Desarrollo de antenas multicanal para Imagenología por Resonancia Magnética de altos campos magnéticos - Solís Nájera, Sergio Enrique (Universidad Autónoma Metropolitana, 2010)
Se construyeron diferentes configuraciones de antenas de radio frecuencia para imagenología por resonancia magnética de campos magnéticos intensos (4 Tesla y 7 Tesla). La construcción y realización de pruebas de las antenas para 4 Tesla se llevaron a cabo en el Instituto Nacional de Brookhaven (por sus siglas en ingles BNL, http://www.bnl.gov/world/) bajo la dirección de Ph.D. Dardo Tomasi. Las antenas construidas para el sistema de 7 Tesla se construyeron bajo la supervisión de Ph.D. Alfredo Odón Rodríguez González en el Laboratorio de Imagen y Resonancia Magnética (LIRM) de la Universidad Autónoma Metropolitana unidad Iztapalapa. Los tres tipos de antena de radiofrecuencia construida son: antena superficial Magnetrón, antena de volumen CARES (CAvidades RESonantes) y un arreglo de antenas para trabajar con un dispositivo RatCAP. Las antenas fueron comparadas con las antenas jaula de perico y la antena circular o antena de lazo sencillo (las antenas jaula de perico y superficial son encontradas en cualquier sistema de IRM clínico). El primer paso para la construcción de las antenas es obtener los campos electromagnéticos de las antenas utilizando la herramienta computacional COMSOL. El segundo paso es la construcción de las antenas sobre láminas de cobre flexible y adherible. Para realizar el ajuste de la frecuencia de operación y de la impedancia característica de cada antena se utilizan componentes electrónicos como capacitores, inductores, resistencia, etc. Con la ayuda de un analizador de redes se obtuvo la frecuencia y la impedancia de las antenas. Como tercer paso se obtuvieron imágenes de: fantomas, extremidades de humanos, y de pequeñas especies (in vivo y ex vivo). Se calcula el cociente señal a ruido de las imágenes obtenidas para realizar una comparación con las obtenidas con cada antena. Los resultados obtenidos de la simulación electromagnética indican que las configuraciones propuestas (antena Magnetrón, antena CARES, arreglo de antenas) tienen una mejor uniformidad de campo magnético que el de las antenas convencionales (antenas jaula de perico y antena circular). El factor de calidad Q y las imágenes obtenidas con las antenas Magnetrón, CARES y con el arreglo de antenas tienen un mejor factor Q, mejor cociente señal a ruido y una mejor homogeneidad de campo que el de las antenas jaula de perico y circular. Organización de la Tesis. Este trabajo de tesis esta dividido en 6 Capítulos. En el Capítulo 1 se da una introducción general a la terminología, parámetros y componentes asociados al desarrollo de antenas RF. También se proporciona información sobre los diferentes tipos de antenas RF. En el Capítulo 2 se da información relativa a la realización de simulaciones electromagnéticas, necesarias para el desarrollo de antenas RF. En el Capítulo 3 se describe el diseño de la Antena Superficial Magnetrón monocanal transceptora y se realiza una comparación con la antena superficial de lazo sencillo circular (ó simplemente antena circular). En el Capítulo 4 se proporcionan los pasos del diseño de la antena RF de cavidades resonantes para campos magnéticos intensos y se realiza una comparación con la antena jaula de perico. En el Capítulo 5 se proporciona información sobre el diseño del arreglo de antenas RF para un sistema microPET/IRM. Finalmente en el Capítulo 6 se establecen las conclusiones obtenidas. El Apéndice A contiene información sobre el diseño de un arreglo de antenas Magnetrón, el Apéndice B contiene información sobre el diseño de una antena jaula de perico y el Apéndice C contiene información de la antena Magnetrón en modo de cuadratura. Objetivos General Desarrollar antenas multicanales RF para sistemas de imagenología por resonancia magnética de campos magnéticos intensos. Particulares Proponer una geometría que sea novedosa que permita mejorar el cociente señal a ruido (CSR) y la uniformidad del campo para adquirir imágenes de mejor calidad a 4 Tesla y 7 Tesla. Construir prototipos de antenas RF monocanal y multicanal . Realizar pruebas in vitro (imágenes de fantoma) e in vivo (ratas). Obtener imágenes con alto CSR. Hipótesis Si es posible diseñar una antena RF con una buena homogeneidad de campo magnético, entonces su desempeño y CSR también será alto para aplicaciones en campos magnéticos intensos.