بهبود کیفیت عملکرد دستگاه های تصویربرداری تشدید مغناطیسی MRI با پیشرفت تکنولوژی ابررسانایی

دستگاه ای تصویربرداری مغناطیسی از مهمترین ابزار تشخیصی پزشکی می باشد. به دلیل تولید میدان های مغناطیسی بسیاردقیق، نسبت سیگنال به نویز بالا و تلفات بسیار کم امواج رادیویی در ابررساناها، استفاده از آن ها در ساخت آهنرباهای ویژه درطیف سنج های رزونانس مغناطیسی و تصویربرداری تشدید مغناطیسی MRI و تشخیص طبی بسیار مفید است. این پژوهش باهدف بررسی پیشرفت های ابررسانایی در زمینه ساخت و بهره برداری از ابررساناهایی با دمای بحرانی بالا و جایگزینابررساناهایی با دمای بحرانی پایین در صنعت اسکنرهای MRI انجام شده است. ابررساناهای مورد استفاده در صنعت MRI در ابتدا از نوع ابررسانا ایی با دمای بحرانی پایین (LTS) نظیر NbTi و Nb(3)Sn بودند. امروزه اسکنرهای تجاری با ابررسانای NbTi که در دمای 4/2K کار می کنند، به طور عمده بر مبنای آهنرباهای استوانه ای با شدت متوسط 1/5T و بیشینه 3T ساخته شده اند. صنعت MRI تقریبا از 4000 تن رسانای NbTi در سال استفاده می کند. علیرغم داشتن مزایای زیاد این ابررساناها در مقایسه با رساناهای معمولی، به دلیل عملکرد آن ها در دمای هلیوم مایع، هزینهتجهیزات برودتی و ساخت آن ها بسیار زیاد است صنعت MRI حدود 20% از کل هلیوم دنیا را مصرف می کند و به عنوان بزرگترین کاربر هلیوم در جهان معرفی می شود. کشف ابررساناهایی با دمای بحرانی بالا (HTS) منجر به صرفه جویی زیادی در توان وهزینه مصرف شده شد. دمای بحرانی در هادی های HTS در حدود 77 کلوین، است. دو گروه از مواد HTS شناخته شده (BSCCO(3 و (YBCO(4 می باشد. مواد HTS، پتانسیل بسیار زیادی برای متحول کردن تکنولوژی آهنرباهای بسیار قوی دارند ویژگی هایی نظیر رسانش گرمایی بیشتر (10-5 برابر)، ظرفیت گرمایی بالاتر (100-10 برابر)، پایداری بسیار زیاد، نیاز به سرمایش کمتر و محدوده عملکرد گسترده تر نسبت به LTS، استفاده از آن ها را در صنعت مورد توجه قرار داده است.دستگاه های تصویربرداری مغناطیسی بر پایه دانش ابررسانایی استوار است. پیشرفت علم ابررسانایی و جایگزین کردنابررساناهای دما پایین با ابررساناهای دما بالا در کاهش هزینه ساخت و نگهداری، افزایش شدت میدان مغناطیسی و بهبودعملکرد دستگاه بسیار موثر بوده است.

کلیدواژه ها:

تصویربرداری تشدید مغناطیسی ، ابررسانای دمابالا ، ابررسانای دماپایین