Máy chụp cộng hưởng từ MRI (Magnetic Resonance Imaging) là một trong những thiết bị hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh những cơ quan bên trong cơ thể một cách chi tiết (Hình 10.4).
21/21
Máy chụp cộng hưởng từ MRI (Magnetic Resonance Imaging) là một trong những thiết bị hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh những cơ quan bên trong cơ thể một cách chi tiết (Hình 10.4). Máy MRI có mức độ an toàn cao do không sử dụng các tia bức xạ như tia X. Máy MRI sử dụng một từ trường mạnh để tạo ra hình ảnh chất lượng cao của cấu trúc bên trong cơ thể như não, xương, cơ và các mô khác.
Một máy MRI sử dụng từ trường có độ lớn cảm ứng từ là 1,5 T, có chiều dài khoảng 1,4 m và có đường kính 2,5 m. Giả sử ta mô hình hoá máy MRI hoạt động như một cuộn dây dẫn mang dòng điện.
a) Hãy ước lượng số vòng dây cần thiết để tạo ra một từ trường có độ lớn cảm ứng từ 1,5 T bên trong máy. Xem mỗi vòng dây có dòng điện với cường độ 100 A chạy qua.
b) Xác định điện trở của cuộn dây này. Biết rằng đối với dòng điện có cường độ 100 A, kích thước dây điển hình thường được sử dụng đối với chất liệu đồng là loại dây có chỉ số 2 AWG (chỉ số AWG – American Wire Gauge: chỉ số dùng để mô tả kích cỡ dây dẫn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ) với đường kính tiết diện tròn khoảng 6,54 mm và điện trở suất 1,69.10-8 W.m.
a) Số vòng dây mang dòng điện 100 A để tạo ra một từ trường cần thiết bên trong máy MRI xác định bởi biểu thức:
\(B = 4\pi \cdot {10^{ - 7}}\frac{{NI}}{L} \Rightarrow N = \frac{{BL}}{{4\pi \cdot {{10}^{ - 7}}I}} = \frac{{1,5 \cdot 1,4}}{{4\pi \cdot {{10}^{ - 7}} \cdot 100}} \approx 16711\) vòng
b) Điện trở của cuộn dây dẫn điện xác định bởi biểu thức:
\(R = \rho \frac{l}{S} = \frac{{\rho N\pi d}}{{\pi {{\left( {\frac{{{d_0}}}{2}} \right)}^2}}} = \frac{{4\rho Nd}}{{d_0^2}} = \frac{{4 \cdot 1,69 \cdot {{10}^{ - 8}} \cdot 16711 \cdot 2,5}}{{{{\left( {6,54 \cdot {{10}^{ - 3}}} \right)}^2}}} \approx 66,03\Omega \)