MRI tarayıcıları içindeki kablosuz lorentz kuvveti eyleyicilerinin optimizasyonu

Girişimsel Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG), bir görüntüleme yöntemi olarak MRG'nin avantajları nedeniyle gittikçe popülerleşse de MRG cihazı içindeki dar alan, doktorların biyopsi gibi prosedürleri elle yapmasını zorlaştırıyor. Bu tezin de parçası olduğu proje kapsamında, yeni, MRG uyumlu, iki eksenli bir opto-elektro-mekanik konumlayıcı önerilmiştir. Konumlayıcıdaki rotorlarda bir güneş paneli ve bobinden oluşan kablosuz Lorentz kuvveti eyleyicisi kullanılmıştır. Güneş pilleri lazer veya LED'lerden gelen optik gücü akıma çevirmekte, bobinlerden geçen akım da bir manyetik moment oluşturmaktadır. Bu manyetik momentin kendini MRG cihazının yüksek (1.5-7 T), DC manyetik alanıyla hizalamaya çalışması eyleyiciler üzerinde bir Lorentz torku yaratmakta ve rotoru döndürmektedir. Bu tez MR koşullarındaki rotorun belli bir optik güç girişinde maksimum mekanik gücü üretmesi için, kablosuz eyleyici modüllerinin (KEM) optimizasyonuna odaklanmaktadır. Bu amaçla düzgün manyetik alan içindeki rotorun matematiksel bir modeli oluşturulmuştur ve modelin denklemleri ile, rotor torkunun farklı koşullar altında nümerik simülasyonlarını yapmak için bir SPICE modeli oluşturulmuştur. Simülasyon sonuçlarını kullanarak, bobini 3 T manyetik alan için optimize edilmiş bir KEM tasarlanmıştır. Rotoru laboratuarda karakterize etmek için, 53 mT düzgün manyetik alan üretebilen bir Helmholtz bobini kurulmuşur ve bobini bu manyetik alana uygun yeni bir KEM tasarlanmıştır. Bu KEM'i kullanan rotorun tork-rpm ölçümleri, Helmholtz bobini içinde yapılmış ve simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Son olarak, bütün iki boyutlu konumlayıcı sistemini bir MRG cihazı içinde test etmek için, fiberler ve lazerler, sürme ve kontrolde kullanılan elektronik ile birlikte hazırlanmıştır.