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DOI: 10.1055/s-0031-1279573
Entwicklung einer templatebasierten, aktiven Schallunterdrückung für MRT-Untersuchungen – Simulationsstudie
Ziele: Aktive Schallunterdrückung (ANC) ist eine effiziente Methode um den bei der MRT auftretenden Störgeräuschen entgegenzuwirken. Die Anwendung dieser Technik im MRT Umfeld erfordert dabei zum einen den Einsatz spezieller Hardware und stellt zum anderen höhere Anforderungen an den Adaptionsalgorithmus. In dieser Studie wurden die Störgeräusche einiger typischer MR-Sequenzen aufgezeichnet, um anhand dieser einen adaptiven, templatebasierten ANC Algorithmus in Hinblick auf seine Dämpfungsleistung und Parameteroptimierung zu untersucht. Methode: Die Audiodaten wurden mithilfe eines optischen Mikrophons (MO2000, Sennheiser, Wedemark, Germany) artefaktfrei nahe dem Isozentrum (F=200mm) des Scanners (Tim Trio, Siemens, Erlangen, Germany) aufgenommen. Das Störgeräusch des ersten aufgenommenen EPI-Volumens wurde dem ANC-System als Template bereitgestellt. Mithilfe eines LLMS (leaky least mean square) Algorithmus wurden die auftretenden Geräuschvariationen der folgenden EPI-Volumina so adaptiert, dass das gegenphasige Signal eine möglichst hohe Dämpfung erreicht. Dabei wurden die Parameter Blocklänge (k), Leakagefaktor (l) und Konvergenz (u) untersucht. Ergebnis: Mithilfe des ANC-Systems konnte eine mittlere Dämpfung von mehr als 25 dB erreicht werden. Ohne kontinuierliche Adaption ist eine Dämpfung von 15 dB erreichbar, die jedoch im zeitlichen Verlauf auf 10 dB abnimmt. Bei der Untersuchung der Parameter wurde eine Mindestfilterblocklänge k von 850 (Samplerate 44,1kHz) ermittelt sowie ein optimaler Bereich für den Konvergenzparameter, der in Abhängigkeit von k zu 47,3/k + 0,01 < u <47,3/k + 0,03 bestimmt wurde. Der Leakagefaktor l hatte bei den Simulationen keinen Einfluss auf die Dämpfung. Schlussfolgerung: Die im Rahmen der Simulationen erreichte akustische Dämpfung stellt das theoretisch erreichbare Resultat dar, da das Übertragungsverhalten eines realen Systems hier nicht berücksichtigt wurde. Das vorgestellte ANC-System soll im nächsten Schritt auf einem DSP-Evaluationsboard implementiert werden.
Keywords: Aktive Schallunterdrückung, Schalldruckpegel, MRT-Störgeräusche, Frequenzanalyse, ANC
Korrespondierender Autor: Güllmar D
Uniklinikum Jena, Medical Physics Group, IDIR I, Philosophenweg 3, 07743 Jena
E-Mail: daniel.guellmar@med.uni-jena.de