Modélisation numérique des antennes d’acquisition du signal image en IRM pendant la relaxation

Numerical modeling of antennas of MRI signal image acquisition during relaxation

• Auteur / Autrice : Zakia Abidi
• Direction : Bernard Bandelier, Latifa Hamami
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 16/12/2013
• Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec École nationale polytechnique d'Alger
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences et Technologies de l'Information, des Télécommunications et des Systèmes (Orsay, Essonne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Imagerie par résonance magnétique médicale et multi-modalités (Orsay, Essonne ; 2010-2019)
• Jury : Président / Présidente : Djamel Eddine Teniou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Bandelier, Latifa Hamami, Djamel Eddine Teniou, Patrick Dular, Christian Daveau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Dular, Christian Daveau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Éléments-frontières, Méthode des

Imagerie par résonance magnétique

Mots clés libres

Antennes IRM

Méthode intégrale de frontière

Méthode des éléments finis

MRI antennas

Boundary integral method

Finite element method

Résumé

Une technique numérique basée sur le couplage d’une approximation par éléments finis et d’une méthode intégrale a été développée pour le calcul du signal induit dans les antennes I.R.M. Ce signal est issu du mouvement de précession libre de l’aimantation transversale du corps à explorer pendant la relaxation. Dans notre modélisation, l’aimantation transversale représente le champ magnétique source. Celui-ci induit dans l’antenne un courant d’une durée très brève (quelques millisecondes) ; il représente le signal contenant toutes les informations de l’échantillon. Notre modélisation des antennes d’I.R.M de type circuit imprimé a été validée par comparaison avec des mesures expérimentales ainsi qu’avec une méthode analytique. Nous l’avons développée en tenant compte de leurs géométries et de leurs caractéristiques électromagnétiques afin d’avoir un meilleur rapport Signal/Bruit. Nous avons pris en considération des principaux facteurs tels que la distance entre l’antenne et l’échantillon à explorer ainsi que les caractéristiques électromagnétiques de l’antenne.

A numerical technique, based on the combination of a finite element method and a boundary integral method, has been developed to compute the induced signal in MRI antennas. This signal rises from a free movement of precession of the transverse magnetization of the sample to explore. In our modeling, the transverse magnetization represents the magnetic source field. Its flux embraces the antenna to give rise to a sinusoidal current which is very quickly attenuated in time (a few ms); it represents the signal containing all the information of the sample. We here want to find the geometrical and electromagnetic characteristics of the antennas which permit to have a signal to noise ratio as great as possible. In our computation, we have taken into account leading factors such as the distance between the probe and the organ to be explored and also the geometrical and electromagnetic characteristics of the probe. Our modeling of printed circuits MRI antenna has been validated by comparing with experimental measurements and also with an anlytical method. We have developped it by taking into account their geometries and their electromagnetical characteristics in order to have a better signal/noise ratio. We have considered principal factors such as the distance between the antenna and the organ to explore and also the electromagnetic characteristics of the antenna.