Dexter Magnetic Technologies hat eine große Auswahl an statischen Permanentmagnetfeldquellen für MRT/NMR-Anwendungen entwickelt und produziert, einige basierend auf unseren aktuellen Quadratur-Magnetpatenten und andere so einzigartig, dass Patente angemeldet wurden.
Die Magnetresonanztomographie (MRT) war als Nuclear Magnetic Resonance (NMR) bekannt, bis die “nukleare” Assoziation unbeliebt wurde, aber beide Namen bezeichnen das damit verbundene Prinzip der Magnetresonanz (MR). Neben den MRT-Geräten, die man in Krankenhäusern findet, sind Magnetresonanzelemente häufig in Geräten zu finden, die zur Sicherstellung des richtigen Chemie-/Materialgemischs verwendet werden, wie z.B. Geräte zur Qualitätsüberwachung von Asphalt.
MR erfasst das gyromagnetische Verhältnis eines Atoms, das Verhältnis des magnetischen Dipolmoments aufgrund des Kernspins zum mechanischen Drehimpuls, um zwischen den Elementen zu unterscheiden. Fast jedes Element im Periodensystem hat ein Isotop mit einem Kernspin ungleich Null. Damit dies funktioniert, muss das Isotop auch in dem zu analysierenden Volumen vorhanden sein. Daher sind die Kerne, die in der MRT des menschlichen Körpers und anderer lebender Organismen von Interesse, diejenigen von Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Natrium, Phosphor, Kalium und Kalzium.
Zu den Komponenten des MRT-Systems gehören:
- einen magnetischen Dipol, um ein statisches Magnetfeld aufzubauen,
- eine Gradientenspule,
- eine HF-Spule zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes bei 90° zum statischen Magnetfeld und
- eine Antennenspule.
- Im Betrieb orientieren sich die Protonen im Probenvolumen an dem statischen Feld und durch das HF-Wechselmagnetfeld zur Verarbeitung gebracht. Wenn die Stromversorgung der RF-Spule abgeschaltet wird, richtet sich das magnetische Moment der Protonen mit dem statischen Magnetfeld neu aus. Die Energieänderung, die mit der Neuausrichtung der magnetischen Momente verbunden ist, wird als kleines HF-Signal durch die Antennenspule gemessen, und eine Fourier-Transformation von Signalfrequenz und -phase erzeugt Daten, die zur Erstellung eines unverwechselbaren Bildes verwendet werden.
Die Daten für jedes Atom/Molekül hängen von den vorhandenen Atomen und der umgebenden Molekularstruktur ab. Dadurch kann Magnetresonanz Flüssigkeiten voneinander oder eine Flüssigkeit von einem Feststoff unterscheiden, was die Technik für Qualitätskontrollprozesse nutzbar macht. Die erforderliche statische Magnetfeldstärke ist abhängig vom abzubildenden Element und der gewünschten Auflösung. Felder mit einem Wert von nur 0,02 T haben brauchbare Wasserstoffbilder erzeugt, aber 0,08 – 0,1 T ist häufiger für Qualitätskontrollarbeiten. Für eine höhere Auflösung und andere Elemente sind höhere Flussdichten erforderlich, sodass supraleitende Laborsysteme mit Feldern von 1,5 bis 4,7 T im Einsatz sind. Die Gleichmäßigkeit der Magnetfeldstärke wirkt sich auch auf die Auflösung aus, sodass statische Magnetfeldquellen mit einer Gleichmäßigkeit von +/- 0,0001 mT mit Trimmspulen, magnetischen Unterlegscheiben oder Trimmmagneten getrimmt werden, um eine Gleichmäßigkeit über das Probenvolumen im Bereich von Teilen pro Million zu erreichen.
Eine Permanentmagnetquelle reduziert den Energiebedarf eines MRT/NMR-Systems erheblich und ermöglicht die Beweglichkeit. Eine höhere Auflösung führt jedoch zu einer höheren Flussdichte und Gleichmäßigkeit über die gesamte Probe, was zu einer exponentiellen Zunahme von Größe und Kosten führt. Daher ist es wichtig, das Probenvolumen zu minimieren und bei der Konstruktion eines Systems realistisch auf die gewünschte Auflösung zu achten.
DESIGN HILFE
Wenn Sie mit unserer Entwicklungsabteilung zusammenarbeiten, werden Sie vielleicht gefragt:
- Welchen Grad an Feldgleichförmigkeit benötigen Sie?
- Welche Fachrichtung ist für Sie von Interesse?
- Welche Feldgröße benötigen Sie?
- Wie hoch ist die Betriebstemperatur Ihrer Anlage?
- Wie viel Platz gibt es für dieses System?
MATERIALIEN
Wir verwenden häufig dichtgebranntes Neodymium-Eisen-Bor-Magnetmaterial wegen seiner hohen Energie. Samarium Kobaltmagnetmaterial wird bei erhöhten Temperaturen verwendet.
Häufig gestellte Fragen
Ich brauche ein Permanentmagnet-MRT, das 2T erzeugt. Können Sie ein System bauen, das meinen Anforderungen entspricht? Ja, das können wir. Wir müssten jedoch wissen, wo Sie das 2T benötigen und welchen Grad an Gleichmäßigkeit Sie benötigen.
Können Sie ein supraleitendes MRT-Magnetsystem bauen? Nein, das können wir nicht. Wir können jedoch Permanentmagnet-MRT-Systeme bauen.
Können Sie Feldkartierungsplots des endgültigen Magnetsystems erstellen? Ja, das können wir. Lassen Sie uns das Gebiet, das Sie kartografieren möchten und das Gittermuster besprechen.
PROTOTYPEN
Der Entwurfsprozess umfasst die Computermodellierung, die Bewertung der Auswirkungen auf die Gleichförmigkeit des Magnetfeldes verschiedener Faktoren wie Toleranzen (geometrische und materialbezogene Toleranzen) und Temperaturschwankungen sowie die mechanische Konstruktion. Mit unserem Quick-Turn-Prototyping können wir eine Iteration des Designs innerhalb weniger Tage durchführen.