초록 ▼

MRI는 자석을 이용해서 영상을 얻는 장비로 자장이 증가함에 따라 보다 좋은 품질의 영상을 얻을 수 있다. 하지만 자장이 증가하는 만큼 많은 기술적인 문제 역시 극복해야 할 과제이다. 적절한 자장 차폐 기술 없이 7.0T MRI를 사용할 경우 강한 자장으로 인해 관련 전자 장비가 망가질 수 있다. 현재 도입된 7.0T MRI는 자체적으로 자장 차폐 기술이 탑재되어 있지 않기 때문에 외부에 500톤의 강철을 사용하여 자장을 차폐하였고 또한 외부에서 들어오는 RF 잡음을 제거하기 위해서 전자파 차폐를 실시하였다. 좋은 품질의 영상을 얻

MRI는 자석을 이용해서 영상을 얻는 장비로 자장이 증가함에 따라 보다 좋은 품질의 영상을 얻을 수 있다. 하지만 자장이 증가하는 만큼 많은 기술적인 문제 역시 극복해야 할 과제이다. 적절한 자장 차폐 기술 없이 7.0T MRI를 사용할 경우 강한 자장으로 인해 관련 전자 장비가 망가질 수 있다. 현재 도입된 7.0T MRI는 자체적으로 자장 차폐 기술이 탑재되어 있지 않기 때문에 외부에 500톤의 강철을 사용하여 자장을 차폐하였고 또한 외부에서 들어오는 RF 잡음을 제거하기 위해서 전자파 차폐를 실시하였다. 좋은 품질의 영상을 얻기 위해서는 자장이 균일해야 하지만 피험자 개개인의 머리 구조에 의해 자장이 국소적으로 왜곡되어 좋은 영상을 얻기 힘들다. 따라서 5개의 추가 shim 코일을 사용하여 자장을 균일하게 만들어 주었다. 본 과제를 통하여 다양한 코일을 제작하여 영상 변수를 최적화 하였으며. 또한 고 자장에서 나타나는 다양한 영상 왜곡을 막기 위해서 후처리 알고리즘을 개발하였다. Tailored RF pulse를 사용하여 susceptibility artifact correction 모델을 정립하였고, projection방법에 기반한 multi-channel RF 신호처리 모델 정립, RF attenuation으로 발생하는 문제를 uniforim phantom에서 curve-fitting방법을 활용하여 개선하였다. 또한 phase array coil을 사용하여 공간적인 해상도를 유지하면서 시간적 해상도를 유지하는 알고리즘을 개발하였다. 마지막으로 실시간 fMRI 시스템 분석을 개발하여 초고자장에서의 real time fMRI 실험이 가능하도록 하였다.

Abstract ▼

As magnetic field strength increases, higher quality images can be acquired. However, on path to realizing that potential a number of technical problems must be solved, and we have overcome some of them. 7.0T magnetic field strength is very powerful. It is almost 140,000 times larger than earth`s ma

As magnetic field strength increases, higher quality images can be acquired. However, on path to realizing that potential a number of technical problems must be solved, and we have overcome some of them. 7.0T magnetic field strength is very powerful. It is almost 140,000 times larger than earth`s magnetic field, so before we can control the MRI system this field must be properly shielded. If not, every electronic device near the magnet will not work. NRI`s 7.0T system is a research dedicated one, so an active shield method is not developed yet. Therefore, we designed our own shielding method using 500 tons of iron. Also, image quality can be disturbed by external RF noise, so we needed to remove RF noise using an RF shielding method. We made an RF shield room and confirmed that noise was blocked efficiently. After that, a Gradient Amplifier and an RF Amplifier were installed. They are essential parts for an MRI system. Also, to get high quality images a uniform magnetic field is needed. Without this, images will be distorted. Therefore, an external shimming technique is necessary. Using 10 additional shim coils, we finally generated a uniform magnetic field. Coil development is critical to increase the sensitivity of the MR signal. We have developed various types of coils. Each one was tuned for optimum quality. The multi channel Sense coil can reduce scan time or increase image quality when we acquire high resolution images. Projection based image reconstruction is a time consuming job, so we developed a parallel processing technique which utilizes a cluster system to get multichannel images in relatively short time. Also, we analyzed the susceptibility artifact in the 7.0T MRI system due to the fact that susceptibility is detrimental in proportion to the external magnetic field. Another disturbing factor in high field MRI is RF attenuation which causes serious image distortion, so we analyzed B1 field behavior to reduce that effect. We also developed a number of image reconstruction algorithms to reduce scan time and avoid image distortion due to subject motion

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 보고서 초록...4
• 요약문...5
• SUMMARY...9
• CONTENTS...10
• 목차...11
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...12
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...13
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...14
• 1 절 Magnet ramp up 및 magnet shimming...14
• 2 절 Magnet shield 및 RF shield 시스템 설치...14
• 3 절. Cluster pc 운용 기술 개발...16
• 4 절. Gradient shim 개발...17
• 5 절. Susceptibility Compensated fMRI study...17
• 6 절. Susceptibility artifact 분석 및 7.0T에서 susceptibility correction 모델 정립...18
• 7 절. 7.0T에서 Multi-channel RF 신호처리 문제점 분석...18
• 8 절. 7.0T에서 RF attenuation 문제점 분석 및 7.0T에서 RF attenuation 모델 정립...18
• 9 절. 7.0T에서 Phased array coil 영상획득 및 phase array coil 영상 재구성 기법 연구...18
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...20
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...30
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...33
• 제 7 장 참고문헌...34
• 세부과제 : 초고자장 MRI 시스템을 위한 하드웨어 연구개발...37
• 세부과제 : 초고자장 MRI 시스템을 위한 소프트웨어 연구개발...95