Modern Chemistry & Applications

Abstrait

Champ magnétique à gradient des scanners IRM

Zeljko D. Vujovic*

Le sujet de cet article concerne les parties des appareils IRM modernes, dans lesquelles se trouvent les enroulements magnétiques. Les aimants des scanners IRM sont constitués de quatre types d'enroulements électromagnétiques : L'aimant principal, constitué d'un matériau supraconducteur, crée un champ magnétique variable ; la bobine X, constituée d'un matériau résistif, crée un champ magnétique variable, horizontalement, de gauche à droite, à travers le tube de balayage ; la bobine Y crée un champ magnétique variable, verticalement, de bas en haut ; la bobine Z crée un champ magnétique variable, longitudinalement, de la tête aux pieds, à l'intérieur du tube de balayage. Les supraconducteurs, qui créent le champ magnétique principal, doivent être refroidis par de l'hélium liquide et de l'azote liquide. Les aimants principaux constitués de supraconducteurs doivent utiliser un cryostat, avec des récipients de refroidissement contenant de l'hélium liquide et de l'azote liquide, une isolation thermique et d'autres éléments de protection du système magnétique. Les types d'aimants qui existent dans les configurations de base des scanners IRM sont analysés. Les scanners sous la forme d'une cavité cylindrique fermée créent leurs propres champs magnétiques en faisant passer un courant à travers le solénoïde, qui est maintenu à la température du supraconducteur. Les supraconducteurs utilisés sont exclusivement le Niobium-Titane (NbTi), le Niobium-Etain (Nb ₃ Sn), le Vanadium-Gallium (V ₃ Ga) et le Diborure de Magnésium (MgB ₂ ). Seul le diborure de magnésium est un supraconducteur à haute température, avec une température critique de Tc=39°K.

Les trois supraconducteurs restants sont à basse température. De nouveaux supraconducteurs à haute température ont été découverts, ainsi que des supraconducteurs à température ambiante. Les matériaux supraconducteurs nouvellement découverts ne sont pas utilisés dans les scanners IRM. La structure magnétique du scanner IRM est complexe. La fréquence de résonance change à chaque point du champ de manière contrôlée. Les enroulements de l'aimant principal en matériau supraconducteur sous forme de fibres microbiennes sont intégrés dans le noyau en cuivre. Le champ de gradient non linéaire est créé par des enroulements de matériau conducteur. Il est ajouté au champ magnétique principal. Ainsi, le champ magnétique résultant est obtenu.