Velocimetrie magnetické rezonance - Magnetic resonance velocimetry

Rekonstrukce izotropní projekce velmi podvzorkovaná (VIPR) a Fázový kontrast (PC) Sekvence MRI 56letého muže s pitvy z celiakie (horní) a horní mezenterická tepna (dolní). Laminární tok je přítomen ve skutečném lumenu (uzavřená šipka) a spirálovitý tok je přítomen ve falešném lumen (otevřená šipka).^[1]

Magnetická rezonanční velocimetrie (MRV) je experimentální metoda k získání rychlostní pole v mechanika tekutin. MRV je založen na fenoménu nukleární magnetická rezonance a přizpůsobuje lékařské magnetická rezonance systém pro analýzu technických toků. Rychlosti jsou obvykle získány pomocí fázový kontrast magnetické rezonance techniky. To znamená, že rychlosti se počítají z fázových rozdílů v obrazových datech, která byla vytvořena pomocí speciálních gradientních technik. MRV lze aplikovat pomocí běžných lékařských MRI skenerů.^[2] Termín magnetická rezonanční velocimetrie se stala aktuální díky rostoucímu používání technologie MR pro měření technických toků v roce 2006 inženýrství.^[3]

Aplikace

Ve strojírenství lze MRV použít v následujících oblastech:

• Analýza technických toků ve složitých geometriích (oddělení, recirkulační zóny)
• Validace numerických simulací v systému Windows výpočetní dynamika tekutin pomocí 3D rychlostních polí
• Iterativní design složitých kanálů vnitřního toku (v kombinaci s rychlé prototypování )
• Měření distribuce koncentrací ve směšovacích procesech
• Analýza průtoku porézní média
• Interakce nemísitelných tekutin

Výhody a omezení

Na rozdíl od jiných neinvazivních velocimetrie metody jako PIV nebo LDA, není vyžadován žádný optický přístup. Kromě toho do kapaliny nemusí být přidávány žádné částice. MRV tedy umožňuje analyzovat celé pole toku ve složitých geometriích a součástech.^[4]Na základě skutečnosti, že běžné MR skenery jsou navrženy tak, aby detekovaly nukleární magnetická rezonance vodíkových protonů jsou testované aplikace omezeny na vodní toky. Běžné koncepty mechanického škálování tekutin kompenzují toto omezení. K dosažení prostorového rozlišení je nutné jednotlivé kroky získávání dat mnohokrát opakovat s malými odchylkami. Technologie MRV je tedy omezena na stabilní nebo periodické toky.^[5]

Viz také

• Měření průtoku
• Velocimetrie obrazu částic
• Laserová Dopplerova anemometrie

Reference

Další čtení

• Elkins, C.J .; Markl, M .; Pelc, N .; Eaton, J.K. (2003). "4D magnetická rezonanční rychlost pro měření střední rychlosti ve složitých turbulentních tocích". Experimenty s tekutinami. 34 (4): 494–503. Bibcode:2003ExFl ... 34..494E. doi:10.1007 / s00348-003-0587-z.
• Elkins, C .; Alley, M.T. (2007). "Velocimetrie magnetické rezonance: aplikace zobrazování magnetickou rezonancí při měření pohybu tekutiny". Experimenty s tekutinami. 43 (6): 823–858. Bibcode:2007ExFl ... 43..823E. doi:10.1007 / s00348-007-0383-2.
• Fukushima, E. (1999). "Jaderná magnetická rezonance jako nástroj ke studiu toku". Roční přehled mechaniky tekutin. 31: 95–123. Bibcode:1999AnRFM..31 ... 95F. doi:10.1146 / annurev.fluid.31.1.95.
• Ku, D.N .; Biancheri, C.L .; Pettigrew, R.I .; Peifer, J.W .; Markou, C.P .; Engels, H. (1990). "Hodnocení magnetické rezonance velocimetrie pro ustálený tok". Journal of Biomechanical Engineering. 112 (4): 464–472. doi:10.1115/1.2891212.

externí odkazy

• Profil profesora Johna Eatona (Stanford University)
• Skupina „Zobrazování magnetickou rezonancí pro strojírenství (Technische Universität Darmstadt, Německo)
• „Rychlost a termometrie v technických tocích“ (Medical Physics Group, Universitätsklinikum Freiburg, Německo)
• „Měření cytoplazmatického toku v jednotlivých rostlinných buňkách pomocí magnetické rezonanční velocimetrie“