Quench del imán MRI: la película
Un circuito de protección de apagado para las bobinas magnéticas conectadas en serie pero separadas espacialmente de un imán superconductor utiliza un circuito paralelo de múltiples calentadores y diodos conectados en sentido inverso que derivan porciones de las bobinas magnéticas conectadas en serie con los calentadores colocados físicamente en contacto térmico con otras bobinas en el circuito en serie para transferir térmicamente una acción de apagado de calor en cualquier bobina a todas las bobinas, junto con una corriente de derivación a través de los diodos para derivar las corrientes de pico al apagar la bobina para evitar el aumento de temperatura puntual no deseado y permitir el apagado controlado de todo el imán al apagar cualquier bobina.
Esta invención se refiere a un conjunto de imanes superconductores para la obtención de imágenes por resonancia magnética (en adelante «MRI»), y más particularmente para la protección del conjunto magnético en caso de apagado del funcionamiento superconductor.
Como es bien sabido, una bobina magnética puede hacerse superconductora colocándola en un entorno extremadamente frío, por ejemplo, encerrándola en un criostato o recipiente a presión que contenga helio líquido u otro criógeno. El frío extremo permite que los hilos superconductores funcionen en el estado superconductor, en el que la resistencia de los hilos es prácticamente nula. En el estado superconductor, cuando se conecta inicialmente una fuente de energía a las bobinas durante un corto periodo de tiempo para introducir un flujo de corriente a través de las mismas, la corriente seguirá fluyendo a través de las bobinas, manteniendo así un fuerte campo magnético. Los imanes superconductores tienen una amplia aplicación en el campo de la resonancia magnética.
Quench del espectrómetro de RMN de 600 MHz
Dos muestras de quinina disueltas en agua con un láser violeta (izquierda) iluminando ambas. Normalmente, la quinina presenta una fluorescencia azul, visible en la muestra de la derecha. La muestra de la izquierda contiene iones de cloruro que apagan la fluorescencia de la quinina, por lo que la muestra de la izquierda no presenta fluorescencia visible (la luz violeta es sólo luz láser dispersa).
El apagado se refiere a cualquier proceso que disminuye la intensidad de la fluorescencia de una sustancia determinada. Una variedad de procesos puede dar lugar a la extinción, como las reacciones de estado excitado, la transferencia de energía, la formación de complejos y la extinción por colisión. En consecuencia, el apagado suele depender en gran medida de la presión y la temperatura. El oxígeno molecular, los iones de yoduro y la acrilamida[1] son apagadores químicos comunes. El ión cloruro es un apagador bien conocido para la fluorescencia de la quinina[2][3][4] El apagado plantea un problema para los métodos espectroscópicos no instantáneos, como la fluorescencia inducida por láser.
El mecanismo de transferencia de energía restante es el enfriamiento estático (también conocido como enfriamiento por contacto). El enfriamiento estático puede ser un mecanismo dominante para algunas sondas reporteras-apagadoras. A diferencia del enfriamiento dinámico, el enfriamiento estático se produce cuando las moléculas forman un complejo en el estado básico, es decir, antes de que se produzca la excitación. El complejo tiene sus propias propiedades, como ser no fluorescente y tener un espectro de absorción único. La agregación de colorantes se debe a menudo a efectos hidrofóbicos: las moléculas de colorante se apilan para minimizar el contacto con el agua. Los colorantes aromáticos planares que se asocian mediante fuerzas hidrofóbicas pueden mejorar el apagado estático. Las altas temperaturas y la adición de tensioactivos tienden a interrumpir la formación de complejos en estado básico.
Relleno de Helio Líquido MRI después del Quench
Anordnung zur Erzeugung des Hauptmagnetfeldes und des Gradientenmagnetfeldes einer Magnetresonanztomografieanlage, Magnetresonanztomografieanlage und Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanztomografieanlage
CARCAGNO R H ET AL: «An FPGA-Based Quench Detection and Protection System for Superconducting Accelerator Magnets», PARTICLE ACCELERATOR CONFERENCE, 2005. PAC 2005. PROCEEDINGS OF THE KNOXVILLE, TN, USA 16-20 MAY 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 16 May 2005 (2005-05-16), pages 3502 – 3504, XP010892089, ISBN: 0-7803-8859-3
JOEL H SCHULTZ: «Protection of Superconducting Magnets», IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, IEEE SERVICE CENTER, LOS ALAMITOS, CA, US, vol. 12, no. 1, March 2002 (2002-03-01), XP011069224, ISSN: 1051-8223
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Explosión de la RMN
GPHYSICS01Medición; pruebasRMedición de variables eléctricas; medición de variables magnéticas33Aparatos o instrumentos de medición de variables magnéticas20con resonancia magnética28Detalles de los aparatos previstos en los grupos G01R33/44-G01R33/649638Sistemas de generación, homogeneización o estabilización del campo magnético principal o de gradiente381que utilicen electroimanes3815con bobinas superconductoras, por ejemplo, suministro de energía para los mismos
HELECTRICIDAD01ELEMENTOS ELÉCTRICOS BÁSICOSFMAGNETOS; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; SELECCIÓN DE MATERIALES POR SUS PROPIEDADES MAGNÉTICAS6Imanes superconductores; bobinas superconductoras02Enfriamiento; disposiciones de protección durante el enfriamiento
GPHYSICS01Medición; PruebasMedición de variables eléctricas; Medición de variables magnéticas33Aparatos o instrumentos para la medición de variables magnéticas20que impliquen resonancia magnética28Detalles de los aparatos previstos en los grupos G01R33/44-G01R33/649638Sistemas de generación, homogeneización o estabilización del campo magnético principal o de gradiente381que utilicen electroimanes3815con bobinas superconductoras, por ejemplo, suministro de energía para los mismos
