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자기공명 분광장치(Magnetic Resonance spectrometer ; MR) 및 자기공명 영상장치(Magnetic Resonance Imaging ; MRI)의 자기장 균일도 개선을 위한 액티브 쉬밍 시스템에 있어서, MR이나 MRI의 초전도 자석 내외부의 공간에 삽입되는 액티브 심코일; 상기 액티브 심코일에 전류를 공급하는 전류공급부; 상기 전류공급부를 통하여 상기 액티브 심코일에 인가된 전류에 의해 상기 MR이나 상기 MRI로부터 발생되는 자기공명(MR 또는 MRI) 신호를 검출하는 신호검출부; 및 상기 전류공급부를 통하여 상기 액티브 심코일에 인가되는 전류값을 제어하고 상기 액티브 쉬밍 시스템에 의해 수행되는 액티브 쉬밍 과정의 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는, 상기 액티브 심코일에 형성된 채널 수만큼 최적화 변수를 설정하고, 각각의 최적화 변수에 대하여 임의의 값을 설정하여 복수의 초기해 그룹(population)을 설정하는 초기해 그룹 설정단계; 상기 초기해 그룹 설정단계에서 설정된 각각의 초기해 그룹의 해들에 대응하는 자기공명(MR 또는 MRI) 신호를 각각 검출하는 신호검출단계; 상기 신호검출단계를 통해 검출된 자기공명 신호에 스펙트럼 분석을 행하여 선폭을 산출하는 것에 의해 각각의 해들에 대한 적합도를 나타내는 목적함수(object function)를 도출하는 목적함수 도출단계; 상기 목적함수 도출단계에서 도출된 적합도(선폭)에 근거하여 각각의 해집합의 순위를 결정하고, 각각의 해집합들을 순위에 따라 정렬하는 순위선정단계; 상기 순위선정단계에서 순위별로 정렬된 해집합들 중 일정 순위 이내의 상위 해집합들에 유전 알고리즘 기법을 적용하여 다음 세대의 해집합을 새로 구성하는 해집합 재구성단계; 및 상기 해집합 재구성단계에서 생성된 다음 세대의 해집합을 이용하여 미리 설정된 목표값이나 세대수에 도달할 때까지 상기 신호검출단계, 상기 목적함수 도출단계, 상기 순위선정단계 및 상기 해집합 재구성단계의 처리과정을 반복 수행하는 반복처리단계를 포함하는 처리가 수행되도록 구성됨으로써, 기존의 액티브 쉬밍 방법에 비하여 필드매핑(field mapping) 과정이 필요없이 보다 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 신속하고 정확하게 쉬밍작업이 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 액티브 심코일은, 구리 또는 초전도선으로 형성되고 상기 초전도 자석의 각각의 자기장 성분에 대응하는 채널 수만큼 미리 정해진 패턴으로 형성되는 복수의 코일이 구비되어, 상기 전류공급부를 통해 공급되는 전류값에 따라 각각의 채널별로 상기 초전도 자석의 각각의 자기장 성분에 대응하는 자기장을 각각 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 초기해 그룹 설정단계는, 상기 액티브 심코일의 각각의 채널에 대응하는 초기해들의 그룹을 하나의 해집합으로 하여, 미리 정해진 수만큼의 해집합을 생성하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 신호검출단계는, 상기 초기해 그룹 설정단계에서 설정된 각각의 초기해 그룹의 해들에 대응하는 값의 전류를 상기 전류공급부를 통하여 상기 액티브 심코일에 차례로 인가하고, 인가된 전류에 의해 발생되는 자기공명(MR 또는 MRI) 신호를 상기 신호검출부를 통하여 각각 검출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 목적함수 도출단계는, 상기 신호검출부를 통해 검출된 자기공명(MR 또는 MRI) 신호의 스펙트럼 분석을 행하여 스펙트럼상 최대값의 절반에 해당하는 X축 위치의 거리값(최대반값폭, Full Width at Half Maximum ; FWHM)에 해당하는 선폭을 계산하고, 상기 선폭을 각 해집합에 포함된 각각의 해에 대한 적합도를 나타내는 목적함수로서 도출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 순위선정단계는, 상기 목적함수 도출단계에서 도출된 적합도에 근거하여, 선폭이 작은 순서대로 각각의 해집합의 순위를 결정하고 각각의 해집합들을 순위대로 재정렬하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 목적함수 도출단계 및 상기 순위선정단계는, 상기 선폭에 더하여, 자유유도감쇠(Free Induction Decay ; FID)를 함께 비교 분석하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 해집합 재구성단계는, 상기 순위선정단계에서 순위별로 정렬된 해집합들 중 미리 정해진 일정 순위 이내의 상위 해집합들에 대하여 선택, 교배 및 변이를 포함하는 유전 알고리즘 기법을 적용하여, 초기해 그룹의 해집합 수만큼에 해당하는 다음 세대의 해집합을 새로이 구성하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 반복처리단계는, 상기 해집합 재구성단계에서 생성된 다음 세대의 해집합을 이용하여 미리 설정된 목표값이나 세대수에 도달할 때까지 상기 신호검출단계, 상기 목적함수 도출단계, 상기 순위선정단계 및 상기 해집합 재구성단계의 처리과정을 반복 수행하고, 설정된 목표값이나 세대수에 도달하면 처리를 종료하여 쉬밍 작업을 완료하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 액티브 심코일의 각 채널별 전류값의 집합을 각각의 해집합으로 설정하고, 상기 액티브 심코일의 각 채널별 코일전류의 한계값을 각 해의 경계값으로 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 액티브 쉬밍 시스템은, 사용자 인터페이스(User Interface ; UI)를 통하여 초기값이나 목적값을 포함하는 기초적인 설정을 입력하면, 각각의 해값에 따라 상기 전류공급부의 출력을 제어하여 자기공명 스펙트럼을 검출하고, 각 해집합 내의 해들에 대한 자기공명 신호를 분석하여 유전 알고리즘을 통해 새로운 해집합을 생성하는 과정을 반복하여 최종적으로 구해진 해집합의 값들을 자기장의 공간 균일도를 개선하는 최적의 심코일 전류값으로 결정하는 처리과정이 상기 제어부에 의해 자동으로 수행되도록 구성됨으로써, 필드매핑 절차가 필요하여 장비(field mapper) 및 시간이 소요되는 데 더하여, 측정오차나 계산상의 오차로 인해 정확성이 떨어지는 단점이 있었던 종래기술의 액티브 쉬밍 방법 및 장치들에 비하여 필드매핑 과정이나 숙련된 기술자가 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 신속하고 정확하게 쉬밍작업이 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 시스템
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청구항 1항, 청구항 2항, 청구항 4항 내지 청구항 12항 중 어느 한 항에 기재된 자기공명 분광장치 및 자기공명 영상장치의 자기장 균일도 개선을 위한 액티브 쉬밍 시스템을 이용하여 액티브 쉬밍 작업을 수행하도록 구성되는 액티브 쉬밍 방법에 있어서, 상기 액티브 쉬밍 시스템의 액티브 심코일에 형성된 채널 수만큼 최적화 변수를 설정하고 각각의 최적화 변수에 대하여 임의의 값을 설정하는 것에 의해, 상기 액티브 심코일의 각각의 채널에 대응하는 초기해들의 그룹을 하나의 해집합으로 하여 미리 설정된 수만큼의 해집합을 생성하여 복수의 초기해 그룹(population)을 설정하는 처리가 수행되는 초기해 그룹 설정단계; 상기 액티브 쉬밍 시스템의 전류공급부를 통하여 상기 초기해 그룹 설정단계에서 설정된 각각의 초기해 그룹의 해들에 대응하는 값의 전류를 상기 액티브 심코일에 차례로 인가하고, 인가된 전류에 의해 발생되는 자기공명(MR 또는 MRI) 신호를 상기 액티브 쉬밍 시스템의 신호검출부를 통하여 각각 검출하는 것에 의해, 상기 초기해 그룹 설정단계에서 설정된 각각의 초기해 그룹의 해들에 대응하는 자기공명(MR 또는 MRI) 신호를 각각 검출하는 처리가 수행되는 신호검출단계; 상기 액티브 쉬밍 시스템의 제어부를 통하여, 상기 신호검출단계를 통해 검출된 자기공명(MR 또는 MRI) 신호의 스펙트럼 분석을 행하여 스펙트럼상 최대값의 절반에 해당하는 X축 위치의 거리값(최대반값폭, Full Width at Half Maximum ; FWHM)에 해당하는 선폭을 계산하고, 상기 선폭을 각 해집합에 포함된 각각의 해에 대한 적합도를 나타내는 목적함수(object function)로서 도출하는 처리가 수행되는 목적함수 도출단계; 상기 액티브 쉬밍 시스템의 제어부를 통하여, 상기 목적함수 도출단계에서 도출된 적합도(선폭)에 근거하여 선폭이 작은 순서대로 각각의 해집합의 순위를 결정하고, 각각의 해집합들을 순위에 따라 정렬하는 처리가 수행되는 순위선정단계; 상기 액티브 쉬밍 시스템의 제어부를 통하여, 상기 순위선정단계에서 순위별로 정렬된 해집합들 중 미리 정해진 일정 순위 이내의 상위 해집합들에 대하여 선택, 교배 및 변이를 포함하는 유전 알고리즘 기법을 적용하여 초기해 그룹의 해집합 수만큼에 해당하는 다음 세대의 해집합을 새로이 구성하는 처리가 수행되는 해집합 재구성단계; 및 상기 액티브 쉬밍 시스템의 제어부를 통하여, 상기 해집합 재구성단계에서 생성된 다음 세대의 해집합을 이용하여 미리 설정된 목표값이나 세대수에 도달할 때까지 상기 신호검출단계, 상기 목적함수 도출단계, 상기 순위선정단계 및 상기 해집합 재구성단계의 처리과정을 반복 수행하고, 미리 설정된 목표값이나 세대수에 도달하면 처리를 종료하여 쉬밍 작업을 완료하는 처리가 수행되는 반복처리단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 방법
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제 13항에 있어서, 상기 목적함수 도출단계 및 상기 순위선정단계는, 상기 선폭에 더하여, 자유유도감쇠(Free Induction Decay ; FID)를 함께 비교 분석하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 방법
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제 13항에 있어서, 상기 액티브 쉬밍 방법은, 상기 액티브 심코일의 각 채널별 전류값의 집합을 각각의 해집합으로 설정하고, 상기 액티브 심코일의 각 채널별 코일전류의 한계값을 각 해의 경계값으로 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 방법
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제 13항에 있어서, 상기 액티브 쉬밍 방법은, 사용자 인터페이스(User Interface ; UI)를 통하여 초기값이나 목적값을 포함하는 기초적인 설정을 입력하면, 각각의 해값에 따라 상기 전류공급부의 출력을 제어하여 자기공명 스펙트럼을 검출하고, 각 해집합 내의 해들에 대한 자기공명 신호를 분석하여 유전 알고리즘을 통해 새로운 해집합을 생성하는 과정을 반복하여 최종적으로 구해진 해집합의 값들을 자기장의 공간 균일도를 개선하는 최적의 심코일 전류값으로 결정하는 처리과정이 자동으로 수행되도록 구성됨으로써, 필드매핑 절차가 필요하여 장비(field mapper) 및 시간이 소요되는 데 더하여, 측정오차나 계산상의 오차로 인해 정확성이 떨어지는 단점이 있었던 종래기술의 액티브 쉬밍 방법 및 장치들에 비하여 필드매핑 과정이나 숙련된 기술자가 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 신속하고 정확하게 쉬밍작업이 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액티브 쉬밍 방법
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