سبد خرید شما خالی است!
Azteb
سر جوزف لارمور (1942-1857) معادلهای را توسعه داد. در این معادله فرکانس زاویهای چرخشهای هستهای متناسب با بزرگی میدان مغناطیسی است. [رابطه لارمور]
ایزایدر اسحاق ربی (دانشگاه کلمبیا) در دهه 1930 موفق به شناسایی و اندازهگیری حالتهای چرخش اتمها و مولکولها و تعیین لحظات مکانیکی و مغناطیسی هستهها شد.
فلیکس بلوچ (دانشگاه استنفورد) و ادوارد پورسل (دانشگاه هاروارد) ابزارهایی را ایجاد کردند که میتوان رزونانس مغناطیسی را در مواد عمده مانند مایعات و مواد جامد اندازهگیری کرد. (هر دو برندهی جایزه نوبل فیزیک در سال 1952 شدند). [تولد طیفسنجی NMR]
در اوایل دهه 70، ریموند دامادان (دانشگاه ایالتی نیویورک) دستگاه NMR خود را نشان داد که زمانهای آرامش متفاوت T1 بین بافتهای طبیعی و غیرطبیعی از یک نوع مشابه و همچنین بین انواع مختلف بافتهای طبیعی وجود دارد.
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی یا دستگاه ام آر آی (MRI) مبتنی بر پدیده تشدید مغناطیسی است و برای تصویربرداری تشخیص پزشکی از حدود سال 1977 استفاده میشود.
اولین دستگاههای ام آر ای MRI توسعهیافته، تونلهای باریک بلند بودند. درعینحال آهنرباها کوتاهتر و پهنتر شدند. علاوه بر این طراحی مگنت کوتاه، دستگاههای MRI باز نیز ایجاد شدند. در ماشینهای MRI با طراحی باز معمولاً مگنتها بهطور افقی یا عمودی مخالف هم نصبشده و در طول آزمون MRI هوا و فضای بیشتری را در اطراف بیمار به دست میآورند.
اجزای سختافزاری اولیه همهی دستگاههای ام آر آی MRI آهنربا هستند که یک میدان مغناطیسی با ثبات و بسیار شدید تولید میکنند، زغالهای گرادیان، میدان متغیر و فرکانس رادیویی (RF) ایجاد میکنند که برای انتقال انرژی و رمزگذاری موقعیت مکانی استفاده میشود. یک کامپیوتر عملکردهای اسکن MRI را کنترل میکند و اطلاعات را پردازش میکند.
محدودهی استفاده از بزرگی میدان مغناطیسی برای تصویربرداری پزشکی از 0.15 تا 3 تسلا است. آهنرباهای MRI باز معمولاً میدان با بزرگی 0.2 تا 0.35 تسلا دارند. دستگاههای MRI با میدان مغناطیسی بالاتر معمولاً با آهنرباهای ابررسانای کوتاه مجهز هستند که میدانهای همگن با ثبات بالا را فراهم میکنند.
یک نوع آهنربایی که از اصول الکترومغناطیس برای تولید میدان مغناطیسی استفاده میکند. بهطورمعمول مقادیر جریان بزرگ و سرد کردن قابلتوجه کویلهای مغناطیسی مورد نیاز است. آهنربای مقاومتی نیازی به کرایوژن ندارد، اما نیاز به یک منبع تغذیه ثابت برای حفظ میدان مغناطیسی همگن دارد و میتواند بسیار گران باشد.
آهنرباهای مقاومتی به دو دسته کلی تقسیم میشوند: آهن- هسته و هسته -هوا.
الکترومغناطیس آهن- هستهای مزایای یک میدان مغناطیسی عمودی را فراهم میکند و یک میدان حاشیه محدود با اثرات موشکی کوچک، اگر وجود داشته باشد، به دلیل مسیر بازگشت جریان شار بسته آهن را ایجاد میکنند.
الکترومغناطیس هوا -هسته میدانهای افقی گرا را نشان میدهد که دارای میدانهای حاشیهای بزرگ (مگر اینکه از نظر مغناطیسی محافظت شده) و مستعد اثرات موشکی هستند. آهنربای مقاومتی بهطورمعمول محدود به حداکثر بزرگی میدان 0.6 تسلا است.
آهنربایی که میدان مغناطیسی آن از مواد دائمی فرو مغناطیسی (آهنرباهای دائمی) منشأ میگیرد تا یک میدان مغناطیسی بین دو قطب آهنربا ایجاد کند. هیچ نیازی به برق اضافی یا خنککننده وجود ندارد و ساختار آهن-هسته آهنربا منجر به یک میدان حاشیه محدود میشود و هیچ تأثیر موشکی ندارد. از نظر وزن، آهنرباهای دائمی معمولاً به حداکثر میدانهای میدان مغناطیسی 0.4 T محدود میشوند. معایب اصلی یک آهنربای دائمی هزینههای خود آهنربا و ساختارهای پشتیبان و تغییرات مختلف در میدان مغناطیسی هستند. همگن بودن میدان میتواند یک مشکل در آهنربای دائمی باشد.
آهنرباهای ابررسانایی الکترومغناطیسی هستند که بخشی از آنها از مواد ابررسانا ساخته میشوند و بنابراین شدت میدان مغناطیسی بسیار بالاتری دارند.
سیمپیچ کویل آهنربای ابررسانا از سیمهای یک ابررسانای نوع 2 ساختهشده است (بیشتر از نایوبیم تیتانیوم - تا 15 تسلا و دمای بحرانی کمتر از 10 کلوین است). این کویلها در دمای نزدیک صفر مطلق کلوین، مقاومت ندارند.
هلیوم مایع (4.2 K) معمولاً بهعنوان یک خنککننده (بعضیاوقات بعلاوه نیتروژن مایع کریوژن مایع بهعنوان سپر حرارتی متوسط برای کاهش سرعت جوش هلیوم مایع استفاده میشود) که در نتیجه آن را دوباره پر میکند (فواصل: هلیوم مایع ~ 3 ماه، نیتروژن مایع ~ 2 هفته). آهنربای ابررسانا بدون کریوژن با سیستم خنککننده چرخه- بسته در افق وجود دارد. آهنرباهای ابررسانا بهطورمعمول میدان مغناطیسی بیش از 0.5 T را نشان میدهند، و تا 3 T بهصورت پزشکی عمل میکنند و دارای جهتگیری افقی هستند که باعث میشود که آنها به اثرات موشکی بدون محافظ مغناطیسی قابلتوجه برسند.
اکثریت آهنرباهای ابررسانا بر پایهی آلیاژ نایوبیم-تیتانیوم (NbTi) هستند که بسیار قابلاعتماد هستند و برای مدتزمان طولانی نیاز به میدانهای بسیار یکنواخت و با ثبات دارند اما برای دستگاههای کریوژنیک هلیوم مایع نیاز به نگهداری هادیها در دمای حدود 4.2 کلوین (286.8 - سلسیوس) است. برای حفظ این دما، آهنربا محصور شده و توسط یک کریوژن حاوی هلیوم مایع (گاهی اوقات نیز نیتروژن) سرد میشود.
کویلهای گرادیان برای ایجاد یک تغییر خطی در میدان در امتداد یک جهت و راندمان بالا، ولتاژ پایین و مقاومت کم، مورد استفاده قرار میگیرند، برای به حداقل رساندن نیازهای جاری و رسوب گرما. یک کوپل ماکسول معمولاً تغییرات خطی را در میدان در امتداد محور z تولید میکند؛ در دو محور دیگر بهتر است با استفاده از کویل زین مانند کویل Golay انجام شود.
کویلهای فرکانس رادیویی استفاده شده برای تحریک هستهها به دو دسته اصلی تقسیم میشوند؛ کویل سطحی و کویل حجمی. عنصر اساسی برای رمزگذاری فضایی، کویل شیب اسکنر ام آر ای MRI مسئول رمزگذاری کنتراستهای تخصصی مانند اطلاعات جریان، اطلاعات انتشار و مدولاسیون مغناطیس برای برچسب زدن فضا است.
مبدل آنالوگ به سیگنال رزونانس مغناطیسی هسته را به یک سیگنال دیجیتال تبدیل میکند. سیگنال دیجیتال سپس به پردازنده تصویر برای تبدیل فوریه فرستاده میشود و تصویر اسکن MRI بر روی مانیتور نمایش داده میشود.
نویسنده : مهندس فرشاد امامقلی
افزودن نظر