Velocymetria rezonansu magnetycznego - Magnetic resonance velocimetry

Znacznie undersampled izotropowe projekcji Rekonstrukcja (VIPR) z kontrastem fazowym (PC) MRI sekwencji od 56-letniego mężczyzny z rozwarstwienia na pień trzewny (górne) i większą krezkową tętnicy (poniżej). Przepływ laminarny jest obecny w prawdziwym świetle (zamknięta strzałka), a spiralny w fałszywym świetle (otwarta strzałka).

Prędkościomierz rezonansu magnetycznego (MRV) to eksperymentalna metoda uzyskiwania pól prędkości w mechanice płynów . MRV opiera się na zjawisku jądrowego rezonansu magnetycznego i dostosowuje system obrazowania medycznego rezonansu magnetycznego do analizy przepływów technicznych. Prędkości są zwykle uzyskiwane za pomocą technik obrazowania metodą rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym . Oznacza to, że prędkości są obliczane na podstawie różnic faz w danych obrazu, które zostały utworzone przy użyciu specjalnych technik gradientowych. MRV można zastosować przy użyciu zwykłych medycznych skanerów MRI. Termin velocymetria rezonansu magnetycznego stał się aktualny ze względu na coraz większe wykorzystanie technologii MR do pomiaru przepływów technicznych w inżynierii .

Aplikacje

W inżynierii MRV można zastosować w następujących obszarach:

• Analiza przepływów technicznych w złożonych geometriach ( separacja , strefy recyrkulacji)
• Walidacja symulacji numerycznych w obliczeniowej dynamice płynów z wykorzystaniem trójwymiarowych pól prędkości
• Iteracyjny projekt złożonych wewnętrznych kanałów przepływu (w połączeniu z szybkim prototypowaniem )
• Pomiar rozkładów stężeń w procesach mieszania
• Analiza przepływu przez media porowate
• Interakcja niemieszających się płynów

Zalety i ograniczenia

W przeciwieństwie do innych nieinwazyjnych metod welocymetrii , takich jak PIV lub LDA , dostęp optyczny nie jest wymagany. Poza tym do płynu nie trzeba dodawać żadnych cząstek. W ten sposób MRV umożliwia analizę całego pola przepływu w złożonych geometriach i komponentach. Biorąc pod uwagę fakt, że popularne skanery MR są zaprojektowane do wykrywania jądrowego rezonansu magnetycznego protonów wodoru, testowane zastosowania ograniczają się do przepływu wody. Powszechne koncepcje płynnego mechanicznego skalowania kompensują to ograniczenie. Aby osiągnąć rozdzielczość przestrzenną, pojedyncze etapy akwizycji danych muszą być powtarzane wiele razy z niewielkimi odchyleniami. Dlatego technologia MRV jest ograniczona do stałych lub okresowych przepływów.

Zobacz też

• Pomiar przepływu
• Velocymetria obrazu cząstek
• Laserowa anemometria dopplerowska

Bibliografia

Dalsza lektura

• Elkins, CJ; Markl, M .; Pelc, N .; Eaton, JK (2003). „Prędkościomierz rezonansu magnetycznego 4D do pomiarów średniej prędkości w złożonych przepływach turbulentnych”. Eksperymenty w płynach . 34 (4): 494–503. Bibcode : 2003ExFl ... 34..494E . doi : 10.1007 / s00348-003-0587-z .
• Elkins, C .; Alley, MT (2007). "Prędkościomierz rezonansu magnetycznego: zastosowania rezonansu magnetycznego w pomiarze ruchu cieczy". Eksperymenty w płynach . 43 (6): 823–858. Bibcode : 2007ExFl ... 43..823E . doi : 10.1007 / s00348-007-0383-2 .
• Fukushima, E. (1999). „Jądrowy rezonans magnetyczny jako narzędzie do badania przepływu”. Coroczny przegląd mechaniki płynów . 31 : 95–123. Bibcode : 1999AnRFM..31 ... 95F . doi : 10.1146 / annurev.fluid.31.1.95 .
• Ku, DN; Biancheri, CL; Pettigrew, RI; Peifer, JW; Markou, CP; Engels, H. (1990). „Ocena prędkości rezonansu magnetycznego dla przepływu ustalonego”. Journal of Biomechanical Engineering . 112 (4): 464–472. doi : 10,1115 / 1,2891212 .

Zewnętrzne linki

• Profil profesora Johna Eatona (Uniwersytet Stanforda)
• Grupa »Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego w inżynierii mechanicznej (Technische Universität Darmstadt, Niemcy)
• „Prędkość i termometria w przepływach technicznych” (Grupa Fizyki Medycznej, Universitätsklinikum Freiburg, Niemcy)
• „Pomiar przepływu cytoplazmatycznego w pojedynczych komórkach roślinnych metodą welocymetrii rezonansu magnetycznego”
• „Najnowocześniejszy rezonans magnetyczny z dokładną diagnozą i najlepszym doświadczeniem pacjenta na Queen Square”