Analysis of Endcap Effect for MRI Birdcage RF Coil by FDTD Method

FDTD 방법을 이용한 MRI Birdcage RF Coil의 Endcap 효과 분석

Purpose : B1 field of birdcage RF (radiofrequency) coil that is used most for brain imaging in magnetic resonance imaging (MRI) decreases toward endring from the coil center. We investigated how much RE B1 homogeneity effect the endcap shield brings form the coil center as it towards to endcap region. Materials and Methods : We compared RF B1 field distribution by each finite difference time domain (EDTD) simulations for lowpass, highpass and hybrid birdcage RF coils. We selected the highpass birdcage RF coil that was the highest RF B1 field condition as simulation result, and studied how much RF B1 homogeneity effect was occurred when endcap shield was applied to endring area. Results : B1 field of the highpass birdcage RF coil was higher than other birdcage RF coil types as simulation result. However, the RF B1 homogeneity was lower than other coil types. RE B1 field of highpass birdcage RF coil with endcap shield is similar with RF B1 field of hybrid birdcage RF coil and the overall RE B1 homogeneity in sagittal direction was better. Conclusion In this paper, proposed method can apply improving RF B1 homogeneity of RF coil in clinical examination.

목적 : 자기공명영상(MRI)에서 두부영상촬영을 위하여 가장 많이 사용되는 birdcage RF (Radiofrequency) 코일의 RF B1 필드가 코일 중앙부에서 endring영역으로 갈수록 줄어드는 것을 볼 수 있다. Birdcage RF 코일에서 endcap 쉴드가 코일 중앙부에서 endring영역으로 갈수록 RF B1 필드 균질성에 얼마나 영향을 주는지에 대하여 분석하였다. 대상 및 방법 : Lowpass, highpass, hybrid birdcage RF 코일들에 대해 각각 FDTD (Finite Difference Time Domain) 모의실험으로 RF B1 자속밀도 분포를 비교하였다. 모의 실험결과 RF Bl 필드가 가장 높은 조건인 highpass birdcage RF코일을 선택하여 RF코일 endring 근처에 endcap 쉴드를 적용함으로써 RF B1 균질성에 얼마나 영향이 있는 지 조사하였다. 결과 : FDTD모의실험결과 highpass birdcage RF코일은 코일 내부에서 RF B1 필드가 lowpass나 hybrid 형태의 birdcage RF 코일들 보다 우수하나 코일 중앙부에서 endring 영역까지의 균질성은 떨어졌다. 그러나 highpass birdcage RF 코일에 endcap 쉴드를 적용하면 hybrid birdcage RF 코일의 RF B1 필드와 비슷한 수준이면서 sagittal 방향의 전체적인 RF B1 균질성은 우수하였다. 결론 : 본 논문에서 제안한 방법은 임상에서 MRI자장의 세기가 커질수록 RF코일 내부의 RF B1 균질성이 현저히 떨어지는 문제점이 있는데 이를 개선하는데 적용 할 수 있다고 사료된다.