Analyse numérique des résonateurs BCR, STR et SER inhomogènes. Application à la conception de sondes IRM

Abstract

L’étude menée dans ce travail se caractérise par l’utilisation de la méthode des moments (MoM) et la méthode des éléments finis (MEF) en deux dimensions (2D) pour la caractérisation des grandeurs électromagnétiques (EM) de résonateurs IRM (quasi-TEM en forme de cage d’oiseau, quasi-TEM à bandes symétriques elliptiques et quasi-TEM à bandes symétriques circulaires) inhomogènes (c’est-à-dire chargés par des échantillons) et fonctionnant à très hautes fréquences. Cette caractérisation nous a permis la conception et la simulation de la réponse fréquentielle de (S11) à l’entrée des sondes IRM inhomogènes en utilisant la théorie des lignes de transmission (TLM). Ces circuits trouvent leurs applications dans le domaine médical. Les travaux réalisés sont résumés dans les points suivants : - La caractérisation numérique (MoM et MEF) des grandeurs électromagnétiques du résonateur quasi–TEM en cage d’oiseau à 12 éléments de lignes microrubans chargé par un élément biologique (le sang) de permittivité relative de (εr=57.50). - La conception et la simulation d’une sonde IRM-UHF fonctionnant à 340 MHz (IRM du proton à 8 T) et utilisant le résonateur quasi-TEM BCR chargé par un élément biologique (le sang). - La caractérisation numérique (MoM et MEF) des grandeurs électromagnétiques du résonateur quasi-TEM à bandes symétriques elliptiques chargé par une tête humaine (εr = 64). - La conception et la simulation d’une sonde IRM-UHF fonctionnant à 340 MHz (IRM du proton à 8 T) et utilisant la configuration optimale du résonateur quasi-TEM à bandes symétriques elliptiques non chargé (εr=1). - La conception et la simulation d’une sonde IRM-UHF fonctionnant à 340 MHz (IRM du proton à 8 T) et utilisant la configuration optimale du résonateur quasi-TEM à bandes symétriques elliptiques chargé par une tête humaine. - La caractérisation numérique (MoM et MEF) des grandeurs électromagnétiques du résonateur quasi-TEM à bandes symétriques circulaires chargé par un muscle humain (εr= 65.57). - La conception et la simulation d’une sonde IRM-UHF fonctionnant à 340 MHz (IRM du proton à 8 T) et utilisant la configuration optimale du résonateur quasi-TEM à bandes symétriques circulaires sans et avec la charge biologique (εr=65.57). - La conception et la simulation d’une sonde IRM-UHF fonctionnant à 340 MHz (IRM du proton à 8 T) et utilisant la configuration optimale du résonateur quasi-TEM à bandes symétriques circulaires chargé par une tête humaine. - Les sondes IRM-UHF ainsi conçues présentent de forts coefficients de qualité qui dépassent 500. Les résonateurs IRM étudiés sont faciles à fabriquer, peu coûteux et faciles à fonctionner. En plus, ils peuvent être fabriqués pour fonctionner à différentes fréquences de résonances. Les résonateurs IRM étudiés dans ce travail, ont fait l’objet de trois publications internationales.