초록 ▼

본 과제의 목표는 한독 협력을 통하여 RF(Radio-Frequency) Coil의 개발과 RF Coil Simulation의 노하우를 공유하고 관련지식을 교육할 수 있는 프로그램을 개발하는데 있다. 특히 RF Coil 개발은 7.0 T MRI 또는 그 이상에서 사용할 수 있는 RF Coil을 개발하고, Radiative Antenna와 같은 새로운 개념의 Coil 방식을 EM(Electromagnetic) Simulation을 통해서 검증하는데 있다.

한독 협력을 통한 RF Coil 개발과 RF Coil Simulat

본 과제의 목표는 한독 협력을 통하여 RF(Radio-Frequency) Coil의 개발과 RF Coil Simulation의 노하우를 공유하고 관련지식을 교육할 수 있는 프로그램을 개발하는데 있다. 특히 RF Coil 개발은 7.0 T MRI 또는 그 이상에서 사용할 수 있는 RF Coil을 개발하고, Radiative Antenna와 같은 새로운 개념의 Coil 방식을 EM(Electromagnetic) Simulation을 통해서 검증하는데 있다.

한독 협력을 통한 RF Coil 개발과 RF Coil Simulation의 노하우를 공유하기 위해 한독 간 공동 워크샵을 주기적으로 개최하고 EM Simulation Training Session을 개설하였다. 한독 간 공동 워크샵과 교육 프로그램을 통해 습득한 RF Coil 개발기술 및 RF Coil Simulation의 노하우를 실제 연구 수행에 적용하여 초고자장 MRI용 RF Coil에 대한 B1 field 전자장 및 SAR Simulation을 수행하였으며 이를 통해 RF Coil에 대한 성능 검증 및 초고자장 MRI용 Human Head 및 Torso 전용 RF Coil용 RF Component 및 RF Coil을 개발하였다. 마지막으로, 개발된 Head 및 Torso 전용 RF Coil를 이용하여 7.0 T MRI에서 살아있는 사람을 대상으로 Head와 Knee에 대한 영상을 획득함으로써 개발한 RF Coil의 최종 성능을 검증하였다.

연구를 통하여 300 MHz 에서 600 MHz까지의 MRI 관련 RF Coil 하드웨어 관련된 기술을 획득할 수 있었고, 초고자기장 MRI에서의 EM Simulation 노하우를 획득할 수 있었다. 그리고 한국과 독일 양자 간의 협력을 통하여 지식 정보를 교류할 수 있었다. 마지막으로 EM Simulation Training Session을 개설함으로써 RF Coil 개발 인력을 확충할 수 있었다.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 5SUMMARY ... 8CONTENTS ... 11목차 ... 12제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 14 1 절. 연구개발의 목적 ... 14 2 절. 연구개발의 필요성 ... 14 3 절. 연구개발의 범위 ... 14 1. 1단계(2012.11.01.-2014.10.31.) ... 15 2. 2단계(2014.11.01.-2016.10.31.) ... 15제 2 장 국내외 기술개발현황 ... 18 1 절. 국외 기술개발현황 ... 18 1. 초고자장 MRI 장비 현황 ... 18 2. 초고자장 MRI용 RF Coil 개발 연구 현황 ... 18 3. Traveling Wave 이용한 Patch Antenna 및 Radiative Antenna 개발 연구 현황 ... 19 4. 초고자장 RF Coil 개발 및 EM Simulation 연구 현황 ... 20 5. Wilkinson Power Splitter 기술개발현황 ... 22 6. Motion Phantom 기술개발현황 ... 22 2 절. 국내 기술개발현황 ... 22 1. 초고자장 MRI용 RF Coil 및 Antenna 개발 현황 ... 22 2. 초고자장 MRI용 Motion Phantom 개발 현황 ... 23 3 절. 연구결과가 국내외 기술개발현황에서 차지하는 위치 ... 23 1. 연구결과가 국외 기술개발현황에서 차지하는 위치 ... 23 2. 연구결과가 국내 기술개발현황에서 차지하는 위치 ... 24제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25 1 절. Bio-EM Field Simulation Training ... 25 2 절. 한-독 공동 Workshop 개최 ... 26 1. 1단계 한-독 공동 Workshop 개최 ... 26 2. 2단계 1차년도 한-독 공동 Workshop 개최 ... 28 3. 2단계 2차년도 한-독 공동 Workshop 개최 ... 32 3 절. Bio-EM Field Simulation을 이용한 초고자장 MRI용 Phantom 및 RF Coil 성능 검증 ... 38 1. 7.0 T Phantom Simulation for Human Brain Imaging ... 38 2. FDTD Simulation을 통한 Dipole Antenna의 B1+ Field Distribution 개선 연구 ... 40 3. 7.0 T Whole-Body MRI System을 위한 Half-Wave Dipole Antenna 제안 및 Simulation 검증 ... 52 4 절. 초고자장 MRI용 Phantom 개발 ... 53 1. 초고자장 MRI용 Head Phantom 제작 ... 53 2. 초고자장 MRI용 Torso Phantom 제작 ... 54 3. 초고자장 MRI용 Motion Phantom 개발 및 성능 평가 ... 55 5 절. 초고자장 MRI용 RF Coil 개발 ... 62 1. 초고자장 RF Coil용 RF Component 개발 ... 63 2. 초고자장 MRI용 RF Coil 개발 ... 68제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 88 1 절. 연구개발의 최종목표 ... 88 2 절. 연도별 연구개발 목표 및 내용 ... 88 1. 1단계(2012.11.01.-2014.10.31.) ... 88 2. 2단계(2014.11.01.-2016.10.31.) ... 89 3 절. 평가의 착안점에 입각한 연구개발목표의 달성도 ... 90 4 절. 연구목표에 따른 가중치 부여 ... 91 5 절. 연구분야의 기술발전에의 기여도 ... 92제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 94 1 절. 추가연구의 필요성 ... 94 1. 초고자장 MRI용 Motion Phantom에 대한 추가연구 ... 94 2 절. 타연구에의 응용 ... 94 1. 초고자장 7.0 T MRI 시스템을 이용한 뇌질환 및 뇌기능 연구 ... 94 2. 초고자장 7.0 T MRI에서의 RF Coil을 이용한 이미징 기술 ... 95 3. 초고자장 MRI용 Motion Phantom을 이용한 MR-HIFU Target Tracking 연구 ... 95제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 96 1 절. 초고자장 RF Coil에 대한 연구 개발 ... 96 2 절. MRI-Compatible Motion Platform Management Study ... 97제 7 장 연구시설·장비현황 ... 100제 8 장 참고문헌 ... 101끝페이지 ... 105