Mapping is a useful tool in the magnetic field analysis and design. In some specific research area, such as the nuclear magnetic resonance (NMR) or the magnetic resonance imaging (MRI), it is important to map the magnetic field in the interesting space with high accuracy. In this paper, an indirect mapping method in the center volume of an air-core solenoid is presented, based on the solution of the Laplace's equation for the field. Through the mathematical analysis on the mapping calculation, we know that the condition number of the matrix, generated by the measurement points, can greatly affect the error of mapping result. Two different arrangement methods of the measurement points in field mapping are described in this paper: helical cylindrical line (HCL) method and parallel cylindrical line (PCL) method. According to the condition number, the HCL method is recommended to measure the field components using one probe. As a simple example, we mapped the magnetic fields in a MRI main magnet system. Comparing the results in the different methods, it is feasible and convenient to apply the condition number to reduce the error in the field mapping calculation. Finally, some guidelines were presented for the magnetic field mapping in the center volume of the air-core solenoid.
목적 : 기존의 일반적인 스펙트로미터보다 향상된 성능을 가진 새로운 스펙트로미터를 설계 및 제작하였다. 대상 및 방법 : 초당 10억번의 부동 연산 능력을 갖춘 TMS320C6701 DSP를 이용하여 연속적으로 변하는 복잡한 경사자계파형을 실시간으로 계산하여 출력할 수 있고, 선택 단면을 interactive하게 조절할 수 있는 스펙트로미터를 설계, 제작하였다. 설계된 스펙트로미터는 DSP 기반의 디지털 제어부와 파형을 만들고 변조 및 복조를 수행하는 아날로그부로 구성되어 있다 RF 신호의 변조 및 복조는 디지털 기술을 사용하여 정밀도와 안정성을 높였다. 고속 병렬영상을 위하여 하나의 측정 보드당 4채널까지 측정할 수 있도록 하였고, 고속 DSP를 이용하여 빠른 재구성이 가능하도록 하였다. 결과 : 제작된 스펙트로미터를 1.5 테슬라 전신자기공명영상 시스템에 장착하여 다양한 방법으로 성능을 시험하였다. 디지털 변조/복조 방식에서 요하는 정밀한 위상 제어를 확인할 수 있었고, phase array 코일 영상을 통하여 다중 채널 측정시스템의 성능을 검증할 수 있었다. 개발된 스펙트로미터를 기존의 상품화된 스펙트로미터와 비교해 볼때 보다 정밀한 위상 제어가 가능한 것으로 나타났다. 결론 : Interactive하게 영상의 단면을 선택하고, 실시간 계산에 의한 파형출력은 나선주사 심장영상과 같은 첨단의 영상기법에 요구되는 스펙트로미터의 기능이다 또한 다채널 측정시스템도 병렬영상을 위한 필수적인 기능이다. 본 논문에서는 초당 10억번의 부동소수점 연산이 가능한 TMS320C6701 디지털신호처리기를 사용하여 이러한 기능들을 가진 스펙트로미터를 설계, 제작하였다. 디지털 방식의 변조/복조 기술을 채택하여 정밀한 위상제어가 가능하였다. 개발된 스펙트로미터를 FSE, GE, angiography 등 다양한 영상방법에 적용하여 성능을 확인하였으며, 기존의 제품보다 뛰어난 화질의 영상을 얻을 수 있었다.
The aim of this study was to investigate effects of the number of acquisitions (NEX) on signal-to-noise (SNR) and artifacts in SENSE parallel imaging of magnetic resonance imaging (MRI). 3.0T MR System, 8 Channel sensitivity encoding (SENSE) head coils were used along with an in-vivo phantom. Reference sequence of 3D fast field echo (FFE) was consisted of NEX values of 2, 4, 6, 8, 10 and 12. The T2 turbo spin echo (TSE) sequence used for exams achieved SENSE factors of 1.2, 1.5, 1.8, 2.0, 2.2, 2.5, 2.8, 3.0, 3.2, 3.5, 3.8 and 4.0. Exams were conducted five times for each SENSE factor to measure signal intensity of the object, the posterior phase-encode direction and frequency direction. And SNR was calculated using mean values. SENSE artifacts were identified as background signal intensity in the phase-encoded direction using MRIcro. It was found that SNR increased but SENSE artifacts reduced with NEX of 4, 8 and 12 when the NEX increased in reference scan. It is therefore concluded that image quality can be improved with NEX of 4, 8 and 12 for reference scanning.
목 적 : 정상인 여성을 대상으로 기능적 자기공명영상법(functional magnetic resonance imaging : fMRI)을 이용하여 성적 흥분반응과 관련되는 시각자극과 삼음교(SP6, 三陰交) 경혈자극 의한 대뇌 활성화 영역의 차이점을 밝히고, 나아가서는 성적흥분의 기전을 신경해부학적인 측면에서 규명하고자 하였다. 대상 및 방법 : 성기능이 정상적인 오른손잡이 여자 21명(19$\sim$32세 : 평균 22세)을 대상으로 3.0 Tesla MR scanner를 이용하여 fMRI 영상을 얻었다. 성적 흥분을 유도하기 위한 패러다임은 3분간의 에로틱 비디오 시청과 삼음교(SP6)자침에 의한 자극을 주었으며, 자극 전 후에는 각각 1분간의 휴지기를 두었다. 또한 광명혈(GB37) 후방으로 3 cm 위치에 있는 비경혈점에 자극을 주어 경혈(acupoint)과 비경혈(shampoint) 자침에 의한 대뇌의 활성화 양상을 비교하였다. 기능적 자기공명영상의 획득은 AC-PC line을 기준으로 20개의 횡단면으로부터 총 2,000개의 기초영상을 얻었으며, SPM99 프로그램을 이용하여 평균 활성화 영상을 얻었다. 결 과 : 삼음교 경혈과 비경혈의 침자극에 의한 비교실험에서 경혈은 비경혈에 비하여 대뇌 신피질에서 평균 5배, 변연계에서 2배 높은 활성화도를 보였다. 비경혈 자극시에 간뇌의 HTHL, 기저핵의 GLO, AMYG, 그리고 두정엽의 SMG 등에서는 활성화 신호가 관찰되지 않았다. 성적흥분과 관련된 대뇌의 해부학적인 영역을 시각자극과 삼음교 경혈자극 별로 비교 분석한 결과, 두 자극간의 평균 활성화율(activation ratio)은 신피질과 변연계 모두에서 유의한 차이가 없었다(p < 0.05). 반면 평균 활성화도(activity)는 신피질의 경우에는 두 자극간에 유의한 차이를 보이지 않았으나, 변연계의 경우에는 경혈 자극시에 유의하게 더 높은 활성화도를 보였다(p < 0.05). 결 론 : 기능적 자기공명영상법을 이용하여 성적흥분과 관련된 시각자극과 경혈 침술자극에 의하여 유발된 대뇌 활성화 양상의 차이점과 신경해부학적 기전의 차이점을 규명할 수 있었으며, 이러한 결과를 바탕으로 향후 한방의 경혈, 경락 이론을 과학적인 측면에서 입증할 수 있을 것으로 기대한다.
This paper proposes a new inductance minimization scheme for a gradient system of arbitrarily selected shape. Although it is important to minimize the gradient coil inductance to reduce the current switching time, such minimization has been possible only for cylindrical or parallel biplanar coils. By using small current loops on arbitrarily selected surface as optimization elements, the inductance of the whole circuit can be minimized using the loop's self- and mutual-inductances. Wire positions can be easily derived from the loop current distribution. Preliminary studies for the design of x-directional surface gradient coil show the utility of tile proposed gradient coil design scheme.
시각 장면은 중복적인 정보가 많이 포함되어 있다. 우리의 시각체계는 다양하고 중복적인 정보를 처리하기 위해 뇌 용적을 늘이기보다는 들어오는 외부 정보를 요약한다. 유사한 형태의 다양한 정보가 시각체계에 주어지면 시각체계는 정보의 통계적 특성을 추출해 낸다. 이런 통계적 표상의 대표적 형태가 바로 평균 표상이다. 평균 표상의 한 예로 시각 체계에서 계산해 내는 유사한 여러 크기들의 평균 크기를 들 수 있다. 평균 표상은 빠르고 정확하며 비교적 오랜 시간 지속되는 표상이고 평균 표상의 처리과정 또한 병렬적인 처리과정이다. 하지만 지금까지의 통계 표상에 관한 연구는 행동측정방법에 의한 연구였다. 따라서 본 연구는 기능적 자기 공명 영상 기법을 사용하여 통계 표상에 관한 신경기제를 찾고자 하였다. 사전 연구 결과들에 따르면 특정 자극을 연속하여 제시하였을 때 특정 자극을 담당하는 영역에서 자기 공명 영상 신호가 감소함을 알 수 있다. 본 연구에서는 이 반복 감소 현상을 사용하여 원들의 평균이 동일한 자극을 제시하였을 때 우측 후두 영역에서 유의미하게 자기 공명 영상 신호가 감소하는 것을 발견하였다. 이것은 우측 후두 영역이 시각자극에 대한 평균 표상을 처리하는 영역일 수 있음을 시사한다.
Cochlear implant poses a contraindication to the magnetic resonance imaging(MRI) process, because MRI generates artifacts, inducing an electrical current and causing device magnetization. CT is relatively expensive and the metal electrodes scatter the image. Post-implantation radiological studies using anterior-posterior transorbital, submental-vertex and lateral views, the intracochlear electrodes are not well displayed. Therefore, the authors developed a special view, which we call the cochlear view. The patient is sitting in front of a vertical device. Then the midsagittal plane is adjusted to form an angle of $15^{\circ},\;30^{\circ}$, and $45^{\circ}$ with the film. The flexion of the neck is adjusted to make the infraorbitomeatal line(IOML) is parallel with the transverse axis of the film. The central ray is directed to exit from the skull at point which is 3.0 cm anterior and 2.0 cm superior to the EAM(external auditory meatus). Results have shown that single radiography of the cochlear view provides sufficient information to demonstrate the position of the electrodes array and the depth of insertion in cochlear. Radiography of the cochlear view in angle of $45^{\circ}$ is an excellent image. The cochlear view gives the greatest amount of medical information with the least radiation and lowest medical cost. It can be widely used in all cochlear implant clinics.
PROPELLER 확산강조영상기법이 금속에 의해 발생한 magnetic susceptibility artifact를 제거 할 수 있는지를 알아보고자 하였다. 뇌 MRI를 촬영한 환자 중에서 치아에 금속성 이물질을 가지고 있는 환자 20명을 대상으로 3.0T MR scanner를 이용하여 b value 0, 1000 s/mm2을 기준으로 에코 평면확산강조영상, PROPELLER 확산강조영상과 각각의 ADC map영상을 획득한 후 양쪽 측두엽, 뇌교, 안와등 네 부위에서 발생한 magnetic susceptibility artifact의 발생률을 비교 하였다.에코평면 확산강조영상 기법에서 금속물질이 있는 경우 magnetic susceptibility artifact가 발생되어 진단에 큰 제한점을 두었지만 PROPELLER 확산강조영상기법은 magnetic susceptibility artifact를 감소함으로써 임상적으로 정확한 진단에 도움이 될 것으로 생각된다.
Purpose: This study is to compare the distinct brain activation between implicit and explicit memory retrieval tasks using a non-invasive blood-oxygenation-level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging(fMRI). Materials & Methods: We studied seven right-handed, healthy volunteers aged 21-25 years(mean;22 years) were scanned under a 1.5T Signa Horizon Echospeed MR imager(GE Medical Systems, Milwaukee, U.S.A.). During the implicit and explicit memory retrieval tasks of previously teamed words under the conceptual processing, we acquired fMRI data using gradient-echo EPI with 50ms TE, 3000ms TR, 26cm${\times}$26cm field-of-view, 128${\times}$128 matrix, and ten slices(6mm slice thickness, 1 mm gap) parallel to the AC-PC(anterior commissure and posterior commissure) line. By using the program of statistical parametric mapping(SPM99), functional activation maps were reconstructed and quantified.
목적: 각각 12개와 32개 요소 표면 코일 어레이를 사용한 가속율이 매우 큰 관상동맥 자기 공명 혈관조영술을 병렬 영상 기법에 적용하고 결과를 비교한다. 방법: 5명의 건강한 지원자에 대하여 1.5T 전신 자기공명영상장치에서 각각 12개와 32개 요소 표면 코일 어레이를 사용한 steady state free precession 자기공명 혈관조영술이 수행되었다. 각 지원자의 좌전하방관상동맥과 우관상동맥을 영상하여 데이터를 얻었다. 데이터는 병렬 영상을 위하여 1에서 6에 이르는 감소율로 부분 추출되었다. 양 코일 어레이 각각에 대하여 지형 인자의 평균, 극대, 그리고 인공물정도가 계산되었다. 결과: 모든 감소율에 있어서, 32개 요소 어레이가 12개 요소 어레이에 비하여 지형인자의 평균과 극대, 그리고 인공물정도가 상당히 줄어들었다 (P << 0.1). 지형인자의 평균은 관상동맥의 영상 방향에 민감한 반면, 지형인자 극대치와 인공물정도는 영상 방향에 독립적이었다. 결론: 가속율이 매우 큰 관상동맥 자기공명 혈관조영술의 병렬 영상 적용에 있어 32개 요소 표면 코일 어레이를 사용함은 인공물과 잡음을 상당히 억제시킨다. 32개 요소 표면 코일 어레이를 사용하여 가속율을 증가시키는 것은 공간 해상도를 향상시키거나 3D관상동맥 자기공명 혈관조영술에 있어서 체적 범위를 증가시킬 수 있는 가능성을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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