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Conclusioni
L’obiettivo di questo lavoro di tesi era rivolto allo studio sperimentale di Bobine (RF) per MRI (Magnetic Resonance Imaging) mediante metodi numerici elettromagnetici. Le simulazioni sono state svolte mediante il software Parallel
Conformal Finite Difference Time Domain (CFDTD) che è un simulatore
elettromagnetico 3D full-wave per l’analisi di antenne, cavità risonanti, componenti a microonde ecc. che implementa il metodo delle differenze finite nel dominio del tempo (FDTD). Le simulazioni sono state effettuate in condizione di bobina scarica e in condizione di bobina carica, ovvero in presenza di un fantoccio con caratteristiche dielettriche paragonabili a quelle di un tessuto biologico reale.
Il software CFDTD è stato inizialmente validato studiando il disaccoppiamento geometrico di bobine circolari che fanno parte di un phased-array: i risultati ottenuti, sotto forma di andamento dell’accoppiamento mutuo induttivo in funzione della distanza tra i due loop, confermano i dati empirici descritti in letteratura.
Le simulazioni successive, eseguite su una vasta gamma di bobine RM (bobine superficiali e di volume), sono state dedicate allo scopo di valutare le mappe di
distribuzione del SAR (Specific Absorption Rate) specifiche per il tipo di
bobina. Inoltre i risultati ottenuti sono stati confrontati con i modelli descritti in letteratura maggiormente significativi per la stima del SAR.
E’ stato evidenziato sperimentalmente come queste mappe di SAR variano in funzione:
a) del tipo di bobina utilizzata;
b) in funzione della sorgente di alimentazione; c) al variare della frequenza;
124 d) al variare della forma dell’oggetto.
La conoscenza di queste distribuzioni permette di individuare la presenza di eventuali concentrazioni di potenza (hot spot), alle quali si deve riservare notevole attenzione per la potenzialità del rischio che queste possono costituire, specie se questi hot spot hanno luogo in organi particolarmente sensibili e/o scarsamente vascolarizzati (occhio e gonadi). Il maggior vantaggio che è derivato dall’utilizzare un simulatore FDTD (Parallel CFDTD) è stato la possibilità di effettuare le simulazione anche in presenza di un fantoccio sia
omogeneo che non.
L’utilizzo di un modello numerico non omogeneo ha consentito di verificare la distribuzione del SAR, al cui interno è presente un oggetto materiale avente proprietà conduttive ideali (PEC), assimilabili ad una protesi o una scheggia metallica interna al cranio in grado di alterare il campo magnetico interno alla bobina di volume (birdcage coil).
Inoltre sono state evidenziate distribuzioni di SAR anche in presenza di modelli
numerici assimilabili al cuore e al torace. Le distribuzioni di SAR ottenute
inoltre sono state successivamente confrontate anche con i modelli più rappresentativi in materia per la stima del SAR (Bottomley et al.) ed implementati per via software nei più comuni scanner RM. Questi modelli consentono di risolvere le equazioni di Maxwell in modo analitico e purtroppo sono limitati a geometrie molto semplici (piani, sfere, cilindri, sferoidi, ecc.). Tali geometrie non possono rappresentare con dettaglio un corpo umano per cui ci si può aspettare che i risultati che si ottengano con essi diano al più informazioni sul SAR medio depositato sull’organismo, quindi informazioni generali.
Per queste motivazioni il lavoro di tesi è stato basato sull’utilizzo di metodi
numerici elettromagnetici maggiormente utilizzati in ambito ingegneristico che
hanno consentito di modellare qualunque geometria di oggetto assorbitore e di valutare l’accoppiamento elettromagnetico (EM) alle frequenze proprie di un esame RM su uomo. I risultati ottenuti confermano i dati empirici descritti in letteratura.
