Optimal Design of Passive Shimming for a 50mT Portable MRI Device

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: SA23022,RM23022

グループ名: 【B】電力・エネルギー部門 静止器/【D】産業応用部門 回転機合同研究会

発行日: 2023/02/27

タイトル(英語): Optimal Design of Passive Shimming for a 50mT Portable MRI Device

著者名: 孔 暁涵(北海道大学),五十嵐 一(北海道大学)

著者名(英語): Xiaohan Kong(Hokkaido University),Hajime Igarashi(Hokkaido University)

キーワード: ＭＲＩ|パッシブシミング|最適設計|永久磁石|線形最適化|イメージ方法|MRI|Passive shimming|Optimal design|Permanent magnet|Linear optimization|Image method

要約(日本語): 永久バイプラナーMRIマグネットによる磁場不均一性を解決するために、本研究では新しいパッシブシム設計技術を提示する。磁石と鉄製ヨークが協働して静磁場を維持する。永久磁石のシムを追加することで、製造上の欠陥を修正し、磁場の均一性を向上させることができる。シミングピースの配置は、典型的な逆問題である目標均一磁場での誤差を減らすように設計されている。各ピースの寄与は、等価磁化電流のアプローチで決定することができます。しかし、従来のアプローチでは、鉄ヨークの影響を無視していたため、避けられないミスが発生していた。そこで、イメージ法を用いて鉄ヨークの影響を記述することを提案する。そして、線形最適化により、不均一性と磁石体積を低減する磁石片の位置を決定します。この方法により、鉄の影響をうまく考慮し、磁場を100ppm程度に調整することで、シミングの必要条件を満たすことができます。

要約(英語): To address the magnetic field inhomogeneities caused by permanent biplanar MRI magnets, a new passive shim design technique is presented in this work. Magnets and an iron yoke work together to maintain the static magnetic field. Additional permanent magnet shimming pieces are added to correct manufacturing flaws and increase field uniformity. Shimming piece placements are designed to reduce error with a targeted uniform field, which is a typical inverse problem. The contribution of each piece can be determined using the equivalent magnetization current approach. However, the existing approaches disregarded the effects of the iron yoke, resulting in unavoidable mistakes. We propose using the image method to describe the effects of an iron yoke. Then we employ linear optimization to determine positions for magnet pieces that reduce non-uniformity and magnet volumes. This approach successfully accounts for the effects of iron and satisfies the shimming requirement by adjusting the field to about 100 ppm.

本誌: 2023年3月2日-2023年3月3日静止器/回転機合同研究会-2

本誌掲載ページ: 23-26 p

原稿種別: 英語

PDFファイルサイズ: 1,878 Kバイト