طراحی و ساخت میکروسیم پیچ فرکانس رادیویی برای mini-nmr

تشدید مغناطیسی هسته ای روش مهمی در زمینه های آنالیز نمونه های پزشکی، زیستی و شیمی محسوب می شود. در علوم تشخیصی پزشکی این روش برای آنالیز نمونه های زیستی با جرم محدود مانند سلول های سرطانی روشی منحصر به فرد محسوب می شود. باوجود انتخاب بهترین مکانی که در آن اطلاعات زیادی از ساختار مولکولی وجود دارد، از تشدید مغناطیس هسته ای بندرت برای آنالیز نمونه ها با جرم محدود استفاده می شود، زیرا حساسیت ذاتی آن پایین است. نسبت سیگنال به نویز دستگاه تشدید مغناطیس هسته ای برای نمونه های با حجم کوچک با کاهش قطر سیم پیچ آشکارساز می تواند بهبود یابد. بهبود در نسبت سیگنال به نویز و وضوح با استفاده از طراحی بهینه میکروسیم پیچ امکان پذیر می باشد. در تصویرگیری با روش تشدید مغناطیسی هسته برای نمونه هایی در ابعاد میکرومتر نیاز به میدان مغناطیسی ثابت با یکنواختی بسیار خوب در ناحیه ی تصویرگیری می باشد. با کوچک کردن سیم پیچ گیرنده آشکارساز فرکانس رادیویی، وضوح در حد میکرو قابل دسترسی خواهد بود. با توجه به اهمیت وجود این سیستم در تشخیص تومورها و نیاز مراکز تحقیقاتی و درمانی، طراحی و ساخت نمونه ی داخلی آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف از اجرای این پروژه طراحی و ساخت یک میکروسیم پیچ مناسب به همراه یک نگاه دارنده نمونه به عنوان بخشی از سیستم تشدید مغناطیس هسته ای برای تفکیک نمونه های بافتی مختلف است. طراحی هندسه سیم پیچ بر اساس پارامترهایی مانند حداکثر سیگنال به نویز و ایجاد میدان الکترومغناطیسی یکنواخت در نمونه انجام گردید. در این مطالعه میکروسیم پیچ مسطح مارپیچ دایروی با قطر داخلی 241 میکرون از جنس مس بر روی بردی از جنس فایبرگلاس طراحی و ساخته شد. پارامترهای میکروسیم پیچ از جمله پهنا (w)، فاصله بین حلقه ها (s)، ضخامت (h)، شعاع داخلی (ri) و تعداد دور (n)، جهت رسیدن به بیشینه مقدار سیگنال به نویز و ضریب کیفیت، با استفاده از نرم افزارهای comsol و ads محاسبه و با مقادیر حاصل از روابط تحلیلی مقایسه شد. ضریب کیفیت میکروسیم پیچ 85/57 و نسبت سیگنال به نویز6/5 برابر بیشتر از میکروسیم پیچ های مسطح دستگاه mri 5/1 تسلا محاسبه گردید. جهت بررسی مدار تنظیم و تطبیق میکروسیم پیچ، ضریب بازتاب آن با استفاده از تحلیلگر شبکه در فرکانس 8/63 مگاهرتز اندازه گیری و برابر باdb 48- s11= محاسبه گردید. درصد خطای نسبی در محاسبات طراحی کمتر از 10 درصد و خطای جذر میانگین مربعات 03/0 درصد بود. لذا با توجه به نتایج فوق میکرو سیم پیچ طراحی و ساخته شده قابلیت تصویربرداری از نمونه های بسیار کوچک با حجم حدود میکرولیتر را با کیفیت مناسب و بسیار بهتر در مقایسه با سیم پیچ های مورد استفاده در دستگاه های mri معمول، دارا می باشد.