Diseño de bobina de radiofrecuencia e implementación de secuencias de pulsos para equipo de imagen dental por resonancia magnética

Abstract

[ES] El presente trabajo de fin de Máster en Ingeniería Industrial ha sido desarrollado en el Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular y tiene como objetivo el desarrollo del diseño de una bobina de radiofrecuencia para un equipo de imagen médica por resonancia magnética, así como la implementación de secuencias de pulsos específicas para la visualización de tejido duro. Todo ello orientado a solucionar la problemática de adquisición de imagen de este tipo de tejido (concretamente dientes) mediante resonancia magnética. Para ello, en primer lugar, se pretende diseñar la bobina de radiofrecuencia del equipo, escogiendo la tipología más adecuada, modelando la misma, y realizando simulaciones con elementos finitos para ajustarse a las especificaciones del equipo. Finalmente, se presentará un diseño listo para fabricarse, con un soporte y un circuito de adaptación. Para esta tarea se usarán programas de modelado 3D (Autodesk Inventor) y de elementos finitos (COMSOL Multiphysics). En cuanto a las secuencias de pulsos, para la adquisición de imagen de tejidos duros (dientes), se implementarán las secuencias SPRITE y UTE, cuya programación se llevará a cabo usando MATLAB y C/C++. La viabilidad de las mismas se comprobará con ensayos con piezas dentales reales, de manera que se validen y queden listas para incorporarse al software del citado equipo. De este modo, quedará desarrollada tanto la parte de hardware (el diseño completo de la bobina), como la de software (secuencias de pulsos) de la parte de radiofrecuencia del equipo MRI para imagen dental.

[EN] This Industrial Engineering Master's Degree Thesis has been developed at the Instituto de Instrumentación para Imagen Modular and pretends to carry out the design of a radiofrequency coil for a magnetic resonance equipment. It also pretends to implement specific pulse sequences for hard tissue visualization. All of this is done to resolve the difficulties of getting images of this type of tissue (specifically teeth) by magnetic resonance imaging. To achieve these goals, we pretend to design the radiofrequency coil for the equipment, choosing the most appropriate typology, modeling it, and carrying out simulations with finite elements to adjust the coil to the equipment specifications. Finally, a design ready for being built, with support and an adaptation circuit will be presented. For this task, 3D modelling software (Autodesk Inventor) and finite elements software (COMOSOL Multiphysics) will be used. Regarding the pulse sequences for hard tissues image acquisition (teeth), SPRITE and UTE sequences will be implemented. Its programming will be carried out using MATLAB and C/C++. The viability of these sequences will be checked with tests using real dental pieces. Thus, they will be validated and will be ready to be included in the equipment software. In this way, the hardware (the coil complete design) and the software (pulse sequences) of the radiofrequency part of the MRI dental equipment will be developed.