Simulação de design de pulso eletromagnético e otimização baseada em simulação de um arranjo de loop de oito canais para imagem cerebral a 11,7T

Objetivo A otimização do desempenho do arranjo de transmissão é crucial em scanners de MRI de ultra-alta intensidade como 11,7T devido ao aumento das perdas de RF e não uniformidade de RF. Este trabalho apresenta um novo fluxo de trabalho para investigar e minimizar as perdas de bobinas de RF e escolher a configuração ótima da bobina para imagem. Métodos Um arranjo de loop transceptor de 8 canais foi simulado para analisar seu mecanismo de perda a 499,415 MHz. Um escudo de RF com extremidades dobradas foi desenvolvido para limitar a perda de radiação e melhorar a eficiência. O comprimento do elemento da bobina, e o diâmetro e comprimento do escudo foram otimizados usando simulações eletromagnéticas (EM). Os campos EM gerados foram usados para realizar simulações de design de pulso de RF (RFPD) sob restrições realistas. O design de bobina escolhido foi construído para demonstrar equivalência de desempenho em medições de bancada e scanner. Resultados O uso de escudos de RF convencionais em 11,7T resultou em perdas de radiação significativamente altas de 18,4%. Dobrando as extremidades do escudo de RF combinado com a otimização do diâmetro e comprimento do escudo aumentou a potência absorvida nos tecidos biológicos e reduziu a perda de radiação para 2,4%. O pico do arranjo ótimo foi 42% maior do que o arranjo de referência. As medições de fantoma validaram as simulações numéricas com uma correspondência próxima dentro de 4% do previsto. Conclusão Um fluxo de trabalho que combina simulações EM e RFPD para otimizar numericamente arranjos de transmissão foi desenvolvido. Os resultados foram validados usando medições de fantoma. Nossas descobertas demonstram a necessidade de otimizar o escudo de RF em conjunto com o design dos elementos do arranjo para alcançar uma excitação eficiente a 11,7T.