자기장 균일성(균질성)은 자기장 균일성이라고도 하며, 특정 부피 한계 내에서 자기장의 동일성, 즉 단위 면적을 가로지르는 자기장 선이 동일한지 여부를 나타냅니다. 여기서 비체적은 일반적으로 구형 공간입니다. 자기장 균일성의 단위는 ppm(part per million)이며, 특정 공간에서 자기장의 최대 자기장 세기와 최소 자기장 세기의 차이를 평균 자기장 세기로 나눈 값에 백만을 곱한 값입니다.
MRI는 높은 수준의 자기장 균일성을 필요로 하며, 이는 영상 범위에서 영상의 공간 분해능과 신호 대 잡음비를 결정합니다. 자기장의 균일성이 낮으면 영상이 흐릿하고 왜곡됩니다. 자기장 균일성은 자석 자체의 설계와 외부 환경에 의해 결정됩니다. 자석의 영상 영역이 클수록 자기장 균일성은 낮아질 수 있습니다. 자기장의 안정성은 시간에 따른 자기장 강도의 드리프트 정도를 측정하는 지표입니다. 영상 시퀀스 기간 동안 자기장 강도의 드리프트는 반복적으로 측정된 에코 신호의 위상에 영향을 미쳐 영상 왜곡과 신호 대 잡음비 감소를 초래합니다. 자기장의 안정성은 자석의 종류와 설계 품질과 밀접한 관련이 있습니다.
자기장 균일성 표준의 규정은 측정 공간의 크기와 형상과 관련이 있으며, 일반적으로 특정 직경과 자석의 중심을 가진 구형 공간을 측정 범위로 사용합니다. 일반적으로 자기장 균일성의 표현은 특정 측정 공간의 경우 주어진 공간에서의 자기장 강도의 변화 범위(ppm 값), 즉 주 자기장 강도의 백만분의 1(ppm)을 편차 단위로 정량적으로 표현하며, 일반적으로 이 편차 단위를 ppm이라고 하며 절대값 표현이라고 합니다. 예를 들어, 스캐닝 체크 애퍼처 실린더 전체 내의 자기장의 균일성은 5ppm입니다. 자석 중심과 동심원인 40cm 및 50cm의 구형 공간에서의 자기장 균일성은 각각 1ppm 및 2ppm입니다. 또한 다음과 같이 표현할 수 있습니다. 시험편 면적의 각 세제곱 센티미터의 세제곱 공간에서의 자기장의 균일성은 0.01ppm입니다. 어떤 표준이든 측정구의 크기가 동일하다는 전제 하에, ppm 값이 작을수록 자기장 균일성이 더 좋다는 것을 나타냅니다.
1.5-tMRI 장치의 경우, 편차 1단위(1ppm)로 표현되는 자기장 강도의 드리프트 변동은 1.5×10-6T입니다. 즉, 1.5T 시스템에서 1ppm의 자기장 균일도는 1.5T 자기장 강도의 배경에 기초하여 주 자기장이 1.5×10-6T(0.0015mT)의 드리프트 변동을 갖는다는 것을 의미합니다. 분명히, 서로 다른 자기장 강도를 갖는 MRI 장비에서 각 편차 단위 또는 ppm으로 표현되는 자기장 강도의 변화는 다르며, 이 관점에서 볼 때, 낮은 자기장 시스템은 자기장 균일성에 대한 요구 사항이 낮을 수 있습니다(표 3-1 참조). 이러한 규정을 통해 사람들은 균일성 표준을 사용하여 서로 다른 자기장 강도를 갖는 시스템 또는 동일한 자기장 강도를 갖는 서로 다른 시스템을 쉽게 비교하여 자석의 성능을 객관적으로 평가할 수 있습니다.
자기장 균일도를 실제로 측정하기 전에 자석의 중심을 정확히 결정한 후, 자기장 세기 측정기(가우스 미터) 프로브를 일정 반경의 공간 구에 배치하고, 각 지점의 자기장 세기를 측정(24면법, 12면법)한 후, 마지막으로 데이터를 처리하여 전체 체적 내의 자기장 균일도를 계산합니다.
자기장의 균일성은 주변 환경에 따라 달라집니다. 자석이 공장 출고 전에 특정 기준(공장 보증 값)에 도달했더라도 설치 후에는 자기(자체) 차폐, RF 차폐(문과 창문), 도파관(튜브), 자석과 지지대 사이의 철 구조물, 장식 장식재, 조명 기구, 환기 파이프, 소화 파이프, 비상 배기 팬, 건물 위아래층 옆 이동 장비(자동차, 엘리베이터 포함)와 같은 환경 요인의 영향으로 균일성이 달라집니다. 따라서 균일성이 자기공명영상의 요구 사항을 충족하는지 여부는 최종 승인 시 실제 측정 결과를 기반으로 해야 합니다. 공장이나 병원에서 자기공명장치 제조업체의 설치 엔지니어가 수행하는 초전도 코일의 수동 필드 레벨링 및 능동 필드 레벨링은 자기장의 균일성을 개선하는 핵심 조치입니다.
MRI 장비는 스캐닝 과정에서 수집된 신호의 공간적 위치를 파악하기 위해 주 자기장 B0를 기준으로 연속적이고 증가하는 변화를 갖는 경사 자기장 △B를 중첩해야 합니다. 단일 복셀에 중첩된 경사 자기장 △B는 주 자기장 B0에 의해 발생하는 자기장 편차 또는 드리프트 변동보다 커야 할 것으로 예상됩니다. 그렇지 않으면 위의 공간적 위치 신호가 변경되거나 심지어 소멸되어 아티팩트가 발생하고 영상 품질이 저하됩니다.
주 자기장 B0에 의해 생성되는 자기장의 편차와 드리프트 변동이 클수록 자기장의 균일성은 떨어지고 영상 품질이 저하되며, 이는 지질 압축 순서(인체 내 수분과 지방의 공명 주파수 차이는 200Hz에 불과함) 및 자기공명분광법(MRS) 검사의 성공 여부와 더욱 직접적인 관련이 있습니다. 따라서 자기장 균일성은 MRI 장비의 성능을 측정하는 핵심 지표 중 하나입니다.
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게시 시간: 2024년 3월 28일
