Magnet Kekal dalam Peralatan Resonans Magnet

Resonans magnetik nuklear (NMR) adalah sejenis fenomena fizik nuklear. Block dan Purcell melaporkan fenomena ini seawal tahun 1946 dan menggunakannya untuk spektroskopi. Lauter Burr menerbitkan MR Imaging pada tahun 1973, menjadikan NMR berguna untuk lebih daripada sekadar fizik dan kimia. Ia juga digunakan dalam perubatan klinikal.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi pengimejan resonans magnetik telah berkembang pesat dan menjadi lebih matang. Skop pemeriksaan pada asasnya meliputi keseluruhan sistem, dan telah dipromosikan dan digunakan di seluruh dunia. Untuk menggambarkan asas pengimejan dengan tepat dan mengelakkan kekeliruan dengan pengimejan nuklida, ia kini dipanggil pengimejan resonans magnetik.

Pengimejan resonans magnetik memerlukan medan magnet seragam yang kuat, yang dihasilkan oleh magnet. Magnet adalah bahagian yang paling penting dan mahal dalam Peralatan MR. Pada masa ini, dua jenis magnet biasanya digunakan: magnet kekal dan elektromagnet, yang dibahagikan kepada dua kategori: kekonduksian kekal dan superkonduktiviti.

Elektromagnet pengaliran berterusan menggunakan arus terus kuat yang mengalir melalui gegelung untuk menghasilkan medan magnet. Kuasa yang diperlukan untuk mengekalkan medan magnet utama adalah kira-kira 100kW. Secara amnya, ia mengambil masa beberapa jam elektrik sebelum medan magnet mencapai keadaan stabil. Arus yang berlebihan dalam gegelung akan menghasilkan banyak haba, penukar haba kepada penyejukan pelesapan haba air.

Magnet superkonduktor digunakan secara meluas pada masa ini. Dalam keadaan superkonduktor, arus mengalir melalui konduktor tanpa kehilangan rintangan dan dengan itu tidak memanaskan konduktor. Wayar dengan diameter yang sama boleh melalui arus yang lebih besar dalam keadaan superkonduktor tanpa kerosakan. Gegelung yang diperbuat daripada bahan superkonduktor boleh menghasilkan medan magnet yang kuat dengan arus yang kuat, dan selepas arus luaran terputus, arus dalam gegelung superkonduktor kekal tidak berubah, jadi medan magnet superkonduktor adalah sangat stabil.

Bahan magnet kekal boleh mengekalkan kemagnetan untuk masa yang lama selepas magnetisasi, dan kekuatan medan magnet adalah stabil, jadi penyelenggaraan magnet adalah mudah dan kos penyelenggaraan adalah minimum. Magnet kekal yang digunakan dalam peralatan resonans magnetik termasukMagnet AlNiCo, magnet ferit kekaldan magnet NdFeB, dsb. Antaranya, magnet NdFeB mempunyai produk tenaga magnet tertinggi dan boleh mencapai keamatan medan maksimum dengan jumlah yang kecil (sehingga {{0}}.Keamatan medan 2T memerlukan 23 tan nikel aluminium -kobalt, jika NdFeB digunakan, hanya 4 tan). Kelemahan magnet kekal sebagai magnet utama ialah sukar untuk mencapai keamatan medan 1T. Pada masa ini, keamatan medan biasanya di bawah 0.5T, yang hanya boleh digunakan dalam peralatan resonans magnetik frekuensi rendah.

Apabila magnet kekal digunakan sebagai magnet utama, peralatan resonans magnetik boleh direka bentuk dalam bentuk cincin atau kuk, dan instrumen adalah separuh terbuka. Struktur ini adalah rahmat yang besar untuk kanak-kanak atau orang yang mengalami claustrophobia.