TARIFNAME MANYETIK REZONANS GORUNTULEME CIHAZLARINDA KULLANILMAK UZERE BIR MIKNATIS TEKNIK ALAN Bulus, Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) cihazlarinda ihtiyaç olan manyetik alanin elde edilmesi için iç kismindaki havanin vakumlanabildigi en az bir iç ceket, bahsedilen iç ceketin atmosfere bakan tarafinda en az bir manyetik alan bölgesi, bahsedilen manyetik alan bölgesi civarinda üzerine en azindan kismen bir Süperiletken bobinin sarildigi en az bir bobin kasnagi ve homojeniteyi düzenlemek için bahsedilen bobin kasnaginin iç kisminda kalacak sekilde bakir telden sarilmis en az bir shim bobin içeren en az bir miknatis ile ilgilidir. Süperiletken miknatislar manyetik rezonans görüntüleme (MRG) cihazlarinda tibbi görüntülemede kullanilmaktadir. Günümüzde çogu modern MRG miknatisinda gerekli manyetik rezonans için güçlü ve homojen bir manyetik alan olu sturabilmek adina düsük sicaklik süperiletkenleri (LTS) kullanilmaktadir. LTS miknatislar genel olarak süperiletkenin kritik sicakliginin (Tc) altinda kalmasi saglanacak sekilde sivi helyum içinde sogutulmaktadirlar. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG) sistemleri dünyanin sivi helyum arzinin önemli bir kismini kullanmaktadir. Son yillarda, sivi helyum maliyeti önemli ölçüde artmistir. Süperiletken miknatislarin aniden normal iletken duruma (quench) geçmesiylei manyetik alanin enerjisi isiya dönüsmektedir. Bu sekilde sivi helyum buharlasmakta ve ortaya çikan yüksek miktardaki soguk helyum gazinin güvenli bir sekilde atmosfere iletilmesi gerekmektedir. Bu iletim miknatisin bulundugu tankin üzerinde bir çikis olusturularak saglanabilmektedir. Sivi helyumlu sogutmada; helyum dolumu esnasinda karsilasilan zorluklar ve kayiplar mevcut teknigin baslica problemleri arasinda yer almaktadir. Sivi helyum ihtiyacinin çok fazla olmasi, giderek temininde güçlük çekilmesi vb. sebepler helyum kullaniminin riskini ortaya çikarmaktadir. Sivi helyum kullanim sicakliginin 4,2 K olmasi nedeniyle sogutma kaplarinda yüksek seviyede vakuma alinmis bölgeye ihtiyaç duyulmaktadir. Bu durumda da manyetik alanin olusturuldugu bölge süperiletken miknatistan uzaklasmaktadir. Bu durum ya manyetik alanin düsmesi ya da ayni manyetik alan siddeti için akimin arttirilmasi ihtiyacini ortaya çikarmaktadir. Ayni zamanda kullanilan süperiletken miktari da artmaktadir. Power lead ve bobinin disariyla diger temas noktalarinda olusan termal etkilesim Sivi helyum buharlasmasina neden olurken bu durum termal dengenin saglanmasini zorlastirmaktadir. Olasi bir quench durumunda sivi helyum sicakliginin 4,2 K'i asarak yüksek buhar basincinin olusmasiyla yüksek termal gradiyent olusmaktadir. Onceki teknik ile yapilan Manyetik Rezonans Görüntüleme sistemleri hem oldukça büyük hem de mobil bir platforma sahip olmadiklarindan istenildiginde çalisir durumda bir baska yere tasinmasi imkânsiza yakindir. Sonuç olarak, yukarida bahsedilen tüm sorunlari ilgili teknik alanda bir yenilik yapmayi zorunlu hale getirmistir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus yukarida bahsedilen dezavantajlari ortadan kaldirmak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere, bir miknatis ile ilgilidir. Bulusun bir amaci, MRG cihazlari için manyetik alan elde edilmesinde kullanilan bir miknatis ortaya koymaktir. Bulusun diger bir amaci sogutma özelligi iyilestirilmis bir miknatis ortaya koymaktir. Yukarida bahsedilen ve asagidaki detayli anlatimdan ortaya çikacak tüm amaçlari gerçeklestirmek üzere mevcut bulus, Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) cihazlarinda ihtiyaç olan manyetik alanin elde edilmesi için iç kismindaki havanin vakumlanabildigi en az bir iç ceket, bahsedilen iç ceketin atmosfere bakan tarafinda en az bir manyetik alan bölgesi, bahsedilen manyetik alan bölgesi civarinda üzerine en azindan kismen bir süperiletken bobinin sarildigi en az bir bobin kasnagi ve manyetik alan homojenitesini düzenlemek için bahsedilen bobin kasnaginin (30) iç kisminda kalacak sekilde bakir telden sarilmis en az bir shim bobin içeren en az bir miknatistir. Buna göre yeniligi, bahsedilen bobin kasnagiyla iliskilendirilerek süperiletken bobinin sogutulmasini saglamak için en az bir kriyo sogutucu içermesidir. Böylece sivi helyum dolumuna ihtiyaç: olmaksizin sogutulabilen bir miknatis elde edilmektedir. Bulusun mümkün bir yapilanmasinin özelligi, bahsedilen kriyo sogutucunun bobin kasnagi ile iliskilendirilmesi için bobin kasnaginin en az bir alt bara ve en az bir üst bara içermesidir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, bahsedilen üst bara ve bahsedilen alt bara ile kriyo sogutucu arasinda en az bir esnek kablo içermesidir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, bahsedilen süperiletken bobinin bir NbTi süperiletkeni içermesidir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, kriyo sogutucunun en az bir birinci kademe ve en az bir ikinci kademe içermesidir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, kriyo sogutucunun bahsedilen birinci kademesinin sicakligi 50 K"e kadar düsürmesi için en az 65 W gücünde ve bahsedilen ikinci kademesinin sicakligi 4 K'e düsürmesi için en az 1 W gücünde olmasidir. SEKILIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1" de bulus konusu miknatisin temsili bir perspektif görünümü verilmistir. Sekil 2' de bulus konusu miknatisin temsili bir kesit görünümü verilmistir. BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Sekil 1 ve Z`ye atfen bulus bir miknatis (10) ile ilgilidir. Bulus konusu miknatis (10) MRG cihazlari için manyetik alan elde edilmesinde kullanilmaktadir. Bahsedilen Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG); vücuttaki organ ve dokularin ayrintili görüntülerini olusturmak için manyetik alan ve radyo dalgalarinin kullanildigi bir teknik ve bu teknigin kullanildigi bir cihazdir. MRG cihazlarinda büyük ebatli miknatislar (10) kullanilmaktadir. MRG makinelerinde manyetik alan geçici olarak vücuttaki hidrojen atomlarini yeniden düzenlemektedir. Radyo dalgalari, bu hizalanmis atomlarin çok zayif sinyaller üretmesine neden olmaktadir. Böylece vücudun görüntülenmesi saglanmaktadir. Bulus konusu miknatis (10) MRG cihazlarinda önceden belirlenen bir manyetik alanin üretilmesinde kullanilmaktadir. Bulusun mümkün bir yapilanmasinda manyetik alan 1.5 Tesladir. Bunun için miknatis (10) üzerinde bir takim komponentler bulunmaktadir. Bu komponentlerin birbiri ile senkronize sekilde çalismasi ile istenilen sartlarda manyetik alanin elde edilmesi saglanmaktadir. Miknatisin (10) en ayirt edici özelligi komponentlerin en az bir kriyo sogutucu (70) vasitasiyla sogutulmasidir. Bahsedilen kriyo sogutucu (70) tercihen iki kademeli sogutma kismina sahiptir. Kriyo sogutucunun (70) ilk kademesi tercihen 50 Kie, ikinci kademesi ise tercihen 1,8 K'e kadar sicakligi düsürebilecek sekilde konfigüre edilmektedir. Kriyo sogutucunun (70) sicakligi 4 K'e kadar düsürülmesi durumunda süperiletken bobinin (40) sogutulmasi saglanmaktadir. Bunun için kriyo sogutucunun (70) ilk kademesi 65 W ve ikinci kademesi 1 W gücündedir. Miknatis (10) üzerinde en az bir vakum ceketi (20) bulunmaktadir. Bahsedilen vakum ceketi (20) esasen içi bosluklu bir hazne formundadir. Vakum ceketi (20) tercihen silindirik sekilli olup paslanmaz çelikten imal edilmektedir. Miknatis (10) üzerinde tüm sistem bu vakum ceketi (20) içinde saglanmaktadir. Vakum ceketi (20) üzerinde en az bir manyetik alan bölgesi (22) bulunmaktadir. Bahsedilen manyetik alan bölgesi (22) esasen vakum ceketi (20) boyunca uzanmakta olan Miknatis (10) üzerinde delik etrafinda en az bir iç ceket (21) bulunmaktadir. Bahsedilen iç ceket (21) tercihen oksijenden arindirilmis bakirdan imal edilmektedir. Iç ceket (21) termal dalgalanmayi ve radyasyon kaynakli isiyi minimize etmek için kullanilmaktadir. Vakum ceketinde (20) uygulanacak bir vakum sonrasinda içeride kalan hava moleküllerinin sogutularak iç ceketin (21) yüzeyine yapismasini saglamaktadir. Kriyo sogutucunun (70) birinci kademesine monte edilmis ve yaklasik 50 K sicakligindadir. Miknatis (10) üzerinde en az bir bobin kasnagi (3D) bulunmaktadir. Bahsedilen bobin kasnagi (30) tercihen oksijenden arindirilmis bakirdan üretilmistir. Bobin kasnagi (30) üzerine en az bir süperiletken bobinin (40) sarilmasina imkan vermektedir. Bobin kasnagi (30) süperiletken bobinin (40) sicakliginin yüksek temas alanina bagli olarak düsürülmesine imkan vermektedir. Bunun için bulusun mümkün bir yapilanmasinda bobin kasnagi (30) üzerinde manyetik alandan kaynakli yüzey akimlarini 'önlemek için bobin kasnagi (30) üzerinde boydan boya küçük bir yariklar bulunabilmektedir. Miknatis (10) üzerinde kullanilan süperiletken bobinde (40) tercihen NbTi süperiletkeni kullanilmaktadir. NbTi süperiletken bobininin (40) çalisma sicakligi 9.2 K*dir. Süperiletken bobinde (40) kullanilan telin çapi ise izolasyon ve stabiliz'or ile birlikte tercihen 0.9 mm'dir ve 450 A ak im tasima kapasitesine sahip olabilmektedir. Miknatista (10) bobin kasnaginin (30) karsilikli taraflarinda en az birer bara konumlandirilmaktadir. Bunlardan biri en az bir alt bara (31) digeri ise en az bir üst baradir (32). Bahsedilen alt bara (31) ve bahsedilen üst bara (32) tercihen bakir malzemeden imal edilmektedir. Alt bara (31) ve üst bara (32) süperiletken bobinin (40) sogutulmasina imkan vermektedir. Bunun için kriyo sogutucu (70) ve süperiletken bobin (40) arasinda termal iletimi saglamak amaciyla en az bir esnek kablo (71) ile baglanti saglanabilmektedir. Esnek kablolar (71) oksijenden arindirilmis, termal ve elektriksel olarak yüksek iletken özellige sahip bakir kablolardir. Böylece süperiletken bobinin (40) sicakliginin 4,2 K'e düsürülmesi saglanmaktadir. Miknatis (10) üzerinde süperiletken bobinin (40) hareketini önlemek üzere en az bir bobin destek çubugu (33) bulunmaktadir. Bahsedilen bobin destek çubugu (33) G- kompozit malzemesinden ve paslanmaz çelikten imal edilmektedir. Bobin destek çubugu (33) sayesinde süperiletken bobinin (40) istenmeyen hareketi önlenmektedir. Bobin destek çubugunda (33) 8-10 kullanimi isi transferinin minimize edilmesi saglanmaktadir. Süperiletken bobin (40) iç hacminde en az bir shim bobin (23) konumlanmaktad ir. Bahsedilen shim bobin (23) miknatista (10) olusturulan manyetik alanin homojenitesini en az 2 ppm'in altinda tutulabilmektedir. Bunun için shim bobin (23) süperiletken bobinin (40) iç hacminde ve bobin kasnaginin (30) içe bakan tarafinda bakir telden sarilmis sekilde konumlandirilmaktadir. Böylece manyetik alanin homojenitesi önceden belirlenen sekilde düzenlenebilmektedir. Miknatis (10) üzerindeki süperiletken bobin (40) en az bir güç kaynagi ile iliskilendirilecek sekilde konfigüre edilmektedir. Bahsedilen güç kaynagindan alinan enerji ile manyetik alan elde edilmektedir. Bunun için süperiletken bobin (40) en az bir güç kafasi (50) ile iliskilendirilmektedir. Bahsedilen güç kafasi (50) güç kaynagindan alinan enerjinin aralarinda en az bir güç kablosu (51) ve en az bir baglanti elemani (52) vasitasiyla güç iletimine imkan vermektedir. Baglanti elemani (52) YBCO Yüksek Sicaklik Süperiletkeni kullanilarak üretilmektedir. Güç kablosu (51) ve süperiletken bobin (40) arasinda konumlandirilmaktadir. Baglanti elemani (52) yaklasik olarak 300 A tasiyabilmekte ve 92 K sicakliginin altinda çalismaktadir. Baglanti elemani (52) kriyo sogutucunun (70) ilk kademesine baglanmaktadir. Güç kablosu (51) ise güç kaynagindan baglanti elemanina (52) akimin aktarilmasi için kullanilmaktadir. Güç kafasi (50) ise akimin vakum ceketine (20) aktarilmamasi için seramikten yapilmis bir izolasyon malzemesi içerebilmektedir. Miknatis (10) üzerinde en az bir vakum portu (60) bulunmaktadir. Bahsedilen vakum portu (60) vakum ceketinin (20) içindeki havanin bir vakum pompasi vasitasiyla emilmesini saglamaktadir. Miknatis (10) 'üzerinde esnek kablolar (71) çesitli kisimlar arasinda isinin tasinimina imkan vermektedir. Kriyo sogutuounun (70) soguk kafasi ile bobin kasnaginin (30) alt barasi (31) ve 'üst barasi (32) arasinda termal iletimi saglamaktadir. Esnek kablo (71) ayrica güç kablosunda (51) da akimin aktariminda kullanilmaktadir. Bulus konusu miknatis (10) yapisi üzerinde en az bir sensör portu (80) bulunmaktadir. Bahsedilen sensör portu (80) miknatisin (10) iç kisminda bulunabilecek çesitli sensörlerin dis ortam ile irtibatlanabilmesine imkan vermektedir. Sensör portu (80) çoklu sayida sensör baglantisi için miknatis (10) üzerinde çoklu sayida saglanabilmektedir. Tüm bu yapilanma ile beraber miknatislarda (10) temasla sogutmada herhangi bir sivi helyum dolumuna ihtiyaç duyulmaksizin sogutucu kullanilarak sogutma islemi gerçeklestirilmektedir. Sogutma isleminde sivi helyum kullanilmadigindan dolayi ekstra bir vakum bölgesine ihtiyaç kalmamaktadir. Böylece önceki tasarimlara göre olusturulan manyetik alan bölgesi (22) süperiletken miknatisa (10) daha yakin olmaktadir. Bu sekilde ayni manyetik alan siddeti için daha az söperiletken kullaniminin önü açilmaktadir. Kullanilan kriyo sogutucunun (70) gücü süperiletken miknatisin (10) disariyla temasinda yer alan güç kablosu (51) ve diger parçalarin olusturduklari isi kaybinin üzerinde bir güçte seçildigi takdirde termal gradiyent minimize edilmektedir. Quench durumunda da herhangi bir helyum buhar basinci olusmayacagindan termal dengeyi saglamak kolaylastirilmaktadir. Bulusun koruma kapsami ekte verilen istemlerde belirtilmis olup kesinlikle bu detayli anlatimda örnekleme amaciyla anlatilanlarla sinirli tutulamaz. Zira teknikte uzman bir kisinin, bulusun ana temasindan ayrilmadan yukarida anlatilanlar isiginda benzer yapilanmalar ortaya koyabilecegi açiktir. SEKILDE VERILEN REFERANS NUMARALARI Miknatis Vakum Ceketi 21 Iç Ceket 22 Manyetik Alan Bölgesi 23 Shim Bobin Bobin Kasnagi 31 Alt Bara 32 Ust Bara 33 Bobin Destek Çubugu 40 Süperiletken Bobin 50 Güç Kafasi 51 Güç Kablosu 52 Baglanti Elemani 60 Vakum Portu 70 Kriyo Sogutucu 71 Esnek Kablo 80 Sensör Portu TR