MRI 이론

목차

1. MR의 특징
2. 자전과 자기 모멘트
3. 전자스핀 양자수
4. 원자핵의 공간 양자화

본문내용

rd disk에 보관된 Raw data는 Image Processor에 서 영상으로 만들어져 영상보관용 Hard disk에 저장되고 모니터에 Display된 다. 이러한 모든 과정은 Main Computer에 의해 Control되며 각 장치의 동작 과정이나 Error등을 감시 한다.
▶ Hard disk에 저장된 영상은 필요에 따라 Image Processor를 통해 Zoom, Scroll, Mirror, Roam, 또는 3차원 영상구성등의 조작을 할 수 있으며 Hard disk의 용량이 모자라면 Optical Disk나 Magnetic tape등에 보관을 한다.
▶ 영상 data는 Interface 장치를 통해 Laser Camera로 전송되어 Flim으로 만들 어진다.
3.4.2. Sub-Computer
▶ 여러개의 Sub-Computer는 촬영에 필요한 RF와 Gradient Pulse를 만들어 내 며 Coil을 Tuning시키고 T/R Switch의 동작과 Pre-Amp의 증폭율을 조정한 다. 또한 RF-Amp의 증폭율을 조정하여 RF-Pulse의 크기가 90°, 180°등이 되도록 조정을 한다.
▶ 환자에게 인가할 수 있는 RF에너지의 크기는 SAR(Specific Absorption Rate)에 의해 제한된다. 단위시간당 환자에게 인가되는 RF 에너지의 양을 감시하여 안전값을 넘으면 즉각 촬영을 중지하고 Main Computer에게 보고된다.
▶ RF-Amp와 Gradient Amp의 이상은 Sub Computer에 의해 감시되며 즉각 Main Computer로 보고된다.
3.5. 주변장치
3.5.1. RF Shield Room
▶ 환자로부터의 MRI신호는 미약한 전파와 같아서 일반 방송용 전파를 차단하 지 않으면 양호한 영상을 얻을 수 없다. 따라서 Magnet를 포함한 촬영실은 외부의 전자파를 차단하는 전자파 차단용 차폐실(RF Shield Room)내에 놓이 게 된다.
▶ 촬영 주파수(1Tesla에서는 42MHz, 1.5Tesls에서는 63MHz)에서 외부의 전자 파 감쇄율은 90dB 이상이 필요하다. 이 Shield Room에 문제가 있어서 촬영 주파수 근처의 외부 전파가 RF Coil에 검출되면 영상에서는 Phase Encodig 방향으로 Line이 되어 나타난다.
▶ RF Shield Room 내의 촬영실로 들어오고 나가는 모든 Cable도 고주파 신호 를 차단하는 고주파 신호 감쇄기를 거치게 된다.
3.5.2. 항온항습기
▶ Computer실의 온도와 습도는 항상 일정하게 유지되어야 하므로 항온항습용 Aircon이 필요하다. 일반적으로 온도는 22℃±2℃정도, 습도는 50%～60% 정 도로 유지한다.
▶ Aircon을 밤사이 꺼놓고 아침에 키게되면, 실내온도가 급격히 변화하게 된다. 이러한 급격한 온도변화는 실내습기의 결로현상을 일으켜서 Computer에 나 쁜 영향을 끼치게 된다. 그래서 Aircon은 24시간 켜놓는 것이 좋다.
▶ 습도가 높으면 각종 전자부품의 수명을 단축하고 고압회로에선 누설전류로 인해 고장의 원인이 되며, 습도가 너무 낮으면 정전기 방전등으로 부품의 파 손 우려가 있으므로 적정습도를 유지해야 한다.
▶ LHe의 주입시에는 헬륨가스가 누출되어 촬영실 내부에 산소량이 부족할 수 도 있으므로 내부공기와 외부공기를 순환할 수 있는 환기장치를 Aircon에 부 가시키는 것이 좋다.
3.5.3. 냉각수 공급장치
▶ 초전도 마그네트를 사용하는 MRI장비는 초전도 상태를 계속적으로 유지하기 위해서는 LHe이 필요하며 이의 가격이 리터당 약 1만원이상의 고가이므로 이의 소모를 줄이기 위해서는 극저온 냉동기(refrigerator)를 사용하는데 이 냉동기의 응축기(Compressor)에 외부에서 냉각수를 별도로 공급한다.
▶ 또한 Gradient Power Amp와 Gradient Coil에는 고전류가 흐르게되며 이로인 해 많은 열이 발생하게 되는데 이 열을 식히기 위해 장비에 따라 공기로 식 히는 것과 물로 식히는 두가지 방법이 있는데 물로 식히는 경우 냉각수 공급 장치를 사용하게 된다.
▶ 수냉각장치가 실외에 위치하였을 경우에는 동절기 동파방지를 위한 제반조치 로 부동액을 일정량을 사용하되 사용량은 지역에 따라 다르나 서울의 경우 약 30% 정도로 한다.
▶ 실내에 설치 할 경우에는 운영도중 물이 넘치는 경우가 생겨 MRI장비에 직 접적인 피해를 입힐 수도 있으므로 물넘침 센서를 이중으로 설치하여 물넘침 발생시 입입 밸브를 자동적으로 차단시키고 경고음을 내도록하여 지급 수리 되도록 해야한다.
▶ 냉각수 공급장치의 효과적인 성능을 위해 냉각수속에 있는 이물질들을 제거 하는 Water Filter가 필요하며 이는 주기적으로 교체하여 일정한 수량이 유 지되도록 하여야 하고 교체 시기는 병원의 급수 수질에 따라 달라 질수 있으 나 약 2주에 한 번씩 교체 하도록 한다.
▶ Water Pipe의 경우 외기온도와의 차이로 인한 결로 현상이 발생 할 수 있으 므로 단열재를 사용하여 보온처리를 해야 한다.
3.5.4. 전원공급장치
▶ MRI장비는 정밀전자 장비들로 구성되어 있으므로 안정된 전원이 공급되어야 한다.
▶ 이를 위해 UPS(Unintruptable power supply : 무정전 전원공급장치) 또는 AVR (Automatic Voltage Regulator : 자동전압조정기) 등을 사용한다.
▶ UPS를 사용할 경우에는 갑작스런 정전 발생시 Back up 밧데리로 일정시간 장비를 가동시킬 수 있으므로 촬영중 발생될 수 있는 사고를 막을 수 있다.
이때 밧데리의 Back Up시간은 10분, 20분, 30분등으로 구매시 선택 할 수 있 으며 UPS의 가격이 Kw당 약100만원 상당으로 비싼점이 단점이다.
▶ AVR의 경우 입력전압의 변화에 관계없이 일정전압을 MRI장비에 공급하여 전원 변동으로 인한 장비의 고장을 최소화할수 있으며 일반적으로 출력전압 의 변동은 ±2% 이내이나 순간적인 전압변동 및 Spike와 Surge등은 그대로 출력으로 전달한다. 이 경우 Power Conditioner를 사용하면 이러한 문제들 을 해결할 수 있다.

키워드

MRI 이론,   자전과 자기 모멘트,   전자스핀 양자수