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

7T-MRI无并行传输B1均质头射频线圈系统的开发

• 批准号: 19H03601
• 负责人: 浦山 慎一
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H03601/
• 关键词: 7T-MRI; non-pTx; B1 inhomogeneity; head coil; RF mode switching; MRI; pTx; RFスイッチング技術

臨床用MRIの数倍の磁場強度を有する7テスラMRIは、送信波強度が体内で不均一になり、画質を大きく低下させることが問題となっている。その解決には、非常に高価で技術的に困難なパラレル送信システムによるのが一般的であるが、我々は、「RFモードスイッチング」と呼ばれる新しいコンセプトに基づいた専用RFコイルシステムを設計・開発、安全性評価などを経て評価実験を行うことにより、このB1不均一問題の解決に取り組む。2021年度はまず、前年度に設計変更した3層ループコイルを有する第2世代送信経路選択スイッチ(Txスイッチ)の開発を行った。Txスイッチは、MRI装置の送信波電源アンプから出力された送信波電流を、MRIシーケンス制御コンピュータからのTTL信号を受けて、2つの出力ポートの内のどちらかに振り分けるための回路である。しかし完成したTxスイッチは入力したパワーの40から50%程度をロスするという低効率のものであった。そこで次に、1/4波長の同軸ケーブルを用いたブロッキング回路を持つ第3世代Txスイッチを新たに設計、開発を行った。その結果、Txスイッチのパワーロスは20%程度と、まずは使用可能なレベルまで抑えることが出来た。そのため、新たに2チャンネルのループコイルをアクリル円筒に設置した送受信コイルシステムを開発し、ブロッキング性能の評価を行ったところ、TTL信号により明確に2つの出力ポートの内の片方の送信波電流をブロックできていることが確認された。以上の結果を受け、第3世代Txスイッチをコンパクトに1枚のPCBボードにまとめた第4世代Txスイッチを設計、開発したところ、再度、パワーロスが30%程度まで上昇した。そのため、パワーロスを更に抑えるよう第5世代Txスイッチの設計開発を行った。また。初代プロトタイプ機となる4ch送受信コイルを有するシステムの開発を開始した。

Clinical several times with MRI の の magnetic field strength を have す る 7 テ ス ラ MRI は, messengers wave intensity が で heterogeneity in vivo に な り, large graphics を き く low さ せ る こ と が problem と な っ て い る. そ の solve に は, very high に 価 で technology difficulty に な パ ラ レ ル messenger シ ス テ ム に よ る の が general で あ る が, I 々 は, "RF モ ー ド ス イ ッ チ ン グ" と shout ば れ る new し い コ ン セ プ ト に base づ い た 専 with RF コ イ ル シ ス テ ム を design, open 発, safety evaluation of 価 な ど を 経 て review 価 be 験 を line う こ と に よ り, こ The non-uniformity problem of <s:1> B1 is solved by に. Take the に set む. Before 2021 は ま ず, annual に design - more し た 3 layer ル ー プ コ イ ル を have す る second generation messenger 経 road sentaku ス イ ッ チ (Tx ス イ ッ チ) の open 発 を line っ た. Tx ス イ ッ チ は, MRI device の messenger wave power ア ン プ か ら output さ れ た messenger wave current を, MRI シ ー ケ ン ス suppression コ ン ピ ュ ー タ か ら の TTL signals を け て, 2 つ の output ポ ー ト の within の ど ち ら か に vibration り points け る た め の loop で あ る. し か し complete し た Tx ス イ ッ チ は し into force た パ ワ ー の 40 か ら 50% degree を ロ ス す る と い う low working rate の も の で あ っ た. そ こ で に, 1/4 wavelength の coaxial ケ ー ブ ル を with い た ブ ロ ッ キ ン グ loop を hold つ third generation Tx ス イ ッ チ を new た に design, open 発 を line っ た. そ の results, Tx ス イ ッ チ の パ ワ ー ロ ス は と 20%, ま ず は use may な レ ベ ル ま で え suppression る こ と が た. そ の た め, new た に 2 チ ャ ン ネ ル の ル ー プ コ イ ル を ア ク リ ル has drifted back towards &yen; tube に set し た sent trusted コ イ ル シ ス テ ム を open 発 し, ブ ロ ッ キ ン グ の performance evaluation 価 を line っ た と こ ろ, TTL signal に よ り clear に 2 つ の output ポ ー ト の の の piece parties within the messenger wave current を ブ ロ ッ ク で き て い る こ と が confirm さ れ た. の above results を け, third generation Tx ス イ ッ チ を コ ン パ ク ト に one の PCB ボ ー ド に ま と め た 4th generation Tx ス イ ッ チ を design, open 発 し た と こ ろ, again, パ ワ ー ロ ス が 30% degree ま で rise し た. そ の た め, パ ワ ー ロ ス を more に え suppression る よ う fifth generation Tx ス イ ッ チ の design open 発 を line っ た. Youdaoplaceholder0. The first-generation プロトタ プロトタ プ プ was sent by となる4ch to the receiving party コ コ を を を had するシステム <s:1> development を and began to た た.

项目成果

RF mode switching based Tx coil system for B1+ inhomogeneity mitigation at 7T: basic concept and preliminary study

基于 RF 模式切换的 Tx 线圈系统，用于缓解 7T 下的 B1 不均匀性：基本概念和初步研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 浦山慎一

Queensland大学(オーストラリア)

昆士兰大学（澳大利亚）

クイーンズランド大学(オーストラリア)

昆士兰大学（澳大利亚）