2019 Fiscal Year Annual Research Report
パラレル送信を用いない7T-MRI用B1均一化頭部RFコイルシステムの開発
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19H03601
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浦山 慎一 京都大学, 医学研究科, 特定研究員 (10270729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福永 雅喜 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 准教授 (40330047)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | MRI / pTx / RFスイッチング技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は、テストコイルシステムの設計を行った。このシステムは、送信経路選択スイッチ(TXスイッチ)、Butler-matrix、および8ch送受信コイルの3つのデバイスから構成される。TXスイッチは、ボア内に設置されるRF送信波の入力1ポート、出力2ポートを持つメイン回路と、ボア外に設置されるシーケンス制御コンピュータからのTTL信号を受けてTXスイッチ内の出力ポートの切り替え制御をするスイッチ回路から構成される。メイン回路内のRF経路制御は、PINダイオードと並列共振回路の組合せにより行う。スイッチ回路は、2つの類似した回路からなり、TTL信号を受けてメイン回路内の2つのPINダイオードのいずれかにバイアス電流を流す。バイアス電流の切替には、Nch-MOSFETと反転／非反転ドライバを組み合わせたロジック回路を用いた。出力されたRF送信波は、2つの入力ポートと８つの出力ポートを持つButler-matrixに接続され、出力された8chの異なる位相のRF送信波は、8ch送信コイルに入力される。以上のシステムは、2019年度内にファントム実験まで行う予定であったが、COVID-19問題のため共同研究者であるDr.Cloosを招聘出来ず、実験を行うまでには至っていない。
また、開発した送信コイルの作るB1分布をシミュレートし、SARを評価するための電磁界シミュレーション環境の構築も試みた。電磁波シミュレーションのソフトウェアとしては、フリーソフトのopenEMSを選択し、現有のバードケージコイルのシミュレーションを行うところまで出来ている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究は、米ニューヨーク大学に所属していたDr.Martijn Cloosとの共同研究であり、非常に高価なMRI装置を用いた実験は、豊富な経験を有するDr.Cloosを招聘し共に行う予定であった。しかしながら、COVID-19による渡航禁止措置のためにDr.Cloosを招聘できず、MRI実機での実験を行う事が出来なかった。その結果、開発に制限が生じてしまったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは、設計したテストコイルシステムを完成させ、ファントム実験を行い、RFモードスイッチング技術の有用性を評価する。またopenEMSを用いた電磁波シミュレーション環境も完成させ、テストコイルシステムをシミュレートし、実測データとシミュレーション結果を比較することにより、電磁波シミュレーション環境の精度評価を行う。
次に、送信用・受信用の2層に分かれたプロトタイプコイルシステムを開発する。プロトタイプコイルの外層には送信コイルを、内層には受信コイルを設置する。送信コイルは、直径を大きくすることにより被験者との間の距離をあけることができ、SARを低減して安全性を確保出来る。逆に受信コイルは、被写体に近づけることにより信号ノイズ比を向上させることが出来る。各コイルのチャンネル数は、送信コイルは8、受信コイルは8～32チャンネルから選択する。開発後、まずはファントム実験により性能評価を行う。
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