Lämpötilanmittaus magneettikuvausympäristössä optista tehon- ja tiedonsiirtoa käyttäen

Abstract

Lääketieteellisen magneettikuvantamisen yhteydessä on tarpeen mitata mm. potilaan lämpötilaa. Kuvantamisessa käytettävät kentät asettavat suuret vaatimukset kuvauksen aikana käytettäville mittalaitteille. Magneettikuvausympäristöön soveltuva lämpötilanmittausjärjestelmä on mahdollista toteuttaa käyttämällä sekä lämpötilatiedon että sähkötehon siirtämiseen valokuitua, jolloin järjestelmä on täysin galvaanisesti erotettu. Valokuidusta tuleva optinen teho muunnetaan sähkötehoksi valosähkömuuntimella.

Tämä diplomityö keskittyy magneettikuvauksessa käytettävän lämpötilanmittausjärjestelmän suunnitteluun. Haasteena oli optisesta tehonsiirrosta johtuva tarve minimoida tehonkulutus ja lämpötilamittauksen tarkkuusvaatimus. Järjestelmän prototyyppi voidaan rakentaa suunnittelun mukaisesti. Diplomityössä suunnittelutuloksia testattiin koekytkennän avulla ja näin varmistuttiin mittausperiaatteen toimivuudesta.

The skin temperature of the patient should often be monitored during the clinical application of magnetic resonance imaging. Magnetic fields used in the imaging set specific requirements to measurement instruments. A temperature measurement system which is compatible with the magnetic resonance imaging, can be implemented employing optical fiber in transmision of both temperature data and electrical power, thus resulting in a fully galvanically isolated system. The optical power coming out of the fiber is converted to electrical power by a photovoltaic power converter.

This thesis focuses on the design of a temperature measurement system for magnetic resonance imaging. The challenges were to achieve sufficient accuracy in temperature measurement and to minimize power consumption in order to simplify the optical power transmission. The prototype can be implemented according to the design documents. In this thesis only an experimental setup was made to verify the measurement principles.