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8/19/2019 antenas y bobinas.pdf

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Bobinas y Antenas

TM. Alejandro Cerda E.


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o Recogen la señal emitida por los tejidoso La información sobre la ubicación de los

voxels esta contenida en la misma RF.

Bobinas y Antenas receptoras


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o Cuando la antena capta la señal, en ellaconcurren señales de relajación procedentesde todos los núcleos del plano de corte.

Bobinas y Antenas receptoras


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o La señal puede ser captada en distintos

sentidos y orientaciones con respecto al planode corte.


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oSi la distancia de donde se genera hastadonde se recibe es grande entoncesonuestra capacidad de recepción disminuye


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Posteriormente laimagen es reconstruidamediante un procesomatemático( doble transformada

de Fourier )

RF señal binaria contraste


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Consta de uno o más bucles de hilo conductor,alrededor del núcleo de la bobina.

Bobinas RF

Con un condensador en paralelo.La inductancia de la antena, y la capacitanciaforman un circuito resonante, que se ajusta para

obtener la frecuencia de resonancia deseada.


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Capacitancia (C ) capacidad de almacenamiento de

una carga eléctrica. Inductancia ( L) campo magnético que crea unacorriente eléctrica al pasar por una bobina.

Se utilizan para crear un campo magnético o paradetectar un campo magnético cambiante por voltajeinducido en el cable.

1

ν = 2 π √ LC


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Bobinas RF

Una bobina es un inductor grande con unalongitud de onda definida

La frecuencia de la bobina, está definida porla constante de Larmor

β o

Omega o

frecuencia precesionalGamma oRazón giromagnética

Potencia del campomagnético externo


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Después de Gz, comienza la relajación de los

núcleos.durante la relajación se obtiene en la antenareceptora una señal eléctrica

La corriente inducida en la antena es delorden de los micro voltios


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Esta señal debe ser amplificada convertida en unaaudiofrecuencia del orden de los kHz


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Esta señal recogida es analógica, debemos entonces

digitalizarla .


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Nosotros podemos entonces modular las señalesa través de un ancho de banda determinado por el

“Bandwidth”(BW) El espectro de frecuencia de interés, es del ordende 10 kHz, que es una banda muy estrecha,teniendo en cuenta que la frecuencia central es de

cerca de 100 MHz.

Bandwidth (BW)


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Junto a las gradientesdefinen el FOV. A > pendiente de lagradiente > BW.

A< pendiente de lagradiente un BW masestrecho. A < BW se debe aumentar

el tiempo de adquisición. Cuanto < se el BW, mejorserá la relación señal ruido.

Bandwidth (BW)


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Factores que influyen en lacalidad de una antena

SNR Factor Q ( Quality) Sensibilidad de la antena Homogeneidad de la antena Clasificación de antenas

Rango efectivo


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BW define que frecuencias serán, admitidas por elreceptor y representadas en la imagen. Pero aparte de estas frecuencias recepcionadas(señal), existen frecuencias aleatorias (ruido), que noentregan información del Vóxel codificado, y que estaen intima relación con el rango de frecuenciasadmitidas por el BW seleccionado.

Relación Señal/Ruido (S/R).

)BW/1f(S/R


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SNR

Define la habilidad del observador paradistinguir entre distintas estructuras en una

imagen

Ruido

Componentes de la señal producidosaleatoriamente por corrientes que fluctúan en unaantena receptora y la muestra

A CM ruido antena

A CM ruido muestra


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Señal/Ruido v/s tamaño de antena


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Factor Q

Parámetro de calidad Mide la sensibilidad de la bobina Determinar el tipo de señal recibida y emitidapor la bobina.


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Cuanto < sea la señal, > deberá ser el factor Qde la antena

Factor Q


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Sensibilidad de la antena

Definido por las señales mas pequeñas,que la antena es capaz de capturar. La sensibilidad no

es uniforme en la antena Es > en la zonascercanas a la antena


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Las ondas EM decrece

hasta desaparecer,al aumentar la distancia. Los campos magnéticosgenerados por las RFno son homogéneos.

Homogeneidad de la antena


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La homogeneidad, tiene directa relacióncon la geometría de la antena, y afectadirectamente la calidad de la imagen


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Rango efectivo

Es el área de la antena, que transmite y/orecibe RF. Po lo general el volumen mas efectivo, es el

que posee la < SNR. Por ejemplo la antena del magneto es lamas efectiva en volumen, pero con el SNR mas baja.


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Se pueden agrupar en tres categorías

Clasificación

Receptoras Emisoras Emisoras y receptoras

En función de la Señal


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Solo captan la señal que genera la muestra El pulso de RF lo genera otra antena quegeneralmente excita un área mas grande Poseen un campo de medición mas bien pequeño

Receptoras


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Están diseñadas para optimizar la SNR enuna región determinada del cuerpo


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Bobinas transceptoras

Son bobinas transmisoras y receptoras de RF requiere un circuito de conmutación , para cambiarentre los dos modos


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Antena madre (body coil) - bobina que emite RF y recibe esta incorporada al equipo.

Permite reducir laabsorción de energía de

RF (SAR)


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TxRx Head Knee coil ( CP Extremity)

Heart/Liver Body coil


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Bobinas emisoras

Antena que da origen al campo B1Es un generador de RF


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Clasificación en función de su forma

o Se pueden agrupar en dos categorías

Envolvente o de volumen(rodea total o parcialmente al paciente)

Antena de superficie(cubren volumen menor, generalmente son flexibles)


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Antenas de Superficie

Solamente captanradiofrecuencia

Flexibles y rígidas Buena definición


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Campo de visión es mucho más reducido ysuperficial que las de cuadratura


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Intensidad decreciente


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Las antenas de diámetro pequeño obtiene

una mejor señalcon una mejor relación SR que una antenade diámetro >.sensibilidad en función del volumen es <


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Tipo de lectura lineal El campo magnéticopredominantemente tiene una sola dirección


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Perfil de sensibilidad


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Son estrictamente receptoras Son flexibles

Bobinas Flexibles

CP Flex Small CP Flex Largue CP Loop Small CP Loop Large Endocoil


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Se posicionan sobre la estructura aestudiar Se utilizan para estructuras anatómicas

más bien pequeñas


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Ventajas

Ruido detectado en un pequeño volumen

Gran intensidad de señal en la vecindad de la antena

Insensible a los movimientos delpaciente fuera del FOV seleccionado

Reduce Aliasing


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FOV pequeños

Aumenta el tiempo de adquisición

Señal inhomogénea de los tejidos

No siempre la

posición esconfortable

Desventajas


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Antenas Phase Array

Introducidas por Roemer en 1990

Las bobinas array constan de una combinación de varios elementos de pequeña superficie, que captanla señal simultáneamente y por separado, cada unode los cuales incluye un canal de recepción.


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Una bobina array constade una combinación de

varios elementos derecepción de señal, depequeña superficie


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Antenas de volumen


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Perfil de sensibilidad

i á d l dif


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Las imágenes RM de los diferenteselementos de bobina , se combinan enuna sola imagen general

FOV de mayor tamaño > relación SR


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> sensibilidad , >

relación SR , >resolución a > n° decanales involucradosen la adquisición


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3 Tesla

32 canales

7 Tesla


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CP Head Array

Shoulder Array

Breast Array

High Resolution Knee

Double loop Array

Antenas array


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Las imágenes RM de los diferentes elementos de bobina se combinan en una sola imagen general FOV de mayor tamaño


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Matrix Tim ( Total imaging matrix )son bobinas array, en el que varioselementos se combinan en grupos(anillos, grupos)

Permite FOV de hasta 205 cm

Antenas Matrix


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Entrega una altarelación SR


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Asociados a canales de recepción RFindependientes


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Modo dual

Incluye informaciónadicional para aumentar laseñal en el centro de laimagen

Factor PAT hasta 2 2 canales de RF por grupo

Modo triple Incluye información adicional para aumentar la

señal en los márgenes de la imagen Factor PAT hasta 3 3 canales de RF por grupo


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Head Matrix

Spine Matrix Breast Matrix Neck Matrix

Body Matrix PA Matrix


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Clasificación en función de su lectura


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Clasificación en función de su lectura

o Se pueden agrupar en dos categorías

De polarización lineal De polarización circular



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Tipo de lectura lineal un sentido

Campo de visión es mucho

más reducido y superficialque las de cuadratura



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Antenas de Cuadratura

Características

Rígidas

Mayor penetración

Intensidad homogénea

Estudios extensos


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Lectura Ortogonal Captan tanto señales perpendicularescomo en otras orientaciones respecto a laantena


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Generalmente envuelven la estructura y entregan

una mayor cantidad de señales Relación Señal/Ruido optima


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Antenas de Sinergia

Conjuntos de antenasde superficie ocuadratura

independientes conseñales propias quetrabajan en conjuntopara obtener imágenescon más señal y menosruido

Mejor definición mayor señal en menos tiempo


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Asociado a combinación de varios steps


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Adquisiciones en


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Adquisiciones enparalelo

La señal es recibida, por distintos elementos deantena ,que poseen distintos perfiles de sensibilidad


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Bobinas

Parámetro de calidad de un equipo de RM

Antenas receptoras Número de canalesPosibilidad de combinación de antenas que posee unequipo obtener una mejor señal Bobinas de corte Potencia del gradiente

o velocidad de las secuenciaso espesores de corte

Bobina de codificación de lectura y fase

resolución espacial Antenas de cuadratura Ancho de banda


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La calidad de imagen,esta determinado por

el numero deelementos de bobina ypor el numero decanales de RF

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