• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.30-34
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• 2021

Superconducting magnets have paved the way for opening new horizons in designing an electromagnet of a high field magnetic resonance imaging (MRI) device. In the first phase of the superconducting MRI magnet era, low-temperature superconductor (LTS) has played a key role in constructing the main magnet of an MRI device. The highest magnetic resonance (MR) field of 11.7 T was indeed reached using LTS, which is generated by the well-known Iseult project. However, as the limit of current carrying capacity and mechanical robustness under a high field environment is revealed, it is widely believed that commercial LTS wires would be challenging to manufacture a high field (>10 T) MRI magnet. As a result, high-temperature superconductor together with the conducting cooling approach has been spotlighted as a promising alternative to the conventional LTS. In 2020, the Korean government launched a national project to develop an HTS magnet for a high field MRI magnet as an extent of this interest. We have performed a design study of a 7 T 320 mm winding bore HTS MRI magnet, which may be the ultimate goal of this project. Thus, in this paper, design study results are provided. Electromagnetic design and analysis were performed considering the requirements of central magnetic field and spatial field uniformity.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제20권3호
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• pp.141-151
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• 2016

Purpose: Advances of magnetic resonance imaging (MRI), especially that of the Ultra-High Field (UHF) MRI will be reviewed. Materials and Methods: Diffusion MRI data was obtained from a healthy adult young male of age 30 using a 7.0T research MRI scanner (Magnetom, Siemens) with 40 mT/m maximum gradient field. The specific imaging parameters used for the data acquisition were a single shot DW echo planar imaging. Results: Three areas of the imaging experiments are focused on for the study, namely the anatomy, angiography, and tractography. Conclusion: It is envisioned that, in near future, there will be more 7.0T MRIs for brain research and explosive clinical application research will also be developed, for example in the area of connectomics in neuroscience and clinical neurology and neurosurgery.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.61-63
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• 2007

In high field (> 3 T) MR imaging, the magnetic field inhomogeneity in the target object increases due to the nonuniform electro-magnetic characteristics and relatively high Larmor frequency. Especially in the body imaging, the effect causes more serious problems resulting in locally high SAR(Specific Absorption Ratio). In this paper, we propose an optimized parallel-transmission RF coil element structure and show the utility of the coil by FDTD simulations to overcome the unwanted effects. Three types of TX coil elements are tested to maximize the efficiency and their driving patterns(amplitude and phase) optimized to have adequate field homogeneity, proper SAR level, and sufficient field strength. For the proposed coil element of 25 cm ${\times}$ 8 cm loop structure with 12 channels for a 3.0 T body coil, the 73% field non-uniformity without optimization was reduced to about 26% after optimization of driving patterns. The experimental as well as simulation results show the utility of the proposed parallel driving scheme is clinically useful for (ultra) high field MRI.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권1호
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• pp.43-50
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• 2008

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.96-100
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• 2012

정 자장($B_0$)의 세기가 7 T(Tesla) 또는 9.4 T 고자기장 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 시스템은 정 자장의 세기가 1.5 T 또는 3 T MRI(Magnetic Resonance Imaging) 시스템에 비하여 인가된 RF(Radio Frequency) 필드의 높은 불균질성을 보여준다. 다채널(multi-channel) RF 코일에서는 인가된 RF 자장($B_1^+$)의 불균질성을 개선시키기 위해서 각각의 코일 소자(element)에 인가되는 전류의 크기와 위상을 독립적으로 조절할 수 있다. 선택된 관심 영역에서의 RF 자장이 균일하도록 RF 코일의 각 요소로 들어가는 최적화된 전류의 크기와 위상 값을 얻기 위해서 iterative 방법과 함께 convex 최적화 방법이 사용된다. 이러한 방법을 입증하기 위하여 9.4 T MRI 시스템에 RF 코일의 공진 주파수가 400 MHz을 가지는 다채널 전송 선로 코일이 인체 두상 모형과 함께 모델링되었으며, 이 코일에 의하여 자장이 얻어진다. 9.4 T MRI 시스템을 위한 시뮬레이션 결과가 자세히 논의된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.565-573
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• 2021

인체 내 전자기장의 공간 분포는 고 유전율 재료를 사용하여 비교적 간단하게 조정할 수 있다. 이 방법은 다른 방법에 비해 보완적인 성격이 강하지만 특정 응용 분야에서 강력한 유전체 시밍용 도구로 활용될 수 있다. 기하학적으로 자유로운 형상으로 제조 가능하며 시스템의 어떠한 변경 없이 목적에 따라 제작된 패드를 적용할 수 있다. 특히 초 고자장(ultrahigh magnetic field UHF) MRI에서 높은 작동 주파수로 인해 낮은 감도 (low sensitivity)를 갖는 송신 (B1+) 및 수신 (B1-) 필드의 강도를 높이는 데 사용되는 임상목적의 고 유전율 패드는 잠재적 가치가 상당히 클 뿐만 아니라 그 효과가 클 것으로 예상되는 UHF MRI에 적용된 연구가 적기 때문에 이 연구에서는 티탄산 칼슘의 현탁액으로 제조된 고 유전율 패드를 실험실에서 직접 개발하였으며 UHF 7T 자기공명영상 MRI의 다양한 프로토콜에서 임상적으로 유용한 영상의 신호증가를 확인하였다.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2002년도 제7차 학술대회 초록집
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• pp.47-49
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• 2002

At present, the trend of magnetic field strength in MRI system is dramatically changing. In early 70, the only low field (<0.5T) was developed. It was technically difficult to develop the high field system. At that time, people believed that the fine MR imaging could not be obtained in the high field MR system due to the magnetic susceptibility effect. However, 1.5T system was evolved at the end of 80, and used for clinical usage. Thus, it was proved that the signal to noise ratio (SNR) could be greatly contribute to enhance the image quality. And, the results of functional MRI and MR spectroscopy could be improved in the higher field MR system. So, 8T system was eventually developed in Ohio State University Hospital at the end of 90. Therefore, there is no doubt that the system with the ultra high magnetic field strength will be developed near future in 21 century.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.486-488
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• 2008

300 MHz가 넘는 초고자장 MRI에서는 송신 또는 수신 RF Magnetic Field 의 불균일도가 심해져서 이를 개선하기 위한 많은 방법들이 제안되고 있다. 그 중 가장 대표적인 방법은 $4{\sim}32$ 채널의 Transmit Array의 각 채널에 인가되는 전압과 위상을 변화시켜 RF Magnetic Field의 불균일도를 개선하는 방법이다. 본 논문에서는 Transmit Array 내부에서 머리위치의 변화에 따라 RF Magnetic Field ($B_1$ Field) 의 불균일도가 많이 변화하며 이에 따라 RF 송신용 전압과 위상의 Pattern을 새로 최적화 해야 함을 확인하였다. 또한 RF field Mapping을 하기 위해서 Composite RF Sequence를 사용한 Rapid Sequence의 사용과 채널 전압과 위상을 최적화하기 위해서 일반적인 Iterative 방식보다 간편하고 빠른 Target Method를 제안하였다. Driving 패턴의 최적화는 Complex 행렬식을 사용했으며 RF Magnetic Field ($B_1$ Field) 분포는 FDTD 방식으로 계산하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권4호통권316호
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• pp.55-60
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• 2007

3.0 T 이상의 고자장 MRI의 경우 특히 body 영상에서는 전자기파의 특성상 피촬영체 내부의 자장 불균일도가 매우 심하여 부분적으로 SAR(Specific Absorption Ratio)가 인체 허용치 이상으로 높아지는 경우가 있다. 본 연구에서는 3.0 T Body MRI에서 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 병렬전송 고주파 코일 (parallel-transmission radio frequency coil)의 element 구조와 동작 방법을 최적화하고 FDTD 시뮬레이션을 통하여 유용성을 검증토록 하였다. 이를 위해 3가지 형태의 전송 고주파 코일 element에 대하여 여러 가지 parameter를 실험 및 시뮬레이션을 통해 비교하였으며 각각의 element에 독립적으로 공급되는 고주파 펄스는 코일 내부의 피촬영체에 적절한 자장의 크기와 초소의 SAR를 가지면서 자장의 균일도를 향상시키는 방향으로 최적화하였다. 예로 3.0 T Body MRI에서 $25cm{\times}8cm$ 코일 요소를 12 채널로 구성하는 방식의 경우 최적화 이전에는 70% 이상의 자장의 불균일도를 보인 반면 최적화 후에는 26% 이하로 개선시킬 수 있었다. 따라서 본 연구에선 제안된 코일구조는 (초)고자장 MRI에도 유용하게 적용될 것으로 판단된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제29권4호
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• pp.267-271
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• 2008

The RF shimming technique has been used to improve the transmit RF field homogeneity in highfield MRI. In the RF shimming technique, the amplitude and phase of the driving currents in each coil element are optimized to get homogenous flip angle or uniform image intensity. The inductive and capacitive coupling between the coil elements may degrade the RF field homogeneity if not taken into account in the optimization procedure. In this paper, we have analyzed the coupling effects on the RF shimming using a sixteen-element TEM RF coil model operating at 300 MHz. We have found that the coupling effects on the RF shimming can be reduced by putting high dielectric material between the active rung and the shield.