Homogenita magnetického poľa pre zobrazovací systém na báze magnetickej rezonancie, teória, výpočet a experiment

Riešitelia: I. Frollo, P. Andris, A. Krafčík, D. Gogola, T. Dermek

Zobrazovanie na báze magnetickej rezonancie vyžaduje zdroj magnetického poľa najvyššej homogenity pre celý objem skúmaného objektu. Cieľom tohto výsledku je prezentácia metód návrhu korekčných (shim) cievok, teoretické výpočty a úprava homogenity celotelového tomografu, na základe troch metód merania statického magnetického poľa.

Merania sa vykonali pomocou: magnetometra na základe Hallovho javu, bodového MR magnetometra a Gradient-echo zobrazovacej metódy aplikované na testovacie kruhové skúmavky. Všetky merania magnetického poľa boli orientované na jeden bod v strede kruhu a 12 meracích bodov na jeho obvode. Sústava lineárnych rovníc, určovanie cieľovej funkcie a optimalizácia výpočtov sú postupy, ktoré zabezpečujú optimálne hodnoty prúdov korekčných cievok. Výsledky všetkých troch metód boli porovnané a analyzované.

Navrhované metódy sú vhodné pre pravidelné testovanie a korekcie nehomogenít zdrojov magnetického poľa pre MRI prístroje.

Vyvinutý matematický nástroj je možné využiť aj na iných fyzikálnych objektoch, ktorých parametre sú ovplyvniteľné externým zdrojmi polí, signálov či žiarení.

Výsledok je produktom niekoľkoročnej práce vedeckého kolektívu. Jednotlivé výsledky boli priebežne publikované v priložených publikáciách.

Obr. 1: a) Zobrazenie vybraných korekčných cievok celotelového NMR tomografu. b) Kruhový merací modul osadený meracími kapsulami. c) Grafické zobrazenie hodnôt magnetického poľa v troch rovinách (ľavá, centrálna, pravá), originálne hodnoty a korigované hodnoty.

 

Súvisiace projekty:

  • VEGA 2/0001/17 – Meracie a zobrazovacie metódy na báze magnetickej rezonancie pre materiálový a biomedicínsky výskum.
  • APVV-15-0029 – Výskum komparatívnych zobrazovacích metód na báze magnetickej rezonancie na diagnostiku neurologických a muskuloskeletálnych ochorení.

 

Aplikátor výsledku:

  • Výsledok je možné aplikovať pre pravidelné testovanie a korekcie nehomogenít zdrojov magnetického poľa pre MRI prístroje. Záujem prejavila firma: Wega-MS spol. s r.o. Moravany nad Váhom.

 

Publikácie:

  1. FROLLO, Ivan – ANDRIS, Peter – KRAFČÍK, Andrej – GOGOLA, Daniel – DERMEK, Tomáš. Magnetic field homogeneity adjustment for magnetic resonance imaging equipment. In IEEE Transactions on Magnetics, 2018, vol. 54, no. 5, p. 6500309. ISSN 0018-9464. (1.467-IF2017)
  2. FROLLO, Ivan – ANDRIS, Peter – KRAFČÍK, Andrej – GOGOLA, Daniel – DERMEK, Tomáš. Comparative magnetic field measurements for homogeneity adjustment of magnetic resonance imaging equipments. In MEASUREMENT 2017: Proceedings of the 11th International Conference on Measurement. Editors: J. Maňka, M. Tyšler, V. Witkovský, I. Frollo. – Bratislava, Slovakia: Institute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences, 2017, p. 259-262. ISBN 978-80-972629-0-7.
  3. ANDRIS, Peter – FROLLO, Ivan. Optimized measurement of magnetic field maps using nuclear magnetic resonance (NMR). In Measurement Science and Technology, 2011, vol. 22, no. 4, art. no. 045501. ISSN 0957-0233. (1.350-IF2010)