Abstract
In this paper, Bridcage type RF coils used widely as RF coils for MRI and its applicable type, spiral type RF coil are analyzed and designed using FDTD method. In low tesla (IT, 1.5T) MRI system, several tools have been used for the analysis and design of the RF coils for MRI. This includes, so-called, LC equivalent circuit method for predicting the resonance frequency of the coil and the Biot-Savart law to determine the field distribution within the coil. Both of the circuit analysis and Biot-Savart law are low frequency techniques. Therefore, at high frequency applications, the circuit model approximation breaks down because the coil geometry is a significant fraction of the wavelength. In this paper, we analyzed and designed RF coils for 3T MRI using FDTD method. This method is a full wave analysis and very accurate at low and high frequencies. Also, this RF coils are actually fabricated and FDTD models of RF coils for MRI are proven.
본 논문은 MRI용 RF 코일로 널리 사용되고 있는 Birdcage type의 RF 코일을 FDTD 방법을 이용해서 해석, 설계하였다. 기존의 저자장(1T, 1.5T) MRI용 RF 코일의 해석 방법은 코일의 공진 주파수를 얻기 위해서 LC 등가 회로를 사용하였으며 코일 내부의 필드 분포를 얻기 위하여 Biot-Savart 법칙을 이용한 방법이 널리 사용되어 왔다. 그러나 3T이상의 고주파에서 동작하는 RF 코일의 해석에는 위의 방법이 커다란 오차를 일으킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 고주파 해석이 가능한 전파 (Full Wave) 해석 방법인 FDTD 방법을 이용하여 3T MRI용 RF 코일을 해석하고 설계하였다. 또한 FDTD 방법을 이용하여 본 논문에서 실제 제작된 Birdcage type과 Spiral type RF 코일에 적용하여 이 방법의 타당성을 실험적으로 검증하였으며 Spiral type의 RF 코일이 B1 field 균일도면에서 Highpass Birdcage type보다 우수함을 수치 해석적으로 검증하였다.
