Development of a novel MPI scanner based on a field free line

• Applicant: Professor Dr. Thorsten Buzug
• Subject Area: Medical Physics, Biomedical Technology
• Term: from 2015 to 2018
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 270315379

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Im Rahmen des Projektes wurde ein FFL‐MPI‐Scanner entworfen und realisiert, der eine Rotation der FFL durch eine mechanische Drehung der Magnete zur Erzeugung der FFL ermöglicht. Das Design erlaubt es, für eine 2D‐Bildgebung jeweils lediglich eine Anregungs‐ und Empfangsspule zu verwenden und reduziert so die Komplexität des MPI‐Systems. Zur Erreichung der Ziel wurden zunächst umfangreiche Simulationen durchgeführt, auf Basis derer die einzelnen Komponenten des Scanners konstruiert wurden. Anschließend wurden diese in ein Gesamtsystem integriert. Anhand verschiedener Bildgebungsexperimenten konnte die Funktionalität des Systems gezeigt werden. Die erreichbare örtliche Auflösung liegt bei etwa 1 mm bei gleichzeitiger Echtzeitbildgebung.

Publications

• FFL Magnetic Particle Imaging with two contrary aligned Halbach Arrays, DE 10 2015 218 122.7, 23.06.2017
  Matthias Weber und Thorsten M. Buzug
  
• Hybrid System Calibration for Multidimensional Magnetic Particle Imaging, Physics in Medicine and Biology, 62(9), 3392‐3406, 2017
  von Gladiss, A., Graeser, M., Szwargulski, P., Knopp, T. and Buzug, T. M.
  (See online at https://doi.org/10.1088/1361-6560/aa5340)
• SNR and Discretization Enhancement for System Matrix Determination by Decreasing the Gradient in Magnetic Particle Imaging, International Journal on Magnetic Particle Imaging, 3(1), 2017
  Graeser, M., von Gladiss, A., Friedrich, T. and Buzug, T. M.
  (See online at https://doi.org/10.18416/IJMPI.2017.1703019)
• Towards Picogram Detection of Superparamagnetic Iron‐Oxide Particles Using a Gradiometric Receive Coil, Scientific Reports, 7(6872), 2017
  Graeser, M., Knopp, T., Szwargulski, P., Friedrich, T., von Gladiss, A., Kaul, M., Krishnan, K. M., Ittrich, H., Adam, G. and Buzug, T. M.
  (See online at https://doi.org/10.1038/s41598-017-06992-5)
• Two dimensional magnetic particle spectrometry, Physics in Medicine and Biology, 62(9), 3378‐3391, 2017
  Graeser, M., von Gladiss, A., Weber, M. and Buzug, T. M.
  (See online at https://doi.org/10.1088/1361-6560/aa5bcd)
• Magnetic particle imaging in vascular medicine, Innovative Surgical Sciences, 3, 179, 2018
  Bakenecker, A. C., Ahlborg, M., Debbeler, C., Kaethner, C., Buzug, T. M. and Lüdtke‐Buzug, K.
  (See online at https://doi.org/10.1515/iss-2018-2026)
• Novel Field Geometry Using Two Halbach Cylinders for FFL‐MPI, International Journal on Magnetic Particle Imaging, 4(1), 2018
  Weber, M., Beuke, J., von Gladiss, A., Gräfe, K., Vogel, P., Behr, V. C. and Buzug, T. M.
  (See online at https://doi.org/10.18416/IJMPI.2018.1811004)