직육면체 프리즘에 대한 중력, 자력, 중력 변화율 텐서 및 자력 변화율 텐서 반응식을 정리하였다. 직교 좌표계에서 직육면체 프리즘에 대한 삼중 적분으로 수직 중력을 유도하고, 직육면체의 축 방향 대칭성을 이용하여 순환 치환으로 두 개의 수평 중력 성분을 유도한다. 벡터 중력을 각 성분 별로 미분하여 중력 변화율 텐서를 유도한다. 포아송(Poisson) 관계식을 이용하면 일정한 방향으로 자화된 벡터 자력은 중력 변화율 텐서로부터 얻어진다. 벡터 자력을 각 방향으로 미분하여 최종적으로 자력 변화율 텐서를 유도하였다.
Most open magnetic resonance imaging systems have used the planar gradient coils whose inductances were minimized through the magnetic energy minimization procedure in the spatial frequency domain. Though the planar gradient coils have smaller inductance than conventional gradient coils, the planar gradient coils often suffer from their poor magnetic field linearity. Scaling the spatial frequencies of the current density function designed by the magnetic energy minimization, magnetic field linearity of the planar gradient coils can be greatly improved with small sacrifice of gradient coil inductance. We have found that the figure of merit of the planar gradient coils, defined by the gradient strength divided by the linearity error and the inductance, can be improved by proposed technique.
이 논문에서는 자력 변화율 텐서를 이용하여 자기 쌍극자의 위치 정보를 파악하는 알고리즘에 대하여 기술하였다. 수직으로 자화된 자기 쌍극자에 의한 자력 변화율 텐서에서 출발하여 자기 쌍극자의 위치 벡터를 유도하였다. 그러나 이 경우 자기 쌍극자의 모멘트에 대한 정보가 주어지지 않았으므로 자기 쌍극자의 위치 벡터가 불완전하게 유도된다. 이를 극복하기 위하여 여러 측정점에서 측정된 자력 변화율 텐서값이 있다고 가정하고 이를 이용하여 자동으로 자기 쌍극자의 위치를 찾아내는 알고리즘을 제안하였다. 시추공에서 자력 변화율 텐서가 측정되었다고 가정한 합성 모델 실험에서 자력 변화율 텐서와 자기 쌍극자 자동 탐지 알고리즘을 이용하여 자기 쌍극자의 위치를 정확하게 찾을 수 있음을 확인하였다.
화산의 화도나 불발탄과 같이 축 대칭을 갖지만 단면의 반지름이 변하는 경우 대칭축에 수직인 얇은 원판들의 반응을 더하여 모델링하는 것이 효율적이다. 이런 모양의 이상체에 대한 자력 및 자력 변화율 텐서 모델링을 위해서는 얇은 원판에 대한 해석해가 필수적이다. 따라서 이 논문에서는 원판형 이상체에 대한 벡터 자력과 자력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 벡터 자력은 중력 변화율 텐서를 자력으로 변환하는 포아송 관계식을 이용하여 원판형 이상체의 기존 중력 변화율 텐서로부터 유도하였다. 자력 변화율 텐서는 직교 좌표계의 미분 관계식을 원통 좌표계로 미분 관계식으로 변환한 후 벡터 자력을 미분하여 유도하였다. 벡터 자력과 자력 변화율 텐서는 원판형 이상체의 축 대칭성을 이용한 립쉬츠-한켈(Lipschitz-Hankel) 적분을 기반으로 구하였다.
In ultra-low field magnetic resonance imaging (ULF-MRI), the strength of a static magnetic field can be comparable to that of gradient field. On that occasion, the gradient field is accompanied by concomitant gradient field, which yields distortion and blurring artifacts on MR images. Here, we focused on the distortion artifact and derived the equations capable of correcting it. Its usefulness was confirmed through the corrections in both simulated and experimental images. This solution will be effective for acquiring more accurate images in low and/or ultra-low magnetic fields.
A new method for optimizing the magnetic field gradient in the exciting coil of electronic anti-fouling (EAF) system is presented based on changing exciting coil size. In the proposed method, two optimization expressions are deduced based on biot-savart law. The optimization expressions, which can describe the distribution of the magnetic field gradient in the coil, are the function of coil radius and coil length. These optimization expressions can be used to obtain an accurate coil size if the magnetic field gradient on a certain point on the coil's axis of symmetry is needed to be the maximum value. Comparing with the experimental results and the computation results using Finite Element Method simulation to the magnetic field gradient on the coil's axis of symmetry, the computation results obtained by the optimization expression in this article can fit the experimental results and the Finite Element Method results very well. This new method can optimize the EAF system's anti-fouling performance based on improving the magnetic field gradient distribution in the exciting coil.
한쪽 방향으로 연장된 이상체를 멀리 떨어져서 관측하면 선형 이상체로 근사가 가능하다. 이런 경우 자력 및 자력 변화율 텐서를 적용하기 위해서는 선형 이상체에 대한 해석해가 필요하다. 따라서 이 논문에서는 선형 이상체에 대한 자력과 자력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 벡터 자력은 기존에 유도한 선형 이상체에 대한 중력 변화율 텐서를 포아송 관계식을 이용하여 벡터 자력으로 변환하여 유도하였다. 자력 변화율 텐서는 벡터 자력를 기준 직교 좌표계의 성분으로 한번 더 미분하여 유도하였다. 시추공에서 얻은 총자력 탐사 자료를 가정하고, 선형 이상체의 길이, 방향, 자력 모멘트를 비선형 역산 방법으로 추정하는 사례를 보여주었다.
이 논문에서는 축 방향 대칭성을 가지는 원통형 이상체에 대한 자력 변화율 텐서의 해석해를 유도하였다. 일정한 방향으로 자화된 원통형 이상체에 대한 3성분 벡터 자력 반응식을 기존 연구에서 이미 유도하였으므로, 이를 직교좌표계에서 각 축 방향으로 미분하여 자력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 원통형 이상체가 가지는 축 방향 대칭성 때문에 벡터 자력 반응식은 원통 좌표계의 변수를 포함한 식으로 표현되어 있으므로 직교 좌표계와 원통 좌표계 사이의 변수 미분 관계를 적용하여 자력 변화율 텐서를 유도하였다.
Though the planar gradient coils, designed by the magnetic energy minimization procedure, have smaller inductance than conventional gradient coils, the planar gradient oils often suffer from their poor magnetic field linearity. Scaling the spatial frequencies of the current density function designed by the magnetic energy minimization procedure, magnetic field linearity of the planar gradient coils can be featly improved with small sacrifice of gradient coil inductance.
Gradient moment nulling techniques require the introduction of an additional gradient on each axis for each order of motion correction to be applied. The additional gradients introduce new constraints on the sequence design and increase the demands on the gradient system. The purpose of this paper is to demonstrate techniques for optimization of gradient echo gradient moment nulling sequences within the constraints of the gradient hardware. Flow compensated pulse sequences were designed and implemented on a clinical magnetic resonance imaging system. The design of the gradient moment nulling sequences requires the solution of a linear system of equations. A Mathematica package was developed that interactively solves the gradient moment nulling problem. The package allows the physicist to specify the desired order of motion compensation and the duration of the gradients in the sequence with different gradient envelopes. The gradient echo sequences with first, second, and third order motion compensation were implemented with minimum echo time. The sequences were optimized to take full advantage of the capabilities of the gradient hardware. The sequences were used to generate images of phantoms and human brains. The optimized sequences were found to have better motion compensation than comparable standard sequences.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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