원형무코일로 구성된 MRI용 초전도 자석의 설계와 비교

Abstract

본 논문에서는 초전도 자석의 자장 균일도를 개선하기 위한 방법으로 3가지 형태의 magnet 모델을 제안하고 각각의 자석형태에 대하여 같은 세기의 자장을 (Magnet field strength) 가질 경우에 최소전력 방식으로 최적화된 전류 분포에 해당하는coil wire의 길이, 그리고 해당 조건에서의 자장의 불균일도를 시뮬레이션을 통하여 비교, 분석하였다. 구성된 3가지 magnet type을 동일한 조건 (계산 점의 개수 18개, 20cm DSV)에 대해서 wire길이와 main field inhomogeneity를 비교하였으며, 이러한 시뮬레이션 결과를 통하여 얻을 수 있는 결론은 계산점의 수가 적을수록 wire의 길이는 짧아지나 field inhomogeneity는 높아진다는 것이다. 즉, Magnet shim을 수행할 경우 계산점을 줄이는 방법으로는 짧은 wire의 길이와 main field homogeneity를동시에 만족하도록 최적화 하는 것이 거의 불가능함을 의미하는 것이다. 그러나 DSV를 줄였을 경우에 계산점을 줄였을 때에비해 우수한 결과 값을 얻을 수 있었다. 결론적으로 공간적으로 개방되어 있는 magnet model의 경우 계산점을 줄여shimming을 진행할 경우 동일한 imaging region의 크기에 대해 더 많은 전류(또는 wire 길이)가 필요하고 field 균일도도 떨어졌으나 작은 ROI를 대상으로 영상을 얻는 경우 유용하게 사용될 수 있다.