Localized signal suppression in magnetic particle imaging

Manyetik Parçacık Görüntüleme (MPG), arka plan dokusundan herhangi bir sinyal olmaksızın yüksek zamansal ve mekansal çözünürlük sunan, izleyici madde tabanlı bir görüntüleme yöntemidir. MPG, manyetik nanoparçacıkların (MNP'ler) uzamsal dağılımını görüntüler. Ancak MNP'ler, karaciğer ve dalak gibi hedef dışı organlarda birikebilir ve ortaya çıkan güçlü sinyal, yakındaki hedef sinyalleri belirsizleştirebilir. Görüntüleme sisteminin geniş noktasal yayılma fonksiyonu bu problemi daha da kötüleştirir; çünkü uzaktaki hedef dışı bölgeler bile istenen sinyalle girişime neden olabilir. Bu tez, MNP manyetizasyonunu yerel olarak doygunluğa ulaştıran doğru akım (DC) doygunluk alanlarının kullanımıyla yerel olarak sinyal bastırılmasını önermektedir. İlgili görüntüleme denklemleri çıkarıldıktan sonra, doygunluk alanı şiddetine yönelik gereksinimler benzetimlerle belirlenmiştir. Daha sonra, yerel MNP doygunluğu için çeşitli bobin tasarımları değerlendirilmiştir. Nicel sonuçlar, bastırma verimliliği ile uzamsal yayılma arasında bir denge olduğunu göstermekte ve bu da en uygun bobin tasarımını yönlendirmektedir. Doygunluk bobini ile MPG donanımının geri kalanı arasındaki etkileşimlerden kaynaklanan elektromanyetik girişim, ikincil alan indüksiyonlarının kaynakları analiz edilerek incelenmiştir. Bu sorunu çözmek amacıyla öne sürülen çeşitli çözümler arasında, indüksiyon sinyalini en aza indirmek için devreye bir boğucu bobin (L-choke) bileşeni entegre edilmiştir. Özel olarak tasarlanmış bir MPG tarayıcısında yapılan görüntüleme deneyleri, önerilen yaklaşımın hedef dışı sinyalleri etkin bir şekilde azalttığını ve MPG görüntülerinde hedef ve arka plan arasındaki kontrastı artırdığını göstermektedir. Bu tez çalışmasının sonuçları, MNP birikiminin hedef dışı dokularda gerçekleştiği durumlarda MPG kontrastını iyileştirmek için yerel sinyal bastırmanın uygulanabilir ve başarılı bir yaklaşım olduğunu ortaya koymaktadır.