Design and Comparison of Superconducting Magnets with Circular Coil Elements for Magnetic Resonance Imaging

This paper proposed a method which is the three types of magnet model for improving field inhomogeneity of superconducting magnet. The length of coil wire was compared for the optimized current pattern using minimum power methods and field inhomogeneity under the specific simulation condition in case of same magnet field strength about each magnet type field inhomogeneity. Length of wire and field inhomogeneity were compared under the same condition(18 target points, 20cm DSV). According to the simulation results, the smaller target points can reduce the wire length but it can not improve the field inhomogeneity. Length of wire and low field inhomogeneity can not improve in same time. However, small DSV and reducing target points can overcome the these problem. And to conclude, if it processes shimming as reducing target points in case of magnet model which is open to space, about the size of same imaging region it needs a lot of current values(or the length of wire) and decreases field homogeneity but it is useful to get small ROI.

원형무코일로 구성된 MRI용 초전도 자석의 설계와 비교

본 논문에서는 초전도 자석의 자장 균일도를 개선하기 위한 방법으로 3가지 형태의 magnet 모델을 제안하고 각각의 자석 형태에 대하여 같은 세기의 자장을 (Magnet field strength) 가질 경우에 최소전력 방식으로 최적화된 전류 분포에 해당하는 coil wire의 길이, 그리고 해당 조건에서의 자장의 불균일도를 시뮬레이션을 통하여 비교, 분석하였다. 구성된 3가지 magnet type을 동일한 조건 (계산 점의 개수 18개, 20cm DSV)에 대해서 wire길이와 main field inhomogeneity를 비교하였으며, 이러한 시뮬레이션 결과를 통하여 얻을 수 있는 결론은 계산점의 수가 적을수록 wire의 길이는 짧아지나 field inhomogeneity는 높아진다는 것이다. 즉, Magnet shim을 수행할 경우 계산점을 줄이는 방법으로는 짧은 wire의 길이와 main field homogeneity를 동시에 만족하도록 최적화 하는 것이 거의 불가능함을 의미하는 것이다. 그러나 DSV를 줄였을 경우에 계산점을 줄였을 때에 비해 우수한 결과 값을 얻을 수 있었다. 결론적으로 공간적으로 개방되어 있는 magnet model의 경우 계산점을 줄여 shimming을 진행할 경우 동일한 imaging region의 크기에 대해 더 많은 전류(또는 wire 길이)가 필요하고 field 균일도도 떨어졌으나 작은 ROI를 대상으로 영상을 얻는 경우 유용하게 사용될 수 있다.