Hochfrequenzspulen (HF-Spulen) werden zum Senden und Empfangen von Signalen in Magnetresonanzsystemen (MR) verwendet. Ein optimiertes HF-Spulendesign muss Strategien zur Maximierung der Spulenleistung berücksichtigen, indem Spulengröße und -geometrie so gewählt werden, dass das beste Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) erreicht wird. Insbesondere die Spulenleiter- und Strahlungsverluste haben einen starken Einfluss auf den SNR-Wert, wobei der erste vor allem bei MR-Systemen mit niedrigem Feld eine Rolle spielt, während der zweite der dominierende Spulenverlustmechanismus bei hochfrequent abgestimmten Spulen sein könnte.
In diesem Beitrag wird die Genauigkeit der FDTD-Methode (Finite-Difference-Time-Domain) zur separaten Schätzung der Spulenleiter- und Strahlungsverluste untersucht. In Ergänzung der in der Literatur beschriebenen Schätzung des probeninduzierten Widerstands wird gezeigt, dass FDTD sehr effektiv bei der Schätzung der Gesamtleistung von MRI-Spulen ist. In dieser Arbeit wurden FDTD-Ergebnisse mit analytischen und FEM-Ergebnissen sowie mit Werkbankmessungen verglichen, die an einem Oberflächen-HF-Spulenprototyp durchgeführt wurden. Dies zeigt die Genauigkeit der FDTD-Methode bei der getrennten Abschätzung von Leiter- und Strahlungsverlusten in HF-Spulen und weist auf ein großes Potenzial zur Simulation komplizierter Spulendesigns hin, für die analytische Formeln zur Modellierung der Verluste fehlen.
Giovannetti G, Wang Y, Jayakumar NKT, Barney J, Tiberi G. Magnetic Resonance Wire Coil Estimation with Finite-Difference Time-Domain Method. Electronics. 2022; 11(12):1872. https://doi.org/10.3390/electronics11121872
