In the presence of an electrically conducting medical lead, radio frequency (RF) coils in magnetic resonance imaging (MRI) systems may concentrate the RF energy and cause tissue heating near the lead. A novel design for a medical lead to reduce this heating by introducing pins in the lead is presented. Peak 10 g specific absorption rate (SAR) in heart tissue, an indicator of heating, was calculated and compared for both conventional (Medtronic) lead design and our proposed design. Remcom XFdtd software was used to calculate the peak SAR distribution in a realistic model of the human body. The model contained a medical lead that was exposed to RF magnetic fields at 64 MHz (1.5 T), 128 MHz (3 T) and 300 MHz (7 T) using a model of an MR birdcage body coil. The proposed design of adding pins to the medical lead can significantly reduce the heating from different MRI systems.
플라즈마 공정에서의 생산률이 플라즈마의 밀도에 비례한다는 많은 연구가 이루어진 후, 초대면적 고밀도 플라즈마 소스의 개발은 플라즈마 소스 개발에서 중요한 부분을 차지하기 시작하였다. 이로 인해, 전자 공명 플라즈마, 유도 결합 플라즈마와 헬리콘 플라즈마 등 새로운 고밀도 플라즈마 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근에는 고밀도 플라즈마 개발과 더불어, 대면적 플라즈마 소스의 개발이 플라즈마 공정 기술의 중요한 이슈가 되고 있는데, 이는 450 mm 이상의 반도체, 2 m${\times}$2 m 이상의 8세대 평판 디스플레이와 1 m${\times}$1 m 태양광 전지 생산 공정에서 플라즈마의 기술이 요구되고 있기 때문이다. 대면적 공정영역의 이러한 경향은 균일한 대면적 고밀도 플라즈마 개발을 촉진시켜왔다. 밀도가 낮은 축전 결합 플라즈마를 제외한, 대면적 공정에 적합한 고밀도 플라즈마원으로 유도 결합 플라즈마와 헬리콘 플라즈마를 선택한 후, 병렬연결 시의 특성을 알기 위하여 ICP와 헬리콘의 단일 튜브와 다수 튜브의 플라즈마 내부, 외부 변수를 측정하여 조사하였다. 두 가지 플라즈마 소스의 비교 실험을 위하여, 자기장을 제외한 모든 조건을 동등하게 한 후 실험을 하였다. 단일 헬리콘 실험을 바탕으로, 대면적 실험에 가장 적합한 자기장의 세기, 자석의 위치 및 튜브의 치수를 정한 후, fractal 구조를 위한 16개 다수 방전을 ICP와 헬리콘을 비교하였다. 병렬연결 시, RF 플라즈마에서는 같은 전압을 가져도, 안테나 디자인을 고려하지 않으면 모든 튜브의 방전이 이루어 지지 않았다. 이를 컴퓨터 모의 전사를 통해 확인하고, 가장 최적화된 안테나를 설계하여 실험을 하였다. ICP에서는 모든 튜브가 방전에 성공한 반면, 헬리콘 플라즈마는 ICP에 10배에 달하는 높은 밀도를 냈으나, 오직 4개 튜브만이 켜지고 안정적으로 방전이 이루어 지지 않았다. ICP의 경우, RF 전송선의 디자인을 통해 파워의 균등 분배가 가능하지만, 헬리콘의 경우 자기장을 추가해서 고려해야 되는 것을 확인하였다. 모든 튜브에 비슷한 자기장을 형성하기 위해서는 자석의 크기가 커지는 문제점이 있으나, 매우 낮은 압력에서 방전이 가능하고, 같은 압력에서 ICP에 비해 10배 이상 달하는 장점이 있다. 실험 결과를 바탕으로, ICP와 헬리콘 플라즈마의 다수 방전에 대한 분류를 하였고, 바로 현장에 투입이 가능한 소스로 판단된다.
Endovaginal and endorectal receiver only surface coil were designed for MR imaging(MRI) and $^1H$ MR spectroscopy(MRS) for the uterine cervix and the prostate. The shape of endovaginal coil wire was rectangular with round comer. The shape of endorectal coil wire was long elliptic shape during insertion and circular shape after insertion. Conventional spin echo and fast spin echo sequences were used as T1 and T2 weighted imaging sequences, respectively. 3D volume localized in vivo $^1H$ MR spectroscopy of the human cervix and prostate was performed using PRESS or STEAM localization method. Using home-built endvaginal and endorectal coils, excellent T1 and T2 images were obtained to visualize early cervical and prostate tumors. 3D volume localized in vivo $^1H$ MRS was useful to differentiate the cancerous tissue from the normal tissue.
질병을 진단하기 위하여 환부를 가시화하는 것은 매우 중요하다. 많은 경우 환부의 형태학적 변화를 동반하기 때문이다. 혈관에서의 이러한 형태학적 특성을 가시화하는 기법을 혈관 조영기법 이라 한다. 혈관조영기법은 TOF 기법과 위상대조도 기법, 조영제 증강 기법이 있다. 본 논문에서는 혈관 조영기법에 대한 각각의 원리와 관련된 시퀸스 및 특성에 대하여 소개하고 촬영을 통한 데이터 획득후의 데이터 후처리의 과정을 기술하였으며 인체에 응용의 최근 사례들을 소개하였다.
Bridcage RF coil is one of the most widely used RF coils in MRI. In order to use birdcage RF coils in open MRI systems, an open tructured birdcage RF coil has been investigated. By opening the ring structure of an original birdcage RF coil and driving the coil at two opening ends, the original birdcage RF coil can be modified to an open structured coil. In order to improve magnetic field uniformity of the open birdcage RF coil, driving voltage phases at the two opening ends can be controlled to be in-phase or out-of-phase each other. Operating frequency of the open birdcage RF coil has been theoretically derived, and the theoretical derivation has been verified by experiments.
단위용적기법(Single-Voxel Technique) 및 다용적기법(Multi-Voxel Technique)으로 얻어진 수소원자핵 자기공명분광(Proton Magnetic Resonance Spectroscopy : 1H-MRS) 데이터를 고가의 특정 workstation이 아닌 일반 PC에서 처리${\cdot}$분석 할 수 있는 GUI(Graphical User Interface) 기반의 분광분석용 소프트웨어(S/W)를 개발하고 MRS 임상 데이터로 기초적인 시험을 하였다. 단위용적기법의 MRS 경우에는 시간 영역의 측정신호와 주파수 영역의 분광정보를 한 화면에 동시에 표시할 수 있게 하였고 필요에 따라 위상보정, 필터링(filtering), 퓨리에변환 등으로 후처리 한 후 생체 대사물질(metabolite) 별 MRS 피크 면적 비를 계산하여 정성분석을 하였다. 다용적기법의 MRS에서는 측정된 신호의 재배열 및 3차원 FFT로 분광영상(spectroscopic image)을 재구성하고 이를 T1-강조 또는 T2-강조 영상 위에 중첩시켜 해부학적 정보와 함께 표시할 수 있도록 하였다. 또한 생체에서 대사물질에 해당하는 분광정보의 각 피크의 분포도(metabolite image)를 만들고 해부학적 영상과 중첩시켰다. 병원에 설치되어있는 MR 장치에서 정상인과 뇌에 이상이 있는 환자를 대상으로 얻은 MR 분광 데이터를 처리·분석한 결과 사용자의 편의성이 높을 뿐만 아니라 신뢰성이 우수하여 임상적 활용도가 높을 것으로 기대된다.
자기공명확산텐서영상(diffusion tensor magnetic resonance image, DT-MRI)으로부터 얻어진 확산텐서는 잡음에 민감하므로 주 고유벡터(principle eigenvector, PEV)의 필드에도 잡음이 포함되기 쉽다. 신경다발영상은 잡음에 매우 민감한 PEV로부터 얻어지기 때문에 실제 신경다발의 방향과 다를 수 있다. 따라서 잡음을 제거하기 위한 정규화(regularization) 과정이 필요하다. 본 연구에서는 고유값과 고유벡터를 정규화 하기 위한 방법으로 Dyadic Sorting(DS) 방법을 사용하였고 이를 구현하기 위한 알고리듬을 제시하였다. DS 방법은 $3\times3$ 화소에서의 고유값-고유벡터 쌍의 오버랩 정도를 측정할 수 있는 Intervoxel overlap function을 이용하여 고유값, 고유벡터를 재배열하는 방법이다. 본 연구에서는 이 방법을 3차원으로 적용하여 주 고유 벡터가 $45^{\circ}$인 합성영상과 임상데이터에 적용하였고, 그 결과 임상데이터의 피질척수로에 적용한 경우 제안한 DS 방법이 중간값 필터 방법에 비하여 AAE, AFA가 각각 79.97%~83.64%, 85.62%~87.76% 우수함을 보였다.
분광학적 분리인자 $g_{ij}$와 영자기장 갈라지기 상수 값 $B_k^q$ 값을 유효 스핀 하밀토니안에 사용하여, $PbWO_4$ : Gd 단결정 내의 정방정계 대칭성 자리에 위치하고 있는 $Gd^{3+}$ 상자성 불순물 이온(유효전자 스핀 S = 7/2)의 바닥상태에서의 에너지 준위를 계산하였다. 외부 자기장이 영일 경우의 $Gd^{3+}$ 이온의 영자기장 갈라지기 값은 $PbWO_4$ : Gd 단결정의 방향에 관계없이 모두 같았고, 이때 ${\mid{\pm}7/2}$ > ${\leftrightarrow}{\mid{\pm}5/2}$ >, ${\mid{\pm}5/2}$ > ${\leftrightarrow}{\mid{\pm}3/2}$ >, ${\mid{\pm}3/2}$ > ${\leftrightarrow}{\mid{\pm}1/2}$ > 전이 사이에서 계산된 에너지 간격은 각각, 6.9574 GHz, 6.9219 GHz, 15.8704 GHz이다. 결정학적 축에 대하여 외부 자기장을 가하는 방향에 따라서 서로 다른 에너지 준위 값을 나타내었다. 이중 외부자기장이 결정학적 주축 a- 및 c-축에 나란할 경우에 에너지 준위를 계산하여 논의하였다.
본 연구에서는 Mn을 첨가시킨 $LiNbO_3$ 단 결정을 기술하는 스핀 해밀토니언으로 계의 고유치를 구하고, 이를 이용하여 자기 감수성을 온도 의존성으로 조사하였다. 선형응답이론에 기초한 Argyres-Sigel의 투영연산자 방법을 이용하여 계의 자체 에너지함수를 유효한 항까지 계산하였다. 초 미세구조 효과를 고려한 온도 의존성의 역 자기 감수성은 온도의 증가에 따라 그 효과가 더욱 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 자체에너지 함수의 실수 부분인 선 너비는 온도의 증가에 따라 감소하는데 이는 온도의 증가로 인해 $Nb^{5+}$와 $Li^+$ 이온들이 산소 층과 다른 인접한 산소 층 쪽으로 이동하기 때문인 것으로 보인다.
고주파 대역에서 전자기적 특성이 안정적으로 유지되는 Ni-Zn 페라이트를 제조하기 위해 Ni$_{0.8}$Zn$_{0.2}$Fe$_2$O$_4$를 기본조성으로 Bi$_2$O$_3$와 CaO를 첨가하였다. Bi$_2$O$_3$의 첨가량이 0.3 wt%까지는 손실이 증가하였고 그 이상의 첨가량에서는 감소하였으며, 투자율은 Bi$_2$O$_3$ 첨가량이 증가할수록 증가하였다. Bi$_2$O$_3$와 CaO는 고용체를 형성하여 입계에 편석 됨으로서 비저항층을 형성하여 각각 0.7 wt%, CaO 0.3 wt% 첨가할 경우 가장 낮은 손실과 높은 공명주파수를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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