Réseau flexible de résonateurs à ligne de transmissions pour l'émission et la réception en IRM cardiaque à 7T

A flexible transceiver array employing transmission line resonators for cardiac MRI at 7 T

• Auteur / Autrice : Sajad Hossein Nezhadian
• Direction : Jean-Christophe Ginefri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Imagerie et physique médicale
• Date : Soutenance le 19/12/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Electrical, optical, bio : physics and engineering (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Imagerie par résonance magnétique médicale et multi-modalités (Orsay, Essonne ; 2010-2019) - Center for Medical Physics and Biomedical Engineering (Vienna)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Joël Mispelter
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christophe Ginefri, Joël Mispelter, Jacques Felblinger, Martin Meyerspeer, Elmar Laistler, Olivier Maciej Girard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jacques Felblinger, Martin Meyerspeer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie par résonance magnétique

Antennes-réseaux

Mots clés libres

Antennes

Flexible

Rlt

IRM Cardiaque

Array coils

Flexible

Tlr

Transceiver

Cardiac MRI

Résumé

Ce projet doctoral s’est déroulé dans le cadre d’une collaboration entre le laboratoire d’Imagerie par Résonance Magnétique Médicale et Multi-Modalités (IR4M) de l’Université Paris-Sud (France) et le Center for Medical Physics and Biomedical Engineering at Medical (CMPBME) de l’Université Médicale de Vienne (Autriche). L’objectif principal de ce travail était de développer un réseau d’antennes radiofréquence flexible fonctionnant en émission/réception pour l’IRM à 7T. Les réseaux d’antennes permettent de bénéficier du rapport signal sur bruit élevé des antennes de surface de petites tailles tout en accédant à un champ de vue étendu. De plus, les réseaux d’antennes permettent l’utilisation de technique d’imagerie parallèle afin d’accélérer l’acquisition des images ainsi que l’utilisation d’algorithme de transmission parallèle afin de produire un champ radiofréquence homogène, ce qui est crucial en IRM. Ce projet doctoral visait la conception, le développement, l’installation et l’évaluation d’un réseau d’antenne RF flexible basé sur le principe des résonateurs à lignes de transmission (RLT). Ces structures sont intrinsèquement monolithiques et auto-résonantes et ne nécessitent donc pas l’emploi de condensateurs discrets pour accorder l’antenne. Des simulations électromagnétiques 3D, ainsi que des caractérisations expérimentales sur table et en IRM ont été réalisées pour évaluer les performances de ce réseau, en configuration plate et courbée.

This PhD thesis was conducted in the frame of a bilateral project between the laboratoire d’Imagerie par Résonance Magnétique Médicale et Multi-Modalités (IR4M) at Université Paris-Sud (Orsay, France) and the Center for Medical Physics and Biomedical Engineering (CMPBME) at the Medical University of Vienna (Vienna, Austria). The main objective of this work was to develop a flexible transceiver RF coil array for 7 T MRI. Coil arrays benefit from the high SNR of small surface coils over an extended field of view (FOV). Furthermore, array coils enable the use of parallel imaging (PI) techniques for accelerated image acquisition and pTx algorithms that can be used to produce a homogeneous transmit field which is of importance in MRI. This project targets the design, development, implementation and evaluation of a flexible RF coil array based on the transmission line resonator (TLR) principle. TLRs are inherently monolithic and self-resonant structures, i.e. there is no need for lumped element capacitors to tune the coil. 3D electromagnetic simulation (EMS) together with bench and MRI experiments were performed to evaluate the performance of the developed array in flat and bent configuration.