Методы проектирования и настройки систем с постоянными магнитами для магниторезонансных томографов

• Автор: Кузнецова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Глава 1. Магнитные системы для магниторезонансных томографов
1.1. Принцип действия МРТ
1.2. Обзор конструкций магнитных систем
1.3. Цель работы. Основные решаемые задачи
Глава 2. Метод оптимизации конструкции магнитной системы МРТ
2.1. Метод анализа магнитного поля. Оценка вычислительных погрешностей
2.2. Метод оптимизации размеров постоянных магнитов в магнитной системе МРТ
2.3. Метод оптимизации размеров полюсов в магнитной системе

2.4. Анализ результатов расчетных исследований
Глава 3. Регулируемые полюса магнитной системы МРТ
3.1. Обоснование применения композиционного магнитомягкого материала в качестве полюсов МРТ
3.2. Определение влияния отклонений размеров полюсов на однородность поля в рабочей области
3.3. Оптимизация полюсов для магнитной системы ортопедического МРТ. Предварительная настройка магнитной системы юстировкой полюсов
Глава 4. Точная настройка однородности магнитного поля
4.1.Постановка задачи улучшения однородности поля шиммирующими магнитами
4.2. Алгоритмы решения оптимизационной задачи увеличения однородности поля шиммирующими магнитами
Глава 5. Результаты экспериментальных исследований разработанных магнитных систем ортопедических МРТ

5.1. Конструкция магнитной системы ортопедического МРТ и технология ее сборки
5.2. Входной контроль крупногабаритных постоянных магнитов в кольцах Гельмгольца
5.3. Предварительная настройка магнитной системы изменением положения полюсов, результаты экспериментов, анализ характера регулирования однородности магнитного поля
5.4. Точная настройка шиммирующими постоянными магнитами, результаты экспериментов, анализ характера регулирования однородности магнитного поля
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение
Приложение

В начале 1970-х годов П. Лаутберг и Р. Дамадейн продемонстрировали возможность получения изображений внутренней структуры биологических объектов с использованием ядерного магнитного резонанса (ЯМР). С момента своего появления в 1980 гг. ЯМР или магниторезонансная (МР) томография заняла важнейшее место в неинвазивной (без внутреннего вмешательства) диагностике различных заболеваний головного мозга, позвоночника, сердечнососудистой системы, связок и др.
МР томография принципиально отличается от рентгеновской компьютерной томографии, но тоже относится к лучевой диагностике. Широкому внедрению в медицинскую практику МР томографии способствуют уникальные возможности по сравнению с другими видами томографии (рентгеновской компьютерной, ультразвуковой). МР томографию часто сравнивают с компьютерной томографией, поскольку в обоих случаях используются принципы автоматического, управляемого компьютером сканирования, обработки и получения послойного изображения внутренней структуры органов. Принципиальное отличие МР томографии заключается в использовании радиоволнового диапазона излучения при исследовании пациента.
Основной дорогостоящей составляющей МР томографа (МРТ) выделяют его магнитную систему (МС), предназначенную для создания магнитного поля с высокой интенсивностью и однородностью в рабочей области (зона получения изображения). Качество изображения, доступные методы исследований, необходимая продолжительность процедур определяется параметрами МС. Для достижения наилучших показателей необходимо иметь более высокие значения магнитной индукции и однородность магнитного поля в приемлемых массогабаритных и ценовых показателях. В настоящей работе рассматриваются МРТ с МС на постоянных

Рис. 3.2. Магнитная характеристика КММ Расчеты проведены для полюсов из стали 10 и КММ. Удельная электрическая проводимость стали 10 у=5 МСм/м, глубина проникновения А„р=0,2 мм; для КММ - у=0,5 МСм/м и Апр=3,6 мм соответственно.
Моделирование МС при расчете влияния вихревых токов на характер распределения магнитного поля в рабочей области проводилось с учетом элементов входящих в систему: полюса, постоянные магниты,
магнитопровод (рис. 3.3). Для снижения времени расчеты проводились для осесимметричного варианта магнитопровода. Также исследована упрощенная модель без учета магнитопровода.