Ehsan Kazemivalipour, “Innovative Designs of RF Transmit Array Coils and RF Heating Analysis of Patients with Implanted DBS” başlıklı doktora tezini sunmuştur.
Özet
Güvenli ve verimli bir MRI incelemesi, uygun radyofrekans (RF) bobinlerinin bilinçli biçimde tanımlanmasına, tasarlanmasına, üretilmesine, değerlendirilmesine ve uygulanmasına dayanır. Bu hedefler doğrultusunda tez, yeni RF iletim dizisi (TxArray) bobini tasarım tekniklerine üç katkı ve derin beyin uyarımı (DBS) implantlarının RF iletim bobinlerinde ısınmasının azaltılmasına iki katkı içermektedir.
Birden fazla iletim elemanına sahip TxArray bobinleri, alan düzgünlüğünü artırmak, çekim süresini kısaltmak, özgül soğurma oranı (SAR) sıcak noktalarını azaltmaya çalışırken RF şimi yapmak ve güç verimliliğini artırmak için kullanılabilecek ek serbestlik dereceleri sağlar. Bir TxArray bobininin nasıl tasarlandığı, paralel iletim teknolojisinden elde edeceği kazancı önemli ölçüde etkiler. Bu nedenle tezin ilk katkısı, TxArray bobinlerinin verimli çalışma modlarını elde etmek ve güç tüketimi açısından verimli RF şimi sağlamak için saçılma matrisinin özmod analizidir. Algoritma 8 ile 32 kanal arasında dört 3T TxArray bobininin tasarımında denenmiş ve yaygın tasarım tekniklerine göre uyarma uzayının boyutunu %50’ye kadar artırabildiği gösterilmiştir. Bir sonraki katkı, kusurlu üretilmiş bir TxArray bobininin eşdeğer devre modeli kullanılarak hassas biçimde ayarlanmasını sağlayan hızlı bir ince ayar yöntemidir. Ölçülen saçılma parametreleri toplu bir devre modeline uydurularak 8 kanallı bir 3T TxArray bobininin tüm endüktans ve dirençleri kestirilmiş ve üretilen bobin tek bir yinelemede uygun biçimde ayarlanmıştır. Başka bir katkı olarak, bir TxArray bobininin komşu olmayan iletim kanalları arasındaki manyetik bağlaşımı en aza indirmek için kuramsal bir bobin boyutu eniyilemesi önerilmiştir. 12 kanallı bir 3T TxArray bobininin tüm öz ve karşılıklı endüktansları hesaplanıp karşılıklı endüktanslar en aza indirilerek boyutları belirlenmiş ve yaklaşımın uygulanabilirliği sonlu elemanlar benzetimleriyle gösterilmiştir.
RF iletim bobinlerine ilişkin güvenlik konularından biri, metal implantların bobinin elektrik alanlarıyla etkileşimi nedeniyle SAR’ın yerel olarak artmasıdır. Bu nedenle dördüncü katkı, mekanik olarak döndürülen doğrusal kutuplu bir kuş kafesi rezonatörü kullanan, hastaya göre ayarlanabilir bir 3T iletim bobiniyle hastalardan elde edilmiş gerçekçi DBS implantlarının uçlarındaki SAR azaltma başarımının değerlendirilmesidir. Yeniden yapılandırılabilir bobin sistemi, geleneksel dördün kuş kafesi bobinine göre SAR’ı tek taraflı elektrotlarda ortalama %83, çift taraflı elektrotlarda ise %59 azaltmaktadır. Son çalışmada, gerçekçi elektrot yörüngelerine sahip geniş bir DBS implantı grubunun uçları çevresindeki yerel SAR artışı, ticari olarak sunulan dikey açık tünelli 1,2T bir bobinde ve standart yatay kapalı tünelli 1,5T kuş kafesi bobininde incelenmiştir. 1,2T dikey bobinde SAR, 1,5T yatay bobine göre ortalama 31 kat azalmaktadır.
Genel olarak tez, TxArray bobini tasarımı ile DBS hastalarında ısınmanın değerlendirilmesi ve SAR’ın azaltılması için yenilikçi yaklaşımlar önermekte ve RF iletim bobinlerinin güç verimliliği ve hasta güvenliği açısından başarımının artırılmasına katkı sağlamaktadır.