5. Các bước thực hiện
9.2. Hệ thống nam châm
Một hệ thống MRI thường được phân chia dựa vào độ lớn của từ trường ngoài. Đơn vị của từ trường là Tesla (T) hoặc Gauss (G) trong đó 1T = 10.000 G. Theo đó ta có các hệ thống MRI với từ trường thấp, trung bình, cao và siêu cao. Bảng 9.1 sau cho ta cái nhìn tổng quan về cách phân loại ở trên:
Bảng 9.1
Loại Cường độ B0 (T) Hãng sản xuất
Thấp < 0.2
Siemens, GE, Toshiba, Philips, Hitachi, Instrumentarium …
Trung bình 0.2 – 1.0
Cao 1.0 – 3.0
Siêu cao > 3.0
Trong y tế, cường độ từ trường ngoài cho phép sử dụng vào khoảng 0.2 – 3.0 T. Có 3 dạng nam châm tạo từ trường ngoài bao gồm: Nam châm vĩnh cửu, nam châm điện và nam châm siêu dẫn:
Nam châm vĩnh cửu: có từ trường thấp, bản thân không cần nguồn nuôi, trọng lượng rất nặng (20 – 100 tấn). Từ trường tạo được không quá 0.2 T, thông thường ở 0.1 T và bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. SNR đạt được thấp, giá thành rẻ.
Nam châm điện: dùng một dòng điện có cường độ lớn chạy qua một cuộn dây để tạo từ trường trong lòng cuộn dây. Loại nam châm này nặng khoảng 5 – 10 tấn, có thể ngưng hoạt động bằng cách cắt nguồn điện nhằm giảm chi phí năng lượng. Cường độ từ trường tạo được không quá 0.3T. Chi phí rẻ, dễ lắp đặt, SNR thấp.[10]
Hình 9.3. Nam châm vĩnh cữu [12]
Nam châm siêu dẫn: hoạt động dựa vào hiện tượng siêu dẫn của vật chất. Vật liệu thường được sử dụng để làm lõi siêu dẫn cho nam châm loại này là Nb/Ti (tính chất siêu dẫn xuất hiện ở ~10 0 K). Lõi được ngâm trong He lỏng (~40K). Từ trường
tạo được > 0.32T Hình 9.5. Nam châm siêu dẫn [12]
độ đồng nhất cao đến 0.1 ppm. SNR cao, hỗ trợ nhiều chế độ quét nhanh. Tuy nhiên giá thành rất cao, quy trình lắp đặt phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, chi phí bảo trì mắc, hệ thống đòi hỏi làm việc liên tục, tạo hội chứng sợ nhốt cho bệnh nhân.
Khi lắp đặt cuộn nam châm cho hệ thống MRI cần phải quan tâm đến cản từ cho nam châm vì các đường sức từ cường độ cao có thể làm hại đến các thiết bị điện tử khác. Có hai cách cản từ cho nam châm là cản từ bị động và cản từ chủ động.
Phương pháp cản từ bị động được
thực hiện bằng cách bọc cả hệ thống MRI Hình 9.6. Cường độ các đường sức từ
bằng một lượng lớn các cuộn dây cản từ. Cách này tốn kém và làm cho cả hệ thống thêm nặng nề, thường có mặt ở các đời máy cũ. Phương pháp cản từ chủ động (thường có trong loại nam châm siêu dẫn) sử dụng một cuộn siêu dẫn khác để tạo một từ trường nghịch chiều với từ trường chính, nhờ đó giảm được cường độ của các đường sức từ xung quanh hệ thống.
(a) (b)