هموار سازی درجه دوم میدان B0 در ام آر آی – ۲nd order shimming

در MRI مفهوم Shimming و Shim  کردن به معنی همگن کردن میدان مغناطیسی B0 است. از اونجایی که همگن بودن این میدان خیلی مهم است و وجود هر گونه اعوجاج می تونه منجر به آرتیفکت در تصاویر نهایی بشود. در حال حاضر در اسکنرهای کلینیکی تا دو درجه هموار سازی به صورت دینامیکی در سخت افزار اسکنر قرار داده شده است. shimming درجه ۱ یا first order shimming مقدار آفست در گرادیان ها ایجاد می کنه تا بدین منظور مقدار میدان B0 رو همگن کنه. در Shimming درجه دوم منحنی تغییرات در فضای داخل اسکنر از حل معادله لاپلاس در مختصات کروی حاصل میشه. به قسمت زاویه ای حل این جواب اصطلاحا spherical harmonics گفته میشه. منم جزئیات حلش رو به یاد ندارم اما در نهایت ۵ تابع درجه دوم حاصل میشه که در shimming درجه دوم با تغییر هر کدوم از اینها می شه به نوعی تغییراتی در میدان مغناطیسی داخل اسکنر ایجاد کرد. یادمون نره هدف همگن کردن میدان داخل اسکنر است.

این توابع عبارت هستند از (از درجه ی ۱ تا ۳):

Jezzard P. Shim coil design, limitations and implications (pdf). Abstracts from the International Society of Magnetic Resonance in Medicine (ISMRM) Annual Meeting, May, 2006.

آزمایشی که چند روز قبل انجام دادم رو نتیجه اش رو در اینجا قرار می دهم. در این آزمایش گرادیان هایی که Shimming درجه دوم انجام می دادند رو به ترتیب تغییر دادم و سپس یک map از میدان B0 داخل اسکنر با استفاده از توالی پالس GRE از یک حجم ۲۲ در ۲۲ در ۲۲ سانتی متری با ۴۹ اسلاید گرفتم. نتایج رو در تصاویر زیر می تونید ببینید. کاملا منطبق با توابع مربوط به Shimming درجه دو هستند.

حدس بزنید هر شکل مریوط به تغییر در کدام گرادیان shimming درجه ۲ است.