• 제목/요약/키워드: Phase array coil

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Development of Spectrometer with 1 GFLOPs Digital Signal Processors

  • 김휴정;정민영;김치영;고광혁;이상철;이흥규;안창범
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2001년도 제6차 학술대회 초록집
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    • pp.178-178
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    • 2001
  • 목적: 본 연구에서는 초당 $10^{9}$ 부동점 연산이 가능한 Texas Instrument사의 TMS320C6701 DSP를 이용하여 연속적으로 변하는 경사자계를 real-time으로 계산하여 후, 4 채널의 phase array 코일을 이용하여 영상을 얻은 후 빠른 재구성을 통하여 영상을 확인할 수 있는 spectrometer를 개발하였다. 대상 및 방법: 실시간 구현을 위하여 DSP 보드에 Texas Instruments(Tl)사의 TMS320C6701을 장착하였다. Transmitter, receiver, 그리고 gradient를 담당하는 DSP 보드들과 이들과 연결되어 rf modulation, gradient waveform을 만드는 analog board와 phased array coil을 위한 4 채널까지 측정이 가능한 receiver board로 구성하였다. Gradient 보드의 경우 각 경사자계의 채널(Gx, Gy, Gz)의 sampling points를 real-time으로 각각 계산함으로써 blipped-EPI 뿐만 아니라, 경사자계 파형이 연속적으로 변화하는 spiral-EPI의 실험도 가능하게 하였다.

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Center Array-Sequencing 위상펼침 기법의 MR 온도영상 적용에 관한 기초연구 (Preliminary Study on the MR Temperature Mapping using Center Array-Sequencing Phase Unwrapping Algorithm)

  • ;김태형;천송이;한용희;최기승;이광식;전재량;은충기;문치웅
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제12권2호
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    • pp.131-141
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    • 2008
  • 목적: 물체 내부의 온도를 비침습적으로 측정할 수 있는 양성자 공명 주파수 이동에 의한 MR 온도영상의 재구성에 center array-sequencing 위상펼침(PU) 기법을 적용시켜 그 성능 및 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: MR 온도 영상에 앞서 잡음 수준이 다른 타원형 팬텀들을 컴퓨터 모의 실험으로 제작하고 제안된 PU방 법을 적용시켜 잡음에 대한 성능을 평가하였다. MR 실험은 PU 실험과 이를 이용한 온도분포영상획득 실험으로 구분하여 수행되었다. 1.5T MR 영상장치에서 무릎코일과 $T2^*$ 경사자장에코 펄스열을 이용하여 MR 영상을 얻었다. 물통, 오렌지, 아가젤 등의 팬텀을 실험 대상으로 하였고 자체 제작된 온수펌프 장치로 팬텀의 온도를 조절하였다. T 형 열전쌍 온도측정장치로 팬텀 온도를 측정하고 MR 온도영상 결과와 비교하였다. 획득된 MR영상의 위상분포는 제안된 PU방법으로 위상을 편 후 온도분포 영상을 재구성하였다. 가열 전 후의 온도변화와 MR 영상의 위상변화 관계를 이용하여 아가젤 팬텀 내의 MR온도분포 영상을 구하였다. 결과: 제안된 center array-sequencing PU 알고리즘을 이용하여 여러 팬텀에 대한 MR 위상영상의 접힘 현상을 기존 방법보다 간편하고 빠르게 제거할 수 있었고 이를 이용하여 MR 온도영상을 획득할 수 있었다. 결론: 본 연구는 제안된 center array-sequencing 위상펼침 방법이 잡음에 강하고 처리 속도가 빠를 뿐만 아니라 양성자 공명 주파수 이동의 성질을 이용한 MR 온도 영상 획득에 성공적으로 적용될 수 있음을 보였다.

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위상배열 EMAT의 제작 및 특성 평가 (Fabrication of Phased Array EMAT and Its Characteristics)

  • 안봉영;조승현;김영주;김기복
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.373-379
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    • 2010
  • EMAT는 비접촉식 탐촉자인 동시에 모드 선택성이 우수하여 다양한 분야에 적용되고 있으나 근본적으로 에너지 전환효율이 낮아 신호 대 잡음비의 증가에 한계를 보인다. EMAT에 위상배열 기술을 접목하면 초음파의 집속 효과를 얻을 수 있으므로 낮은 전환효율의 문제를 극복하기 위한 하나의 해결방안이 될 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서는 위상배열 EMAT에 대한 기초연구로 3~4개의 코일로 구성되는 표면파 및 수직횡파 발생용 위상배열 EMAT를 제작하고 각 요소코일에 공급하는 펄스의 지연으로부터 위상배열의 효과를 확인하고 방향특성을 측정하였다. 또한 시험편의 표면에 0.5 mm 깊이의 표면결함과 시험편 내부에 직경 0.5 mm의 측면 드릴 홀을 가공하여 제작된 위상배열 EMAT로 결함 신호를 검출하였으며, 이로부터 제작된 EMAT의 성능을 평가하였다.

1-GFLOPS DSP를 이용한 자기공명영상 스펙트로미터 설계 (Design of MRI Spectrometer Using 1 Giga-FLOPS DSP)

  • 김휴정;고광혁;이상철;정민영;장경섭;이동훈;이흥규;안창범
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제7권1호
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    • pp.12-21
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    • 2003
  • 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.

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삼차원 자기공명영상법의 뇌 구조 영상을 위한 최적화 연구: 센스인자 변화에 따른 신호변화 평가 (Optimizations of 3D MRI Techniques in Brain by Evaluating SENSE Factors)

  • 박명환;이진완;이강원;류창우;장건호
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제13권2호
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    • pp.161-170
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    • 2009
  • 목적 : 평행영상(Parallel imaging)기법의 개발로 긴 촬영시간 때문에 종종 사용되지 못하던 삼차원 영상기법이 최근 들어 환자 병을 진단하는데 새로이 사용되고 있다. 이 연구의 목적은 최근에 뇌 영상에서 개발되어 이용되고 있는 삼차원 자기공명영상을 사람의 뇌에서 짧은 시간 내에 얻을 수 있도록 2차원 평행영상 기법을 사용한 최적화 방법을 연구하는데 있다. 대상 및 방법 : 검사 장비는 3.0T 자기공명영상장치를 이용하였으며 8-채널 SENSE(sensitivity encoding) 머리 코일을 이용하였다. 팬텀 및 3명의 사람 머리에서 영상을 얻었다. 세 가지의 삼차원 영상법인 3D T1WI, 3D T2WI 및 3D FLAIR 영상 방법에 대하여 평행인자(SENSE factor)의 변화에 따른 팬텀 영상을 얻었다. 각각의 영상법에서 영상획득에 적당한 SENSE 인자를 찾기 위해 Phase encoding 방향과 Slice encoding 방향을 조합한 SENSE 인자를 변화시키면서 영상을 얻었다. 영상분석을 위하여 특정영역(ROI)를 설정한 후에 신호대 잡음비 (Signal-to-noise ratio, SNR), 감소분율(Percent Signal Reduction Rate, %R), 대조도(contrast-to-noise ratio, CNR)를 계산하였다. 결과 : 팬텀을 이용한 SENSE 인자 변화에 따른 SNR 및 %R 값의 변화 결과 3D T1WI 방법에서 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 총 3인 경우 약 0.2%의 신호 감소가 나타났고 영상시간은 5분 이내였다. 3D T2WI 방법의 경우 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 총 3인 경우에 약 1.0% 신호 감소가 나타났고 영상 시간은 약 5분 이내였다. 3D FLAIR 방법의 경우 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 4를 사용한 경우에 약 0.2% 신호 감소가 나타났고 영상시간은 약 6분이었다. 사람을 대상으로 할 경우 3D T1W 및 3D T2W영상에서 SNR 및 CNR은 SENSE 인자를 3으로 한 경우에서 SENSE 인자를 4로 한 경우 보다 높게 나타났다. 3D FALIR 영상의 경우 CNR은 SENSE 4에서는 SENSE 3에 비하여 낮았다. 결론 : 본 연구에서는 3가지 3차원 영상법을 실제 임상적용이 가능한 시간 영역에서 SENSE 인자를 변화 시키면서 치적의 영상을 얻도록 하는 연구를 실시한 결과 SNR 감소를 최소화 하면서 영상획득 시간을 약 5분에서 6분 정도 소요되는 2차원 SENSE 인자를 찾았다. 이를 뇌 영상에 적용하였을 경우 SENSE 인자를 적용하지 않은 경우와 비교하면 신호 감소는 최소화 하면서 영상의 질은 큰 영향을 주지 않은 것으로 나타났다. 3D T1W및 3D T2W는 SENSE 인자를 3으로 3D FLAIR인자는 SENSE 인자를 4로 하는 것이 환자를 대상으로 한 뇌 영상에 적합하다고 생각된다. 앞으로는 이들 영상법이 뇌 영상뿐만 아니라 다른 영역의 영상에 적용을 위한 최적화가 필요하다고 생각된다.

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Analysis of Image Distortion on Magnetic Resonance Diffusion Weighted Imaging

  • Cho, Ah Rang;Lee, Hae Kag;Yoo, Heung Joon;Park, Cheol-Soo
    • Journal of Magnetics
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    • 제20권4호
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    • pp.381-386
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    • 2015
  • The purpose of this study is to improve diagnostic efficiency of clinical study by setting up guidelines for more precise examination with a comparative analysis of signal intensity and image distortion depending on the location of X axial of object when performing magnetic resonance diffusion weighted imaging (MR DWI) examination. We arranged the self-produced phantom with a 45 mm of interval from the core of 44 regent bottles that have a 16 mm of external diameter and 55 mm of height, and were placed in 4 rows and 11 columns in an acrylic box. We also filled up water and margarine to portrait the fat. We used 3T Skyra and 18 Channel Body array coil. We also obtained the coronal image with the direction of RL (right to left) by using scan slice thinkness 3 mm, slice gap: 0mm, field of view (FOV): $450{\times}450mm^2$, repetition time (TR): 5000 ms, echo time (TE): 73/118 ms, Matrix: $126{\times}126$, slice number: 15, scan time: 9 min 45sec, number of excitations (NEX): 3, phase encoding as a diffusion-weighted imaging parameter. In order to scan, we set b-value to $0s/mm^2$, $400s/mm^2$, and $1,400s/mm^2$, and obtained T2 fat saturation image. Then we did a comparative analysis on the differences between image distortion and signal intensity depending on the location of X axial based on iso-center of patient's table. We used "Image J" as a comparative analysis programme, and used SPSS v18.0 as a statistic programme. There was not much difference between image distortion and signal intensity on fat and water from T2 fat saturation image. But, the average value depends on the location of X axial was statistically significant (p < 0.05). From DWI image, when b-value was 0 and 400, there was no significant difference up to $2^{nd}$ columns right to left from the core of patient's table, however, there was a decline in signal intensity and image distortion from the $3^{rd}$ columns and they started to decrease rapidly at the $4^{th}$ columns. When b-value was 1,400, there was not much difference between the $1^{st}$ row right to left from the core of patient's table, however, image distortion started to appear from the $2^{nd}$ columns with no change in signal intensity, the signal was getting decreased from the $3^{rd}$ columns, and both signal intensity and image distortion started to get decreased rapidly. At this moment, the reagent bottles from outside out of 11 reagent bottles were not verified from the image, and only 9 reagent bottles were verified. However, it was not possible to verify anything from the $5^{th}$ columns. But, the average value depends on the location of X axial was statistically significant. On T2 FS image, there was a significant decline in image distortion and signal intensity over 180mm from the core of patient's table. On diffusion-weighted image, there was a significant decline in image distortion and signal intensity over 90 mm, and they became unverifiable over 180 mm. Therefore, we should make an image that has a diagnostic value from examinations that are hard to locate patient's position.