형상에 따라 만드는 것이 일반적이다.

자석 어셈블리(150)로부터 분리 가능한 RF 수신 코일(170)의 예로 대상체(ob) 일부에서 여기된 자기 공명 신호를 받아들이는 표면 코일(surface coil)이 있다. 표면 코일은 체적 코일(volume coil)에 비해 상대적으로 크기가 작고 2차원 면 형태를 취하고 있기 때문에, 인접한 부위에 대하여 월등히 높은 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)를 갖는다.

또한 RF 수신 코일(170)의 다른 예로, 표면 코일 여러 개를 1차원 또는 2차원으로 공간 배열하여 수신 영역을 넓히는 배열형 코일(array coil)이 있다. 배열형 코일은 촬영 부위에 따라 그 배열 형상이 달라지며, 머리용, 두경부용, 흉부용, 척추용, 복부용, 다리용 등으로 분류된다. 배열형 코일을 이루는 각 표면 코일의 상대적인 위치가 다르므로 각 표면 코일이 수신하는 신호의 위상도 차이가 난다. 따라서 각 표면 코일이 수신하는 신호를 합성하여 영상을 재구성할 때, 표면 코일의 수신 위상(receive phase)을 고려함으로써 신호 대 잡음비가 높은 영상을 획득할 수 있다.

제어부(120)는 정자장 코일부(151)가 형성하는 정자장의 세기 및 방향을 제어하는 정자장 제어부(121), 펄스 시퀀스를 설계하여 그에 따라 경사 코일부(152) 및 RF 송신 코일(153)을 제어하는 펄스 시퀀스 제어부(122)를 포함한다.

자기공명영상장치(1)는 경사 코일부(152)에 경사 신호를 인가하는 경사 인가부(130) 및 RF 송신 코일(153)에 RF 신호를 인가하는 RF 인가부(140)를 구비하여 펄스 시퀀스 제어부(122)가 경사 인가부(130) 및 RF 인가부(140)를 제어함으로써 자석 어셈블리(150) 내부 공간에 형성되는 경사자장 및 원자핵에 가해지는 RF를 조절하도록 할 수 있다.

또한, 제어부(120)는 획득된 대상체(ob)의 신체 정보에 기초하여 왜곡된 RF 필드를 보상하기 위해 RF를 조절할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.

RF 수신 코일(170)은 영상 처리부(160)와 접속되어 있고, 영상 처리부(160)는 스핀 에코 신호 즉, 원자핵으로부터 발생되는 자기 공명 신호에 관한 데이터를 수신하고, 이를 처리하여 자기 공명 영상을 생성하는 데이터 수집부(161), 데이터 수집부(161)에서 수신한 데이터들을 저장하는 데이터 저장부(162), 저장된 데이터들을 처리하여 자기공명영상을 생성하는 데이터 처리부(163)를 포함한다.

데이터 수집부(161)는 RF 코일부(153)가 수신한 자기 공명 신호를 증폭하는 전치 증폭기(preamplifier), 전치 증폭기로부터의 자기 공명 신호를 전송받아 위상 검출하는 위상 검출기, 위상 검출에 의해 획득된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 포함할 수 있다. 그리고 데이터 수집부(161)는 디지털 변환된 자기 공명 신호를 데이터 저장부(162)로 전송한다.

데이터 저장부(162)에는 2차원 푸리에(Fourier) 공간을 구성하는 데이터 공간이 형성되며 스캔 완료된 전체 데이터의 저장이 완료되면 데이터 처리부(163)는 2차원 푸리에 공간 내의 데이터를 2차원 역 푸리에 변환하여 대상체(ob)에 대한 영상을 재구성한다. 재구성된 영상은 디스플레이(112)에 표시될 수 있다.

또한, 자기공명영상장치(1)는 사용자 조작부(110)를 구비하여 사용자로부터 자기공명영상장치(1)의 전반적인 동작에 관한 제어 명령을 입력받을 수 있고, 특히 사용자로부터 스캔 시퀀스에 관한 명령을 수신하여 이에 따라 펄스 시퀀스를 생성할 수 있다.

사용자 조작부(110)는 사용자가 시스템을 조작할 수 있도록 마련되는 조작 콘솔(111)과, 제어 상태를 표시하고 영상 처리부(160)에서 생성된 영상을 표시하여 사용자로 하여금 대상체(ob)의 건강상태를 진단할 수 있도록 하는 디스플레이(112)를 포함할 수 있다.

대상체 스캔부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 보어의 개구부의 상부측에 마련되어 테이블(10) 상에 위치한 대상체(ob)의 체형을 파악한다. 또한, 대상체 스캔부(200)는 레이저를 조사하여 대상체 스캔부(200)로부터 대상체(ob) 또는 테이블(10)까지의 거리를 감지하는 두께 감지부(210) 및 테이블(10) 상의 위치를 획득하여 테이블(10) 상의 대상체(ob)의 유무 및 대상체(ob)의 위치 등을 파악하는 위치 감지부(220)를 포함할 수 있다.

대상체 스캔부(200)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.

또한, 자기공명영상장치(1)는 저장부(180)를 포함할 수 있다. 저장부(180)는 대상체(ob)를 촬영한 자기공명영상 또는 에코 신호를 저장하거나, 연조직에 대한 특성값을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(180)는 자기공명영상장치(1)를 제어하기 위한 각종 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(180)는 대상체 스캔부(200)에서 파악한 대상체(ob)의 체형을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(180)는 파악된 대상체(ob)의 체형에 기초하여 RF의 크기 및 위상 중 적어도 하나를 조절하기 위한 미리 설정된 데이터(181) 및 미리 설정된 수식(182)을 저장할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 데이터(181)는 복수 개의 상이한 체형에 대응되는 RF의 크기 및 위상이 정의된 데이터이고, 미리 설정된 수식(182)은 대상체(ob)의 체형값에 기초하여 조절할 RF의 크기 및 위상을 산출하는 수식이다. 이를 통해 제어부는 파악된 대상체(ob)의 체형에 대응되는 RF의 크기 및 위상을 산출할 수 있다.

저장부(180)는 롬(ROM), 고속 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다.

예를 들어, 저장부(180)는 반도체 메모리 장치로서 SD(Secure Digital) 메모리 카드, SDHC(Secure Digital High Capacity) 메모리 카드, mini SD 메모리 카드, mini SDHC 메모리 카드, TF(Trans Flach) 메모리 카드, micro SD 메모리 카드, micro SDHC 메모리 카드, 메모리 스틱, CF(Compact Flach), MMC(Multi-Media Card), MMC micro, XD(eXtreme Digital) 카드 등이 이용될 수 있다.

또한, 저장부(180)는 네트워크를 통하여 액세스되는 네트워크 부착형(attached) 저장 장치를 포함할 수도 있다.

도 2는 자기공명영상장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 대상체가 놓여 있는 공간을 x, y, z 축으로 구분한 도면이며, 도 4는 자석 어셈블리의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이다.

이하 앞서 설명한 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명영상장치(1)의 구체적인 동작에 대해 설명하도록 한다.

도 2를 참조하면, 자석 어셈블리(150)는 내부 공간이 비어 있는 원통형의 형상을 하며 갠트리(gantry) 또는 보어(bore)라고도 한다. 그리고, 그 내부 공간은 캐비티(cavity)라고 하며, 환자 테이블(10)은 그 위에 누워 있는 대상체(ob)를 캐비티로 이송시켜 자기 공명 신호를 얻을 수 있도록 한다.

자석 어셈블리(150)는 정자장 코일부(151), 경사 코일부(152), 및 RF 송신 코일(153)을 포함한다.

정자장 코일부(151)는 캐비티의 둘레를 코일이 감고 있는 형태로 할 수 있고 정자장 코일부(151)에 전류가 인가되면 자석 어셈블리(150) 내부 공간 즉, 캐비티에 정자장이 형성된다.

정자장의 방향은 일반적으로 자석 어셈블리(150)의 동축과 평행하다.

캐비티에 정자장이 형성되면 대상체(ob)를 구성하는 원자 특히, 수소 원자의 원자핵은 정자장의 방향으로 정렬되며, 정자장의 방향을 중심으로 세차운동(precession)을 한다. 원자핵의 세차속도는 세차주파수로 나타낼 수 있으며 이를 라모르(Larmor) 주파수라 부르고 아래의 수학식 1로 표현할 수 있다.

여기서, ω는 라모르 주파수이고 γ는 비례상수이며 B0는 외부 자기장의 세기이다. 비례상수는 원자핵의 종류마다 달라지며 외부 자기장의 세기의 단위는 테슬라(T) 또는 가우스(G)이고 세차주파수의 단위는 Hz이다.

예를 들어, 수소 양성자는 1T의 외부 자기장 속에서 42.58MHZ의 세차주파수를 가지며, 인간의 몸을 구성하는 원자 중 가장 큰 비율을 차지하는 것이 수소이므로 자기공명영상장치(1)에서는 주로 수소 양성자의 세차운동을 이용하여 자기 공명 신호를 얻는다.

경사 코일부(152)는 캐비티에 형성된 정자장에 경사(gradient)를 발생시켜 경사자장(gradient magnetic field)를 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 대상체(ob)의 머리부터 발까지의 상하방향과 평행하는 축, 즉 정자장의 방향과 평행하는 축을 z축으로, 대상체(ob)의 좌우방향과 평행하는 축을 x축으로, 공간에서의 상하방향과 평행하는 축을 y축으로 결정할 수 있다.

자기 공명 신호에 대한 3차원의 공간적인 정보를 얻기 위해서는 x, y, z 축 모두에 대한 경사자장이 요구된다. 이에 경사 코일부(152)는 세 쌍의 경사 코일을 포함한다.

도 4에 도시된 것처럼 z축 경사 코일(152z)은 일반적으로 한 쌍의 링 타입의 코일로 구성되고, y축 경사 코일(152y)은 대상체(ob)의 위아래에 위치한다. x축 경사 코일(152x)은 대상체(ob)의 좌우측에 위치한다.

도 5은 경사 코일부를 구성하는 각 경사 코일의 동작과 관련된 펄스 시퀀스를 도시한 도면이다.

반대극성을 가진 직류전류가 두 개의 z축 경사 코일(152z) 각각에서 반대 방향으로 흐르게 되면 z축 방향으로 자장의 변화가 발생하여 경사자장이 형성된다.

z축 경사 코일(152z)에 일정 시간 동안 전류를 흘려 주어 경사자장이 형성되면, 공명 주파수는 경사자장의 크기에 따라 크거나 작게 변화된다. 그리고, 특정 위치에 해당하는 고주파 신호를 RF 송신 코일(153)을 통해 인가하면 그 특정 위치에 대응되는 단면의 양성자 만이 공명을 일으킨다. 따라서, z축 경사 코일(154)은 슬라이스 선택에 사용된다. 그리고, z축 방향으로 형성되는 경사자장의 기울기가 클수록 얇은 두께의 슬라이스를 선택할 수 있다.

z축 경사 코일(152z)에 의해 형성된 경사자장을 통해 슬라이스가 선택되면, 슬라이스를 구성하는 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지므로 각 스핀을 구별할 수 없다.

이 때, y축 경사 코일(152y)에 의해 y축 방향으로 경사자장이 형성되면, 경사자장은 슬라이스의 행(row)들이 서로 다른 위상을 갖도록 위상 시프트를 일으킨다.

즉, y축 경사자장이 형성되면 큰 경사자장이 걸린 행의 스핀들은 높은 주파수로 위상이 변하고 작은 경사자장이 걸린 행의 스핀들은 보다 낮은 주파수로 위상이 변한다. y축 경사자장이 사라지면 선택된 슬라이스의 각 행들은 위상 시프트가 일어나 서로 다른 위상을 갖게 되고, 이로 인해 행들을 구별할 수 있다. 이와 같이 y축 경사 코일(152y)에 의해 생긴 경사자장은 위상 부호화(phase encoding)에 사용된다.

z축 경사 코일(152z)에 의해 형성된 경사자장을 통해 슬라이스가 선택되고, y축 경사 코일(152y)에 의해 형성된 경사자장을 통해 선택된 슬라이스를 구성하는 행들을 서로 다른 위상으로 구별한다. 그러나, 행을 구성하는 각 스핀들은 모두 동일한 주파수 및 동일한 위상을 가지므로 구별할 수 없다.

이때 x축 경사 코일(152x)에 의해 x축 방향으로 경사자장이 형성되면, x축 경사자장은 각 행을 구성하는 스핀들이 서로 다른 주파수를 갖도록 하여 각각의 스핀을 구별하도록 해준다. 이와 같이 x축 경사 코일(152x)에 의해 생긴 경사자장은 주파수 부호화(frequency encoding)에 사용된다.

전술한 것처럼, z, y, x축 경사 코일에 의해 형성되는 경사자장은 슬라이스 선택, 위상 부호화, 주파수 부호화를 통해 각 스핀들의 공간 위치를 부호화(spatial encoding)한다.

경사 코일부(152)는 경사 인가부(130)와 접속되어 있고, 경사 인가부(130)는 펄스 시퀀스 제어부(122)로부터 전송받은 제어 신호에 따라 경사 코일부(152)에 전류 펄스를 인가하여 경사자장을 발생시킨다. 따라서, 경사 인가부(130)는 경사 전원이라고도 하며, 경사 코일부(152)를 구성하는 세 개의 경사 코일(152z, 152y, 152x)에 대응하여 세 개의 구동회로를 구비할 수 있다.

경사자장을 발생시키기 위해 경사 코일부(152)에 전류를 가하여줄 때 로렌츠 힘이 발생하고, 로렌츠 힘은 코일의 진동을 유발하며, 이 진동이 바로 자기 공명 영상 촬영 중에 발생하는 소음의 원인이 된다. 소음의 정도는 영상 기법에 따른 경사자장의 모양 및 크기에 따라 다르며, 경사자계 코일의 특성과도 연관 관계를 가지고 있다.

앞서 설명한 바와 같이 외부 자기장에 의해 정렬된 원자핵들은 Larmor 주파수로 세차운동을 하며 여러 개의 원자핵의 자화(magnetization) 벡터합을 하나의 평균자화(net magnetization) M으로 나타낼 수 있다.

평균자화의 z축 성분은 측정이 불가능하고, Mxy만이 검출될 수 있다. 따라서 자기 공명 신호를 얻기 위해서는 원자핵을 여기(excitation)시켜 평균자화가 XY 평면 위에 존재하게 해야 한다. 원자핵의 여기를 위해 원자핵의 Larmor 주파수로 tune된 RF 펄스를 정자장에 인가해야 한다.

RF 송신 코일(153)은 RF 인가부(140)와 접속되어 있고, RF 인가부(140)는 펄스 시퀀스 제어부(122)로부터 전송받은 제어신호에 따라 RF 송신 코일(153)에 고주파 신호를 인가하여 RF 송신 코일(153)로 하여금 자석 어셈블리(150) 내부에 RF 펄스를 송신하게 한다.

RF 인가부(140)는 고주파 신호를 펄스형 신호로 변조하는 변조 회로, 펄스형 신호를 증폭하는 RF 전력 증폭기, RF의 크기를 조절하는 RF 크기 조절부 및 RF의 위상을 조절하는 RF 위상 조절부를 포함할 수 있다.

또한, RF 수신 코일(170)은 원자핵으로부터 발생되는 자기공명신호를 수신할 수 있다. RF 수신 코일(170)은 영상 처리부(160)와 접속되어 있으므로, 영상 처리부(160)는 RF 수신 코일(170)로부터 자기공명신호를 전달받고, 이를 처리하여 자기공명영상을 생성한다는 데이터 수집부(161), 데이터 수집부(161)에서 수신한 데이터들을 처리하여 자기공명영상을 생성하는 데이터 처리부를 포함한다.

데이터 수집부(161)는 RF 수신 코일(170)이 수신한 자기공명신호를 증폭하는 전치 증폭기(preamplier), 전치 증폭기로부터의 자기 공명 신호를 전송받아 위상 검출하는 위상 검출기, 위상 검출에 의해 획득된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 포함한다. 그리고 데이터 수집부(161)는 디지털 변환된 자기 공명 신호를 데이터 저장부(162)로 전송한다.

이와는 달리, RF 수신 코일(170)이 수신한 자기 공명 신호를 증폭하는 증폭 장치를 포함하고, 데이터 수집부는 전치 증폭기를 포함하지 않을 수도 있다.

데이터 저장부(162)에는 2차원 푸리에 공간을 구성하는 데이터 공간이 형성되며 스캔 완료된 전체 데이터의 저장이 완료되면 데이터 처리부(163)는 2차원 푸리에 공간 내의 데이터를 2차원 역 푸리에 변환하여 대상체(ob)에 대한 영상을 재구성한다. 재구성된 영상은 디스플레이(112)에 표시된다.

원자핵으로부터 자기공명신호를 얻기 위해 주로 사용되는 방법으로 스핀 에코 펄스 시퀀스가 있다. RF 송신 코일(153)에서 RF 펄스를 인가 할 때, 첫 번째 RF 펄스 인가 후 적당한 시간 간격 △t를 두고 RF 펄스를 한번 더 송신하면, 그로부터 △t시간이 경과하였을 때 원자핵들에 강한 횡자화가 나타나며 이로부터 자기 공명 신호를 얻을 수 있다. 이를 스핀 에코 펄스 시퀀스라 하고, 첫 번째 RF 펄스 인가후 자기 공명 신호가 발생할 때까지 걸리는 시간을 TE(Time Echo)라 한다.

양성자가 얼마나 플립(flip)되었는지 여부는 플립되기 전에 위치하던 축으로부터 이동한 각으로 나타낼 수 있으며, 플립 정도에 따라 90도 RF 펄스, 180도 RF 펄스 등으로 나타낸다.

한편, RF 수신 코일(170)은 영상을 얻고자 하는 대상체(ob)(예를 들어, 인체)의 부위에 따라 그 종류가 달라진다. 예를 들어, RF 수신 코일(170)은 Head 코일, Spine 코일, Shoulder 코일, Breast 코일, Torso 코일, Knee 코일, PV 코일 또는 Foot-Ankle 코일등을 포함한다.

이처럼 RF 수신 코일(170)은 그 종류가 다양하므로, 필요에 따라 원하는 RF 수신 코일(170)을 선택하여 사용해야 한다. 따라서, 자기공명영상장치(1)의 주변에 다양한 종류의 RF 수신 코일(170)을 비치해 놓는 것이 일반적이다.

그러나 이 경우, RF 수신 코일(170)을 비치하기 위한 별도의 공간이 요구된다. 또한 사용시에 RF 수신 코일(170)을 환자 테이블(10) 위로 이동해야 하는 수고가 따른다. 뿐만 아니라, 환자 테이블(10)과 RF 수신 코일(170)을 연결하는 케이블이 외부로 노출되어 손상의 위험이 크다.

특히 중량이 무거운 PV 코일의 경우 별도의 수납공간으로부터 환자 테이블(10)로 이동시키는 것이 매우 어려워 문제가 된다.

이와는 달리 환자 테이블(10) 내부에 RF 수신 코일(170)이 수납되고, 필요에 따라 RF 수신 코일(170)을 환자 테이블(10) 외부로 이동시키는 환자 테이블(10) 일체형 RF 수신 코일(170)이 마련될 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 대상체 스캔부가 마련된 자기공명영상장치의 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 보어 외측에는 대상체 스캔부(200)가 마련되어 테이블(10) 상의 대상체(ob)의 체형을 파악한다.

구체적으로, 보어의 개구측벽의 상부에 대상체 스캔부(200)가 돌출된 형태로 마련되어 있다. 또한, 대상체 스캔부(200)는 서로 동일한 지점을 바라보는 두께 감지부(210) 및 위치 감지부(220)를 포함할 수 있다.

두께 감지부(210)는 대상체(ob)의 두께를 감지할 수 있다. 두께 감지부(210)는 일례로 레이저 센서를 이용하여 대상체(ob)의 두께를 감지할 수 있다. 레이저 센서는 테이블(10)에 수직하게 레이저를 조사하여 반사된 시간을 통해 두께 감지부(210)로부터 대상체(ob) 또는 테이블(10)까지의 거리를 감지할 수 있다. 또한, 두께 감지부(210)는 미리 설정된 테이블(10)과 두께 감지부(210) 사이의 거리에서 감지한 두께 감지부(210)와 대상체(ob) 사이의 거리를 제외하여 대상체(ob)의 두께를 획득할 수 있다.

또한, 두께 감지부(210)는 거리 감지를 위해 직진성이 높은 레이저를 이용하는 레이저 센서를 일례로 들었으나, 이외에도 대상체 스캔부(200)와 대상체(ob) 사이의 거리를 감지하기 위하여 엑스선, 적외선(IR) 및 초음파와 같은 다양한 광원이 일례로 이용될 수 있을 것이다.

또한, 두께 감지부(210)는 복수 개의 위치 감지부(220)를 이용하여 대상체(ob)의 두께를 감지할 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 카메라를 이용하여 상이한 위치에서 바라본 대상체(ob)의 이미지를 분석하여 대상체(ob)의 특정 부위별로 두께를 추정할 수 있다.

위치 감지부(220)는 대상체(ob)의 위치를 감지할 수 있다. 위치 감지부(220)는 일례로 카메라를 이용하여 대상체(ob)의 위치를 감지 할 수 있다. 카메라는 두께 감지부(210)가 위치한 지점과 일정 거리를 갖는 부분에 마련되어 레이저가 가리키는 지점에서 비스듬히 빛이 카메라로 유입되도록 하여 유입된 빛으로 대상체(ob)의 위치를 획득 할 수 있다. 또한, 카메라는 유입된 빛으로 영상을 생성하여 테이블(10) 상에서 대상체(ob)가 존재하는지 여부 및 대상체(ob)가 존재한다면 영상에 포함된 대상체(ob)의 부위의 종류 등과 같은 대상체(ob)의 위치를 감지할 수 있다.

또한, 위치 감지부(220)의 센서로는 Si 반도체를 이용한 CCD 및 CMOS가 이용될 수 있다. 이외에도 다양한 종류의 센서가 위치 감지부(220) 센서의 일례로 이용될 수 있을 것이다.

상술한 대상체 스캔부(200)가 보어의 개구측벽의 상부측에 하부측을 바라보도록 마련되면, 테이블(10)은 좌우로 이동하여 테이블(10) 상의 대상체(ob)의 두께 및 위치를 감지하여 이에 기초하여 3차원 모델로 모델링할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 대상체의 체형을 스캔하여 RF 필드를 보상하는 구성들에 대한 블록도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 자기공명영상장치(1)는 테이블(10) 상에 대상체(ob)가 위치하면 테이블(10)을 보어 내부의 공간으로 이동시켜 대상체(ob)의 체형을 파악한다. 즉, 대상체 스캔부(200)는 두께 감지부(210)를 통해 감지한 대상체(ob)의 두께 및 위치 감지부(220)를 통해 감지한 대상체(ob)의 위치에 기초하여 대상체(ob)의 3차원 모델을 파악하여 제어부(120)에 전달한다.

제어부(120)는 대상체 스캔부(200)에서 파악한 대상체(ob)의 3차원 모델에 기초하여 RF 필드를 추정하고 저장부(180)에 저장된 데이터에 기초하여 RF 필드를 대상체(ob)에 대응되게 보상하고, 이에 기초하여 RF를 조절한다. 여기서, RF 필드는 B1-Field를 의미할 수 있다.

구체적으로, 제어부(120)는 필드 추정부(123), 필드 보상부(124) 및 펄스 시퀀스 제어부(122)를 포함할 수 있다.

필드 추정부(123)는 대상체 스캔부(200)에서 감지한 대상체(ob)의 체형에 기초하여 RF가 송신되어 보어 내부의 대상체(ob)에 발생할 RF 필드를 추정한다. 구체적으로, 필드 추정부(123)는 대상체 스캔부(200)에서 파악한 대상체(ob)의 3차원 모델을 기초로 3차원 모델의 각 단층에서 형성될 RF 필드를 추정할 수 있다. 이 경우 스탠드 웨이브 효과(stand wave effect)가 발생하는데 스탠드 웨이브 효과는 핵자기공명 신호(nuclear magnetic resonance, NMR)의 크기는 주자장의 세기가 강할수록 커지기 때문에 고자장 자기공명영상 시스템에서 발생하는 문제이다. 구체적으로, 이는 정자기(static magnetic)의 세기가 커지면 RF 송신 코일에서 사용되는 주파수의 증가를 동반하게 되는데 이는 RF 송신 코일(153) 내부에 생기는 field의 파장이 짧아 진다는 것을 의미한다. 특히, 이러한 현상은 대상체(ob)의 머리 또는 복부에서 파장의 감소(주파수의 증가)하여 대상체(ob)에서의 감쇄 현상을 증가 시킨다. 이는 대상체(ob)의 높은 유전율과 전도도에 의한 것이다. 따라서, 이로 인해 추정된 RF 필드는 대상체 스캔부(200)에서 파악한 대상체(ob)의 3차원 모델의 단면과 상이하게 형성될 수 있다.

필드 보상부(124)는 필드 추정부(123)를 통해 추정된 RF 필드와 대상체 스캔부(200)에서 파악한 대상체(ob)의 3차원 모델을 비교하여 추정된 RF 필드가 3차원 모델에 대응되지 않는 경우 RF 필드가 3차원 모델의 단면에 대응되도록 보상을 한다. 구체적으로, 필드 보상부(124)는 저장부(180)에서 미리 설정된 데이터(181) 또는 미리 설정된 수식(182)을 로드하여 RF 필드를 대상체(ob)의 3차원 모델의 단면에 대응되도록 보상을 한다. 즉, 필드 보상부(124)는 추정된 RF 필드와 대상체(ob)의 3차원 모델의 단면을 비교하여 보상이 필요한 경우 시뮬레이션을 통해 미리 설정된 데이터(181) 또는 수식에 대상체(ob)의 신체 정보를 대입하여 보상할 RF 필드값을 결정할 수 있다.

펄스 시퀀스 제어부(122)는 필드 보상부(124)에서 보상한 RF 필드값에 기초하여 송신할 RF 신호를 발생시키기 위해 RF 인가부(140)에 이를 전달한다.

그리고, 제어부(120)에서 전달한 필드 보상값은 RF 인가부(140)에 전달되고, RF 인가부(140)는 RF의 크기 또는 위상 중 적어도 하나를 조절한 제어 신호를 RF 송신 코일(153)에 전달할 수 있다. 또한, RF 송신 코일(153)은 생성한 RF 신호를 대상체(ob)에 전달하고 RF 수신 코일(170)은 대상체(ob)에서 반사된 에코 신호를 전달받아 이를 영상으로 변환할 수 있다.

이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여 시뮬레이션을 통해 저장부에 저장된 미리 설정된 데이터 또는 미리 설정된 수식을 산출하는 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.

도 8은 미리 설정된 데이터(181) 및 미리 설정된 수식(182)을 산출하기 위한 시뮬레이션의 대상체(Vob)이고, 도 9는 RF의 위상을 변화시키기 위한 각 채널의 전원 및 전압의 그래프이다. 도 10a 내지 도 10r는 RF의 위상에 따라 형성되는 RF 필드다.

도 8에 도시된 바와 같이, 대상체(ob)의 머리 또는 복부를 대체하기 위한 원통형의 피실험체(Vob)를 마련하여 피실험체의 3차원 모델을 파악하고 RF 필드를 추정하여 보상할 RF 필드의 RF값을 결정할 수 있다.

구체적으로, 도9에 도시된 바와 같이 2채널의 RF 송신 코일(153)의 전원(RFP1, RFP2) 및 전압(Emf)을 변화시켜 송신하는 RF의 위상을 변화시킬 수 있다. 즉, 도 9와 같이 RF의 크기를 고정시키고 2채널의 RF 전원(RFP1, RFP2)과 전압(Emf)을 조절하여 0[deg], 20[deg], 40[deg], 60[deg], 80[deg], 100[deg], 120[deg], 140[deg], 160[deg], 180[deg], 200[deg], 220[deg], 240[deg], 260[deg], 280[deg], 300[deg], 320[deg] 및 340[deg]의 위상을 갖는 RF를 시뮬레이션할 수 있다.

이러한 시뮬레이션을 통해 도 10a 내지 도 10r에 도시된 바와 같이 상이한 크기 및 형태의 RF 필드를 획득할 수 있고, 이 중 파악된 3차원 모델의 단면에 가장 유사한 RF 필드를 선택하여 선택된 해당 RF 필드의 RF 위상을 저장하여 미리 설정된 데이터(181) 중 하나로 이용할 수 있다.

해당 시뮬레이션에 있어 피실험체(Vob)의 지름은 290[mm]이고, 영상의 크기에 해당하는 필드 오브 뷰(Field Of View, FOV)는 300*300[mm]이고, 화소에 해당되는 메트릭스 사이즈(Mat.)는 256*256[ea]이고, TR은 250[ms], TE는 30[ms]이고, 채널 1과 채널 2에 인가되는 전원은 252[mV]로 고정될 수 있다. 또한, RF의 위상은 0[deg]부터 340[deg]까지 20단계를 갖도록 변경될 수 있다.

구체적으로, 도 10a는 RF의 위상이 0[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10b는 RF의 위상이 20[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10c는 RF의 위상이 40[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10d는 RF의 위상이 60[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10e는 RF의 위상이 80[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10f는 RF의 위상이 100[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10g는 RF의 위상이 120[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10h는 RF의 위상이 140[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10i는 RF의 위상이 160[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10j는 RF의 위상이 180[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10k는 RF의 위상이 200[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10l는 RF의 위상이 220[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10m는 RF의 위상이 240[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10n는 RF의 위상이 260[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10o는 RF의 위상이 280[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10p는 RF의 위상이 300[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10q는 RF의 위상이 320[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있고, 도 10r는 RF의 위상이 340[deg]인 경우의 시뮬레이션된 필드를 도시하고 있다.

이 경우 파악한 피실험체(Vob)의 3차원 모델의 단면과 시뮬레이션으로 파악된 서로 다른 위상에서의 RF에 의해 형성된 RF 필드를 비교하여 3차원 모델의 단면과 대응되는 위상을 찾는다. 결과적으로 해당 결과에서는 320[deg]의 위상을 갖는 경우가 최적의 조건임을 알 수 있다. 따라서, 해당 신체 정보에 최적의 RF 위상은 320[deg]임을 미리 설정된 데이터(181)로 이용할 수 있다.

또한, 피실험체(Vob)의 크기, 형상, 유전율 및 전도도를 변화시키면서 시뮬레이션 하여 최적의 RF 크기 및 위상에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보를 미리 설정된 데이터(181)로 이용할 수 있다. 또한, 해당 정보들의 규칙을 찾아 미리 설정된 수식(182)을 산출하여 연속적인 데이터를 처리하게 할 수도 있다.

도 11은 보어 내부가 빈 경우의 최적의 RF 크기 및 위상을 찾는 시뮬레이션이고, 도 12는 복부를 촬영하는 경우의 최적의 RF 크기 및 위상을 찾는 시뮬레이션이다.

도 11 및 도 12를 비교하면 보어 내부에 대상체(ob)가 있는 경우와 있지 않은 경우의 균일성(uniformity)의 차이를 비교하고, 각 상황에서 균일성이 높은 RF의 크기 및 위상을 파악할 수 있다.

구체적으로, 도 11은 보어 내부가 비어 있는 경우 각각의 RF 크기와 위상에 따른 시뮬레이션 상의 평균값 대비 표준 편차의 값을 나타내는 것으로 값이 낮을수록 균일성이 높은 것을 의미한다. 이 경우, 2채널의 RF의 크기 차가 -10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.056이고, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.090이고, 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.098이고, 2채널의 RF의 크기 차가 6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.095이고, 2채널의 RF의 크기 차가 10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.065이다. 또한, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.055이고, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.056이고, 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.059이고, 2채널의 RF의 크기 차가 6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.070이고, 2채널의 RF의 크기 차가 10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.065이다. 또한, 2채널의 RF의 크기 차가 -10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.055이고, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.055이고, 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.051이고, 2채널의 RF의 크기 차가 6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.052이고, 2채널의 RF의 크기 차가 10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.054이다. 또한, 2채널의 RF의 크기 차가 -10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.065이고, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.065이고, 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.069이고, 2채널의 RF의 크기 차가 6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.056이고, 2채널의 RF의 크기 차가 10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.055이다.

이 경우 균일성이 가장 높은 경우는 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우로서 균일성이 0.051임을 알 수 있다. 따라서, 미리 설정된 데이터(181)로 해당 경우의 2채널의 RF 크기 차는 0[dB], 2채널의 RF 위상차는 0[deg]인 경우로 RF 신호를 조절하여 RF 필드를 보상하도록 저장할 수 있다.

구체적으로, 도 12은 보어 내부에 복부가 위치한 경우 각각의 RF 크기와 위상에 따른 시뮬레이션 상의 평균값 대비 표준 편차의 값을 나타내는 것으로 값이 낮을수록 균일성이 높은 것을 의미한다. 이 경우, 2채널의 RF의 크기 차가 -10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.180이고, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.170이고, 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.145이고, 2채널의 RF의 크기 차가 6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.170이고, 2채널의 RF의 크기 차가 10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우의 균일성은 0.200이다. 또한, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.240이고, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.220이고, 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.197이고, 2채널의 RF의 크기 차가 6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.197이고, 2채널의 RF의 크기 차가 10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 90[deg]인 경우의 균일성은 0.210이다. 또한, 2채널의 RF의 크기 차가 -10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.028이고, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.300이고, 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.337이고, 2채널의 RF의 크기 차가 6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.300이고, 2채널의 RF의 크기 차가 10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우의 균일성은 0.290이다. 또한, 2채널의 RF의 크기 차가 -10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.197이고, 2채널의 RF의 크기 차가 -6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.200이고, 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.210이고, 2채널의 RF의 크기 차가 6[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.240이고, 2채널의 RF의 크기 차가 10[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 -90[deg]인 경우의 균일성은 0.260이다.

이 경우 보어 내부가 비어있는 경우의 최적의 조건인 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 0[deg]인 경우에는 균일성이 0.051에서 0.337로서 저하됨을 알 수 있다. 또한, 최적의 균일성을 갖는 조건은 2채널의 RF의 크기 차가 0[dB]이고 2채널의 RF 위상 차가 180[deg]인 경우로서 균일성이 0.145임을 알 수 있다. 따라서, 미리 설정된 데이터(181)로 해당 경우의 2채널의 RF 크기 차는 0[dB], 2채널의 RF 위상차는 180[deg]인 경우로 RF 신호를 조절하여 RF 필드를 보상하도록 저장할 수 있다.

따라서, 보어 내부가 비어있는 경우에 비해서 복부가 위치한 경우는 RF 필드 보상을 위해 2개의 RF 위상차를 조절하여 송신하는 것이 스탠드 웨이브 효과를 경감시킬 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따라 대상체의 체형을 파악하고 필드를 보상하는 방법의 플로우 차트를 도시하고 있다.

우선, 대상체 스캔부(200)는 두께 감지부(210)로 대상체(ob)의 두께를 감지하고, 위치 감지부(220)로 대상체(ob)의 위치를 감지하여 대상체(ob)의 신체 정보를 스캔(S 10)한다. 그리고, 제어부는 대상체(ob)의 신체 정보에 기초하여 대상체(ob) 내부를 포함한 보어 내부에 형성될 RF 필드를 추정(S 20)한다.

이후, 제어부는 추정된 RF 필드값이 스캔된 대상체(ob)의 신체 정보에 대응하지 않아 추정된 RF 필드값이 왜곡되는지 여부를 판단(S 30)한다.

만약, 추정된 RF 필드값이 왜곡되는 것으로 판단되면, 제어부는 저장부(180)의 미리 설정된 데이터(181)를 불러오고, 미리 설정된 데이터(181) 중 스캔된 대상체(ob)의 신체 정보에 대응되는 미리 설정된 데이터(181)에 기초해 RF 필드값을 보상하도록 RF를 결정 및 조절(S 40)한다. 그리고, 결정된 RF를 대상체(ob)를 향해 송신(S 50)하고, 에코 신호를 수신하여 자기공명영상을 획득할 수 있다.

반대로, 추정된 RF 필드값이 왜곡되지 않는 것으로 판단되면 S 40 및 S 50의 단계를 수행하지 않고 RF를 대상체(ob)를 향해 송신하며, 에코 신호를 수신하여 자기공명영상을 획득할 수 있다.

상기의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 상기에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 자기공명영상장치
110 : 사용자 조작부
120 : 제어부
122 : 펄스 시퀀스 제어부
123 : 필드 추정부
124 : 필드 보상부
130 : 경사 인가부
140 : RF 인가부
141 : RF 크기 조절부
142 : RF 위상 조절부
150 : 자석 어셈블리
160 : 영상 처리부
180 : 저장부
181 : 미리 설정된 데이터
182 : 미리 설정된 수식
200 : 대상체 스캔부
210 : 레이저 센서
220 : 카메라
ob : 대상체

Claims (18)

1. 테이블 상의 대상체에 RF를 송신하는 RF 송신 코일;
   상기 대상체의 위치를 감지하는 위치 감지부와, 상기 대상체의 두께를 감지하는 두께 감지부를 포함하고, 상기 대상체의 체형을 파악하는 대상체 스캔부; 및
   상기 파악한 대상체의 체형에 기초하여 RF 필드가 보상되도록 상기 송신할 RF를 조절하는 제어부;
   를 포함하는 자기공명영상장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 위치 감지부는 카메라인 자기공명영상장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 두께 감지부는 레이저 센서인 자기공명영상장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 파악한 대상체의 체형과, 미리 설정된 데이터에 기초하여 상기 RF를 조절하는 자기공명영상장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 파악한 대상체의 체형과, 미리 설정된 수식에 기초하여 상기 RF를 조절하는 자기공명영상장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 RF 필드 보상을 위해 상기 RF의 크기 및 위상 중 적어도 하나를 조절하는 자기공명영상장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 파악한 대상체의 체형에 대응되도록 상기 RF 필드를 보상하는 자기공명영상장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 대상체 스캔부는 상기 감지된 대상체의 위치 및 두께에 기초하여 상기 대상체의 3차원 모델을 파악하는 자기공명영상장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 대상체 내부에 형성되는 RF 필드를 추정하고, 상기 파악한 대상체의 체형과 추정된 RF 필드를 비교하여 RF 필드가 상기 대상체의 체형에 대응되도록 RF 필드를 보상하는 자기공명영상장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 대상체 스캔부는 보어의 개구측 상부에 마련되는 자기공명영상장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 센서는 보어 내부에 마련되는 테이블에 수직된 방향으로 레이저가 조사되도록 마련되고, 상기 카메라는 빛이 상기 테이블에서 비스듬히 유입되도록 마련되는 자기공명영상장치.
12. 대상체 스캔부를 통해 대상체의 위치 및 두께를 감지하는 단계;
    상기 감지한 대상체의 위치 및 두께에 기초하여 상기 대상체의 체형을 파악하는 단계; 및
    상기 파악한 대상체의 체형에 기초하여 RF 필드가 보상되도록 송신할 RF를 조절하는 단계;
    를 포함하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
13. 제10항에 있어서,
    상기 RF의 조절은 상기 파악한 대상체의 체형과, 미리 설정된 데이터에 기초하여 조절하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
14. 제10항에 있어서,
    상기 RF의 조절은 상기 파악한 대상체의 체형과, 미리 설정된 수식에 기초하여 조절은 자기공명영상장치의 제어 방법.
15. 제10항에 있어서,
    상기 RF의 조절은 RF 필드 보상을 위해 상기 RF의 크기 및 위상 중 적어도 하나를 조절하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
16. 제10항에 있어서,
    상기 RF의 조절은 상기 파악한 대상체의 체형에 대응되도록 상기 RF 필드를 보상하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
17. 제10항에 있어서,
    상기 대상체의 체형 파악은 상기 감지된 대상체의 위치 및 두께에 기초하여 상기 대상체의 3차원 모델을 파악하는 자기공명영상장치의 제어 방법.
18. 제10항에 있어서,
    상기 RF의 조절은 대상체 내부에 형성되는 RF 필드를 추정하고, 상기 파악한 대상체의 체형과 추정된 RF 필드를 비교하여 RF 필드가 상기 대상체의 체형에 대응되도록 상기 RF를 조절하는 자기공명영상장치의 제어 방법.

Images