Tesi etd-04032017-165325 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
NIGRO, LUISA
URN
etd-04032017-165325
Titolo
"Disaccoppiamento di bobine a RF per Risonanza Magnetica a 7 Tesla mediante un filtro a parametri distribuiti basato su metamateriali"
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Relatori
relatore Prof. Monorchio, Agostino
correlatore Ing. Costa, Filippo
correlatore Ing. Fontana, Nunzia
correlatore Ing. Tiberi, Gianluigi
controrelatore Ing. Vanello, Nicola
correlatore Ing. Costa, Filippo
correlatore Ing. Fontana, Nunzia
correlatore Ing. Tiberi, Gianluigi
controrelatore Ing. Vanello, Nicola
Parole chiave
- Miniaturizzazione
- Metamateriali
- FSS
- UHF
Data inizio appello
28/04/2017
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
28/04/2087
Riassunto
La Risonanza Magnetica (RM) a campi ultra-alti (UHF) impiega campi magnetici statici di almeno 7T, con il fine di un miglioramento della risoluzione spaziale e un incremento del rapporto segnale/rumore (SNR). Questo vantaggio viene sfruttato da bobine concentriche dual- tuned (1H- 23Na) che consentono di acquisire contemporaneamente immagini anatomiche e fisiologiche. I campi ultra-alti presentano tuttavia un indesiderato aumento della disomogeneità di campo, mitigabile attraverso array di bobine in trasmissione parallela.
Entrambe le tipologie di bobine manifestano la problematica dell’accoppiamento mutuo. In letteratura è stato proposto l’utilizzo di circuiti risonanti (trap- circuit) che, però, comportano un aumento locale del campo elettrico.
Nel presente lavoro è stato sviluppato un filtro a parametri distribuiti basato sui metamateriali con l’obiettivo di disaccoppiare le bobine. Attraverso software di simulazione elettromagnetica full- wave, è stata condotta un’analisi sistematica del filtro, al fine di caratterizzarne il comportamento e valutare la sensitività rispetto ad alcuni parametri (presenza del dielettrico e relativo spessore, numero di avvolgimenti, angolo di incidenza dell’onda elettromagnetica). Ulteriori simulazioni del filtro posto nell'intercapedine che separa bobine rettangolari adiacenti single-tuned e bobine quadrate concentriche dual-tuned hanno permesso la valutazione dell’efficienza in termini di disaccoppiamento.
Magnetic Resonance (MR) at Ultra- High Fields (UHF) employs static magnetic fields at 7T or even higher. The magnetic field increase produces an improvement of the spatial resolution and an increase of the signal-to-noise ratio (SNR). This advantage is exploited by concentric dual-tuned (1H- 23Na) coils which allow acquiring anatomical and physiological images simultaneously. However UHF present a degradation of the field homogeneity, which can be mitigated through multi-channel transmitting arrays.
The coils’ performance is deteriorated by the mutual coupling phenomenon. In the literature, the use of resonant circuits (trap-circuit) has been proposed. However, this last solution locally increases the electric fields produced by the coils.
In the present work, a distributed planar filter based on metamaterials has been developed with the aim of decoupling the concentric coils. In order to characterize the behavior of the filter, a systemic approach has been performed by assessing the sensitivity of some parameters (presence of supporting dielectric and its thickness, number of windings, angle of incidence), through electromagnetic simulations. The decoupling efficiency of the filter applied between the two both adjacent single- tuned and concentric coils dual- tuned has been finally addressed by full-wave EM simulations.
Entrambe le tipologie di bobine manifestano la problematica dell’accoppiamento mutuo. In letteratura è stato proposto l’utilizzo di circuiti risonanti (trap- circuit) che, però, comportano un aumento locale del campo elettrico.
Nel presente lavoro è stato sviluppato un filtro a parametri distribuiti basato sui metamateriali con l’obiettivo di disaccoppiare le bobine. Attraverso software di simulazione elettromagnetica full- wave, è stata condotta un’analisi sistematica del filtro, al fine di caratterizzarne il comportamento e valutare la sensitività rispetto ad alcuni parametri (presenza del dielettrico e relativo spessore, numero di avvolgimenti, angolo di incidenza dell’onda elettromagnetica). Ulteriori simulazioni del filtro posto nell'intercapedine che separa bobine rettangolari adiacenti single-tuned e bobine quadrate concentriche dual-tuned hanno permesso la valutazione dell’efficienza in termini di disaccoppiamento.
Magnetic Resonance (MR) at Ultra- High Fields (UHF) employs static magnetic fields at 7T or even higher. The magnetic field increase produces an improvement of the spatial resolution and an increase of the signal-to-noise ratio (SNR). This advantage is exploited by concentric dual-tuned (1H- 23Na) coils which allow acquiring anatomical and physiological images simultaneously. However UHF present a degradation of the field homogeneity, which can be mitigated through multi-channel transmitting arrays.
The coils’ performance is deteriorated by the mutual coupling phenomenon. In the literature, the use of resonant circuits (trap-circuit) has been proposed. However, this last solution locally increases the electric fields produced by the coils.
In the present work, a distributed planar filter based on metamaterials has been developed with the aim of decoupling the concentric coils. In order to characterize the behavior of the filter, a systemic approach has been performed by assessing the sensitivity of some parameters (presence of supporting dielectric and its thickness, number of windings, angle of incidence), through electromagnetic simulations. The decoupling efficiency of the filter applied between the two both adjacent single- tuned and concentric coils dual- tuned has been finally addressed by full-wave EM simulations.
File
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Tesi non consultabile. |
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