7T 뇌 자기공명영상 획득을 위한 다채널 송/수신 분리형 코일에 관한 연구 = A Study on Multi-channel TORO Detachable Coil for Whole-brain MRI at 7T

국문 초록 (Abstract)

자기공명영상 장치에서 주자기장 세기 증가는 선형적으로 신호 대 잡음비를 증가시킬 수 있음에 따라 고해상도 영상을 제공할 수 있다. 초고자장(≥7T) 자기공명영상 장치는 1 mm 미만의 해상도를 제공하여 인간 뇌 피질의 미세한 부분의 해부학적 구조까지도 시각화할 수 있으며 헤모글로빈의 농도 변화 대비도를 통한 뇌의 활성도 평가 등에 적용되고 있다. 하지만, 주자기장 세기가 증가함에 따라 라디오 주파수 코일이 만들어내는 파장의 길이는 상대적으로 짧아지게 되고 이로 인해 코일 내부에 비균질한 자기장 분포가 형성되게 된다. 따라서 초고자장 환경 하에서 발생하는 문제점을 극복하고, 긴 영상 획득 시간을 감소시키면서 원하는 영상영역에서 고해상도 영상을 획득하고자 특수 목적용 다채널 라디오 주파수 코일 연구는 필수 불가결하다고 할 수 있다.
본 연구에서는 7T 자기공명영상 장치에서 고해상도 뇌 자기공명영상을 획득하기 위해 개방형 6채널 송신전용 코일과 인체 두부 밀착형 24채널 위상배열 코일의 융합형 구조를 갖는 다채널 송/수신 분리형 코일을 제안하였다. 코일의 개별 엘리멘트는 구조적(중첩형, 비중첩형), 커패시티브 및 저입력 임피던스 전치증폭기 기반 디커플링 기술을 적용하였다. 제안된 코일은 수학적 전자기장 분석을 통해 송신, 수신 자기장 분포 및 인체 전자파 흡수율 기반 인체 적용 안전성 평가를 수행하였으며, 해부학적 영상 획득을 통해 신호 대 잡음비 및 병렬영상 기법 적용에 따른 신호 민감도의 비교 평가를 수행하였다.
본 연구에서 제안된 다채널 송/수신 분리형 코일은 기존의 8채널 송/수신 겸용 코일과 비교하여 낮은 인체 전자파 흡수율 및 g-인자를 보이면서도 영상 획득 시 높은 신호 대 잡음비를 보였다.

목차 (Table of Contents)

• 국문 초록
• 목차
• 표 목차
• 그림 목차
• I. 서론
• 1. 자기공명영상 장치
• 2. 초고자장 자기공명영상 장치와 뇌 자기공명영상
• 3. 송/수신 분리형 위상배열 코일 및 디커플링 기술
• 4. 영상 획득 시간 단축용 병렬영상 기법
• 5. 연구동기
• II. 연구 방법
• 1. 전자기장 시뮬레이션 기반 다채널 송/수신 분리형 코일분석
• 2. 다채널 개방형 송신전용 코일의 설계
• 3. 다채널 밀착형 위상배열 코일의 설계
• 4. 자기공명영상 프로토콜
• III. 연구 결과
• 1. 다채널 송/수신 분리형 코일의 전자기장 분석
• 2. 다채널 송/수신 분리형 코일 및 부가회로의 전기적 특성 분석
• 3. 7T 다채널 송/수신 분리형 코일의 자기공명영상
• IV. 논의 및 결론
• V. 참고문헌
• Abstract