Design and applications of a Z-gradient array in magnetic resonance imaging

Bağımsız gradyan güç yükselteçleri tarafından beslenen gradyan sargı dizileri dinamik olarak ayarlanabilen manyetik alan profilleri oluşturabilir. Dokuz kanallı bir z-gradyan sargı dizisi sürücü sistemi ile birlikte tasarlanmış ve üretilmiştir. Karşılıklı kuplajları da içeren birinci dereceden bir devre modeli önerilmiş, laboratuvar ölçümleri ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) deneyleri ile doğrulanmıştır. İlk olarak, farklı boyutlardaki hedef hacimlerde oluşturulan doğrusal gradyanlar için, değişken doğrusallık hataları belirlenerek dört parameter için eniyileştirme yapılmıştır. Bu parametreler, maksimum gradyan gücü, maksimum çıkış hızı, minimum akım normu ve minimum manyetik alan tepe değeridir. Daha küçük hacimler ve/veya daha yüksek doğrusallık hataları performans parametrelerini simulasyon uzayı içerisinde 5 kattan fazla artırmıştır. Bu avantaj difüzyon ağırlıklı görüntülemeye uygulanmıştır. Gradyan gücünün tek bir kesit içerisinde eniyileştirilmesi, bütün hacimde eniyileştirilmesine göre görüntlerde sinyal gürültü oranı artırmış ve daha tutarlı ADC haritaları üretilmesine sebep olmuştur. İkinci olarak, doğrusal olmayan gradyanlara dayalı iki yenilikçi uygulama önerilmiştir. Doğrusal olmayan gradyanlar, birden çok kesit pozisyonunu tek frekansa kodlamak için kullanılmıştır. Bu sayede, çoklu kesit uyarımı tek bantlı bir radio frekans darbesi (RF) ile özgül soğurma oranı veya RF tepe gücü artmadan gerçekleştirilmiştir. Ek olarak, tek kanallı bir doğrusal olmayan gradyan alanı, spoke uyarımı sırasında doğrusal gradyanlarla birlikte kullanılarak, B1+ düzensizliklerini azaltmak için kullanılmıştır. Doğrusal ve doğrusal olmayan gradyanların birlikte kullanımasının, yalnızca doğrusal veya yalnızca doğrusal olmayan gradyanların kullanılmasına kıyasla B1+ düzensizliklerini düzeltmede daha başarılı olduğu simulasyonlar ve MRG deneyleri ile gösterilmiştir.