Shim (magnetisme) - Shim (magnetism)
En shim er en enhed, der bruges til at justere homogeniteten af et magnetfelt . Shims modtog deres navn fra de rent mekaniske shims, der blev brugt til at justere positionen og paralleliteten af polfladerne på en elektromagnet. Spoler, der bruges til at justere homogeniteten af et magnetfelt ved at ændre strømmen, der strømmer gennem det, blev kaldt "elektriske strømskinner" på grund af deres lignende funktion.
Anvendelse i magnetisk resonansspektroskopi
I NMR og MR anvendes shimming før magnetens operation for at eliminere inhomogeniteter i dets felt.
Indledningsvis vil magnetfeltet inde i et NMR-spektrometer eller MR-scanner være langt fra homogent sammenlignet med et "ideelt" felt i enheden. Dette er et resultat af produktionstolerancer og af miljøets magnetiske felt. Jernkonstruktioner i undersøgelsesrumets vægge og gulv magnetiseres og forstyrrer scanneren. Sonden og prøven eller patienten bliver lidt magnetiseret, når den bringes ind i det stærke magnetfelt og skaber yderligere inhomogene felter. Processen med at korrigere for disse inhomogeniteter kaldes shimming af magneten, shimming af sonden eller shimming af prøven, afhængigt af den antagne kilde til den resterende inhomogenitet.
Felthomogenitet i størrelsesordenen 1 ppm over et volumen på flere liter er nødvendig i en MR-scanner. NMR-spektroskopi med høj opløsning kræver felthomogenitet bedre end 1 ppb inden for et volumen på få milliliter.
Der er to typer shimming: aktiv og passiv. Aktiv shimming bruger spoler med justerbar strøm. Passiv shimming involverer stålstykker med gode magnetiske kvaliteter. Stålstykkerne placeres nær den permanente eller superledende magnet. De bliver magnetiseret og producerer deres eget magnetfelt. I begge tilfælde føjer de yderligere magnetfelter (produceret af spoler eller stål) til det samlede magnetfelt for den superledende magnet på en sådan måde, at det samlede felt øges homogenitet.
Der er forskellige måder at definere inhomogenitet af et magnetfelt i midten af MR-spektrometeret. I øjeblikket er det for medicinske MR-scannere, at industristandarden måler feltets gennemsnitlige kvadratværdier (VRMS) for de forskellige (for det meste koncentriske) volumener i midten af scanneren.
Referencer
Yderligere læsning
- Gerald A. Pearson, Shimming en NMR-magnet