تبلیغات
مرکزمهندسی پزشکی شیراز - مطالب MRI
آشنایی با ما
با سلام ( خوش آمدید )

این سایت در جهت معرفی علوم نوین بین رشته ای از جمله مهندسی پزشکی ، مهندسی هسته ای و پرتو پزشکی ، مهندسی برق و الکترونیک و رباتیک و کاربردهای آن در جهت کمک به مهندسان ، پزشکان ، دانشجویان عزیز و سایر علاقمندان در سرتاسر کشور عزیزمان به ویژه همه دانشجویان دانشگاه شیراز و دانشگاه علوم پزشکی شیراز در سال 1391 شروع به فعالیت کرد. همچنین این وبسایت با همکاری مرکز رشد تجهیزات پزشکی دانشگاه علوم پزشکی شیراز در جهت ارتقا سطح علمی و دست یابی راحت دوستان به مقالات علمی مهندسی پزشکی و همچنین مکانی برای تبادل نظرات و پیشنهادات دانشجویان در سراسر کشور فعالیت میکند. بدیهی است که مطالب و نظرات ارزشمند شما عزیزان ما را در این امر یاری خواهد کرد.

تدریس خصوصی کلیه دروس مهندسی برق و مهندسی پزشکی و انجام پروژه های پژوهشی و دانشجویی

shirazbme@sums.ac.ir
shiraz.bme@gmail.com

باتشکر مدیریت سایت (کارشناس ارشد مهندسی پزشکی-بیوالکتریک دانشگاه شیراز)
موضوعات
برگه ها
جستجو در وبلاگ
تاریخ: جمعه 12 آبان 1396 12:45 ق.ظ
پدیده تشدید مغناطیسی هسته ای در بسیاری از مواد در دهه ۱۹۵۰ کشف گردید و برای سالهای زیادی کاربرد اصلی آن در حوزه اسپکتروسکوپی بود ( جداسازی نمونه های شیمیایی بوسیله جایجایی ذاتی فرکانس رزنانس هسته هایی که وابسته به محیط شیمیایی خود هستند). تا زمانیکه در دهه ۱۹۷۰ لاتربر مفهوم شیب در میدان مغناطیسی را ابداع نمود امکان تهیه تصویر بر اساس رزنانس مغناطیسی فراهم آمد. . از ۱۹۸۰ مگنتهای تمام بدن تولید شده در انگلیس  اجازه اولین تصویربرداری آناتومیک از موجود زنده را بدست آوردند.
shirazbme
(Magnetic Resonnce Imaging( MRI، نوعی روش از تصویربرداری است که از خاصیت ممان مغناطیسی عناصر یا Magnetic momentum استفاده می کند. از آنجا که آب دوقطبی بسیار قوی است در تصویربرداری MRI نقشی بسیار حیاتی دارد زیرا ممان مغناطیسی هسته اتم هیدروژن به نحوی است که می توان در تصویربرداری MRI از آن استفاده کرد.
shirazbme.com
با انتشار امواج رادیویی از کویل های RF، هسته ها که در حالت تعادل مغناطیسی هستند، انرژی گرفته و برانگیخته می شوند. برگشت هسته از حالت برانگیخته به  حالت ترازمندی را که منجر به تابش امواج رادیویی می شود. میرا شدن القای آزاد (FID) می نامند. کویل فرستنده RF دوقطبی ساده ای است که در آن مولد سیگنال یا ژنراتور، جریان متناوبی از الکترون ها را در امتداد محور دو قطبی ایجاد می کند. کویل گیرنده RF نیز همانند کویل فرستنده بوده با این تفاوت که گیرنده به جای ژنراتور قرار گرفته و وظیفه گیرندگی

سیگنال ها را بر عهده دارد.
سیستم MRI به صورت اتوماتیک روند کالیبراسیون را انجام می دهد تا درصد خطای
کویل های RF، همچنین فیلترهای گرادیان Pre-emphasis موجود در دستگاه را به حداقل برساند و بهترین مقادیر را برای پارامترهای این فیلترها محاسبه کند تا مینیمم خطا برای تابع گرادیان به دست آید.
  سیستم کالیبراسیون MRI شامل موارد زیر است:
۱- در سیستم MRI مکانی که عمل پلاریزه کردن میدان مغناطیسی صورت می گیرد،
قطعه ای نصب شده که توسط قطعات زیر کالیبراسیون را انجام می دهد:
• اولین مجموعه جفت کویل های کالیبراسیون که در اولین محور گرادیان ظاهر می شود.
• دومین مجموعه جفت کویل های کالیبراسیون که در دومین محور گرادیان ظاهر می شود.
• سومین مجموعه جفت کویل های کالیبراسیون که در سومین محور گرادیان ظاهر می شود.
هر مجموعه کویل کالیبراسیون شامل یک کویل کالیبراسیون و ماده نمونه ای که سیگنال NMR را در هنگام تحریک با سیستم MRI تولید می کنند، است.
سیستم MRI  شامل یک ژنراتور پالس است که در حین کالیبراسیون به حالتی پلکسر و کویل ها فرمان می دهد تا از کویل های کالیبراسیون اطلاعات NMR را دریافت کند.

۲- بر روی تختی که بیمار قرار می گیرد، قطعه ای نصب شده که کالیبراسیون آن مانند آن چه در مورد ۱ گفته شد انجام می شود.
۳- در جایی که مالتی پلکسر به تجهیزات وصل شده،کالیبراسیونی مانند آن چه در مورد ۱ گفته شد انجام می گردد.
۴- کالیبراسیونی مانند آن چه در مورد ۱ گفته شد در جایی که ستون کویل حمایتی وجود دارد، انجام می شود.
۵- کالیبراسیونی مانند آن چه در مورد ۱ گفته شد در هر سه جفت کویل های کالیبراسیون که از دو جهت با دو فرکانس لارمور مجزا تنظیم شده اند، انجام می شود.
۶- روشی برای اندازه گیری خطای جریان گردابی در سیگنال های NMR که با پالس های گرادیان میدان مغناطیسی در MRI تولید می شود وجود دارد که  مراحل زیر را شامل می شود:
a) نصب قطعه ای در سیستم MRI که شامل هر سه جفت کویل های کالیبراسیون است و در هر سه محور گرادیان میدان مغناطیسی ظاهر می شود.
b) انجام اندازه گیری پالس های متناوب با پالس های گرادیان میدان مغناطیسی که یکی از سه محور گفته شده تولید می شود. یک پالس تحریک RF، پس از پالس گرادیان میدان مغناطیسی با زمان تاخیر انتخاب شده ای ایجاد می شود و از سیگنال های NMR که با هر یک از کویل های کالیبراسیون دریافت می شود، نمونه برداری می شوند.
c) مرحله b برای زمان های تاخیر مختلف تکرار می شود.
d) خطاهای جریان گردابی را برای سیگنال های NMR نمونه برداری شده محاسبه
می شود.
برای جبران جریان گردابی گرادیان میدان مغناطیسی، از یک فیلتر آنالوگ Pre-emphasis در منبع تغذیه گرادیان استفاده می کند تا جریان اعمال شده به کویل گرادیان را به گونه ای شکل دهد که اعوجاج جریان گردابی القاء شده کاهش داده شود.
این فیلتر شامل چند مولفه تجزیه نمایی و پتانسیومترهای قابل تنظیم است که باید در حین کالیبراسیون تنظیم شوند. پیش از شروع کالیبراسیون، از یک تکنیک اندازه گیری استفاده
می شود که پاسخ ضربه گرادیان میدان مغناطیسی را اندازه گیری کرده و پتانسیومتر فیلتر تنظیم شود تا بدین ترتیب مقدار فیلتر محاسبه شود.
گسترش تکنیک های تصویربرداری سریع تر مانند EPI (تصویر برداری بازتاب دو وجهی)، همراه با توسعه سخت افزارهای گرادیان سریع تر به منظور حمایت از این تکنیک ها، دقت بیشتری در تولید میدان های گرادیان را می طلبد که به معنی نیاز هر چه بیشتر به روش های کالیبراسیون است.
جریان های گردابی با توابع زمانی خطی و توابع سه بعدی تعریف می شوند. به منظور انجام کالیبراسیون صحیح، برای هر تابع زمانی و سه بعدی نیاز به استفاده از اطلاعات جریان وجود دارد تا آن ها را برای محاسبه پارامترهای بهینه Pre-emphsis به کار گرفته و مولفه های زمانی و سه بعدی جریان گردابی حذف شوند.
در روش کالیبراسیون جریان، قطعه ای به کار گرفته می شود که در داخل میدان مغناطیسی دو کویل RF را حمایت می کند.  هم زمان با دریافت داده ها از دو کویل،
می توان مقادیر سه بعدی نامتغیر یا مقدار جریان گردابی ثابت به علاوه جریان های گردابی خطی سه بعدی را برای یکی از محورهای گرادیان اندازه گیری کرد.
در قطعه اندازه گیری کننده جریان باید عمل اکتساب داده ها و تجزیه تحلیل آن ها در راستای محورهای زمانی سه بعدی، توسط کاربر آغاز شود تا آنالیز در هر یک از سه بعد محورهای زمانی آغاز شود. این کار باید پیش از اقدام بر روی هر مولفه دیگری انجام گیرد.
برای محاسبه مقادیر بهینه باید عمل اکتساب داده ها و آنالیز آن ها چندین بار تکرار شود. بسته به تعداد دفعات تکرار توسط کاربر، نتایج متفاوت خواهد بود.
به دلیل موقعیت های گوناگونی که اپراتور ممکن است هر کویل را قرار دهد، در بخش اندازه گیری پروسه کالیراسیون باید بخشی باشد که به تعیین موقعیت کویل ها اختصاص داده شود که بدین منظور از آزمایش NMR استفاده می شود. به علت تعدد عوامل موثر بر مولفه های کالیبراسیون، باید به منظور پرهیز از نتایج نادرست، اکتساب داده ها و تجزیه تحلیل آن ها برای تمام بخش ها با فرم معینی صورت گیرد.
این نوع انجام کالیبراسیون بسیار وقت گیر بوده و بستگی زیادی به خطاهای کاربر در حین جایگذاری کویل ها همچنین دقت اندازه گیری و تعداد دفعات محاسبه پارامترها دارد.
پس باید به منظور دستیابی به بهترین کالیبراسیون جریان گردابی، باید سیستمی به کار گرفته شود که به صورت اتوماتیک کالیبراسیون را انجام شود و کاربر کمترین دخالت را در آن داشته باشد.
به همین منظور از قطعه کالیبراسیونی استفاده می شود که مجموعه ای از ۶ (یا بیشتر) کویل کالیبراسیون را در بر می گیرد که با نمونه ماده فعال MR در داخل سیستم MR همراه شده است.
قطعه کالیبراسیون شامل یک مالتی پلکسر نیز است که هر کویل کالیبراسیون را با یک فرستنده یا گیرنده MRI کوپل کرده و سیگنال های NMR تولید شده با آن کویل ها را فعال می کند.
بدین ترتیب نمونه برداری به صورت جداگانه انجام شده و به کمک پورت استاندارد موجود در سیستم MRI، به عنوان ورودی به گیرنده ارسال می شود.
این روش کالیبراسیون سریع و با کوچک ترین دخالت کاربر انجام می شود. این قطعه بر روی محل خوابیدن بیمار در MRI نصب شده و به سمت ایزوسنتر سیستم MRI حرکت می کند. سپس بدون حرکت قطعه داده های کالیبراسیون برای تمام محورها دریافت     می شود. از آنجا که دیگر نیازی به جا به جایی قطعه و انجام اندازه گیری های متعدد و جداگانه  برای موقعیت های مختلف کویل کالیبراسیون نیست، این پروسه با سرعت انجام می شود.

منبع: دپارتمان مرکزی مهندسی پزشکی

تاریخ: یکشنبه 11 خرداد 1393 12:49 ب.ظ
سایت مهندسی پزشکی دانشگاه شیراز
موضوع: CT-SCAN، MRI،

تاریخ: پنجشنبه 1 اسفند 1392 12:35 ب.ظ

MRI یک انقلاب بزرگ و تحولی عظیم در قرن حاضر است. مجموعه ای از دانشمندان از سقراط، خوارزمی و خیام تا دامادین، لوتربر و مانسفیلد در ایجاد این فن آوری به صورت مستقیم و غیر مستقیم نقش داشته اند. با عمری در حدود سه دهه، MRI توانایی تشخیص شگرفی را ارائه داده است که بسیار فراتر سایر روش های تصویر برداری است. استفاده نکردن از پرتوهای یونیزان تصویرگیری از مقاطع مختلف (ساژیتال، کرونال، اگزیال و مایل) و تصویر برداری غیر تهاجمی از شبکه عروقی بدن نمونه هایی از توانایی های عظیم این روش تصویر برداری است.
روش تصویربرداری MRI بر پایه پدیده تشدید مغناطیسی هسته هیدروژن استوار است. ذرات اتمی در داخل و خارج هسته دارای حرکت اسپینی (چرخش به دور خود) و حرکت انتقالی هستند.

حرکت اسپینی پروتون به علت باردار بودن این ذره موجب ایجاد میدان الکتریکی در اطراف آن می شود و چون یک ذره باردار متحرک است، به صورت یک مغناطیس کوچک عمل کرده و در اطراف خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. تمام هسته هایی که دارای اسپین فرد هستند، اگر در میدان مغناطیسی قوی خارجی واقع شوند، سعی می کنند در راستای میدان مغناطیسی قرار گیرند. هیدروژن ساده ترین و فراوانترین عنصر در بدن انسان است. اتم هیدروژن شامل یک پروتون و یک الکترون است. هر مولکول آب حاوی دو اتم هیدروژن است. مولکولهای بزرگتر مثل چربی ها و پروتئین ها، حاوی تعداد زیادی اتمهای هیدروژن هستند. بدن در حالت عادی تحت تأثیر میدان مغناطیسی زمین ۰۶/۰ گوس(  تسلا) است. این میزان در مقایسه با میدان خارجی که در MRI اعمال می شود، بسیار کوچک است. پس از برقراری میدان مغناطیسی قوی، خارجی مغناطیس های کوچک، خود را در جهت میدان (یا در خلاف جهت میدان) تنظیم می کنند.
در نهایت برایند محورهای مغناطیسی مغناطیس های کوچک در جهت میدان اصلی است. این بردار برآیند را بردار مغناطیسی خالص (MNV) می نامند. در حالت تعادل، بردار NMV راستای محور میدان مغناطیسی اصلی است. حرکت مارپیچی مغناطیس های کوچک دارای یک فرکانس بخصوص است. این فرکانس، فرکانس تشدید یا فرکانس لامور خوانده می شود.
تشدید عبارت است از پاسخ تقویت شده به یک محرک که دارای فرکانس طبیعی مشابه است....

تاریخ: شنبه 22 تیر 1392 06:52 ب.ظ
MRI موبایل یک راه حل کامل وانعطاف پذیر

سایت مهندسی پزشکی شیراز

موضوع: MRI،
کلمات کلیدی : جامعه مهندسی پزشکی شیراز ، ام آر آی ،
تاریخ: یکشنبه 15 اردیبهشت 1392 06:17 ب.ظ
محققان آمریکایی مدعی شده‌اند که در آینده می‌توان به جای اثرانگشت دیجیتال و شناسایی عنبیه از برجستگی زانو برای شناسایی افراد استفاده کرد. 


[تصویر:  6]




به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، به گفته محققان دانشگاه فناوری لاورنس، کاسه زانوی افراد منحصربفرد بوده و می‌تواند یک شیوه بدون خطا برای شناسایی فرد در فرودگاه‌ها و دیگر پستهای بازرسی ارائه کند.
محققان از 93 درصد صحت این سیستم که از اسکن ام‌آرآی کاسه زانو استفاده می‌کند، در آزمایشات اولیه خود خبر داده‌اند.

به گفته این پژوهشگران، از این سیستم می‌توان برای شناسایی و ثبت هرچه سریعتر افراد در یک صف متحرک در زمان کنترل گذرنامه در فرودگاه‌ها یا در زمان ورد به ادارات بهره برد.این تیم بر این باور است که فریب دادن این سیستم بدون یک جراحی بزرگ بسیار سخت است.در حال حاضر از لنزهای تماسی برای فریب دادن سیستمهای شناسایی عنبیه و جعل گذرنامه استفاده می‌شود.
اسکن ام‌آرآی از خطرات اسکن با تابشهای یونیزه مانند پرتو ایکس اجتناب کردهو همچنین جلوی برخی مسائل مربوط به حریم خصوصی را که با ورود اسکنرهای تراهرتز با قابلیت مشاهده زیر لباس فرد ، ایجاد شده، می‌گیرد.



[تصویر:  4]

اسکن کاسه زانو، رقیب جدید اثرانگشت و شناسایی عنبیه در تشخیص افراد
موضوع: MRI، پردازش سیگنال،

تاریخ: دوشنبه 2 بهمن 1391 03:29 ب.ظ

14 ژولای 2004- دانشمندان IBM با آشكارسازی مستقیم سیگنال‌های مغناطیسی ضعیف یك تك‌الكترون قرارگرفته در یك نمونه جامد، جهش بزرگی را در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی ( MRI ) در مقیاس نانو ایجاد كرده‌اند. مهم‌ترین اثر این تحقیق بر مطالعه دقیق‌تر مواد- از پروتئین‌ها و داروها گرفته تا مدارهای مجتمع و كاتالیست‌های صنعتی- است كه برای فهم دقیق از ساختمان اتمی استفاده می‌شوند. مثلاً توانایی تصویربرداری مستقیم از ساختار جزئی اتمی پروتئین به توسعه داروهای جدید كمك می‌كند. قابلیت تصویربرداری واضح از مواد در ابعاد نانو منجر به پیشرفت‌های بنیادی در نانوتكنولوژی و زیست شناسی خواهد شد.

تیم تحقیقاتی IBM در طی یك دهه، حساسیت دستگاه‌های MRI را تا 10 میلیون مرتبه در مقایسه با دستگاه‌های MRIپزشكی كه برای مشاهدة اعضاء بدن انسان مورد استفاده قرار می‌گیرد، افزایش داده است. با این جهش، حساسیتMRI به مقیاس نانومتر رسیده و دستگاه جدیدی به نام میکروسکوپ نیروی رزونانس مغناطیسی MRFM) 1( تولید شده است.

گرد بینیگ و هنریك روهرر از آزمایشگاه تحقیقاتی زوریخ در IBM ، جایزه نوبل فیزیك را در سال 1986 بخاطر اختراع 2STM دریافت كردند. این دستگاه می‌توانست اتم‌های منفرد بر روی سطح‌های رسانای الكتریكی تصویربرداری كند.

بعدها بینیگ AFM 3 را اختراع كرد كه این دستگاه از تعامل میان حامل میكروسكوپ و سطح مواد نارسانا استفاده می‌كرد. دانشمندان توسعةAFM را جهت بررسی نیروهای سطحی مانند اصطكاك، خاصیت مغناطیسی و كشش الكترواستاتیكی با دقت نانومتری، ادامه دادند كه باعث ساخت MRFM از تركیب AFM و MRI شد. بطوری كه می‌تواند خواص نمونه را در مقیاس زیر 100 نانومتر بررسی ‌كند.



جزئیات فنی حامل MRFM وسیله‌ای میكرومتری از جنس سیلیكون است كه شبیه یك تخته شیرجه كوچك می‌باشد و با فركانس 5000 مرتبه در ثانیه ارتعاش می‌كند. این حامل به یك تیرچه كوچك مغناطیسی بسیار محكم‌تر متصل شده است. الكترون‌های جفت‌نشده و بسیاری از هسته‌های اتمی كه اسپین نامیده می‌شوند شبیه قطب‌های مغناطیسی كوچك رفتار می‌كنند. این دو قطب‌ مغناطیسی می‌توانند یكدیگر را جذب و یا دفع كنند. تیرك مغناطیسی MRFM توسط اسپین‌های نمونه جذب یا دفع می‌شود. با هماهنگ ‌كردن یك میدان مغناطیسی مرتعش با فركانس طبیعی اسپین، جهت میدان مغناطیسی مرتباً تغییر می‌کند لذا حامل مرتعش می‌شود. با اینکه شدت نیروی مغناطیسی بین تیرک مغناطیسی و اسپین بسیار پایین است (کمتر از یک میلیون از مجموع یک تریلیون پوند)، ولی حامل بسیار حساس است و حرکت اسپین باعث یک تغییر قابل نمایش در فرکانس حامل می‌شود.

دستگاه MRI كه در پزشكی استفاده می‌شود قابلیت تصویربرداری از گروه‌های اسپینی پروتون‌ها را در صورتی دارد كه حداقل یك تریلیون اسپین پروتون‌ داشته باشند، در حالیكه دستگاه محققان IBM سیگنال‌های بسیار ضعیف‌تر از یك اسپین تك‌الكترون را آشكار می‌كند. همچنین تحقیقات تصویربرداری یك‌بعدی با این دستگاه، دقت 25 نانومتر را نشان می‌دهند كه تقریباً 40 برابر بیشتر از بهترین میكروسكوپ‌های MRI متعارف می‌‌باشد. ادامه تحقیقات این گروه در جهت افزایش حساسیت، دقت و سرعت روش MRFM و همچنین نشان‌دادن پروتون‌های منفرد و دیگر هسته‌ها مانند كربن 13 می‌باشد كه می‌توانند برای تشخیص ساختمان‌های مولكولی مورد استفاده قرار گیرند. سیگنال‌های مغناطیسی یك اسپین تك‌الكترون‌ تقریباً 600 برابر قوی‌تر از تك پروتون‌‌هاست. كاربرد MRFM برای ساختارهای پروتئینی بخاطر شكل اتمی پیچ‌خوردة آنها بسیار محدود است. دانشمندان برای چنین ساختارهایی از روش‌های غیرمستقیمی مانند پراكنش اشعه ایكس و یا شبیه‌سازی كامپیوتری استفاده می‌كنند. MRFM های پیشرفته ممكن است برای نشان‌دادن اطلاعات كوانتومی در كامپیوترهای كوانتومی آینده مبتنی بر اسپین نیز سودمند باشند.


1- Magnetic Resonance Force Microscopy 
2- Scanning Tunneling Microscope 
3- Atomic Force Microscope

تعداد کل صفحات : 3 1 2 3
تازه ترین مطالب
لینکدونی
ابزارک ها
  • کل بازدید:
  • بازدید امروز :
  • یازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل مطالب :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :


-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*- *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*

.

*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* PRchecker.info -----------

  • به کدام مطالب حوزه مهندسی و پزشکی بیشتر علاقمندید؟