e sviluppato attraverso la serie di Fourier. I coefficienti di tale sviluppo

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Conclusioni

L’analisi dei principi fisici dalla Risonanza Magnetica Nucleare e delle bobine a radiofrequenza (RF coils) sono state necessarie per capire quali fossero i meccanismi che regolano la tecnica di Magnetic Resonance Imaging (MRI) e quale fosse lo stato dell’arte a riguardo; ciò ha inoltre consentito di capire in che direzione è orientata la ricerca su tale argomento. La tendenza odierna è quella di cercare di ottenere bobine sempre più piccole, progettate per lo studio di specifiche parti anatomiche, possibilmente aperte (per eliminare, o quantomeno ridurre, il senso di claustrofobia nel paziente); esse, inoltre, devono essere in grado di operare con campi magnetostatici sempre più elevati.

Lo studio effettuato in questo lavoro di tesi sulle bobine a radiofrequenza ha cercato, pertanto, di ricondursi ad un metodo che garantisse una grande flessibilità per la loro progettazione, in modo da potersi adattare alle esigenze sopra specificate. In particolare, si è utilizzato un metodo che prevede la descrizione geometrica del pattern di conduttori, appartenenti ad una superficie qualsiasi, a partire dalla formulazione analitica della relativa forma su di un piano, utilizzando un’apposita legge di trasformazione. Su tale piano l’antenna filare (che costituisce un loop) viene vista come descritta, a partire da un punto centrale, dalla rotazione del vettore posizione rappresentativo dei punti che lo costituiscono; tale andamento, in funzione dell’angolo, viene interpretato come funzione periodica di periodo

2π

e sviluppato attraverso la serie di Fourier. I coefficienti di tale sviluppo

in serie, troncato ad un certo numero M di armoniche, rappresentano i

parametri con cui viene descritto il problema, che sarà ottimizzato tramite

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l’utilizzo di un’algoritmo genetico e del solver elettromagnetico nec2, basato sul metodo dei momenti.

Per testare la validità del metodo utilizzato si sono prese in considerazione

struttura filari differenti, relative a bobine di volume di forma cilindrica

operanti a una frequenza di lavoro di

. Per tali bobine ci si è posti

come obiettivo il raggiungimento di una buona omogeneità di campo

magnetico a radiofrequenza all’interno di una prefissata regione di

interesse. In una prima fase si sono considerate bobine dotate di simmetria

rispetto al piano longitudinale x-z (dove z rappresenta l’asse del cilindro). I

risultati ottenuti sono stati, già in questa prima analisi, particolarmente

positivi; si è ottenuta, infatti, una struttura risonante in grado di fornire una

buona omogeneità di campo, anche se caratterizzata da una geometria

abbastanza complessa. In una fase successiva si è invece fatto riferimento a

bobine che avessero simmetria rispetto al piano trasverso (x-y), oltre che

rispetto al piano x-z. In tal caso si è ottenuta ancora una struttura risonante,

più semplicemente realizzabile che, però, non forniva una buona

omogeneità di campo. A tal punto si sono introdotte due alimentazioni

identiche, disposte simmetricamente rispetto al piano x-y, sullo stesso loop,

anziché una sola come fatto nei casi proposti in precedenza. Tale nuova

configurazione ha fornito una bobina dotata di una maggiore uniformità di

campo magnetico rispetto a quelle analizzate in precedenza, ma che non

risuona alla frequenza di progetto. A questo inconveniente si è ovviato

introducendo nella struttura (che ha comportamento induttivo in frequenza)

dei condensatori in grado di farla risuonare alla frequenza di lavoro. La

posizione e la capacità dei condensatori è stata ottimizzata sempre

mediante un algoritmo genetico. Il risultato finale è stato l’ottenimento di

una bobina risonante che garantisce un’omogeneità di campo nettamente

125 superiore ai casi precedenti ed avente un valor medio relativamente più alto.

Tali risultati mettono in evidenza la capacità del modello proposto di

adattarsi a diverse forme dell’antenna riuscendo comunque a fornire dei

buoni risultati in termini di omogeneità di campo. Per di più, esso consente

di ottenere una buona omogeneità del campo magnetico su un volume,

all’interno della bobina a radiofrequenza, a differenza dei risultati proposti

in letteratura relativamente alle bobine più utilizzate (birdcage), che fanno

riferimento alla omogeneità solo sul piano trasverso della bobina.