Journals / Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi / 2022 / Cilt: 24 - Sayı: 70
Optimum Performance Review In Permanent Magnets For Imaging Systems
- Pages
- 37–44
- DOI
- —
Abstract
Medical imaging devices have an important place in our lives in the diagnosis of diseases. Magnetic Resonance Imaging (MRI) device is used clinically and Magnetic Particle Imaging (MPI) device is being developed. Both imaging techniques use magnetic fields. The basic mechanism of MPI technique, one of these imaging methods, is based on visualizing the concentration distribution of superparamagnetic nanoparticles (SPION) used as tracer material. Magnetic fields required for MPI scanners are usually obtained from electromagnets. This causes MPI scanners to consume very high levels of energy. However, they provide advantages by increasing and decreasing magnetic field strengths and obtaining the image quickly. Permanent magnets, which are used as an alternative to electromagnets in the generation of magnetic fields, provide high flux densities and do not require any power source. They do not have any unwanted background noise and do not need a cooling system. However, the magnitude of the magnetic fields produced by permanent magnets is lower compared to the magnitude of the magnetic fields produced by electromagnetic magnets. In this design, the results of changing the parameters affecting the performance in Halbach and double magnet systems are mentioned.
Özet
Tıbbi görüntüleme cihazları hastalıkların teşhisinde hayatımızda önemli bir yer tutmaktadır. Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG = MRI) cihazı klinik olarak kullanılmakta ve Manyetik Parçacık Görüntüleme (MPG = MPI) cihazı ise geliştirilmektedir. Her iki görüntüleme tekniğinde manyetik alan kullanılmaktadır. Bu görüntüleme yöntemlerinden MPI tekniğinin temel mekanizması, izleyici materyal olarak kullanılan süperparamanyetik nanoparçacıkların (SPION) konsantrasyon dağılımını görselleştirmeye dayanmaktadır. MPI tarayıcıları için gereken manyetik alanlar genellikle elektromıknatıslardan elde edilmektedir. Bu durum MPI tarayıcılarının çok yüksek seviyede enerji tüketmelerine yol açmaktadır. Ancak oluşturulan manyetik alan kuvvetlerinin arttırılıp azaltılmasında ve görüntünün hızlı elde edilmesinde avantaj sağlamaktadırlar. Manyetik alanın üretilmesinde elektromıknatıslara alternatif olarak kullanılan kalıcı mıknatıslar ise yüksek akı yoğunlukları sağlamakla beraber herhangi bir güç kaynağına da ihtiyaç duymazlar. İstenmeyen arkaplan gürültüleri yoktur ve soğutma sistemine de ihtiyaç duymazlar. Ancak, kalıcı mıknatısların ürettiği manyetik alanların büyüklüğü, elektromanyetik mıknatısların ürettiği manyetik alanların büyüklüğüne kıyasla daha düşüktür. Bu çalışmada MPI tarayıcısının kalıcı mıknatıslarla çalışması durumunda optimum ölçülerinin tasarısı önerilmektedir. Bu tasarıda, Halbach ve ikili mıknatıs sistemlerindeki performansı etkileyen parametrelerin değişimiyle meydana gelen sonuçlardan bahsedilmiştir.