Návrh systému přijímacích antén pro lokalizaci zdroje radiofrekvenčního signálu simulujícího rotující jaderný spin magnetické rezonance

Abstract

I přes desetiletí vývoje a technologických pokroků v klinickém zobrazování magnetickou rezonancí, trvá délka jednoho vyšetření okolo 30 minut. U vyšetření srdce může délka vyšetření přesáhnout i hodinu. I přes významný klinický přínos je se jedná o diagnostiku často nedostupnou s dlouhou čekací dobou. Důvodem k délce vyšetření je složité a časově náročné kódování obrazu. Cílem této práce je, s využitím radiofrekvenčních antén, lokalizovat pozici zdroje elektromagnetické vlny, jako alternativy ke klasickému kódování obrazu s využitím gradientního systému v magnetické rezonanci. Provedené experimenty jasně poukazují na schopnost lokalizovat zdroj s využitím směrových antén. Nabízejí tedy alternativu k tradičnímu kódování obrazu v MRI. Současně práce poukazuje na vhodnost rozložení lokalizačních antén a jejich nezbytné vzdálenosti od zdroje signálu tak, aby nedocházelo k vzájemnému rušení. Směrové antény byly navrženy s využitím simulačního prostředí Ansys EDT HFSS a Autodesk Fusion 360. Vyhodnocení naměřených dat bylo provedeno v softwaru Matlab 2022a společnosti MathWorks.

Despite decades of development and technological advances in clinical magnetic resonance imaging, the length of a single scan is around 30 minutes. For cardiac examinations, the length of the examination can exceed one hour. While the clinical benefits are significant, this is often an inaccessible diagnostic modality with long waiting times. The reason for the length of the examination is the complex and time-consuming image coding. The aim of this work is, using radiofrequency antennas, to locate the position of the electromagnetic wave source as an alternative to conventional image coding using a gradient system in MRI. The experiments performed clearly show the ability to locate the source using directional antennas. Thus, they offer an alternative to traditional MRI image coding. At the same time, the work highlights the suitability of the distribution of the localization antennas and their necessary distance from the signal source to avoid mutual interference. Directional antennas were designed using Ansys EDT HFSS simulation environment and Autodesk Fusion 360. The evaluation of the measured data was performed in MathWorks' Matlab 2022a software.