Permanentní magnety v zařízeních pro magnetickou rezonanci

Mar 22, 2023 Zanechat vzkaz

Nukleární magnetická rezonance (NMR) je druh fenoménu jaderné fyziky. Block a Purcell ohlásili tento jev již v roce 1946 a aplikovali jej na spektroskopii. Lauter Burr publikoval MR Imaging v roce 1973, díky čemuž je NMR užitečná pro více než jen fyziku a chemii. Používá se také v klinické medicíně.

 

V posledních letech se technologie zobrazování pomocí magnetické rezonance rychle rozvíjí a je stále vyspělejší. Rozsah inspekce pokrývá v podstatě celý systém a byl propagován a aplikován po celém světě. Aby bylo možné přesně odrážet základ zobrazení a vyhnout se záměně s nuklidovým zobrazováním, nazývá se nyní zobrazování magnetickou rezonancí.

 

Magnetická rezonance vyžaduje silné rovnoměrné magnetické pole, které je generováno magnetem. Magnety jsou nejdůležitější a nejdražší součástí MR zařízení. V současné době se běžně používají dva typy magnetů: permanentní magnety a elektromagnety, které se dělí do dvou kategorií: permanentní vodivost a supravodivost.

 

Elektromagnet s konstantní vodivostí využívá silný stejnosměrný proud protékající cívkou k vytvoření magnetického pole. Výkon potřebný k udržení hlavního magnetického pole je asi 100 kW. Obecně trvá několik hodin elektřiny, než magnetické pole dosáhne stabilního stavu. Nadměrný proud v cívce bude generovat velké množství tepla, tepelný výměník odvádí teplo chladicí vody.

 

Supravodivé magnety jsou v současnosti široce používány. V supravodivém stavu protéká proud vodičem bez ztráty odporu a vodič tak nezahřívá. Drát stejného průměru může procházet větším proudem v supravodivém stavu bez poškození. Cívka vyrobená ze supravodivého materiálu dokáže generovat silné magnetické pole silným proudem a po odpojení vnějšího proudu zůstává proud v supravodivé cívce nezměněn, takže supravodivé magnetické pole je extrémně stabilní.

 

Materiály s permanentními magnety mohou udržovat magnetismus po dlouhou dobu po magnetizaci a síla magnetického pole je stabilní, takže údržba magnetu je jednoduchá a náklady na údržbu jsou minimální. Mezi permanentní magnety používané v zařízeních pro magnetickou rezonanci patříAlNiCo magnety, permanentní feritové magnetya NdFeB magnety atd. Mezi nimi mají NdFeB magnety nejvyšší součin magnetické energie a mohou dosáhnout maximální intenzity pole s malým množstvím (až {{0}}.2T intenzita pole vyžaduje 23 tun hliníku niklu -kobalt, při použití NdFeB pouze 4 tuny). Nevýhodou permanentního magnetu jako hlavního magnetu je, že je obtížné dosáhnout intenzity pole 1T. V současné době je intenzita pole obecně pod 0,5T, což lze použít pouze v zařízeních pro nízkofrekvenční magnetickou rezonanci.

 

Když je jako hlavní magnet použit permanentní magnet, zařízení pro magnetickou rezonanci může být navrženo ve tvaru prstence nebo třmenu a nástroj je polootevřený. Tato struktura je velkým přínosem pro děti nebo lidi s klaustrofobií.

 

4