現代の化学と応用

概要

MRスキャナの勾配磁場

ゼリコ・D・ヴヨヴィッチ*

この論文のテーマは、磁石の巻線が配置されている最新の MR デバイスの部品です。MR スキャナの磁石は、4 種類の電磁巻線で構成されています。超伝導材料で作られた主磁石は、可変磁場を生成します。抵抗材料で作られた X コイルは、走査管全体にわたって左から右に水平方向に可変磁場を生成します。Y コイルは、下から上に向かって垂直方向に変化する磁場を生成します。Z コイルは、走査管内で頭からつま先まで縦方向に変化する磁場を生成します。主磁場を生成する超伝導体は、液体ヘリウムと液体窒素で冷却する必要があります。超伝導体で作られた主磁石には、液体ヘリウムと液体窒素の冷却容器、断熱材、および磁石システムのその他の保護要素を備えたクライオスタットを使用する必要があります。MR スキャナの基本構成に存在する磁石の種類を分析します。閉じた円筒形の空洞の形をしたスキャナは、超伝導体の温度に保たれたソレノイドに電流を流すことで、独自の磁場を生成します。独占的に使用される超伝導体は、ニオブチタン (NbTi)、ニオブスズ (Nb ₃ Sn)、バナジウムガリウム (V ₃ Ga)、および二ホウ化マグネシウム (MgB ₂ ) です。二ホウ化マグネシウムのみが、臨界温度 Tc=39°K の高温超伝導体です。

残りの 3 つの超伝導体は低温です。新しい高温超伝導体と室温超伝導体が発見されました。新しく発見された超伝導材料は、MR スキャナーでは使用されません。MR スキャナーの磁石構造は複雑です。共鳴周波数は、磁場の各ポイントで制御された方法で変化します。微生物繊維の形の超伝導材料で作られた主磁石の巻線は、銅コアに組み込まれています。非線形勾配磁場は、導電性材料の巻線によって作成されます。これが主磁場に追加されます。このようにして、結果として生じる磁場が得られます。