Metodi per la Progettazione Ottima di Apparati Elettromagnetici
Il progetto
Software di Ottimizzazione dedicato.
Gli apparati di Risonanza Magnetica Nucleare costituiscono un strumento diagnostico di largo uso. Costituiscono una tecnologia non invasiva che fornisce immagini di alta risoluzione dei tessuti e organi interni del corpo umano. L’efficienza di questi strumenti diagnostici dipende soprattutto la nitidezza delle immagini prodotte. Questa caratteristica può essere migliorata rendendo il campo magnetico prodotto dall’apparato il più uniforme possibile nella regione in cui viene posto il paziente.
In questo contesto si è sviluppato un software che permette di indentificare la struttura dell’apparato ed i valori delle variabili di progetto che rendono il campo magnetico prodotto più uniforme possibile. Tale software sfrutta la disponibilità di codici che permettono di simulare con molta precisione il comportamento e le caratteristiche di un apparato elettromagnetico in corrispondenza di una sua generica struttura.
In particolare il software prodotto si basa su una nuova metodologia di ottimizzazione che permette di affrontare problemi di minimizzazione in cui:
- la funzione obiettivo ed i vincoli sono forniti dai precedenti codici di simulazione;
- le variabili di decisione del problema sono di tipo misto (continue ed intere);
- il numero delle variabili decisione del problema dipende dalla struttura dell’apparato e quindi è una grandezza variabile il cui valore migliore deve essere determinato dall’algoritmo.
Nel lavoro riportato nel seguito sono descritti il metodo proposto e l’utilizzazione del software corrispondente nella progettazione di un particolare apparato per la Risonanza Magnetica Nucleare. I risultati ottenuti hanno evidenziato che software realizzato ha permesso di identificare un nuovo apparato che presenta una uniformità del campo magnetico decisamente migliore rispetto a quella di un apparato tradizionale. Si riportano le figure rappresentative del campo magnetico dell’apparato tradizionale e di quello ottenuto dall’algoritmo di ottimizzazione.
Riferimenti
A magnetic resonance device designed via global optimization techniques