مقدمه:
کویــل: وسیله الکتریکی که متشکل از تعدادی حلقه سیمی می باشند که در شرایطی می توانند میدان مغناطیسی ایجاد کنند (کویل گرادیان) یا می توانند تغییرات میدان مغناطیسی نوسانی را به صورت القای جریان الکتریکی ثبت کنند(کویل RF).
کویل ها به 3 دسته اصلی تقسیم می شوند:
- کویل RF
- کویل گرادیان
- کویل Shiming
“An MR scanner is a coil within a coil within a coil within a coil . . . “
کویل RF:
کویل های RF را می توان به سه دسته کلی تقسیم کرد:
- فقط بعنوان کویل فرستنده
- فقط بعنوان کویل گیرنده
- بعنوان کویل فرستنده-گیرنده باهم
با این وجود، این تنها تمایز کویل های RF نیست. همچنین می توان آنها را به 2 دسته کویل حجمی و کویل سطحی نیز تقسیم کرد.
کویل های سطحی(Surface Coils):
کویل های سطحی دارای ساده ترین طراحی کویل هستند که در دسته کویل های RF گیرنده قرار می گیرند.
این کویل ها، شامل یک حلقه سیم دایره ای یا مستطیلی هستند که برای افزایش حساسیت مغناطیسی روی ناحیه مورد نظر (در اطراف سطح بیمار) قرار می گیرد.
کویل های سطحی دارای SNR عالی برای بافت هایی هستند که در نزدیکی کویل قرار می گیرند. بنابراین، هرچه بافت از کویل دورتر باشد، حساسیت کمتری دارد.
کاربردها:
از کویل های سطحی می توانید برای شانه ها، مفصل فک (مفصل گیجگاهی فکی) و تصویربرداری از سایر قسمت های کوچکتر بدن مانند آرنج، مچ دست و همینطور پروستات استفاده کنید.
انواع کویل های سطحی رایج عبارتند از:
- کویل آرایه ای (Array Coil)
- کویل بادی (Body Wrap-Around Coil)
- کویل خطی قطبی شده(Linearly Polarized Coil)
- و….
کویل های حجمی(Volume Coils):
این کویل ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که یک تحریک RF همگن را در یک حجم زیاد ارائه دهند، از این رو، برای تصویربرداری تمام بدن مناسب هستند. با این حال، می توانند کوچکتر باشند و در این صورت برای تصویربرداری سر و اندام ها استفاده شوند.
کویل های حجمی هم میتوانند بعنوان فرستنده و هم گیرنده بکار روند.
بزرگترین کویل حجمی، کویل Body یا کویل بدن است، که معمولاً کویل فرستنده و هم گیرنده است. اگر از دو کویل مجزا استفاده شود، کویل Body به عنوان فرستنده و کویل کوچکتر به عنوان گیرنده عمل می کند.
به طور کلی، کویل های حجمی برای استفاده بعنوان کویل فرستنده عالی هستند، اما برای بافت کوچک ایده آل نیستند.
انواع کویل های حجمی رایج عبارتند از:
- کویل کوادراچر (Quadrature coil)
- کویل قفسه پرنده(Bird Cage Coil)
- کویل متقاطع(Crossed Coil)
- کویل هلمهولتز(Helmholtz Pair Coil)
- کویل دایره ای قطبی شده (Circularly Polarized Coil)
- کویل سلنوئید(Single Turn Solenoid)
head coil
foot and ankle coil
Shoulder coil
knee coil
کویل های گرادیان(Gradient coil):
این کویل ها جزئی از ساختار دستگاه محسوب می شوند و برای ایجاد میدان های تدریجی در 3 جهت استفاده می شود.
برای ایجاد میدان های تدریجی در میدان مغناطیسی یکنواخت، بصورت عمدی یک آشفتگی یا اغتشاش ایجاد می کنند که اینکار باعث می شود محل سیگنال دریافت شده مشخص گردد و هر نقطه را بتوان کدگذاری کرد.
نکته: این آشفتگی از مقدار B0(میدان مغناطیسی خارجی) کمتر است و امکان کدگذاری فضایی را فراهم می کند.
برای اینکه اطلاعاتی که از 3 کویل گرادیان بدست می آوریم، متفاوت باشد، هر Voxel از بدن در یک میدان که با میدان دیگری متفاوت است قرار می گیرد.
برای تغییر فرکانس و جهت چرخش ملکول های بدن باید یک اغتشاش انجام شود یعنی یک نوسان در شدت میدان مغناطیسی ایجاد شود که اغتشاش ایجاد شده نسبت به میدان B0 خیلی کم است.
طریقه قرار گرفتن سه کویل گرادیان:
- کویل در راستای محور Z —-» نقش: گرادیان انتخاب برش یا Gz
- کویل در راستای محور X —-» نقش: گرادیان کدگذاری فرکانس(قرائت) یا Gx
- کویل در راستای محور Y —-» نقش: گرادیان کدگذاری فاز یا Gy
کویل های شیمینگ(SHIM COIL):
این کویل ها طوری طراحی شده اند که غیریکنواختی میدان اصلی B0 که موجب آرتیفکت می شود را حذف می کند –» کویل شیمینگ از 2 جفت کویل زین اسبی تشکیل می شود.
روش عملکرد کویل Shim:
شکل میدان کویل Shim بصورت قرینه(آینه ای) با شکل میدان مغناطیس خارجی می باشد و از این طریق موجب یکنواخت شدن میدان اصلی می شود.
ایمنی کویل:
جهت عملکرد صحیح کویل چند اصل باید رعایت شود :
- کویل ها توسط کابل های خود به سیستم اتصال می یابند لذا به میزان ناچیزی گرما از این طریق تولید می شود که در صورت افزایش زمان ممکن است بیمار را اذیت نماید، برای جلوگیری از این کار باید مطمئن بود که کابل کویل بشکل حلقه روی بدن بیمار قرار نگیرد.
- کابل کویل هایی که صدمه دیده اند به هیچ وجه نباید مورد استفاده قرار گیرند.
- برای دریافت سیگنال خوب و صحیح ، کویل ها باید بطور مناسب تنظیم گردند که این کار توسط سیستم مطابق با روش کارخانه سازنده انجام می شود.