Autorem prezentacji był Pan dr inż. Mariusz Trybus
Prezentacja dotyczyła omówienia zasady działania oraz sposobów wykorzystania skanera EFNMR. Skaner taki jest własnością Katedry Fizyki i Inżynierii Medycznej Politechniki Rzeszowskiej i jest wykorzystywany w pracy dydaktycznej na zajęciach ze studentami jak również w pracy badawczej studentów i pracowników uczelni. W oparciu o analizę danych uzyskanych ze skanera na PRz powstały dwie prace inżynierskie.
Skaner EFNMR jest rodzajem tomografu wykorzystującego zjawisko rezonansu magnetycznego i służy do obrazowania struktury materii z wykorzystaniem własności magnetycznych jąder atomowych badanego materiału. Działanie rezonansu magnetycznego opiera się na zjawisku wysyłania fal elektromagnetycznych przez jądra atomowe pod wpływem zmiany zewnętrznego pola magnetycznego. Ograniczając się do przybliżenia klasycznego można przyjąć, iż wewnętrzny moment pędu, zależny od momentu magnetycznego jądra, układa się wzdłuż linii zewnętrznego pola magnetycznego. W polu magnetycznym układ jąder atomowych wykonuje ruch precesyjny. Oś spinowego momentu pędu doznaje precesji Larmora, której częstość jest dla danego jądra atomowego wprost proporcjonalna do indukcji pola magnetycznego. W przypadku pojedynczego wirującego protonu, po absorpcji impulsu elektromagnetycznego przez próbkę, dochodzi do wychylenia wektora magnetyzacji protonu o pewien kąt. Moment magnetyczny jądra zależy od spinu i rodzaju jądra (czynnik żyromagnetyczny). Po ustaniu impulsu układ wraca do stanu równowagi, emitując sygnał, który może być zarejestrowany przez odbiornik fal radiowych i poddany analizie za pomocą komputera.
Cechą szczególną omawianego urządzenia jest to, iż do orientowania spinu jąder wykorzystuje ono ziemskie pole magnetyczne. Zakres częstotliwości sygnałów jest zatem dość niski, gdyż wynosi ok. 2 kHz dla B=54 μT, tymczasem w konwencjonalnych skanerach NMR, wykorzystujących indukcję magnetyczną na poziomie 3 T, częstotliwość sygnału przekracza 100 MHz. Ta właściwość okazuje się jednak użyteczna z dydaktycznego punktu widzenia, gdyż umożliwia dokładniejszą obserwację zjawiska rezonansu na typowych częstotliwościach akustycznych, zaś wykorzystanie wysoce jednorodnego ziemskiego pola magnetycznego jest czynnikiem obniżającym koszty pracy urządzenia. Ponadto skaner może być wykorzystywany do obsługi zdalnej. Jako próbki badawcze stosować można zarówno ciała stałe jak i ciecze.
Podczas Seminarium Pan Doktor omówił najważniejsze parametry pracy skanera, jak np. czas relaksacji podłużnej, czyli czas powrotu wektora magnetyzacji do stanu 63% wartości początkowego wychylenia, oraz czas relaksacji poprzecznej, opisujący ustalanie równowagi w układzie oddziałujących spinów. Pomiar czasu relaksacji polega na rejestracji tempa słabnięcia sygnału. Obserwacja opiera się na rejestrowaniu zaniku stanu polaryzacji próbki. Do identyfikacji lokalizacji trójwymiarowych pikseli (wokseli) wykorzystuje się tzw. cewki gradientowe. Wraz z cewką polaryzacyjną stanowią one zasadnicze elementy komory pomiarowej. Jedną z głównych procedur pomiarowych jest rejestracja zależności pojemności cewki nadawczo-odbiorczej od częstotliwości. Analiza danych może być przeprowadzona w oparciu o transformatę Fouriera odbieranego sygnału. W szczególności możliwe są pomiary widma przesunięć; w tym celu urządzenie jest wyposażone w spektrometr. W praktyce medycznej skaner EFNMR jest wykorzystywany do rozróżniania tkanek i wykrywania ich patologii, co stanowi o jego wysokiej przydatności zarówno w pracy badawczej jak i dydaktycznej na kierunkach biomedycznych.
