• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.28-32
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• 2015

Nowadays the magnetic field mapping is widely used in the design and analysis of the NMR/MRI magnet system, and the accuracy of mapping result has become more and more important. There are several factors affecting the accuracy of the mapping such as the mapping method, the precision of the sensor, the position of the measurement points, the calculation accuracy, and so on. In this paper the error due to the misalignment of the measurement points was discussed. The magnetic field in the central volume was mapped using an indirect method in an MRI magnet system and the magnetic field was fitted to a polynomial. Considering the misalignment between the original measurement points and the practical measurement points, there must be some errors in the mapping calculation and we called it positioning error. Several comparisons of the positioning error have been presented through the theoretical estimates and the exact magnetic field values. Finally, the allowable positioning errors were suggested to guarantee the accuracy of the magnetic field mapping within a certain degree for an example case.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.31-35
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• 2015

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.

• 전기학회논문지
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• 제68권3호
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• pp.471-479
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• 2019

This research proposes a indoor magnetic map matching algorithm that improves the position accuracy by employing multiple magnetic sensors and probabilistic candidate weighting function. Since the magnetic field is easily distorted by the surrounding environment, the distorted magnetic field can be used for position mapping, and multiple sensor configuration is useful to improve mapping accuracy. Nevertheless, the position error is likely to increase because the external magnetic disturbances have repeated pattern in indoor environment and several points have similar magnetic field distortion characteristics. Those errors cause large position error, which reduces the accuracy of the position detection. In order to solve this problem, we propose a method to reduce the error using multiple sensors and likelihood boundaries that uses human walking characteristics. Also, to reduce the maximum position error, we propose an algorithm that weights according to their importance. We performed indoor walking tests to evaluate the performance of the algorithm and analyzed the position detection error rate and maximum distance error. From the results we can confirm that the accuracy of position detection is greatly improved.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권1호
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• pp.37-49
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• 2018

Purpose: The effect of global inhomogeneity on quantitative susceptibility mapping (QSM) was investigated. A technique referred to as Simultaneous Unwrapping Phase with Error Recovery from inhomogeneity (SUPER) is suggested as a preprocessing to QSM to remove global field inhomogeneity-induced phase by polynomial fitting. Materials and Methods: The effect of global inhomogeneity on QSM was investigated by numerical simulations. Three types of global inhomogeneity were added to the tissue susceptibility phase, and the root mean square error (RMSE) in the susceptibility map was evaluated. In-vivo QSM imaging with volunteers was carried out for 3.0T and 7.0T MRI systems to demonstrate the efficacy of the proposed method. Results: The SUPER technique removed harmonic and non-harmonic global phases. Previously only the harmonic phase was removed by the background phase removal method. The global phase contained a non-harmonic phase due to various experimental and physiological causes, which degraded a susceptibility map. The RMSE in the susceptibility map increased under the influence of global inhomogeneity; while the error was consistent, irrespective of the global inhomogeneity, if the inhomogeneity was corrected by the SUPER technique. In-vivo QSM imaging with volunteers at 3.0T and 7.0T MRI systems showed better definition in small vascular structures and reduced fluctuation and non-uniformity in the frontal lobes, where field inhomogeneity was more severe. Conclusion: Correcting global inhomogeneity using the SUPER technique is an effective way to obtain an accurate susceptibility map on QSM method. Since the susceptibility variations are small quantities in the brain tissue, correction of the inhomogeneity is an essential element for obtaining an accurate QSM.

• 한국자기학회지
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• 제2권2호
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• pp.163-168
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• 1992

포항 방사광 가속기 저장링용 시제품 2극전자석의 특성측정 및 보정결과에 대하여 기술 하였다. 전자석의 저장특성 측정을 위해 Hall probe mapping 기법과 rotating coil 기법과 rotating coil 기법을 동시에 사용하였다. 자장측정 결과로부터 2극전자석의 요구조건을 만족하도록 자극의 양 쪽 끝 부분을 수정하였다. 보정이 끝난 전자석은 2.0 GeV의 beam energy로 동작시킬 경우(1.058 Tesla) 약 99.7%의 효율을 얻었으며, 4극 이상의 다극 오차성분도 허용오차 범위 미만으로 포항 방사광 가속 기 저장링용 2극 전자석으로 적합함이 판명 되었다.

• 한국측량학회지
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• 제27권2호
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• pp.225-234
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• 2009

실시간 공중 자료획득 시스템은 긴급상황에서 DEM, 정사영상과 같은 공간정보를 실시간으로 생성하기 위해 빠른 자료 수집을 수행하는 시스템이다. 이러한 시스템에서 GPS와 INS는 플랫폼의 위치와 자세정보를 획득 하는데 중요한 역할을 한다. 그러므로 이번 연구에서는 실시간 공중 자료획득 시스템에 장착될 GPS/MEMS IMU 센서의 성능을 평가하였다. 그리고 시뮬레이션 데이터를 통하여 실시간 자료 수집에 더욱 적절한 GPS/INS 통합 알고리즘을 확인하였다. 정지 상태와 이동 상태에서의 GPS/MEMS IMU 센서 성능 평가 결과 각각 3$\sim$4m, 2$\sim$3m의 위치오차를 확인하였다. 또한 자기장 센서를 사용하는 Aerospace 모드에서 더 높은 정밀도의 자세 결과를 확인하였다. EKF와 UKF의 비교에서는 직선 뿐만 아니라 곡선에서도 많은 차이를 보이지 않았다. 하지만 계산 시간에서 EKF가 UKF에 비하여 약 25배 빠르므로 실시간 공중 자료획득 시스템의 GPS/INS 통합 알고리즘에는 EKF가 더욱 적합한 것으로 판단된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제18권4호
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• pp.303-313
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• 2014

목적: 자기공명 영상장치(MRI)의 송신 자기장 정보를 이용한 인체 내 도전율을 측정하는 기술이 최근 제안되었다. 송신 자기장 정보의 노이즈에 따른 도전율의 오차를 측정하고 도전율과 노이즈의 관계를 모델화 하였다. 대상과 방법: 송신 자기장의 분포는 원형 모델에 대해서 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션으로 생성된 송신 자기장의 분포에 가우시안 노이즈를 더해준 후 정량적인 도전율 측정에 어떤 영향을 주는지 공명 주파수, 물체의 크기, 송신 자기장의 신호 대 잡음 비에 대해서 수행하였다. 각 각의 변수에 따른 도전율 대 잡음 비를 측정하여 모델화 하였다. 결과: 시뮬레이션 결과 도전율 측정은 송신 주파수의 크기 오차보다 위상 오차에 더 큰 영향을 받는 것을 보였다. 또한, 송신 자기장의 신호 대 잡음 비, 공명 주파수, 도전율 값, 평균필터의 크기에 따라서 도전율 대 잡음비가 비례하는 경향성을 보였다. 하지만, 물체를 둘러싼 외부 물질의 크기는 도전율 측정에 큰 영향을 주지 않았다. 위의 시뮬레이션 결과는 3T 임상용 MRI에서 원형 모델 팬텀에 대해서 검증되었다. 결론: 시뮬레이션을 통해 얻어진 변수와 도전율 측정의 오차와의 관계를 통해서 정량적인 도전율 측정에서 발생되는 오차를 모델화 할 수 있었다. 또한 제시된 분석 방법을 통하여 자기공명 영상 장치를 이용한 도전율 측정의 필터링 및 재구성 알고리즘의 효과를 검증 할 수 있을 것으로 보인다.