Design and numerical simulation of a RF coil using the COMSOL Multiphysics software

• Autorzy: Mańko Monika , Styła Sebastian

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.12.37

Warianty tytułu

PL

Projektowanie i symulacje numeryczne cewki radiowej przy użyciu oprogramowania COMSOL Multiphysics

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main purpose of numerical modelling of coils is the influence of a specific RF coil model (radio frequency) on medical imaging diagnostics system, resonance modes, currents and magnetic field distribution in resonance conditions, as well as identification of dielectric losses or noise sources. The article presents individual stages of RF coil design based on the example of a birdcage type volumetric coil with the use of COMSOL Multiph.

PL

Głównym celem modelowania numerycznego cewek jest wpływ określonego modelu cewki RF (o częstotliwości radiowej) na system medycznej diagnostyki obrazowej, tryby rezonansowe, prądy i rozkład pola magnetycznego w warunkach rezonansowych, a także identyfikacja strat dielektrycznych czy źródeł szumów. W artykule przedstawiono poszczególne etapy projektowania cewki RF na przykładzie cewki objętościowej typu birdcage przy użyciu oprogramowania COMSOL Multiphysics. Artykuł zawiera także proste symulacje elektromagnetyczne uwzględniając parametry materiałowe ośrodka przewodzącego.

Słowa kluczowe

EN

simulation; radio frequency; coil; magnetic resonance

PL

symulacja; częstotliwość radiowa; cewka; rezonans magnetyczny

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 12
• Strony: 168--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mańko Monika

• Politechnika Lubelska, Instytut Elektrotechniki i Elektrotechnologii, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin

autor

Styła Sebastian

• Politechnika Lubelska, Instytut Elektrotechniki i Elektrotechnologii, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Vaughan J.T., Griffiths J.R., “RF Coils for MRI," John Wiley & Sons, (2012)
• [2] Alecci M., Collins C.M., Wilson J. et al., Theoretical and experimental evaluation of detached endcaps for 3 T birdcage coils, Magn. Reson. Med., 49 (2003), 363-370
• [3] Mańko M., Electromagnetic simulation of low-pass birdcage coil, MATEC Web of Conferences, vol. 252, (2019)
• [4] International Electrotechnical Commission (IEC) 60601-2-33, Medical Electrical Equipment - Particular Requirements for the Safety of Magnetic Resonance Equipment for Medical Diagnosis, Geneva, (2010)
• [5] Vaidya M.V., Collins C.M., Sodickson D.K. et al., Dependence of B+1 and B-1 Field Patterns of Surface Coils on the Electrical Properties of the Sample and the MR Operating Frequency, Concepts Magn Reson Part B, Magn Reson Eng. 46 (2016), 25-40
• [6] Hoult D.I., The principle of reciprocity in signal strength calculations - a mathematical guide, Concept Magn Res, 12 (2000), 173-187
• [7] Ibrahim T., Analytical approach to the MR signal, Magn Reson Med, 54 (2005), 677-682
• [8] Van den Bergen B., Van den Berg C.A.T., Bartels L.W. et al., 7 T body MRI: B1 shimming with simultaneous SAR reduction, Phys. Med. Biol., 52 (2007), 5429-5441
• [9] Collins C.M., Smith M.B., SAR and B1 field distributions in a heterogeneous human head model within a birdcage coil. Specific energy absorption rate, Magn. Reson. Med., 40 (1998), 847:856
• [10] David Doty F., Entzminger G., Kulkarni J. et al., Radio frequency coil technology for small-animal MRI, NMR Biomed., 20 (2007), 304-325
• [11] Giovannetti G., Landini L., Santarelli M.F., Positano V., A fast and accurate simulator for the design of birdcage coils in MRI, Magn Res Materials in Physics, Biology and Medicine, 15 (2002), 36-44
• [12] Vaughan J.T., How to do RF at high fields. International Society of Magnetic Resonance in Medicine Annual Meeting: Morning Categorical Course: Human MRI and MRS at High Static Magnetic Fields; Miami, Florida. 2005
• [13] Ibrahim T.S., Hue Y.K., Tang L., Understanding and manipulating the RF fields at high field MRI, NMR Biomed., 22 (2009) 927-936
• [14] Kim K.N., Han S.D., Seo J.H., Heo P. et al., Multi-Port-Driven Birdcage Coil for Multiple-Mouse MR Imaging at 7 T, Magn. Reson. Med. Science, 38 (2016), 747-756.
• [15] Kozlov M., Turner R., Fast MRI coil analysis based on 3-D electromagnetic and RF circuit co-simulation, J. Magn. Reson., 200 (2009), 147-152
• [16] Kowalski M., Jin J.M., Chen J., Computation fo the signal-tonoise ratio of high-frequency magnetic resonance imagers, IEEE Trans. Biomed. Eng., 47 (2000),1525-1533

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)