I
Indice
Introduzione IV
Capitolo1 Risonanza Magnetica e Bobine a radiofrequenza(RF)
1.1 Introduzione MRI………. 1
1.2 Proprietà magnetiche dei nuclei……… 2
1.3 Il segnale RM………. 5 1.4 Hardware MRI……… 10 1.5 Bobine a Radiofrequenza……… 15 1.5.1 Bobine di Superficie……… 17 1.5.2 I Phased Array……… 18 1.5.3 Bobine di volume……… 19
1.5.4 Teoria Elettromagnetica per lo studio della Birdcage coil……… 21
1.6 Fattore di Qualità……….. 24
1.6.1 Rapporto tra i fattori di qualità……….. 26
1.7 Interazione Campi RF e tessuti biologici……… 27
1.7.1 Significato biofisico SARi e SARm……… 30
1.7.2 Dosimetria dei campi elettromagnetici……… 31
1.7.3 Modelli utilizzati per la determinazione del SAR in un esperimento RM………..………..35
1.7.4 Spferical Models and Cylindrical Model………. 36
1.7.5 Campo Trasverso per il modello cilindrico……… 38
1.7.6 Stima del SAR e normative vigenti in merito……….. 41
1.7.7 Normative nazionali ed internazionali ……… 41
II
Capitolo2 Metodi Numerici
2.1 Introduzione ………. 47
2.2 Metodo dei Momenti ……… 48
2.3 Metodo degli Elementi Finiti ……… 51
2.4 Il metodo delle Differenze Finite nel Dominio del Tempo ……….. 57
2.5 Discretizzazione mediante differenze finite ………. 59
2.5.1 Discretizzazione spaziale……… 60
2.5.2 Discretizzazione temporale ……… 63
2.5.3 Estensione al caso tridimensionale……….. 66
2.6 Accuratezza del metodo: dispersione e stabilità……… 67
2.6.1 Dispersione numerica ………. 67
2.6.2 Stabilità……….... 73
2.7 Condizioni al contorno assorbenti ……… 75
Capitolo3 Software CFDTD e Simulazioni di Bobine di Superficie e di Volume 3.1 Software CFDT ……….. 78
3.2 Phased Array con Solver CFDTD……….. 84
3.3 Simulazioni di Bobine RF circolari piane……… 85
3.3.1 Definizione della Mesh non uniforme……… ……… 89
3.4 Birdcage coils………... 91
3.4.1 Simulazione di Birdcage coils ……….. 92
3.4.2 Simulazione Birdcage coil con ritardo di fase……..………. 95
3.4.3 Simulazione di una Birdcage coil con fantoccio non omogeneo…… 97
3.5 Simulazione di una Bobina superficiale con fantoccio omogeneo del cuore ……….. 100
3.6 Simulazione di una Bobina superficiale con fantoccio omogeneo del torace ……… 102
III
Capitolo4 Risultati Sperimentali
4.1 Risultati ottenuti con simulazioni di una Birdcage coil …………..…………. 106 4.1.1 Risultati in modalità di Propagazione Guidata in modo TE11 ………….. 107
4.1.2 Risultati ottenuti da una Birdcage coil con ritardo di fase………….…… 111 4.2 Risultati ottenuti da una Birdcage coil con ritardo di fase in presenza…
di un Modello Numerico non omogeneo………. 113 4.3 Risultati ottenuti con simulazioni su Phased Array…………..……… 115 4.3.1 Valutazione del minimo Disaccoppiamento Geometrico nei Phesed- Array…
……… 116
4.5 Risultati ottenuti con simulazioni di bobine superficiali in presenza
di un Modello Numerico del cuore e del torace……… 119 4.6 Risultati conclusivi e miglioramenti rispetto ai modelli utilizzati
per la determinazione del SAR………. 122
Conclusione……… 123
