A preclinical arbitrary waveform magnetic particle imaging scanner for multi-frequency imaging

Manyetik Parçacık Görüntüleme (MPG) manyetik nanoparçacıkların (MNP) uzaysal dağılımını, onların doğrusal olmayan manyetizasyon tepkisini kullanarak görüntüleyen iz sürücü tabanlı bir tomografik görüntüleme yöntemidir. MPG yüksek zamansal ve uzaysal çözünürlüğe ve yüksek duyarlılığa sahip, hızla gelişen ve güvenli bir görüntüleme yöntemidir. MPG'de farklı tip MNP'ler ve onların viskozite ve sıcaklık gibi lokal ortam özellikleri, MNP'lerin relaksasyasyonu aracılığıyla belirlenebilir. Optimum eksitasyon alanı (EA) frekansı hedeflenen uygulamaya bağlıdır. Ayrıca, niceliksel haritalamanın duyarlılığı birden fazla EA frekansında görüntülemeden faydalanabilir. Ancak, konvensiyonel MPG sistemleri reaktif gücü azaltmak için belirli bir EA frekansına ayarlanmış empedans eşleştirme devresi kullandığı için tek frekansa kısıtlıdır. Bu tezde, geniş bir çalışma frekansı aralığında esnek işlevsellik sağlamak için bir preklinik rastgele dalga formu (RDF) MPG tarayıcısı önerilmektedir. RDF MPG tarayıcısı üç özel bileşene sahiptir: (1) Preklinik boyutlu bir MPG tarayıcıda geniş bant görüntülemeyi mümkün kılmak için Rutherford kablo sarımları kullanılarak azaltılmış endüktansa sahip bir RDF sürücü bobini, (2) hassas bir şekilde MNP sinyalini alırken doğrudan besleme sinyalinin etkilerini hafifletmek için RDF sürücü bobini ile sıfır karşılıklı endüktansa sahip olacak şekilde tasarlanmış bir gradyometrik sinyal alıcı bobin, (3) DC akımını bloke ederken EA dalga formunda bozukmalardan kaçınmak için ek kapasitans bankaları. Ayrıca, bu tez geliştirilen RDF MPG tarayıcısını kullanarak tek taramada çok frekanslı görüntüleme için bir teknik önermektedir. Deneysel görüntüleme sonuçları, geliştirilen RDF MPG tarayıcısı ve önerilen çok frekanslı görüntüleme tekniği ile MPG görüntülerinin ve relaksasyasyon haritalarının çoklu EA frekanslarında başarılı bir şekilde elde edilebileceğini göstermektedir.