ヒューマン・ホールボディ電子常磁性共鳴イメージング

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ヒト全身電子常磁性共鳴イメージングに用いる円筒TE_<011>キャビティ共振器の電磁界解析を行った。周波数200MHzにおいて、内半径1.5m、軸長94.8cmのフルサイズ円筒TE_<011>キャビティ共振器について数値解析および実験を行うのは極めて困難なので、共振周波数を6倍の1,200MHzに上げた縮小モデル数値解析および実験を行った。共振器は内半径250mm、軸長158mmの円筒導体から成り、中心軸を取り囲む様に外半径150mm、内半径81.5mmの空芯直流電磁石(ヘルムホルツコイル)のシールドケースが装着されている。共振器に関するTLM(伝送線路法)電磁界解析ソフトウェアによる数値解析および実験により次のことがらが明らかになった。(1)ヘルムホルツコイルを装着することにより共振周波数は1,200MHzから僅かに低下し1,197MHzになる。この他に複数個の共振周波数を持っている。(2)ヘルムホルツコイルを装着した共振器の中心軸に半径40mm、長さ156mmの脳に模したファントムを挿入することにより、共振周波数は僅かに上昇し1,208MHzとなった。試料の共振周波数に及ぼす影響も極めて小さい。さらに複数の不要共振点のうち直近の上下の共振が消失する。ただし、本来の共振点から十分離れた周波数の共振は残っている。(3)ファントム挿入時の無負荷Qは144と極めて低い値となったが、ブリッジループ・ギャップ共振器のQの約3倍の値であった。以上から、共振器内にヘルムホルツコイルを装着した円筒TE_<011>キャビティ共振器はヒト全身in vivo(生きたままでの)EPRI共振器として使用可能であることが判明した。