MRI Instrumentation. Topics

Samankaltaiset tiedostot
EMC Suojan epäjatkuvuudet

Receiver. Nonelectrical noise sources (Temperature, chemical, etc.) ElectroMagnetic environment (Noise sources) Parametric coupling

EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY VERKOTAN OY VERKOTAN LTD.

EMC Säteilevä häiriö

RG-58U 4,5 db/30m. Spektrianalysaattori. 0,5m. 60m

HÄIRIÖSUOJAUS KAKSISUUNTAINEN PROSESSI SISÄISET JA ULKOISET HÄIRIÖT

Pinces AC-virtapihti ampèremetriques pour courant AC

PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT HARJOITUSTEHTÄVÄ 1. Pallomaisen solun relaksaatiotaajuus 1 + 1

Magneettikentät. Haarto & Karhunen.

Fysiikka 7. Sähkömagnetismi

RATKAISUT: 19. Magneettikenttä

2. Miten aaltomuodot luokitellaan? Millaisia aaltomuotoja etenee koaksiaalijohdossa, suorakulmaisessa aaltoputkessa ja mikroliuskajohdossa?

Radiotekniikan perusteet BL50A0301

Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen

Häiriöt kaukokentässä

Luku 27. Tavoiteet Määrittää magneettikentän aiheuttama voima o varattuun hiukkaseen o virtajohtimeen o virtasilmukkaan

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Jouko Esko n85748 Juho Jaakkola n Dynaaminen Kenttäteoria GENERAATTORI.

= ωε ε ε o =8,853 pf/m

EMC. Elektroniikan käytön voimakas kasvu mobiililaitteet, sulautetut järjestelmät

Sähköstatiikka ja magnetismi

EMC Johdanto EMC. Miksi? Elektroniikan käytön voimakas kasvu mobiililaitteet, sulautetut järjestelmät

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän

SISÄLLYSLUETTELO. Sivu ulos. NSH NORDIC A/S Virkefeltet 4 DK-8740 Brædstrup Tlf Fax post@nshnordic.

kansainvälisyys JACQUET johtava, maailmanlaajuinen ruostumattomien kvarttolevyjen käyttäjä 483 työntekijää

Pinces AC/DC-virtapihdit ampèremetriques pour courant AC

SÄHKÖMAGNEETTISTEN KENTTIEN BIOLOGISET VAIKUTUKSET JA TERVEYSRISKIT

LUT, Sähkötekniikan osasto. 1. Ilmassa etenevällä tasoaallolla on sähkökentän voimakkuus z. d) vaihekerroin

Virrankuljettajat liikkuvat magneettikentässä ja sähkökentässä suoraan, kun F = F eli qv B = qe. Nyt levyn reunojen välinen jännite

Pinces AC/DC-virtapihti ampèremetriques pour courant AC

Laske relaksaatiotaajuus 7 µm (halk.) solulle ja 100 µm solulle.

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L

17VV VV 01021

SÄHKÖMAGNEETTINEN KYTKEYTYMINEN

MITTAUSRAPORTTI. Mittausten kuvaus

Spot-valaisimet. Made in Finland. Pidätämme oikeuden tuotemuutoksiin.

1.1 Magneettinen vuorovaikutus

Elhah listavalaisin. Made in Finland. Pidätämme oikeuden tuotemuutoksiin.

RF-tekniikan perusteet BL50A0300

Firan vesilaitos. Laitosanalyysit. Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi

EMC periaatteet ja käytäntö

Ensimmäinen digitaalinen ja täysin modulaarinen 3 kw:n teollisuusimuri

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt

Toimisto (5) HUOM. Komiteoiden ja seurantaryhmien kokoonpanot on esitetty SESKOn komitealuettelossa

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Kuituoptinen tehomittari ja kuituoptinen valonlähde

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY GRANT4COM OY

Lausuntopyyntöluettelo HUOM. Komiteoiden ja seurantaryhmien kokoonpanot on esitetty SESKOn komitealuettelossa

Staattiset sähkö- ja magneettikentät työpaikoilla

Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi. Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.

SDR-Ohjelmistoradio. Esitelmä ohjelmistoradiosta (SDR-Tikku) Esitetty OH7AA kerhoillassa Tehnyt OH7NW

FERROMAGNEETTISET MATERIAALIT

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

AKKREDITOITU KALIBROINTILABORATORIO ACCREDITED CALIBRATION LABORATORY SGS FIMKO OY

Metalli. Materiaali: Teräs Artikkeli Pintakäsittely CC Pituus Korkeus Paketti harjattu nikkeli

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

N:o Liite 1. Staattisen magneettikentän (0 Hz) vuontiheyden suositusarvo.

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

EMC:n perusteet. EMC:n määritelmä

HARJOITUS 7 SEISOVAT AALLOT TAVOITE

Luento 8. Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli. Sähkönjohtavuus Druden malli

Normaalisti valmistamme vastuksia oheisen taulukon mukaisista laadukkaista raaka-aineista. Erikoistilauksesta on saatavana myös muita raaka-aineita.

Teräs- ja metallihintaraportti

Aaltoputket ja resonanssikaviteetit

2 Staattinen sähkökenttä Sähkövaraus ja Coulombin laki... 9

Energianhallinta. Energiamittari. Malli EM10 DIN. Tuotekuvaus. Tilausohje EM10 DIN AV8 1 X O1 PF. Mallit

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

Metallivetimet. Ponto. Curve. Arcus

EMC MITTAUKSET. Ari Honkala SGS Fimko Oy

AKKREDITOITU KALIBROINTILABORATORIO ACCREDITED CALIBRATION LABORATORY SGS FIMKO OY

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

1 Johdanto Mikä tämä kurssi on Hieman taustaa Elektrodynamiikan perusrakenne Kirjallisuutta... 8

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3

VTT EXPERT SERVICES OY

Pinces AC-virtapihdit ampèremetriques pour courant AC

Isla Artica. Isla Venus

EMC Mittajohtimien maadoitus

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

Luento 2. SMG-2100 Sähkötekniikka Risto Mikkonen

Energian hallinta Energiamittari Tyyppi EM110

EMF-safety mittausraportti. 22. kesäkuuta 2017 Electromagnetic Field Safety (EMF)

Siirtolinjat - Sisältö

Kenttäteoria. Viikko 10: Tasoaallon heijastuminen ja taittuminen

AKKREDITOITU KALIBROINTILABORATORIO ACCREDITED CALIBRATION LABORATORY K013

SafeLine GL1. Käsikirja. GSM-vaihtoehto kaikille hissipuhelimillemme. (GSM-Line)

Ohjelmoitava päävahvistin WWK-951LTE

RAKENNUSAKUSTIIKKA - ILMAÄÄNENERISTÄVYYS

Teollisuusimurit. Tuotenro Manuaalinen suodattimen ravistin. Hyväksytty ATEX 22 luokan haitallisille aineille

SATE2180 Kenttäteorian perusteet syksy / 5 Laskuharjoitus 5 / Laplacen yhtälö ja Ampèren laki

1 Määrittele seuraavat langattoman tiedonsiirron käsitteet.

CAVEL CAVEL DKTCOMEGA:n tehtävä

SESKO ry LAUSUNTOPYYNTÖ 7/08 LIITE Toimisto (5) HUOM. Komiteoiden ja seurantaryhmien kokoonpanot on esitetty SESKOn komitealuettelossa

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI.

Tekniset tiedot AL124L680

Toimisto (5) HUOM. Komiteoiden ja seurantaryhmien kokoonpanot on esitetty SESKOn komitealuettelossa

Transkriptio:

MRI Instrumentation Raimo Sepponen raimo.sepponen@tkk.fi Site planning Site survey Shielding Safety Acoustics Topics 1

MRI Instrumentation Site planning MRI suite arch4rad 2

Mobile MRI Length : 12m Height : 3,75m Width : 3,75m System : Siemens Harmony 1,0T Maestro Class Software : Syngo InMed Installation of 3 T MRI 3

MRI Installation GE 3 T MRI Unit at AMI Center 4

Open MRI Hitachi Artoscan 5

Esaote ONI 6

Veterinary MRI MRI suite Warday Premise 7

MRI suite Sentara Williamsburg Regional Medical Center MRI Instrumentation Site survey 8

MRI main blocks Kenttävoimakkuuksia asuinympäristössä Taajuusalue dbv/m V/m MHz 0.01-0.5 120 1 0.5-2.0 136 6.3 2.0-30.0 146 20 30.00 80.00 124 16 1.6 80.0 300.0 136 6.3 300.0 1000 126 2 TC77 IEC, 63 July 1985 9

Radiotoiminta (USA) ja magneettivuon voimakkuuksia K.K. Kaiser: EMC Handbook CRC Press 10

11

Magneettikentän voimakkuuksia Kestomagneetti 130 mt (dc) pinnalla Slit Sylinteri, i2 cm hlk1 halk. cm pitkä Kestomagneetti 20 mt 1 cm etäisyys Kestomagneetti 10 mt3 cm etäisyys Kestomagneetti 350 mt (dc) pinnalla Sylinteri, 2 cm halk. 1 cm pitkä, samarium coboltti Kestomagneetti 60 mt 1 cm etäisyys Kestomagneetti 20 mt3 cm etäisyys Maan magneettikenttä: 30 60 T 765 kv linja, 1kA/vaihe: 15 T (alla) 1 10 T, 20 60 m etäisyydellä Huoneiston sähköjohto: 5 T @ 3 cm, 5 nt @ 1 m Hitsauskaari: 0,1 5,8 mt, @ 0 1 m 12

Amerikkalainen huoneisto: 0,07 T rms Ruotsalainen huoneisto: 0,04 T rms Norjalainen huoneisto: 0,013 T rms (Kodinkoneet yms kaukana tai pois päältä) Parranajokone: 15 1500 T @ 1 cm 0,01 0,035 T @ 1m Pölynimuri: 0,2 0,8 mt @ 1cm 0,15 T @ 1m Lentokentän metallinpaljastin 100 T (1 MHz) Loistelamppu: 40 400 T rms @ 1 cm FCC rajat altistukselle asuinympäristössä: 2,05 T rms @ 0,3 1,34 MHz 6,15/f(MHz) T T rms @ 1,34 134 30 MHz 0,0917 T rms @ 30 300 MHz 13

An electric train is just of example of a DC EMI source. Electric trains draw large amounts of current, which create a DC magnetic field, which can be a source of electromagnetic interference (EMI). Electric motors are one example of a potential vibration source 14

Example of vibration data from a site survey conducted for a potential MRI site MRI Instrumentation Shielding 15

Suojan kaksi toimintoa Staattinen suoja Ulkoinen sähkökenttä Sähkökenttä ~ 0 16

Magnetostaattinen suojaus Paksuus Sisäsäde a Ulkosäde b I O G S Gi G i I i Ferromagneettinen suoja magneettikentässä Fringe fields 17

Siemens 7 T Magnetom TECHNICAL INFO Field Strength/ 1 H Frequency: 7 Tesla (T)/298 MHz Clear bore/working bore: 90 cm/60 cm Gradient Strength/Slew Rate: 45 mt/m/ 200 T/(m*s) Receiver channels: 32 Length/Mass: 3.7m/30 tons (490 tons with iron shield) http://www.ohsu.edu/xd/ ILMA METALLI TULEVA AALTO HEIJASTUVA AALTO Impedanssi = 0 0 0 377 c Aallonpituus 0 f Kuparille LÄPÄISEVÄ A ALTO b g f Impedanssi = 1 + j j 1 johtavuus c 2 f Aallonpituus = f 9 Cu 0 10 f Vaimennus A = 0,13 l rf r db l: Matka mm r: Suhteellinen permeabiliteetti : Suhteellinen johtavuus kupariin verrattuna r 18

Suojaus (SE) Suojaus = Heijastusvaimennus + Absorptiovaimennus + Sisäinen heijastusvaimennus SE = R + A + B SE (kuna>15 db): B on merkityksetön, jos A > 15 db Jos A<15 db B voi olla positiivinen tai negatiivinen. Esimerkiksi ohuiden metallikalvojen l SE voi eräissä ä tapauksissa olla lähes 0! SE = R +A - Vuodot - Seisovat aallot (~6dB, max) Saumat Ruuvit Hitsaukset Ovet Ikkunat Tuuletusaukot Jäähdytysaukot Ilmastointiaukot Liittimet Suodattimet Kuituoptiikan tiik kanavat Vesijohdot Kaapelivaipat Joidenkin materiaalien johtavuudet ja suhteelliset permeabiliteetit Materiaali Johtavuus (MS/m) r Hopea 62 1 Kupari 58 1 Kulta 41 1 Alumiini 38 1 Kromi 38 1 Pronssi (66% Cu, 34% Zn) 17 1 Nikkeli 14 < 600 Koboltti 10 < 250 Rauta (tavallinen) 10 < 8000 (tyypillinen 5000) Lyijy 5 1 Mu-metalli (~75% Ni, 5% Ni, 1 % Cu) <4 < 100 000, B(max) 0,72 T Supermalloy (~79% Ni, 5% Mo) 1,7 < 1000 000, B(max) 0,8 T Ruostumaton teräs ( 0,1% C, 18% Cr, 8% Ni) 1,1 1 F.M. Tesche et al: EMC analysis and models, Wiley 19 19

Mikä on tunkeutumissyvyys alumiinille? Sähkömagneettisen säteilyn taajuus on 100 MHz. Johtavassamateriaal issa edetessään sähk ömagneetti nen säteily vaimenee: az Ez ()= Ee o Kun säteily on edennyt tunkeutumsissyvyyden verran on säteilyn voimakkuuspudonnut 1/ e osaansa. = 1 1 f 6 Al 3810 1 m Al 1 r 0 7 H 4 10 m ( 100MHz) 814, m Al Faraday shield copper foil 20

Ohuen ferromagneettisen suojan suojaustekijä Rauta r = 400 1 cm 1 mm 21

22

23

24

Permeabiliteetti vs. taajuus Mardiguian EMC Control methodology 25

Permeabiliteetti vs B, @60 Hz Mardiguian EMC Control methodology Raitiotielinjojen syöttöjohdossa kulkee jopa I 200 A virta. Magneettikuvauslaite on D = n. 50 m päässä johdosta. Virran aiheuttaman kentän kompensointia yritetään virtasilmukalla, jonka halkaisija on 2r = 2 m. Arvioi tarvittavan silmukkavirran suuruus. D 2r I Lasketaan mielenkiinnon vuoksi syntyvän häiriökentän suuruus: 7 0I 410 200 B T 08, T 2D 250 0I 0I s ri I s 2 D 2 r D max 200A I s 13, A 50 26

Mikäli virtalinja olisi koostunut sekä meno ja paluu johdosta, joiden välinen etäisyys olisi ollut d niin tarvittava kompensointivirta olisi: I s 0 I 1 1 0I 2D 2 D d 2r b Ir 1 1 D D d g s Huom! Jos d on 1 m niin virta Ion vain 25 ma. s Yleisesti ottaen, jos d<<d niin johtoparin hajakenttä on ~d/d 2 Faraday Shield Aluminium 27

Suojahuoneen seinärakenne R Sepponen 08 Euroshield Suojahuoneen ovi R Sepponen 08 Euroshield 28

Euroshield suojahuoneen ovi R Sepponen 08 Euroshield Suojahuoneen oven suojaustekijä R Sepponen 08 Euroshield 29

30

Esimerkki SE:n arvioinnista Arvioi kotelon SE taajuusalueella 1 1000 MHz. Kysymyksessä on kaukokenttä. Koska kotelon pelti on 2 mm ja materiaali on hyvin johtavaa alumiinia, voidaan Materiaalin suojausominaisuuksia pitää niin hyvinä, että pääasiallinen SE voidaan arvioida saumojen ja aukkojen SE:n avulla Näytön aukko: koko 60 x 20 mm Kun koko on alle 2: SE 100 20loglmm 20log f MHz SE 0, kun l 2 SE 100 20log 60 20log f SE 70dB 20log f MHz MHz l d 20 log(1 2.3log ) 30 h l Esim :100 MHz taajuudella 30 db 20log 1 2.3log 60 20 Tuulettimen aukko (100 mm x 100 mm) : SE 100 20 log100 20log f SE 60dB 20log f MHz MHz, esim.100 MHz taajuudella 20dB Kotelon rako saumassa (300 mm korkeus 0,3 mm) : SE 100 20log300 20log f SE 50dB 20log f MHz MHz 18 68 20log f 20 log(1 2,3log 300 0,3 MHz, Esim. 28dB @100 MHz Jäähdytysaukot 100 mm, leveys3 mm, metallin leveys rakojen välissä 3 mm : SE 100-20 log100-20log f SE 60dB 20log f MHz MHz 13 73 20log f 20log 1 2,3log 100 3 MHz, Esim.33dB @100 MHz 31

d D AUKKO SUOJASSA Vapaa muoto, aukon suurin mitta D > d SE 2D F H G I K J 20log db Ympyrän muotoinen aukko hlkiij halkaisija D > d SE D F H G I K J 20log db AUKKO SUOJASSA Aaltoputkella varustettu aukko L D SE f L 31 D db c 2D 32

Honeycomb Filter for Air Conditioning, etc RADIO FREQUENCY SHIELDED WINDOWS European EMC Products Ltd 33

Medical Gas Filters 34

Open Wave Guide Warday Premise Electrical Filters Warday Premise 35

Kolikot muovipussissa magneettinen kenttä D.C.Smith: EOS/ESD Symposium 99-329 Työtuolin synnttämät staattiset purkaukset D.C.Smith: EOS/ESD Symposium 99-329 36

Työtuolin synnyttämät staattiset purkaukset D.C.Smith: EOS/ESD Symposium 99-329 MRI Safety 37

MRI suite safety FerroGuard Freestanding System 38

Acoustic noise MRI unit is quite noisy! Remember acoustics! Median SPL db(a) for 1.5 T MRI Systems Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med 9 (2001) p.1763 39

40