Современная химия и приложения

Абстрактный

Градиентное магнитное поле МР-сканеров

Желько Д. Вуйович*

Тема данной статьи — части современных МР-устройств, в которых расположены обмотки магнитов. Магниты МР-сканеров изготавливаются из четырех типов электромагнитных обмоток: Основной магнит, изготовленный из сверхпроводящего материала, создает переменное магнитное поле; X-катушка, изготовленная из резистивного материала, создает переменное магнитное поле, горизонтально, слева направо, поперек сканирующей трубки; Y-катушка создает переменное магнитное поле, вертикально, снизу вверх; Z-катушка создает переменное магнитное поле, продольно, от головы до ног, внутри сканирующей трубки. Сверхпроводники, создающие основное магнитное поле, должны охлаждаться жидким гелием и жидким азотом. Основные магниты, изготовленные из сверхпроводников, должны использовать криостат, с охлаждающими сосудами с жидким гелием и жидким азотом, теплоизоляцией и другими защитными элементами магнитной системы. Анализируются типы магнитов, которые существуют в основных конфигурациях МР-сканеров. Сканеры в виде замкнутой цилиндрической полости создают свои собственные, магнитные, поля, пропуская ток через соленоид, который поддерживается при температуре сверхпроводника. Сверхпроводниками, используемыми исключительно, являются ниобий-титан (NbTi), ниобий-олово (Nb ₃ Sn), ванадий-галлий (V ₃ Ga) и диборид магния (MgB ₂ ). Только диборид магния является высокотемпературным сверхпроводником с критической температурой Tc=39°K.

Три оставшихся сверхпроводника являются низкотемпературными. Были открыты новые высокотемпературные сверхпроводники, а также сверхпроводники комнатной температуры. Недавно открытые сверхпроводящие материалы не используются в МР-томографах. Структура магнита МР-томографа сложная. Резонансная частота изменяется в каждой точке поля контролируемым образом. Обмотки основного магнита из сверхпроводящего материала в виде микробных волокон встроены в медный сердечник. Нелинейное градиентное поле создается обмотками из проводящего материала. Оно добавляется к основному магнитному полю. Таким образом, получается результирующее магнитное поле.