Hình 105 - Bố trí trang bị thử dùng cho phương pháp năng l

CHÚ THÍCH Không thể hiện điện trở kết thúc 50  trên máy hiện sóng.

2) Quy trình đo

Bước 1: đặt đối tượng thử 1 tại tâm trong thiết bị cộng hưởng từ.

Bước 2: hiệu chuẩn góc ở đỉnh. Phải sử dụng phương pháp chuẩn (phần cứng và/hoặc phần mềm) do từng nhà chế tạo quy định để đặt góc ở đỉnh đến giá trị dự kiến đối với kiểu khám cộng hưởng từ được chọn. Phải sử dụng cùng góc ở đỉnh cho phép đo năng lượng của đối tượng thử 1 và đối tượng thử 2.

Bước 3: bắt đầu quy trình khám cộng hưởng từ được chọn cho phép đo SAR. Đảm bảo rằng thời gian khám cộng hưởng từ đủ dài để cho phép hoàn thành các phép đo dự kiến hoặc đặt thiết bị khám cộng hưởng từ để lặp lại trình tự xung một cách vô hạn.

Bước 4: đo điện áp bao ngoài tần số radio đỉnh-đỉnh (điện áp tới, điện áp phản xạ và điện áp khác) đối với mỗi xung tần số radio trong trình tự, hoặc sử dụng phương tiện khác để đo các mức năng lượng tức thời, mức năng lượng đỉnh tần số radio (năng lượng tới, năng lượng phản xạ và năng lượng khác, nếu có thể).

Bước 5: đo suy giảm năng lượng của đường truyền giữa cuộn chênh từ sóng radio (RF) và bộ ghép nối và đường truyền giữa cổng tải giả và máy hiện sóng.

Bước 6: chuyển đổi các phép đo điện áp đỉnh-đỉnh thành năng lượng hiệu quả tại đỉnh xung. Năng lượng hiệu quả tại đỉnh xung được đo trên máy hiện sóng là:

V_pp² / 8 x Z₀

trong đó

Z₀ là trở kháng đặc trưng của đường truyền (và cũng là trở kháng đầu vào của máy hiện sóng).

Năng lượng giá trị đỉnh tính được tại máy hiện sóng phải được chuyển đổi thành năng lượng giá trị đỉnh đến các đầu nối vào của cuộn chênh từ sóng radio (RF) bằng cách coi suy giảm trên đường truyền và ghép nối của bộ ghép nối theo hướng là không đổi.

Đối với cuộn chênh từ sóng radio (RF) cầu phương:

P_tới = P_fm x a₁ / a₃

P_{phản xạ} = P_rm /(a₂ x a₃)

P_khác = P_om / a₄

trong đó

P_rm là năng lượng phản đo được tại đầu cực của máy hiện sóng;

P_om là năng lượng “khác” đo được tại đầu cực của máy hiện sóng;

a₁ suy giảm năng lượng dưới dạng phân số (không tính bằng dB) của bộ ghép nối năng lượng tới;

a₂ suy giảm năng lượng dưới dạng phân số (không tính bằng dB) của bộ ghép nối năng lượng tới;

a₃ suy giảm năng lượng dưới dạng phân số (không tính bằng dB) của bộ ghép nối năng lượng khác;

a₄ suy giảm giữa cổng tải giả và máy hiện sóng (=0 đối với cuộn chênh từ sóng radio (RF) tuyến tính).

Đối với các cuộn chênh từ sóng radio (RF) tuyến tính không tương thích, suy giảm đường truyền tăng theo độ không tương thích đó:

trong đó

a₀ suy giảm trong điều kiện không tương thích;

R tỷ số điện áp sóng đứng.

Tính năng lượng giá trị đỉnh mà cuộn dây không mang tải hấp thụ:

P_{cuộn dây} = P_{tới 1} – P_{phản xạ 1} – P_{khác 1}

Chú ý rằng P_{tới 1}, P_{phản xạ 1} và P_{khác 1} rút ra từ thực nghiệm sử dụng đối tượng thử 1.

Sau khi phép đo ban đầu được thực hiện trên đối tượng thử 1, lặp lại phép đo này sử dụng đối tượng thử nghiệm 2.

Tháo đối tượng thử 1 khỏi cuộn dây, đặt đối tượng thử 2 vào tâm máy khám cộng hưởng từ, và lặp lại các bước 4 và 6. Phải sử dụng góc ở đỉnh cho đối tượng thử 2 giống góc đã sử dụng cho đối tượng thử 1.

Tính năng lượng giá trị đỉnh mà đối tượng thử nghiệm 2 hấp thụ, P_{đối tượng}:

P_{đối tượng} = P_{tới 2} – P_{phản xạ 2} – P_{khác 2} – P_{cuộn dây}

Chú ý rằng P_{tới 2}, P_{phản xạ 2} và P_{khác 2} đều có được từ các phép đo trên đối tượng thử nghiệm 2, trong đó P_{cuộn dây} có được từ tính toán khi sử dụng đối tượng thử nghiệm 1.

Tính năng lượng trên mỗi xung được đối tượng hấp thụ: tích phân từng dạng sóng tần số radio trong chuỗi xung và tìm độ rộng các xung chữ nhật tương đương (về mặt năng lượng) mà có các mức năng lượng đỉnh giống với chuỗi xung đang xét. Phải lặp lại bước này đối với mỗi kiểu xung tần số radio trong chuỗi xung (ví dụ các xung 90° cũng như các xung 180°). Các xung chữ nhật tương đương phải có năng lượng đỉnh và deposition năng lượng giống với xung đang xét. Độ rộng xung, W_{Chữ nhật} phải được tính từ dạng sóng xung tần số radio, B₁(t) chuẩn hóa theo giá trị đỉnh B_1đỉnh như sau:

Ví dụ, xung dạng sinc (hoặc sin / ) gần tương đương về mặt năng lượng với xung chữ nhật có cùng giá trị đỉnh của năng lượng và một nửa chiều rộng lobe chính của xung dạng sinc.

Tính năng lượng trên mỗi xung, U_i:

U_i = P_{đối tượng} x W_{chữ nhật}

Đối với chuỗi xung trong đó TR chưa xác định (ví dụ chuỗi xung đơn ngắn), tổng năng lượng trung bình phải được tính từ tổng tất cả các năng lượng trong tất cả các xung được sử dụng trong quá trình khám cộng hưởng từ chia cho tổng thời gian khám cộng hưởng từ, S:

Tính SAR đối với đối tượng thử 2 có khối lượng tương đương là M:

d) Báo cáo kết quả, phương pháp năng lượng xung

Phải ghi lại các dữ liệu sau:

1) Kiểu cuộn chênh từ sóng radio (RF) sử dụng trong phép thử

2) Giá trị đo được của SAR đối với từng đối tượng thử và chuỗi xung sử dụng

Thông số	Kích thước
- Năng lượng tới giá trị đỉnh	W
- Năng lượng phản xạ giá trị đỉnh	W
- Năng lượng tổn hao trên cuộn dây	W
- Tổn hao năng lượng khác giá trị đỉnh	W
- Dạng sóng tần số radio	–
- Góc ở đỉnh	độ
- Độ rộng xung chữ nhật tương đương (Wchữ nhật)	ms
- TR hoặc S	ms
- Thông số bất kỳ khác yêu cầu để đảm bảo độ tái lập
- Năng lượng sóng radio (RF) hấp thụ tính được (Ptb)	W
- Khối lượng của đối tượng thử 2	kg
- SAR đo được	W/kg
- SAR được hiển thị	W/kg
- Độ chính xác của phép đo năng lượng	% (hoặc dB)
3) SAR hiển thị được điều khiển bởi thiết bị cộng hưởng từ ≥ SAR đo được	(có/không)

Phương pháp nhiệt lượng

e) Trang bị thử

Đối tượng thử 1

Đối tượng thử 1 phải là đối tượng được sử dụng trong quá trình hiệu chuẩn các góc ở đỉnh và trong quá trình xác định tổn hao của cuộn chênh từ sóng radio (RF) bằng phương pháp xung năng lượng. Đối tượng thử 1 phải được đổ đầy vật liệu để có thể tạo hình ảnh bởi thiết bị cộng hưởng từ nhưng có độ dẫn không được nhỏ hơn 0,003 S/m. Điều này đảm bảo tổn hao tần số radio của đối tượng là không đáng kể, do đó cho phép thực hiện phép đo tổn hao cuộn dây mà không góp thêm vào tổn hao của hệ thống. Đối tượng thử 1 phải nhỏ và gọn. Thể tích của đối tượng thử phải nhỏ hơn 250 ml. Kích thước dài nhất của đối tượng thử nghiệm không được lớn hơn ba lần kích thước ngắn nhất.

Đối tượng thử 3

Đối tượng thử 3 phải là đối tượng thử hình vòng khuyên mà SAR của chúng phải được xác định bằng cách sử dụng phương pháp nhiệt lượng. Đối tượng thử này cần có đặc tính mang tải của cuộn dây tương tự với mang tải là bệnh nhân. Để xác định SAR toàn bộ cơ thể, đối tượng thử cần được mang tải tương đương với người trong phạm vi từ 50-90 kg. Để xác định SAR qua đầu, đối tượng thử này cần có đặc tính mang tải tương tự với đầu của bệnh nhân trong cuộn chênh từ sóng radio (RF) qua đầu. Trong trường hợp thứ nhất, khối lượng bệnh nhân, và trong trường hợp thứ hai, khối lượng đầu của bệnh nhân có thể được ấn định dưới dạng ảnh ảo (khối lượng ảnh ảo tương đương, M_{tương đương}). Vòng khuyên phải đủ rộng để chứa được đối tượng thử 1.

CHÚ THÍCH Ví dụ bản thân ảnh ảo có thể chứa đầy dung dịch natri clorua trong nước và nồng độ được điều chỉnh để có độ dẫn tạo ra tải quy định ở trên. Dung dịch điền đầy này cũng có thể chứa vật liệu doping như mangan clorua để rút ngắn đặc tính hồi phục của dung dịch để giữ cho nó không nhìn thấy được trên ảnh cộng hưởng từ. Thể tích tổng của đối tượng thử có thể nhỏ hơn 25 l, đối tượng thử đặt hoàn toàn trong trường sóng radio (RF) của cuộn chênh từ sóng radio (RF) (tức là chiều dài hình học của đối tượng thử < chiều dài của cuộn dây hiệu quả).

Đặc tính nhiệt của đối tượng thử hình khuyên phải thích hợp để duy trì độ tăng nhiệt 2 °C cao hơn nhiệt độ môi trường (trong vật liệu độn) trong vòng 5 % trong 1 h.

Phép đo nhiệt độ

Phải có hệ thống đo nhiệt độ chính xác đến 0,1 °C trên dải nhiệt độ đo từ 15 °C đến 45 °C. Hệ thống này sẽ được sử dụng để thực hiện các phép đo nhiệt độ ban đầu và phép đo nhiệt độ cuối. Hệ thống này cần miễn nhiễm với nhiễu tần số radio từ thiết bị cộng hưởng từ và với nhiệt độ do trường từ tĩnh sinh ra. Một số hệ thống chấp nhận được là cảm biến nhiệt độ bằng sợi quang, cảm biến nhiệt độ dạng nhiệt điện trở và cảm biến nhiệt độ dạng nhiệt ngẫu.

f) Bố trí thử

Đặt trang bị đo nhiệt độ ở vị trí để độ chính xác không bị ảnh hưởng bởi trường từ tĩnh hoặc bởi nhiễu tần số radio.

Đặt đối tượng thử 3 tại tâm trong cuộn chênh từ sóng radio (RF) trước khi khám cộng hưởng từ.

Số lượng dữ liệu thu được khi khám cộng hưởng từ phải được điều chỉnh sao cho việc khám cộng hưởng từ đủ dài để tạo ra độ tăng nhiệt tối thiểu 20 lần lớn hơn sai số của hệ thống đo nhiệt độ. Đối với dung dịch nước, phơi 1 h trong SAR 1 W/kg sẽ tạo ra độ tăng nhiệt trung bình 0,86 °C (0,0143 °C/min), giả thiết là không có tổn thất nhiệt. Có thể đo được độ tăng nhiệt cao hơn tại các vị trí quan trọng hơn độ tăng nhiệt thấp. Tuy nhiên, tăng nhiệt cao hơn có thể tăng sai số tổn thất nhiệt.

g) Quy trình đo SAR

Bước 1: cân bằng đối tượng thử 3 trong lõi nam châm không có luồng khí thổi qua.

Bước 2: đo nhiệt độ ban đầu của lõi thiết bị cộng hưởng từ và nhiệt độ ban đầu của phòng khám cộng hưởng từ.

Bước 3: lấy đối tượng thử nghiệm ra khỏi lõi và lộn ngược ba lần để khuấy vật liệu độn.

Bước 4: đo nhiệt độ ban đầu, T_i, của đối tượng thử bằng cách ấn cảm biến nhiệt độ vào vật liệu độn. Nhiệt độ ban đầu của lõi không được chênh lệch với T_i quá 1 °C.

Bước 5: đặt nhanh đối tượng thử 3 vào thiết bị cộng hưởng từ tại tâm và đặt đối tượng thử vào giữa đối tượng thử 3.

Bước 6: hiệu chuẩn góc ở đỉnh. Phương pháp chuẩn (phần cứng và/hoặc phần mềm) được từng nhà chế tạo sử dụng phải được sử dụng để điều chỉnh góc ở đỉnh đến giá trị mong muốn đối với kiểu khám cộng hưởng từ được chọn.

Bước 7: khám cộng hưởng từ với dữ liệu thu thập đủ để đảm bảo phép đo dự kiến (xem điểm f) ở trên).

Lấy đối tượng thử ra khỏi lõi và đo nhiệt độ cuối, T_f, của dung dịch độn của đối tượng thử 3 sau khi lộn ngược đối tượng thử 3 lần.

Nếu T_f – T_i < 2 °C, có thể tiếp tục thực nghiệm bằng cách đặt đối tượng thử trong lõi và bắt đầu lại quá trình khám cộng hưởng từ. Không được tính thời gian trễ của phép đo trong tổng thời gian.

Đo nhiệt độ cuối của lõi và nhiệt độ cuối của phòng khám cộng hưởng từ. Nếu nhiệt độ phòng khám cộng hưởng từ hoặc nhiệt độ lỗi thay đổi quá 0,5 °C/h thì thực nghiệm cần được lặp lại trong các điều kiện ổn định hơn.

Tính năng lượng, U (tính bằng J) được đối tượng thử 3 hấp thụ theo khối lượng, M, của chất độn (tính bằng kg) và nhiệt dung riêng, c, của dung môi độn (tính bằng J/kg.°C):

Tính năng lượng hấp thụ trung bình P (tính bằng W) trong thời gian khám cộng hưởng từ t (tính bằng s):

P = U/t

Tính SAR của vật liệu độn của đối tượng thử từ công thức:

Tính SAR biểu kiến, SAR_app sử dụng:

SAR_app = P/M_{tương đương}

trong đó M_{tương đương} là khối lượng của bệnh nhân được mô phỏng bởi đối tượng thử nghiệm 3 (ví dụ được khám bằng cách so sánh hệ số chất lượng cuộn dây tương ứng).