EP3443372A1 - Procede de controle de la repartition du champ magnetique radiofrequence dans un systeme d'imagerie par resonance magnetique - Google Patents

Procede de controle de la repartition du champ magnetique radiofrequence dans un systeme d'imagerie par resonance magnetique

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EP3443372A1
EP3443372A1 EP17719652.4A EP17719652A EP3443372A1 EP 3443372 A1 EP3443372 A1 EP 3443372A1 EP 17719652 A EP17719652 A EP 17719652A EP 3443372 A1 EP3443372 A1 EP 3443372A1
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EP
European Patent Office
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resonator
antenna
magnetic field
emr
analyzed
Prior art date
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Ceased
Application number
EP17719652.4A
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English (en)
Inventor
Redha ABDEDDAIM
Stefan ENOCH
Pierre SABOUROUX
Gérard Henri Jacques TAYEB
Nicolas Bonod
Alexandre Christian VIGNAUD
Benoit LARRAT
Elodie Virginie Emilia GEORGET
Lisa Marie Anna LEROI
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Aix Marseille Universite
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Centrale de Marseille
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Aix Marseille Universite
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Ecole Centrale de Marseille
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G01R33/5659—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of the RF magnetic field, e.g. spatial inhomogeneities of the RF magnetic field

Definitions

  • the present invention relates to Nuclear Magnetic Resonance (NMR) devices, as well as their applications such as Magnetic Resonance Imaging (MRI) for humans or animals, and Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS).
  • NMR Nuclear Magnetic Resonance
  • MRI Magnetic Resonance Imaging
  • MRS Magnetic Resonance Spectroscopy
  • the invention is particularly applicable to high and ultra high frequency antennas at least one transmission channel may or may not be used for receiving the signal.
  • Such antennas are used for the examination of part or all of the body of a patient in NMR devices and in particular in MRI imaging devices. These devices have the function of exciting the magnetic spins of certain atoms, for example the hydrogen atoms, of the sample placed inside the antenna at their Larmor frequency, and of collecting a radiofrequency signal resulting from 'a phenomenon of relaxation.
  • the MRI apparatus comprises a magnet producing a static longitudinal magnetic field B0, and antennas having radiating elements, of variable shapes, providing either a transmitter function or a relaxation signal receiver function, or both functions. alternately. These antennas are arranged around the part of the body to be analyzed. In transmitter operation, these antennas receive an electrical excitation enabling them to produce a radiofrequency (RF) electromagnetic field having a transverse magnetic component B1, orthogonal to the B0 field. In receiver operation, they pick up an RF signal having the frequency of precession resonance or relaxation (also called Larmor frequency) of the nuclei of the atoms in the B0 magnetic field and having been momentarily subjected to the magnetic field B1.
  • RF radiofrequency
  • the magnetic spin moments of the nuclei of hydrogen atoms align in a direction parallel to the magnetic field B0.
  • the magnetic spin moments of the nuclei of atoms deviate Gradually from the direction of the BO field to reach a flip angle noted FA (Flip Angle) with respect to this direction by describing a movement called "precession".
  • the radiofrequency field B1 thus makes it possible to "switch" the magnetic spin moments of an angle FA with respect to the direction of the field BO.
  • the antennas used for the examination of a part of the body and in particular of the head operate in close magnetic field, and therefore must be placed near the part of the body to be analyzed. It turns out that in this type of antenna, the part of the body placed near the antenna feedbacks on the radiofrequency field near the antenna.
  • the human head has electromagnetic characteristics that can generate artifacts.
  • the magnetic field intensities BO used in medical imaging are between 0.1 and 3 Tesla.
  • the wavelength associated with the B1 field corresponding to the Larmor frequency for hydrogen remains large compared to the region to be analyzed. Artifacts tend to appear when this condition is no longer true, that is, when the region to be analyzed has large dimensions or when the wavelength associated with the B1 field is decreased.
  • the corresponding Larmor frequency for hydrogen is 64 MHz, ie a wavelength of approximately 53 cm in water.
  • this frequency is 128 MHz, ie wavelength of about 26 cm in the water.
  • the frequency of Larmor reaches about 300 MHz, which corresponds to a wavelength of about 1 1 cm in the water.
  • the antennas used have volumic resonant cavity type structures. This type of antenna, commonly called “bird cage” or TEM (Transverse Electric and Magnetic) includes:
  • RF ports Two or four RF power ports (called “RF ports") interposed between all the transmission lines and the shield, to produce the radio frequency excitation of the resonant cavity and detect the NMR radio frequency signals.
  • a shield may surround the set of transmission lines.
  • a voluminal antenna separates internal volume from an external volume.
  • the known voluminal antennas have the disadvantage of not functioning properly at high magnetic field values, typically above 3 Tesia, corresponding to a Larmor frequency of the order of 128 MHz, for cerebral imaging. Indeed, up to 3 Tesia, the corresponding Larmor frequency remains low and the defects of homogeneity of the field B1 in the object to be analyzed remain tolerable, which makes it possible to obtain an exploitable image of the studied region.
  • artifacts can appear at these magnetic field values with large organs such as the pelvis.
  • Network antennas have been developed for frequencies above 128 MHz. These antennas comprise a plurality of resonators, generally between 8 and 32, used as emitters and receivers, and which are distributed around the region to be analyzed. Each resonator comprises a specific control channel for transmitting and receiving the radiofrequency signal. Each resonator thus makes it possible to produce an image of the area opposite which it is located. The different images are then combined by algorithms to form the final image.
  • This type of network antenna requires controlling each resonator by its own channel with an appropriate amplitude and phase, by means of a power amplifier for spatially controlling the excitation of protons in MRI around the region to be analyzed.
  • This type of antenna associated with an active control of the homogeneity of the field B1 requires adjustments of tuning and impedance matching of each channel, which are difficult to achieve. The structure of these antennas and their use are complex, which entails high costs of installation and use.
  • Each cushion makes it possible to modify the distribution of the field in the antenna.
  • the materials used may be based on titanium oxide powder, such as CaTiO3 (ref [1]) or BaTiO3 (ref [4]), mixed in deionized water or with a high proportion of deuterium . It has also been proposed to use blocks of PZT (lead titanate and zirconium) (ref. [5]).
  • PZT lead titanate and zirconium
  • none of these materials is really satisfactory in the context of medical use. To have a sufficient effect on the distribution of the field, they must have a bulky volume and be placed against the body of the patient. The comfort of the patient is affected. Moreover, these materials generally have a relatively high cost and age rapidly. In addition, some materials like BaTiO3 are very toxic.
  • a field B1 in a region of an object to be analyzed which has a homogeneous distribution using a conventional volumetric antenna, that is to say without active resonators individually controlled. It is also desirable to be able to adjust the distribution of the field in the analyzed region, depending on the nature of the latter, in order to obtain a homogeneous distribution of the field B1, or on the contrary, in order to avoid the presence of the B1 field in certain areas of the region to be analyzed. It is desirable to achieve this result without having to use a high dielectric constant material. It is also desirable to avoid having to directly contact a material against the body of the patient to be analyzed.
  • Embodiments provide a method for controlling the distribution of a radio frequency magnetic field in a nuclear magnetic resonance imaging system, comprising the steps of: providing a volumic antenna in a permanent magnet providing a permanent magnetic field in accordance with a first axis, and feed the volume antenna by a radiofrequency signal, so that it generates a radiofrequency magnetic field rotating in a plane perpendicular to the first axis.
  • the method comprises a step of placing an electromagnetic resonator having a resonance mode excited by the rotating magnetic field, the resonator being disposed at a position inside or outside the volumic antenna and at a distance from a region to be analyzed of an object to be arranged in the voluminal antenna, the resonance mode and the position of the resonator with respect to the volumetric antenna being adapted to adjust the intensity of the rotating magnetic field in a area of the region to be analyzed.
  • the resonator resonance mode is adapted by modifying the structure, the geometry or a dimension of the resonator, or the nature of materials forming the resonator.
  • the resonator is shaped to present several resonance modes.
  • one of the following configurations is present: the resonator is formed by a single rod arranged parallel to the first axis, the rod being rectilinear or folded so as to form meanders, or folded so as to form a rectangular turn , and the resonator comprises a plurality of parallel conductive rods, interconnected in a matrix configuration, the rods being arranged parallel to the first axis and electromagnetically coupled together.
  • the resonance mode of the resonator is adapted by adjusting the length of the resonator along the first axis or by modifying the matrix configuration of the rods.
  • the resonator is disposed in front of a power supply port of the antenna and shaped to increase or decrease the locally rotating magnetic field in an area of the region to be analyzed close to the resonator or in an area of the region. to be analyzed located opposite the resonator with respect to a center of the region to be analyzed.
  • the method comprises steps of placing a plurality of electromagnetic resonators each having an own resonance mode excited by the rotating magnetic field, at a respective position inside or outside the volumetric antenna and remote from the region to be analyzed, the resonance mode and the position of each of the resonators being adapted to adjust the intensity of the rotating magnetic field in an area of the region to be analyzed.
  • Embodiments may also relate to an antenna system for a nuclear magnetic resonance imaging system, comprising: a voluminal antenna including a port for receiving a radio frequency signal to generate a radiofrequency magnetic field within the antenna turning in a plane.
  • the antenna system comprises an electromagnetic resonator having a resonance mode excited by the rotating magnetic field, the resonator being disposed at a position inside or outside the voluminal antenna and at distance of a region to be analyzed from an object disposed in the volumetric antenna, the resonance mode and the position of the resonator relative to the volumetric antenna being adapted to adjust the intensity of the magnetic field rotating in an area of the region to be analyzed.
  • the resonator has one of the following configurations: the resonator has a periodic structure formed of a juxtaposition of elementary cells, each elementary cell comprising at least two distinct materials, the resonator comprises several parallel conductive rods, distributed in an n ⁇ n matrix configuration, where n is an integer greater than 0, and embedded in a dielectric material, the resonator being disposed inside or outside the antenna so that the rods are perpendicular to the plane the resonator is formed by a single rod disposed perpendicularly to the plane, the rod being rectilinear or folded so as to form meanders, or folded on itself so as to form an elongate coil extending perpendicularly to the plane.
  • the antenna system comprises a plurality of resonators disposed inside or outside the antenna perpendicular to the plane.
  • the resonator comprises 2 x 2 rods, the rods having a diameter of between 0.2 and 1.2 mm, and spaced apart by 1 to 3 cm, the resonator being disposed more than 2 cm from the region to be analyzed.
  • the resonator is configured to present a resonance mode centered on a frequency of the rotating magnetic field.
  • the voluminal antenna is of the high-pass birdcage type comprising 16 bars connecting two rings to each other, each ring portion of the two rings, between two bars, comprising a capacitor.
  • Embodiments may also relate to a nuclear magnetic resonance imaging system, comprising a voluminal antenna as defined above, disposed in a permanent magnet providing a permanent magnetic field along an axis perpendicular to the plane.
  • the permanent magnetic field produced by the permanent magnet is 7 T
  • the voluminal antenna comprising bars interconnecting two rings, each ring portion of the two rings, between two bars, comprising a capacitor, the bars having a length of between 23 and 27 cm, the rings of the voluminal antenna having a diameter of between 24 and 28 cm, and capacitors having a capacitance of between 2 and 6 pF.
  • FIG. 1 schematically represents an MRI apparatus
  • FIG. 2 is a diagrammatic perspective view of an example of a bird cage type volumic antenna
  • FIG. 3 diagrammatically represents the axial aerial in axial view, according to one embodiment
  • FIG. 3A represents a detail in axial section of a resonator placed in the voluminal antenna, according to one embodiment
  • FIG. 4 diagrammatically shows the voluminal antenna in axial section along a vertical plane, according to one embodiment
  • FIGS. 5A to 5E are images in axial section along a vertical plane of the distribution of the field B1 in an object to be analyzed placed in the voluminal antenna
  • FIG. 6A represents curves of variation of the intensity of the magnetic field B1 along a line OY, with and without a resonator, inside the antenna,
  • FIG. 6B represents a variation curve of the relative difference between the two curves of FIG. 6A
  • FIG. 7A represents curves of variation of the intensity of the magnetic field B1 along a line OZ inside the antenna, with and without resonator,
  • FIG. 7B represents a variation curve of the relative difference between the two curves of FIG. 7A
  • FIGS. 8A, 8B are cross-sectional images along a vertical plane of the distribution of the field B1 in the voluminal antenna, in the presence of an object to be analyzed placed in the latter, respectively without and with a resonator according to another mode.
  • FIGS. 9A, 9B show schematically the voluminal antenna, respectively in axial view and in axial section along a vertical plane, associated with a resonator according to another embodiment,
  • FIG. 10 is a cross-sectional image along a vertical plane of the distribution of the field B1 in the voluminal antenna, in the presence of an object to be analyzed placed in the latter, and the resonator of FIGS. 9A, 9B,
  • FIGS. 11A, 1B show diagrammatically the voluminal antenna, respectively in axial view and in axial section along a vertical plane, associated with a resonator according to another embodiment
  • FIG. 12 is an image in axial section along a vertical plane of the distribution of the field B1 in the voluminal antenna, in the presence of an object to be analyzed placed in the latter, and of the resonator of FIGS. 1 1 A, 1 1 B
  • FIG. 13 is a cross-sectional image along a vertical plane of the distribution of the field B1 in the voluminal antenna, in the presence of an object to be analyzed placed in the latter, with the resonator of FIG. 2A placed at the Outside of the antenna, according to another embodiment
  • FIGS. 14 and 15 show schematically the voluminal antenna, in axial view, associated with several resonators according to another embodiment.
  • FIG. 1 represents an MRI apparatus 10.
  • the MRI apparatus comprises a magnet 11 which may be of cylindrical shape, in which a patient to be analyzed is placed.
  • the magnet 1 1 has a Z axis which is generally oriented horizontally.
  • the magnet 1 1 comprises a coil 12 which generates inside the magnet 1 1 a longitudinal magnetic field B0, oriented along the Z axis.
  • the MRI apparatus also comprises a voluminal type antenna 1 arranged at the center of the magnet 1 1. inside the magnet 1 1, around a region to be analyzed of an object such as the body of the patient.
  • the antenna 1 is configured to generate an oscillating or rotating magnetic field, of radiofrequency (RF) type, which is transverse in an XY plane perpendicular to the Z axis.
  • RF radiofrequency
  • the antenna 1 is connected to circuits of FIG. TRX radiofrequency transmission / reception which provide the antenna 1 with an RF signal enabling it to generate the field B1.
  • the TRX circuits receive from the antenna 1 or another antenna (not shown) nuclear magnetic resonance (NMR) signals that can be used to generate images.
  • the device IRM 10 also includes a power supply circuit PS for supplying the coil 12, and a processing unit DPU which controls the circuits TRX and PS, and which receives the NMR signals provided by the circuit TRX.
  • the DPU processing unit processes the NMR signals to generate images that can be displayed on a DSP display screen.
  • FIGS. 2 to 4 show an example of a high-pass "bird cage" voluminal antenna 1 used in the MRI apparatus.
  • the PA region to be analyzed of an object for example the head of a patient, is disposed in the antenna 1.
  • the antenna 1 has a generally cylindrical shape having a center point O.
  • the antenna 1 comprises axial bars 2 extending along the Z axis between two rings 3, 3 'located in a plane parallel to the XY plane.
  • the bars 2 are uniformly distributed around the PA region.
  • Each part of the rings 3, 3 'between two bars 2 comprises a capacitor C making it possible to couple together two of the bars 2.
  • the antenna 1 is powered by two or more ports P1, P2 through which the circuit TRX supplies the RF signal .
  • P1, P2 the circuit TRX supplies the RF signal .
  • the ports P1, P2 are disposed on one of the rings 3, the port 1 being disposed on the axis PX, and the port P2 being disposed on the axis PY (the point P being in the center of the ring 3), so as to feed the antenna in quadrature.
  • the antenna comprises 16 bars 2, and therefore 32 capacitors C.
  • one or more electromagnetic resonators are disposed inside or outside of the antenna 1, to adjust the distribution of the field B1 in the region to be analyzed PA, the resonators being electrically isolated from the antenna.
  • each resonator is configured to present an own resonance mode excited by the field B1 generated by the antenna 1.
  • each resonator behaves like a passive secondary antenna, under the effect of the field B1.
  • Each EMR resonator is disposed at a minimum distance h from the object to be analyzed.
  • the structure, the geometry and the position of each EMR resonator with respect to the antenna 1 are chosen according to the effect to be obtained on the distribution of the field B1 in the antenna 1, and therefore as a function of the frequency of the field B1.
  • the effect obtained on the distribution of the field B1 can be a uniformization of the field B1 in the region to be analyzed, an increase or a decrease of the field B1 located in a zone to proximity of the EMR resonator, or an increase or decrease in the field located in an area opposite the resonator with respect to the center O of the region to be analyzed or of the antenna 1. This last effect allowing a remote action on the distribution of the field B1, is particularly useful when the space available near the area where to act is insufficient to house a resonator.
  • Each EMR resonator may for example be made of a metamaterial, and thus have a periodic structure formed by the juxtaposition of elementary cells, also called "meta-atoms".
  • Each elementary cell consists of one or more materials, and has small dimensions relative to the wavelength of the field B1. This condition is considered realized if the dimensions of the elementary cells are less than or equal to 50% of the wavelength of the field B1.
  • a single EMR resonator is disposed in the antenna 1.
  • Figure 3A shows a section of the EMR resonator.
  • the EMR resonator comprises four rods T of circular section, oriented along the Z axis, and arranged at the vertices of a square, each rod T being disposed at a distance d from two others of the four rods T.
  • Each rod T can thus be considered as an electric dipole forming a resonator electromagnetically coupled with the other resonators each formed by one of the other rods T.
  • the rods are distant from each other a distance of less than half the wavelength of the B1 field in the medium of the object to be analyzed (usually water). When the field B0 is 7 T, this wavelength is of the order of 10 cm in the water.
  • the EMR resonator is disposed in the antenna 1 opposite the port P1 (between the port P1 and the PA region to be analyzed).
  • the resonator comprises 4 conductive T rods, for example copper, and embedded in a dielectric material, such as polystyrene.
  • the rods T may have a diameter of between 0.3 and 1.5 mm, and a length of between 30 and 90 cm, depending on the desired effect on the distribution of the B1 field.
  • the distance d between the rods T can be between 1 and 3 cm.
  • the distance h is between 1.5 cm and 15 cm.
  • the antenna is adapted to receive a human head.
  • the distance d between the rods represents for example 3 to 13% of the inside diameter of the antenna.
  • FIGS. 5A to 5E Simulations of the distribution of the B1 field were made by placing in the antenna 1 an object simulating a human head and having similar electromagnetic properties and placing to the right of the simulated head along the Z axis.
  • a four-stage EMR resonator stems having the section described above, and having different lengths. These measurements (in dB) are presented in FIGS. 5A to 5E.
  • the measurements of FIG. 5A were obtained without resonator.
  • the measurements of FIGS. 5B to 5E were obtained with a resonator of length 40, 50, 60 and 80 cm, respectively. These measurements show that the length of the EMR resonator (along the Z axis) influences the distribution of the B1 field in the region to be analyzed PA.
  • the EMR resonator has a resonance mode that depends on its geometry and in particular on its length.
  • the distribution of the field B1 is not significantly modified when the length of the EMR resonator is less than 30 cm.
  • the length of the EMR resonator is between 35 and 45 cm (FIG. 5B)
  • an area of the region PA to be analyzed close to the EMR resonator has an increased field value B1.
  • a resonance mode of the EMR resonator is excited by the field B1.
  • the length of the EMR resonator is between 45 and 55 cm (FIG.
  • the position of the EMR resonator with respect to the antenna 1 has an influence on the distribution of the field B1 in the antenna.
  • the distribution of the B1 field can also be modified by changing the length of the resonator (along the Z axis). However, this change in length modifies the resonance mode (s) of the EMR resonator.
  • This resonance mode can also be modified by changing the matrix configuration of the rods T (for example by changing the spacing of the rods along the X axis and / or the Y axis), or by changing the diameter of the rods T. or by changing the materials forming the EMR resonator.
  • FIG. 6A shows two curves C1, C2 of variation of the intensity of the field B1, along the straight line OX, respectively without and with the resonator EMR in front of the port P1, the resonator having a length of 40 cm.
  • the curve C2 has been shifted upwardly so as to compensate for the decrease in the intensity of the field B1 in the antenna 1, due to the presence of the EMR resonator in front of the port P1.
  • FIG. 6B represents a curve C3 obtained by calculating a relative percentage difference between the curves C1 and C2.
  • Curve C3 shows that the resonator modifies the distribution of the field B1, by increasing it in certain zones by 10%, and up to 22% in the vicinity of the EMR resonator, in the case where the power loss of the field B1, due at the presence of the resonator has been compensated.
  • FIG. 7A represents two curves C4, C5 of variations of the field B1 along the straight line OZ.
  • FIG. 7B represents a curve C6 of variation of a relative percentage difference between the curves C4 and C5.
  • the comparison of the curves C4 and C5 makes it possible to observe that the resonator EMR in front of the port P1 modifies the distribution of the field B1 (+ or - 10%) without increasing it in a central zone where it presents locally a maximum value.
  • the presence of one or more EMR resonators in or around the antenna 1 does not significantly increase the specific absorption rate SAR (Specification Absorption Rate), representative of the transmission of energy at the region to be analyzed PA, even if one compensates for a possible loss of power in the region to be analyzed, resulting from the presence of the EMR resonator in or around the antenna 1.
  • SAR Specific Absorption Rate
  • the resonator is disposed between the shield and the antenna or inside the antenna. The position of each resonator is determined according to the areas where the field B1 is to be decreased or increased.
  • the present invention is capable of various alternative embodiments and various applications.
  • the invention also applies to a voluminal antenna of the "bird cage" low-pass type, that is to say in which the capacitors C are arranged not on the rings 3, 3 'but on the Bars 2.
  • the invention also applies to a band-pass antenna in which capacitors are arranged both on the rings 3, 3 'and on the bars 2.
  • the resonator may have other shapes and be realized in various other ways.
  • the resonator can be realized by example by etching a conductive layer deposited on a wafer in an insulating material.
  • the resonator may be in the form of a U-ring or split ring resonator (SRR), an omega, a Jerusalem cross, platelets, or more of these coupled elements.
  • SRR split ring resonator
  • FIG. 8A represents an image of the distribution in the voluminal antenna 1 of the component of the measured field B1 to form MRI images, in the presence of an object to be analyzed PA placed in the latter, in the absence of a resonator.
  • Figure 8A highlights regions of more intense field inside the antenna 1 along the bars of the antenna and decreasing closer to the object to be analyzed. It can also be observed the presence of a relatively intense field in a central region of the object to be analyzed PA and decreasing towards the periphery of the object, with a slight increase in the vicinity of the periphery of the object, inside and outside the latter
  • FIG. 8B represents an image of the distribution of the field B1 in the voluminal antenna 1, in the presence of an object to be analyzed PA placed in the latter, the voluminal antenna being associated with a resonator consisting of a single rod. Straight T placed axially in the antenna.
  • FIG. 8A showing the distribution of the field B1 in the volumetric antenna 1, without a resonator
  • FIG. 8B shows a local increase of the field B1 around the rod T inside the antenna, and in a central region of the object to be analyzed PA.
  • the field is measured in Vs / m 2 .
  • the rod has a diameter of 1 mm (+/- 20%) and a length equal to twice the length of the antenna (+/- 20%).
  • FIGS. 9A, 9B show the voluminal antenna 1 associated with an ER1 resonator of the SRR type, in the form of a split ring, having a rectangular shape, the ends of the split ring being folded towards the inside of the ring for form a gap.
  • the resonator ER1 is disposed in the antenna 1 in the OXZ plane, the longest sides of the resonator being oriented along the Z axis of the antenna.
  • the resonator is disposed at a distance h from the object to be analyzed PA.
  • the resonator ER1 is split substantially in the middle of one of the two long sides of the rectangular shape, for example the one furthest away from the object PA to be analyzed.
  • the resonator may also be split substantially in the middle of the two long sides of the rectangular resonator.
  • FIG. 10 represents an image of the distribution in the voluminal antenna 1 of the component of the field B1 (in Vs / m 2 ) measured to form MRI images, in the presence of an object to be analyzed PA placed in the latter, the resonator ER1 being placed in the volumetric antenna 1 as shown in FIGS. 9A, 9B.
  • FIG. 8A showing the distribution of the field B1 in the voluminal antenna 1, without a resonator
  • FIG. 10 shows an increase of the field B1 in the right half of the antenna (in the figure), the resonator ER1 being located in the plane delimiting the right and left parts of the antenna 1.
  • the resonator ER1 is produced using a conducting wire having a diameter of 1 mm (within + or -10%) or a conductive track formed on an insulating substrate having a width of 1 mm (within + or - 20%).
  • the ring formed by the resonator ER1 has a width of 3% (within + or -20%) of the diameter of the antenna 1, and a length equal to 90% of the length of the antenna (at + or - 20%).
  • FIGS. 11A, 11B show the voluminal antenna 1 associated with a rod-shaped resonator ER2 describing meanders or crenellations.
  • the resonator ER2 is disposed in the antenna 1 in the OXZ plane, the longest sides of the resonator being oriented along the Z axis of the antenna.
  • the resonator is disposed at a distance h from the object to be analyzed PA.
  • FIG. 12 represents an image of the distribution in the voluminal antenna 1 of the component of the field B1 (in Vs / m 2 ) measured to form MRI images, in the presence of an object to be analyzed PA placed in the latter, the voluminal antenna being associated with the resonator ER2.
  • FIG. 8A shows the distribution of the field B1 in the volumetric antenna 1, without a resonator
  • the resonator ER2 shows a local increase of the field B1 between the resonator ER2 and the part of the nearest antenna of the resonator, and a local decrease of the field B1 in the object to be analyzed PA, in a region close to the position of the resonator ER2 and in the opposite region of the object PA (along the axis OX). It can also be observed a local increase of the field B1 in the object PA, in lateral regions (along the axis OY).
  • the resonator ER2 is produced using a conducting wire having a diameter of 1 mm (within ⁇ 20%) or a conductive track formed on an insulating substrate having a width of 1 mm. (within + or - 20%).
  • the ER2 resonator has a meander width and a meander width of 0.8% (within + or -20%) of the inside diameter of the antenna 1, and a length equal to one and a half times the length of the antenna ( to + or - 20%).
  • FIG. 13 represents an image of the distribution in the volume antenna 1 of the component of the field B1 (in Vs / m 2 ) in the presence of an object to be analyzed PA placed in the latter, the voluminal antenna being associated with the EMR resonator with four rods (FIG. 2A), placed outside the antenna (between the antenna and an SH shielding)
  • the EMR resonator is placed along an axis passing through the center O of the antenna 1, oriented at an angle of + 135 ° with respect to an origin defined by the axis OX
  • FIG. 13A shows a slight local decrease of the field B1 in the object to be analyzed PA at the periphery of the latter.
  • FIG. 14 and 15 show the volumetric antenna 1 and the object to be analyzed PA disposed in the antenna.
  • the antenna 1 is associated with four four-rod EMR resonators T (FIG. 3A), placed in the antenna, and oriented parallel to the longitudinal axis Z of the antenna, namely two resonators respectively of either side of the object PA along the axis OX, and two resonators respectively on either side of the object PA along the axis OY.
  • the voluminal antenna 1 is associated with six four-rod EMR resonators T (FIG. 3A), placed in the antenna and oriented parallel to the longitudinal axis Z of the antenna, namely two pairs of resonators. respectively on either side of the object PA, along the axis OX, and two resonators respectively on either side of the object PA, along the axis OY.
  • EMR resonators T FIG. 3A

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Abstract

L'invention concerne un procédé de contrôle de la répartition du champ magnétique radiofréquence dans un système d'imagerie par résonance magnétique nucléaire (10), comprenant des étapes consistant à : disposer une antenne volumique (1) dans un aimant permanent (11) fournissant un champ magnétique permanent (BO) suivant un premier axe (Z), et alimenter l'antenne volumique par un signal radiofréquence, afin qu'elle génère un champ magnétique radiofréquence (Bl) tournant dans un plan perpendiculaire (XY) au premier axe, et placer un résonateur électromagnétique (EMR) ayant un mode de résonance excité par le champ magnétique tournant (Bl), le résonateur étant disposé en une position à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne volumique et à distance (h) d'une région à analyser (PA) d'un objet à disposer dans l'antenne volumique, le mode de résonance et la position du résonateur par rapport à l'antenne volumique étant adaptés pour ajuster l'intensité du champ magnétique tournant dans une zone de la région à analyser.

Description

PROCEDE DE CONTROLE DE LA REPARTITION DU CHAMP MAGNETIQUE RADIOFREQUENCE DANS UN SYSTEME D'IMAGERIE
PAR RESONANCE MAGNETIQUE
La présente invention concerne les appareils de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), ainsi que leurs applications telles que l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) pour l'homme ou l'animal, et la Spectroscopie par Résonance Magnétique (SRM).
L'invention s'applique particulièrement à des antennes haute et ultra haute fréquence à au moins une voie en transmission pouvant ou non être utilisée pour la réception du signal. De telles antennes sont utilisées pour l'examen d'une partie ou de l'ensemble du corps d'un patient dans des appareils RMN et en particulier dans les appareils d'Imagerie IRM. Ces appareils ont pour fonction d'exciter les spins magnétiques de certains atomes, par exemple les atomes d'hydrogène, de l'échantillon placé à l'intérieur de l'antenne à leur fréquence de Larmor, et de recueillir un signal radiofréquence résultant d'un phénomène de relaxation.
Les appareils d'IRM comprennent un aimant produisant un champ magnétique longitudinal statique B0, et des antennes comportant des éléments rayonnants, de formes variables, assurant soit une fonction d'émetteur, soit une fonction de récepteur de signaux de relaxation, soit ces deux fonctions alternativement. Ces antennes sont disposées autour de la partie du corps à analyser. En fonctionnement émetteur, ces antennes reçoivent une excitation électrique leur permettant de produire un champ électromagnétique radiofréquence (RF) présentant une composante magnétique transversale B1 , orthogonale au champ B0. En fonctionnement récepteur, elles captent un signal RF ayant la fréquence de résonance de précession ou de relaxation (également appelée fréquence de Larmor) des noyaux des atomes se trouvant dans le champ magnétique B0 et ayant été momentanément soumis au champ magnétique B1 .
Sous l'effet du champ magnétique statique B0, les moments magnétiques de spin des noyaux d'atomes d'hydrogène s'alignent dans une direction parallèle au champ magnétique B0. Sous l'effet d'une impulsion du champ magnétique radiofréquence B1 oscillant ou tournant à la fréquence de Larmor, autour de la direction du champ BO, les moments magnétiques de spin des noyaux d'atomes, par exemple d'hydrogène, s'écartent progressivement de la direction du champ BO pour atteindre un angle de bascule noté FA (Flip Angle) par rapport à cette direction en décrivant un mouvement appelé de "précession". Le champ radiofréquence B1 permet donc de faire "basculer" les moments magnétiques de spin d'un angle FA par rapport à la direction du champ BO.
Lorsque l'excitation produite par le champ B1 est interrompue, les moments magnétiques de spin qui se sont écartés de leur axe initial reviennent progressivement vers leur orientation d'équilibre, c'est-à-dire la direction du champ BO, sans cesser de tourner autour de cette direction. Ce retour à l'équilibre est appelé relaxation. Il est possible de mesurer ce mouvement de rotation des spins sous la forme d'un champ radiofréquence très faible capté par l'antenne, le champ radiofréquence capté ayant la même fréquence que le champ radiofréquence émis, c'est-à-dire la fréquence de résonance de Larmor.
Généralement, les antennes utilisées pour l'examen d'une partie du corps et en particulier de la tête, fonctionnent en champ magnétique proche, et donc doivent être placées près de la partie du corps à analyser. Il s'avère que dans ce type d'antenne, la partie du corps placée près de l'antenne rétroagit sur le champ radiofréquence proche de l'antenne. En particulier, la tête humaine présente des caractéristiques électromagnétiques qui peuvent générer des artefacts.
Généralement, les intensités de champ magnétique BO utilisées en imagerie médicale sont comprises entre 0,1 et 3 Tesla. A ces intensités de champ magnétique, la longueur d'onde associée au champ B1 correspondant à la fréquence de Larmor pour l'hydrogène, reste grande par rapport à la région à analyser. Des artefacts ont tendance à apparaître lorsque cette condition n'est plus vérifiée, c'est-à-dire lorsque la région à analyser présente de grandes dimensions ou lorsqu'on diminue la longueur d'onde associée au champ B1 . A titre d'exemple, pour un champ magnétique B0 de 1 ,5 Tesla, la fréquence de Larmor correspondante pour l'hydrogène est de 64 MHz, soit une longueur d'onde d'environ 53 cm dans l'eau. Pour un champ magnétique B0 de 3 Tesla, cette fréquence est de 128 MHz, soit une longueur d'onde d'environ 26 cm dans l'eau. A 7 T, la fréquence de Larmor atteint environ 300 MHz, ce qui correspond à une longueur d'onde d'environ 1 1 cm dans l'eau. Jusqu'à 128 MHz, les antennes utilisées ont des structures de type volumique à cavité résonante. Ce type d'antenne, couramment appelé "cage à oiseau" ("bird cage") ou TEM (Transverse Electric and Magnetic) comprend :
- un ensemble de barreaux formant des lignes de transmission couplées entre elles par des condensateurs répartis sur deux anneaux parallèles fixés aux extrémités des barreaux, pour créer un mode de résonance, et
- deux ou quatre ports d'alimentation RF (appelés " ports RF") intercalés entre l'ensemble des lignes de transmission et le blindage, pour produire l'excitation radiofréquence de la cavité résonante et détecter les signaux radiofréquence RMN. Un blindage peut entourer l'ensemble de lignes de transmission. Ainsi, une antenne volumique sépare volume intérieur d'un volume extérieur.
Les antennes volumiques connues, présentent l'inconvénient de ne pas fonctionner convenablement aux valeurs élevées de champ magnétique, typiquement au-delà de 3 Tesia, correspondant à une fréquence de Larmor de l'ordre de 128 MHz, pour l'imagerie cérébrale. En effet, jusqu'à 3 Tesia, la fréquence de Larmor correspondante reste faible et les défauts d'homogénéité du champ B1 dans l'objet à analyser restent tolérables, ce qui permet d'obtenir une image exploitable de la région étudiée. Cependant, des artefacts peuvent apparaître à ces valeurs de champ magnétique avec de gros organes tels que le pelvis.
II est pourtant souhaitable d'augmenter le rapport signal sur bruit des signaux IRM en travaillant avec des champs magnétiques plus intenses, et donc à des fréquences de Larmor plus élevées. Cependant, pour augmenter cette fréquence, les conducteurs centraux des lignes de transmission de l'antenne doivent être complètement retirés ce qui provoque des pertes par rayonnements, ainsi qu'une mauvaise homogénéité du champ B1 produit. Au-delà de 128 MHz, les antennes de type volumique fonctionnant en mode quadrature, montrent leur limite en termes d'homogénéité de la répartition du champ magnétique B1 dans la région à analyser. Il en résulte que certaines zones de la région à analyser sont insuffisamment excitées, conduisant à des artéfacts importants dans l'image obtenue. Il s'avère donc que ces antennes sont pratiquement inutilisables à des valeurs de champs magnétiques B0 plus élevées, c'est-à-dire supérieures à 3 Tesla. Il est pourtant nécessaire, notamment dans le cadre de l'imagerie médicale, de pouvoir obtenir une image qualitative reflétant fidèlement la nature des tissus du sujet analysé.
Des antennes de type réseau ont été développées pour les fréquences supérieures à 128 MHz. Ces antennes comprennent une pluralité de résonateurs, généralement entre 8 et 32, utilisés comme émetteurs et récepteurs, et qui sont répartis autour de la région à analyser. Chaque résonateur comporte une voie de pilotage propre pour l'émission et la réception du signal radiofréquence. Chaque résonateur permet ainsi de produire une image de la zone en regard de laquelle il se trouve. Les différentes images sont ensuite combinées par des algorithmes pour former l'image finale. Ce type d'antenne réseau nécessite de piloter chaque résonateur par son canal propre avec une amplitude et une phase appropriées, au moyen d'un amplificateur de puissance pour contrôler spatialement l'excitation des protons en IRM autour de la région à analyser. Ce type d'antenne associé à un contrôle actif de l'homogénéité du champ B1 , nécessite des réglages de syntonisation et d'adaptation d'impédance de chaque canal, qui sont difficiles à réaliser. La structure de ces antennes ainsi que leur utilisation sont complexes, ce qui entraine des coûts élevés d'installation et d'utilisation.
Il a été également proposé de disposer dans l'antenne un ou plusieurs coussins formés d'une poche remplie d'un matériau à constante diélectrique élevée, typiquement de l'ordre de 150, afin de corriger passivement des distorsions du champ B1 apparaissant à fréquence de Larmor élevée (réfs.
[1 ], [2], [3]). Chaque coussin permet de modifier la répartition du champ dans l'antenne. Les matériaux utilisés peuvent être à base de poudre d'oxydes de titane, tels que le CaTiO3 (réf. [1 ]) ou le BaTiO3 (réf. [4]), mélangée dans de l'eau déionisée ou à forte proportion de deutérium. Il a également été proposé d'utiliser des blocs de PZT (titanate de plomb et zirconium) (réf. [5]). Cependant, aucun de ces matériaux n'est vraiment satisfaisant dans le cadre d'une utilisation médicale. Pour avoir un effet suffisant sur la répartition du champ, ils doivent présenter un volume encombrant et être placés contre le corps du patient. Le confort du patient s'en trouve affecté. Par ailleurs, ces matériaux présentent généralement un coût relativement élevé et vieillissent rapidement. En outre, certains matériaux comme le BaTiO3 sont très toxiques.
Il est donc souhaitable d'obtenir un champ B1 dans une région d'un objet à analyser, qui présente une répartition homogène en utilisant une antenne volumique classique, c'est-à-dire sans résonateurs actifs pilotés individuellement. Il est également souhaitable de pouvoir ajuster la répartition du champ dans la région analysée, en fonction de la nature de cette dernière, afin d'obtenir une répartition homogène du champ B1 , ou au contraire, afin d'éviter la présence du champ B1 dans certaines zones de la région à analyser. Il est souhaitable de parvenir à ce résultat sans avoir à utiliser un matériau à constante diélectrique élevée. Il est également souhaitable d'éviter d'avoir à mettre en contact direct un matériau contre le corps du patient à analyser.
Des modes de réalisation concernent un procédé de contrôle de la répartition d'un champ magnétique radiofréquence dans un système d'imagerie par résonance magnétique nucléaire, comprenant des étapes consistant à : disposer une antenne volumique dans un aimant permanent fournissant un champ magnétique permanent suivant un premier axe, et alimenter l'antenne volumique par un signal radiofréquence, afin qu'elle génère un champ magnétique radiofréquence tournant dans un plan perpendiculaire au premier axe. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape consistant à placer un résonateur électromagnétique ayant un mode de résonance excité par le champ magnétique tournant, le résonateur étant disposé en une position à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne volumique et à distance d'une région à analyser d'un objet à disposer dans l'antenne volumique, le mode de résonance et la position du résonateur par rapport à l'antenne volumique étant adaptés pour ajuster l'intensité du champ magnétique tournant dans une zone de la région à analyser.
Selon un mode de réalisation, le mode de résonance du résonateur est adapté en modifiant la structure, la géométrie ou une dimension du résonateur, ou encore la nature de matériaux formant le résonateur.
Selon un mode de réalisation, le résonateur est conformé pour présenter plusieurs modes de résonance. Selon un mode de réalisation, présente l'une des configurations suivantes : le résonateur est formé par une tige unique disposée parallèlement au premier axe, la tige étant rectiligne ou pliée de manière à former des méandres, ou pliée de manière à former une spire rectangulaire, et le résonateur comprend plusieurs tiges conductrices parallèles, liées entre elles selon une configuration matricielle, les tiges étant disposées parallèlement au premier axe et couplées entre elles électromagnétiquement.
Selon un mode de réalisation, le mode de résonance du résonateur est adapté en ajustant la longueur du résonateur suivant le premier axe ou en modifiant la configuration matricielle des tiges.
Selon un mode de réalisation, le résonateur est disposé devant un port d'alimentation de l'antenne et conformé pour augmenter ou diminuer le champ magnétique tournant localement dans une zone de la région à analyser proche du résonateur ou bien dans une zone de la région à analyser située à l'opposé du résonateur par rapport à un centre de la région à analyser.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes consistant à placer plusieurs résonateurs électromagnétiques ayant chacun un mode de résonance propre excité par le champ magnétique tournant, en une position respective à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne volumique et à distance de la région à analyser, le mode de résonance et la position de chacun des résonateurs étant adaptés pour ajuster l'intensité du champ magnétique tournant dans une zone de la région à analyser.
Des modes de réalisation peuvent également concerner un système d'antenne pour système d'imagerie par résonance magnétique nucléaire, comprenant : une antenne volumique comprenant un port pour recevoir un signal radiofréquence afin de générer à l'intérieur de l'antenne un champ magnétique radiofréquence tournant dans un plan. Selon un mode de réalisation, le système d'antenne comprend un résonateur électromagnétique ayant un mode de résonance excité par le champ magnétique tournant, le résonateur étant disposé en une position à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne volumique et à distance d'une région à analyser d'un objet disposée dans l'antenne volumique, le mode de résonance et la position du résonateur par rapport à l'antenne volumique étant adaptés pour ajuster l'intensité du champ magnétique tournant dans une zone de la région à analyser.
Selon un mode de réalisation, le résonateur présente l'une des configurations suivantes : le résonateur présente une structure périodique formée d'une juxtaposition de cellules élémentaires, chaque cellule élémentaire comprenant au moins deux matériaux distincts, le résonateur comprend plusieurs tiges conductrices parallèles, réparties selon une configuration matricielle n x n, n étant un nombre entier supérieur à 0, et noyées dans un matériau diélectrique, le résonateur étant disposé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne de manière à ce que les tiges soient perpendiculaires au plan, le résonateur est formé par une tige unique disposée perpendiculairement au plan, la tige étant rectiligne ou pliée de manière à former des méandres, ou repliée sur elle-même de manière à former une spire allongée s'étendant perpendiculairement au plan.
Selon un mode de réalisation, le système d'antenne comprend plusieurs résonateurs disposés à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne perpendiculairement au plan.
Selon un mode de réalisation, laquelle le résonateur comprend 2 x 2 tiges, les tiges présentant un diamètre compris entre 0,2 et 1 ,2 mm, et étant espacées de 1 à 3 cm, le résonateur étant disposé à plus de 2 cm de la région à analyser.
Selon un mode de réalisation, le résonateur est configuré pour présenter un mode de résonance centré sur une fréquence du champ magnétique tournant.
Selon un mode de réalisation, l'antenne volumique est de type "bird cage" passe-haut comprenant 16 barreaux reliant deux anneaux entre eux, chaque portion d'anneau des deux anneaux, entre deux barreaux, comportant un condensateur.
Des modes de réalisation peuvent également concerner un système d'imagerie par résonance magnétique nucléaire, comprenant une antenne volumique telle que précédemment définie, disposée dans un aimant permanent fournissant un champ magnétique permanent suivant un axe perpendiculaire au plan.
Selon un mode de réalisation, le champ magnétique permanent produit par l'aimant permanent est de 7 T, l'antenne volumique comprenant des barreaux reliant entre eux deux anneaux, chaque portion d'anneau des deux anneaux, entre deux barreaux, comportant un condensateur, les barreaux présentant une longueur comprise entre 23 et 27 cm, les anneaux de l'antenne volumique présentant un diamètre compris entre 24 et 28 cm, et les condensateurs présentant une capacité comprise entre 2 et 6 pF.
Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits dans ce qui suit, à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente schématiquement un appareil IRM,
la figure 2 représente schématiquement en perspective, un exemple d'antenne volumique de type "bird cage",
la figure 3 représente schématiquement l'antenne volumique en vue axiale, selon un mode de réalisation,
la figure 3A représente un détail en coupe axiale un résonateur placé dans l'antenne volumique, selon un mode de réalisation,
la figure 4 représente schématiquement l'antenne volumique en coupe axiale suivant un plan vertical, selon un mode de réalisation,
les figures 5A à 5E sont des images en coupe axiale suivant un plan vertical de la répartition du champ B1 dans un objet à analyser placé dans l'antenne volumique,
la figure 6A représente des courbes de variation de l'intensité du champ magnétique B1 le long d'une droite OY, avec et sans résonateur, à l'intérieur de l'antenne,
la figure 6B représente une courbe de variation de l'écart relatif entre les deux courbes de la figure 6A,
la figure 7A représente des courbes de variation de l'intensité du champ magnétique B1 le long d'une droite OZ à l'intérieur de l'antenne, avec et sans résonateur,
la figure 7B représente une courbe de variation de l'écart relatif entre les deux courbes de la figure 7A,
les figures 8A, 8B sont des images en coupe transversale suivant un plan vertical de la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique, en présence d'un objet à analyser placé dans cette dernière, respectivement sans et avec un résonateur selon un autre mode de réalisation, les figures 9A, 9B représentent schématiquement l'antenne volumique, respectivement en vue axiale et en coupe axiale suivant un plan vertical, associée à un résonateur selon un autre mode de réalisation,
la figure 10 est une image en coupe transversale suivant un plan vertical de la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique, en présence d'un objet à analyser placé dans cette dernière, et du résonateur des figures 9A, 9B,
les figures 1 1 A, 1 1 B représentent schématiquement l'antenne volumique, respectivement en vue axiale et en coupe axiale suivant un plan vertical, associée à un résonateur selon un autre mode de réalisation,
la figure 12 est une image en coupe axiale suivant un plan vertical de la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique, en présence d'un objet à analyser placé dans cette dernière, et du résonateur des figures 1 1 A, 1 1 B, la figure 13 est une image en coupe transversale suivant un plan vertical de la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique, en présence d'un objet à analyser placé dans cette dernière, avec le résonateur de la figure 2A placé à l'extérieur de l'antenne, selon un autre mode de réalisation, les figures 14, 15 représentent schématiquement l'antenne volumique, en vue axiale, associée à plusieurs résonateurs selon un autre mode de réalisation.
La figure 1 représente un appareil IRM 10. L'appareil IRM comprend un aimant 1 1 qui peut être de forme cylindrique, dans lequel est placé un patient à analyser. L'aimant 1 1 présente un axe Z qui est généralement orienté horizontalement. L'aimant 1 1 comprend une bobine 12 qui génère à l'intérieur de l'aimant 1 1 un champ magnétique B0 longitudinal, orienté suivant l'axe Z. L'appareil IRM comprend également une antenne 1 de type volumique, disposée à l'intérieur de l'aimant 1 1 , autour d'une région à analyser d'un objet tel que le du corps du patient. L'antenne 1 est configurée pour générer un champ magnétique B1 oscillant ou tournant, de type radiofréquence (RF), transversal dans un plan XY perpendiculaire à l'axe Z. A cet effet, l'antenne 1 est connectée à des circuits d'émission / réception radiofréquence TRX qui fournissent à l'antenne 1 un signal RF lui permettant de générer le champ B1 . Les circuits TRX reçoivent de l'antenne 1 ou d'une autre antenne (non représentée) des signaux de résonance magnétique nucléaire (RMN) qui sont exploitables pour générer des images. L'appareil IRM 10 comprend également un circuit d'alimentation électrique PS pour alimenter la bobine 12, et une unité de traitement DPU qui contrôle les circuits TRX et PS, et qui reçoit les signaux RMN fournis par le circuit TRX. L'unité de traitement DPU traite les signaux RMN pour générer des images qui peuvent être affichées sur un écran d'affichage DSP.
Les figures 2 à 4 représentent un exemple d'antenne volumique 1 de type "bird cage" passe-haut, utilisée dans l'appareil IRM. La région PA à analyser d'un objet, par exemple la tête d'un patient, est disposée dans l'antenne 1 . L'antenne 1 présente une forme générale cylindrique ayant pour centre un point O. L'antenne 1 comprend des barreaux axiaux 2 s'étendant suivant l'axe Z entre deux anneaux 3, 3' situés dans un plan parallèle au plan XY. Les barreaux 2 sont uniformément répartis autour de la région PA. Chaque partie des anneaux 3, 3' entre deux barreaux 2 comprend un condensateur C permettant de coupler entre eux deux des barreaux 2. L'antenne 1 est alimentée par deux ou davantage de ports P1 , P2 par lesquels le circuit TRX fournit le signal RF. Dans l'exemple des figures 3 et 4, les ports P1 , P2 sont disposés sur l'un des anneaux 3, le port 1 étant disposé sur l'axe PX, et le port P2 étant disposé sur l'axe PY (le point P étant au centre de l'anneau 3), de manière à alimenter l'antenne en quadrature. Par ailleurs, l'antenne comprend 16 barreaux 2, et donc 32 condensateurs C.
Selon un mode de réalisation, un ou plusieurs résonateurs électromagnétiques sont disposés à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne 1 , pour ajuster la répartition du champ B1 dans la région à analyser PA, les résonateurs étant isolés électriquement de l'antenne. A cet effet, chaque résonateur est configuré pour présenter un mode de résonance propre excité par le champ B1 généré par l'antenne 1 . Ainsi, chaque résonateur se comporte comme une antenne secondaire passive, sous l'effet du champ B1 . Chaque résonateur EMR est disposé à une distance minimum h de l'objet à analyser.
La structure, la géométrie et la position de chaque résonateur EMR par rapport à l'antenne 1 sont choisies en fonction de l'effet à obtenir sur la répartition du champ B1 dans l'antenne 1 , et donc en fonction de la fréquence du champ B1 . L'effet obtenu sur la répartition du champ B1 peut être une uniformisation du champ B1 dans la région à analyser, une augmentation ou une diminution du champ B1 localisée dans une zone à proximité du résonateur EMR, ou encore une augmentation ou une diminution du champ localisée dans une zone située à l'opposé du résonateur par rapport au centre O de la région à analyser ou de l'antenne 1 . Ce dernier effet permettant une action à distance sur la répartition du champ B1 , est particulièrement utile lorsque l'espace disponible à proximité de la zone où agir est insuffisant pour y loger un résonateur.
Chaque résonateur EMR peut être par exemple réalisé en un méta- matériau, et ainsi présenter une structure périodique formée de la juxtaposition de cellules élémentaires, également appelées "méta-atomes". Chaque cellule élémentaire est constituée d'un ou plusieurs matériaux, et présente des dimensions petites par rapport à la longueur d'onde du champ B1 . Cette condition est considérée comme réalisée si les dimensions des cellules élémentaires sont inférieures ou égales à 50% de la longueur d'onde du champ B1 .
Dans l'exemple des figures 3 et 4, un unique résonateur EMR est disposé dans l'antenne 1 . Le résonateur EMR présente une section carrée et comprend dans sa section droite n x n (n = 2 dans l'exemple des figures 3 et 4) cellules élémentaires EC réparties de manière matricielle, chaque cellule élémentaire présentant une longueur égale à une fraction ou la totalité de la longueur du résonateur EMR et comprenant un tronçon de tige T. Il est à noter que les cellules élémentaires formant le résonateur peuvent être considérées comme des résonateurs élémentaires couplés entre eux. Le résonateur EMR peut ainsi présenter plusieurs modes de résonance.
La figure 3A représente une section du résonateur EMR. Dans l'exemple des figures 3, 3A et 4, le résonateur EMR comprend quatre tiges T de section circulaire, orientées suivant l'axe Z, et disposées aux sommets d'un carré, chaque tige T étant disposée à une certaine distance d de deux autres des quatre tiges T. Chaque tige T peut ainsi être considérée comme un dipôle électrique formant un résonateur couplé électromagnétiquement avec les autres résonateurs formés chacun par l'une des autres tiges T. A cet effet, les tiges sont distantes les unes des autres d'une distance inférieure à la moitié de la longueur d'onde du champ B1 dans le milieu de l'objet à analyser (en général de l'eau). Lorsque le champ B0 est de 7 T, cette longueur d'onde est de l'ordre de 10 cm dans l'eau. Dans l'exemple des figures 3 et 4, le résonateur EMR est disposé dans l'antenne 1 en regard du port P1 (entre le port P1 et la région PA à analyser). A titre d'exemple, le résonateur comprend 4 tiges T conductrices, par exemple en cuivre, et noyées dans un matériau diélectrique, tel que du polystyrène. Les tiges T peuvent présenter un diamètre compris entre 0,3 et 1 ,5 mm, et une longueur comprise entre 30 et 90 cm, selon l'effet recherché sur la répartition du champ B1 . La distance d entre les tiges T peut être comprise entre 1 et 3 cm. La distance h est comprise entre 1 ,5 cm et 15 cm. Par ailleurs, l'antenne est adaptée pour recevoir une tête humaine. A cet effet, elle présente un diamètre intérieur de 26,5 cm et une longueur de 25 cm (ces dimensions étant définies à + ou - 20% près), les condensateurs C présentant une capacité de 4 pF, et la fréquence de Larmor étant de l'ordre de 300 MHz. Ainsi, la distance d entre les tiges représente par exemple 3 à 13% du diamètre intérieur de l'antenne.
Des simulations de la répartition du champ B1 ont été réalisées en plaçant dans l'antenne 1 un objet simulant une tête humaine et ayant des propriétés électromagnétiques similaires et en plaçant à droite de la tête simulée suivant l'axe Z. un résonateur EMR à quatre tiges ayant la section décrite précédemment, et ayant différentes longueurs. Ces mesures (en dB) sont présentées dans les figures 5A à 5E. Les mesures de la figure 5A ont été obtenues sans résonateur. Les mesures des figures 5B à 5E ont été obtenues avec un résonateur de longueur 40, 50, 60 et 80 cm, respectivement. Il ressort de ces mesures que la longueur du résonateur EMR (suivant l'axe Z) influe sur la répartition du champ B1 dans la région à analyser PA. En effet, le résonateur EMR présente un mode de résonance qui dépend de sa géométrie et en particulier de sa longueur. Dans les conditions de l'exemple ci-dessus avec un diamètre de tige T de 0,5 mm et une distance d entre les tiges de 2 cm, la répartition du champ B1 n'est pas significativement modifiée lorsque la longueur du résonateur EMR est inférieure à 30 cm. Lorsque la longueur du résonateur EMR est située entre 35 et 45 cm (figure 5B), une zone de la région à analyser PA proche du résonateur EMR présente une valeur de champ B1 augmentée. A noter que dans cette plage de longueurs de résonateur, un mode de résonance du résonateur EMR se trouve excité par le champ B1 . Lorsque la longueur du résonateur EMR est située entre 45 et 55 cm (figure 5C), une région de champ très faible, à environ -10 dB, apparaît entre le centre de la région à analyser (PA) et le bord de l'antenne 1 , à l'opposé de la position du résonateur par rapport au centre O de la région PA. Lorsque la longueur du résonateur EMR est située entre 55 et 90 cm (figure 5D et 5E), cette région de champ très faible bascule dans une zone entre le centre O de la région PA et le résonateur EMR. Il peut être également observé qu'en plaçant le résonateur EMR en regard du port P1 , la répartition de la composante suivant l'axe X (suivant l'axe du port P1 ) du champ B1 se trouve significativement modifiée, tandis que la composante suivant l'axe Y (dans l'axe du port P2) de ce champ subit des changements de répartition négligeables.
Il en résulte que la position du résonateur EMR par rapport à l'antenne 1 a une influence sur la répartition du champ B1 dans l'antenne. La répartition du champ B1 peut également être modifiée en changeant la longueur du résonateur (suivant l'axe Z). Or ce changement de longueur modifie le ou les modes de résonance du résonateur EMR. Ce mode de résonance peut également être modifié en changeant la configuration matricielle des tiges T (par exemple en changeant l'écartement des tiges suivant l'axe X et/ou l'axe Y), .ou encore en changeant le diamètre des tiges T, ou encore en changeant les matériaux formant le résonateur EMR.
La figure 6A représente deux courbes C1 , C2 de variation de l'intensité du champ B1 , le long de la droite OX, respectivement sans et avec le résonateur EMR devant le port P1 , le résonateur ayant une longueur de 40 cm. La courbe C2 a été décalée vers le haut de manière à compenser la diminution de l'intensité du champ B1 dans l'antenne 1 , due à la présence du résonateur EMR devant le port P1 . La figure 6B représente une courbe C3 obtenue en calculant un écart relatif en pourcentage entre les courbes C1 et C2. La courbe C3 montre que le résonateur modifie la répartition du champ B1 , en l'augmentant dans certaines zones de 10%, et jusqu'à 22% au voisinage du résonateur EMR, dans le cas où la perte de puissance du champ B1 , due à la présence du résonateur a été compensée.
La figure 7A représente deux courbes C4, C5 de variations du champ B1 le long de la droite OZ. La figure 7B représente une courbe C6 de variation d'un écart relatif en pourcentage entre les courbes C4 et C5. La comparaison des courbes C4 et C5 permet d'observer que le résonateur EMR devant le port P1 modifie la répartition du champ B1 (+ ou - 10%) sans l'augmenter dans une zone centrale où il présente localement une valeur maximum.
Il peut également être observé que la présence d'un ou plusieurs résonateurs EMR dans ou autour de l'antenne 1 n'augmente pas significativement le taux d'absorption spécifique SAR (Spécifie Absorption Rate), représentatif de la transmission d'énergie à la région à analyser PA, même si l'on compense une perte éventuelle de puissance dans la région à analyser, résultant de la présence du résonateur EMR dans ou autour de l'antenne 1 .
D'après ce qui précède, il est possible d'augmenter ou de diminuer localement l'intensité du champ B1 généré par les ports P1 , P2, en disposant dans l'antenne 1 ou à proximité de celle-ci, un ou plusieurs résonateurs ayant un mode de résonance excité à la fréquence de Larmor (fréquence du champ B1 ). Ici "à proximité" signifie à une distance de l'ordre d'un ou de quelques centimètres de l'antenne à l'extérieur de celle-ci, cette distance étant suffisamment petite pour que le résonateur ait une influence sur la répartition du champ B1 dans l'antenne. Bien entendu, dans le cas où l'antenne est entourée d'un blindage, le résonateur est disposé entre le blindage et l'antenne ou à l'intérieur de l'antenne. La position de chaque résonateur est déterminée en fonction des zones où le champ B1 doit être diminué ou augmenté. Il est ainsi possible d'uniformiser la répartition du champ dans la région à analyser ou au contraire d'atténuer le champ B1 dans une zone de la région à analyser qui ne doit pas recevoir de champ. C'est le cas par exemple d'une zone comportant un implant métallique.
Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention est susceptible de diverses variantes de réalisation et diverses applications. En particulier, l'invention s'applique également à une antenne volumique de type "bird cage" passe-bas, c'est-à-dire dans laquelle les condensateurs C sont disposés non pas sur les anneaux 3, 3' mais sur les barreaux 2. L'invention s'applique également à une antenne passe-bande dans laquelle des condensateurs sont disposés à la fois sur les anneaux 3, 3' et sur les barreaux 2.
Par ailleurs, le résonateur peut présenter d'autres formes et être réalisé de diverses autres manières. Ainsi, le résonateur peut être réalisé par exemple par gravure d'une couche conductrice déposée sur une plaquette dans un matériau isolant. Le résonateur peut présenter la forme d'un U ou d'un anneau fendu SRR (Split Ring Resonator), d'un oméga, d'une croix de Jérusalem, de plaquettes, ou plusieurs de ces éléments couplés.
La figure 8A représente une image de la répartition dans l'antenne volumique 1 , de la composante du champ B1 mesurée pour former des images IRM, en présence d'un objet à analyser PA placé dans cette dernière, en l'absence de résonateur. La figure 8A met en évidence des régions de champ plus intense à l'intérieur de l'antenne 1 le long des barreaux de l'antenne et diminuant en se rapprochant de l'objet à analyser. Il peut être également observé la présence d'un champ relativement intense dans une région centrale de l'objet à analyser PA et allant en diminuant vers la périphérie de l'objet, avec une légère augmentation au voisinage de la périphérie de l'objet, à l'intérieur et à l'extérieur de ce dernier
Ainsi, la figure 8B représente une image de la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique 1 , en présence d'un objet à analyser PA placé dans cette dernière, l'antenne volumique étant associée à un résonateur constitué d'une unique tige T rectiligne placée axialement dans l'antenne. Par rapport à la figure 8A montrant la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique 1 , sans résonateur, la figure 8B montre une augmentation locale du champ B1 autour de la la tige T à l'intérieur de l'antenne, et dans une région centrale de l'objet à analyser PA. Dans les figures 8A, 8B, le champ est mesuré en V.s/m2. Dans l'exemple de la figure 8B, la tige présente un diamètre de 1 mm (à + ou - 20% près) et une longueur égale à deux fois la longueur de l'antenne (à + ou - 20% près).
Les figures 9A, 9B représentent l'antenne volumique 1 associée à un résonateur ER1 du type SRR, en forme d'anneau fendu, présentant une forme rectangulaire, les extrémités de l'anneau fendu étant repliées vers l'intérieur de l'anneau pour former un entrefer. Le résonateur ER1 est disposé dans l'antenne 1 dans le plan OXZ, les côtés les plus longs du résonateur étant orientés suivant l'axe Z de l'antenne. Le résonateur est disposé à une distance h de l'objet à analyser PA. Le résonateur ER1 est fendu sensiblement au milieu d'un des deux grands côtés de la forme rectangulaire, par exemple celui le plus éloigné de l'objet PA à analyser. Le résonateur peut également être fendu sensiblement au milieu des deux grands côtés de la forme rectangulaire du résonateur.
La figure 10 représente une image de la répartition dans l'antenne volumique 1 , de la composante du champ B1 (en V.s/m2) mesurée pour former des images IRM, en présence d'un objet à analyser PA placé dans cette dernière, le résonateur ER1 étant placé dans l'antenne volumique 1 comme représenté sur les figures 9A, 9B. Par rapport à la figure 8A montrant la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique 1 , sans résonateur, la figure 10 montre une augmentation du champ B1 dans la moitié droite de l'antenne (sur la figure), le résonateur ER1 étant situé dans le plan délimitant les parties droite et gauche de l'antenne 1 . Dans l'exemple de la figure 10, le résonateur ER1 est réalisé à l'aide d'un fil conducteur ayant un diamètre de 1 mm (à + ou - 10% près) ou d'une piste conductrice formée sur un substrat isolant ayant une largeur de 1 mm (à + ou - 20% près). L'anneau formé par le résonateur ER1 présente une largeur de 3% (à + ou - 20% près) du diamètre de l'antenne 1 , et une longueur égale à 90% de la longueur de l'antenne (à + ou - 20% près).
Les figures 1 1 A, 1 1 B représentent l'antenne volumique 1 associée à un résonateur ER2 en forme de tige décrivant des méandres ou des créneaux. Le résonateur ER2 est disposé dans l'antenne 1 dans le plan OXZ, les côtés les plus longs du résonateur étant orientés suivant l'axe Z de l'antenne. Le résonateur est disposé à une distance h de l'objet à analyser PA.
La figure 12 représente une image de la répartition dans l'antenne volumique 1 , de la composante du champ B1 (en V.s/m2) mesurée pour former des images IRM, en présence d'un objet à analyser PA placé dans cette dernière, l'antenne volumique étant associée au résonateur ER2. Par rapport à l'image de la figure 8A montrant la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique 1 , sans résonateur, la figure 12 montre une augmentation locale du champ B1 entre le résonateur ER2 et la partie de l'antenne la plus proche du résonateur, et une diminution locale du champ B1 dans l'objet à analyser PA, dans une région proche de la position du résonateur ER2 et dans la région opposée de l'objet PA (suivant l'axe OX). Il peut également être observé une augmentation locale du champ B1 dans l'objet PA, dans des régions latérales (suivant l'axe OY). Dans l'exemple de la figure 12, le résonateur ER2 est réalisé à l'aide d'un fil conducteur ayant un diamètre de 1 mm (à + ou - 20% près) ou d'une piste conductrice formée sur un substrat isolant ayant une largeur de 1 mm (à + ou - 20% près). Le résonateur ER2 présente une largeur et une largeur de méandre de 0,8% (à + ou - 20% près) du diamètre intérieur de l'antenne 1 , et une longueur égale à une fois et demi la longueur de l'antenne (à + ou - 20% près).
La figure 13 représente une image de la répartition dans l'antenne volumique 1 , de la composante du champ B1 (en V.s/m2) en présence d'un objet à analyser PA placé dans cette dernière, l'antenne volumique étant associée au résonateur EMR à quatre tiges (figure 2A), placé en dehors de l'antenne (entre l'antenne et un blindage SH. Dans l'exemple de la figure 13, le résonateur EMR est placé le long d'un axe passant par le centre O de l'antenne 1 , orienté suivant un angle de +135° par rapport à une origine définie par l'axe OX. Par rapport à l'image de la figure 8B montrant la répartition du champ B1 dans l'antenne volumique 1 , sans résonateur, la figure 13A montre une légère diminution locale du champ B1 dans l'objet à analyser PA en périphérie de ce dernier.
D'autres effets d'atténuation locale ou d'exaltation locale du champ B1 peuvent être obtenus en plaçant plusieurs résonateurs dans et/ou autour de l'antenne volumique 1 . Ainsi les figures 14 et 15 représentent l'antenne volumique 1 et l'objet à analyser PA disposé dans l'antenne. Sur la figure 14, l'antenne 1 est associée à quatre résonateurs EMR à quatre tiges T (figure 3A), placés dans l'antenne, et orientés parallèlement à l'axe longitudinal Z de l'antenne, à savoir deux résonateurs respectivement de part et d'autre de l'objet PA le long de l'axe OX, et deux résonateurs respectivement de part et d'autre de l'objet PA le long de l'axe OY.
Sur la figure 15, l'antenne volumique 1 est associée à six résonateurs EMR à quatre tiges T (figure 3A), placés dans l'antenne et orientés parallèlement à l'axe longitudinal Z de l'antenne, à savoir deux paires de résonateurs respectivement de part et d'autre de l'objet PA, le long de l'axe OX, et deux résonateurs respectivement de part et d'autre de l'objet PA, le long de l'axe OY. Liste des documents cités
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[5] Rupprecht et al., Proceedings ISMRM, 2013, p. 5458

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de contrôle de la répartition d'un champ magnétique radiofréquence dans un système d'imagerie par résonance magnétique nucléaire (10), comprenant des étapes consistant à :
disposer une antenne volumique (1 ) dans un aimant permanent (1 1 ) fournissant un champ magnétique permanent (B0) suivant un premier axe (Z), et
alimenter l'antenne volumique par un signal radiofréquence, afin qu'elle génère un champ magnétique radiofréquence (B1 ) tournant dans un plan (XY) perpendiculaire au premier axe,
caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à placer un résonateur électromagnétique (EMR) ayant un mode de résonance excité par le champ magnétique tournant (B1 ), le résonateur étant isolé électriquement de l'antenne volumique et disposé en une position à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne volumique et à distance (h) d'une région à analyser (PA) d'un objet à disposer dans l'antenne volumique, le mode de résonance et la position du résonateur par rapport à l'antenne volumique étant adaptés pour ajuster l'intensité du champ magnétique tournant dans une zone de la région à analyser.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le mode de résonance du résonateur (EMR) est adapté en modifiant la structure, la géométrie ou une dimension du résonateur, ou encore la nature de matériaux formant le résonateur.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le résonateur
(EMR) est conformé pour présenter plusieurs modes de résonance.
4. Procédé selon la revendication 1 à 3, dans lequel le résonateur (EMR) présente l'une des configurations suivantes :
le résonateur est formé par une tige unique (T) disposée parallèlement au premier axe (Z), la tige étant rectiligne ou pliée de manière à former des méandres, ou pliée de manière à former une spire rectangulaire, le résonateur comprend plusieurs tiges conductrices (T) parallèles, réparties selon une configuration matricielle, les tiges étant noyées dans un matériau diélectrique et disposées parallèlement au premier axe (Z) et couplées entre elles électromagnétiquement.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le mode de résonance du résonateur (EMR) est adapté en ajustant la longueur du résonateur suivant le premier axe (Z) ou en modifiant la configuration matricielle des tiges (T).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le résonateur (EMR) est disposé devant un port d'alimentation (P1 ) de l'antenne (1 ) et conformé pour augmenter ou diminuer le champ magnétique tournant (B1 ) localement dans une zone de la région à analyser (PA) proche du résonateur ou bien dans une zone de la région à analyser (PA) située à l'opposé du résonateur par rapport à un centre (O) de la région à analyser.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant des étapes consistant à placer plusieurs résonateurs électromagnétiques (EMR) ayant chacun un mode de résonance propre excité par le champ magnétique tournant (B1 ), en une position respective à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne volumique (1 ) et à la distance (h) de la région à analyser (PA), le mode de résonance et la position de chacun des résonateurs étant adaptés pour ajuster l'intensité du champ magnétique tournant dans une zone de la région à analyser.
8. Système d'antenne pour système d'imagerie par résonance magnétique nucléaire, comprenant :
une antenne volumique (1 ) comprenant un port pour recevoir un signal radiofréquence afin de générer à l'intérieur de l'antenne un champ magnétique (B1 ) radiofréquence tournant dans un plan (XY),
caractérisé en ce qu'il comprend un résonateur électromagnétique (EMR) ayant un mode de résonance excité par le champ magnétique tournant (B1 ), le résonateur étant isolé électriquement de l'antenne volumique et disposé en une position à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne volumique (1 ) et à distance (h) d'une région à analyser (PA) d'un objet disposée dans l'antenne volumique, le mode de résonance et la position du résonateur par rapport à l'antenne volumique étant adaptés pour ajuster l'intensité du champ magnétique tournant dans une zone de la région à analyser.
9. Système d'antenne selon la revendication 8, dans lequel le résonateur (EMR) présente l'une des configurations suivantes :
le résonateur présente une structure périodique formée d'une juxtaposition de cellules élémentaires (EC), chaque cellule élémentaire comprenant au moins deux matériaux distincts,
le résonateur (EMR) comprend plusieurs tiges (T) conductrices parallèles, réparties selon une configuration matricielle n x n, n étant un nombre entier supérieur à 0, et noyées dans un matériau diélectrique, le résonateur étant disposé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne (1 ) de manière à ce que les tiges soient perpendiculaires au plan (XY),
le résonateur est formé par une tige unique (T) disposée perpendiculairement au plan (XY), la tige étant rectiligne ou pliée de manière à former des méandres, ou repliée sur elle-même de manière à former une spire allongée s'étendant perpendiculairement au plan (XY).
10. Système d'antenne selon la revendication 8 ou 9, comprenant plusieurs résonateurs (EMR) disposés à l'intérieur ou à l'extérieur de l'antenne (1 ), perpendiculairement au plan (XY).
1 1 . Système d'antenne selon la revendication 10, dans lequel le résonateur (EMR) comprend 2 x 2 tiges (T), les tiges présentant un diamètre compris entre 0,2 et 1 ,2 mm, et étant espacées de 1 à 3 cm, le résonateur étant disposé à plus de 2 cm de la région à analyser (PA).
12. Système d'antenne selon l'une des revendications 8 à 1 1 , dans lequel le résonateur (EMR) est configuré pour présenter un mode de résonance centré sur une fréquence du champ magnétique tournant (B1 ).
13. Système d'antenne selon l'une des revendications 8 à 12, dans lequel l'antenne volumique (1 ) est de type "bird cage" passe-haut comprenant 16 barreaux (2) reliant deux anneaux (3, 3') entre eux, chaque portion d'anneau des deux anneaux, entre deux barreaux, comportant un condensateur (C).
14. Système d'imagerie par résonance magnétique nucléaire, comprenant une antenne volumique (1 ) selon l'une des revendications 8 à 13, disposée dans un aimant permanent (1 1 ) fournissant un champ magnétique permanent (B0) suivant un axe (Z) perpendiculaire au plan (XY).
15. Système selon la revendication 14, dans lequel le champ magnétique permanent (B0) produit par l'aimant permanent (1 1 ) est de 7 T, l'antenne volumique (1 ) comprenant des barreaux (2) reliant entre eux deux anneaux (3, 3'), chaque portion d'anneau des deux anneaux, entre deux barreaux, comportant un condensateur (C), les barreaux présentant une longueur comprise entre 23 et 27 cm, les anneaux de l'antenne volumique présentant un diamètre compris entre 24 et 28 cm, et les condensateurs (C) présentant une capacité comprise entre 2 et 6 pF.
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