Ottimizzazione multi-fattore per un imaging migliore
La MRI è una tecnica di imaging non invasiva che non utilizza radiazioni ionizzanti. Gli strumenti di MRI sono diventati essenziali per la diagnosi di molte condizioni mediche e hanno fornito una nuova finestra sui tessuti nella salute e nella malattia. Attualmente, la riprogettazione della bobina magnetica per applicazioni specialistiche è incentrata esclusivamente sulle proprietà elettromagnetiche seguita da numerosi test empirici, offrendo come risultato bobine con gradiente subottimali. Grazie al progetto MCODE (Multiphysics coil design: Applications in novel magnetic resonance imaging systems), finanziato dall’UE, sono state gettate le basi per sfruttare la fisica termodinamica insieme a considerazioni elettromagnetiche. Le considerazioni multifisiche dovrebbero ridurre la temperatura, le vibrazioni e il rumore. Il risultato sarà un’immagine con maggiore risoluzione, tempi di scansione più brevi e, soprattutto, miglioramento della fattibilità di sistemi ancora più nuovi e specialistici. I membri del team hanno innanzitutto sviluppato un codice che è stato progettato per essere compatibile con il codice del metodo degli elementi con limite inverso (IBEM) per la progettazione della bobina. IBEM simula la temperatura delle bobine elettromagnetiche ed è stato utilizzato per affrontare le preoccupazioni per l’aumento della forza di campo dei gradienti utilizzati in MRI. Le temperature previste (forward simulation) erano in perfetto accordo con quelle misurate sperimentalmente utilizzando una termocamera. Il passo successivo è stato il problema inverso, con le previsioni di temperatura per guidare i progetti per una temperatura massima più bassa (in realtà la più bassa o minima) per attivare i cicli di esercizio superiori necessari di metodi innovativi di MRI. Gli scienziati hanno sviluppato un software per ottimizzare la temperatura minima e massima in una bobina soggetta alla creazione di un determinato campo magnetico. I ricercatori hanno quindi utilizzato questo software su una bobina di MRI standard, conducendo simulazioni con diversi parametri termodinamici. Le bobine sono state riprogettate utilizzando l’ottimizzazione della temperatura massima e minima ed era stata prevista una temperatura di picco di gran lunga più bassa. MCODE ha creato e ha dimostrato il valore del software di ottimizzazione matematica che considera la termodinamica nella progettazione di bobine MRI per applicazioni specialistiche. La diffusione della tecnologia da parte produttori MRI dovrebbe aprire nuovi mercati per i sistemi di MRI ad alte prestazioni che supportano migliori diagnosi di condizioni mediche importanti nel trauma e nella malattia.
Parole chiave
Imaging, imaging a risonanza magnetica, bobine con gradiente, proprietà elettromagnetiche, termodinamica
