Page 25 - HANDOUT DIGITAL PENDAHULUAN FISIKA KUANTUM

Fisiologi Dasar

MEG merekam medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik di otak. Arus listrik selalu

dikaitkan dengan medan magnet yang tegak lurus dengan arah yang sesuai dengan aturan tangan kanan

(Gambar 2.2). Permeabilitas magnetik jaringan biologis hampir sama dengan permeabilitas ruang
kosong sehingga medan magnet tidak terdistorsi oleh kulit kepala atau tengkorak. Namun, medan
3
magnet berkurang sebagai 1/r dengan jarak ' r '.
Ketika neuron diaktifkan secara serempak, mereka menghasilkan arus listrik dan medan
magnet, yang kemudian direkam oleh MEG di luar kepala. Seperti electroencephalography (EEG),
sumber medan magnet adalah arus dendritik neuron piramidal yang bekerja secara sinkron dan
paralel. Arus aksonal dan sinaptik serta medan magnetnya saling meniadakan. Amplitudo medan
magnet yang biasa dibuat oleh otak sangat kecil, tidak melebihi beberapa ratus femto tesla
−4 −5
(10 −15 ). Dibandingkan dengan ini, medan magnet bumi adalah antara 10 dan 10 T dan MRI
biasanya 1,5-3 T.

Bidang Kumparan Nulling

Untuk mempertahankan akses ke subjek maka menggunakan sistem kumparan bi-planar
menawarkan keuntungan yang signifikan dengan menghilangkan bidang sisa yang seragam secara
spasial dan variasi spasial orde pertama.

Medan magnet dari kumparan bi-planar dioptimalkan untuk homogenitas menggunakan

pendekatan minimalisasi harmonik . Distribusi saat ini J terbatas pada dua bidang pada z = ± a di

wilayah | x |, | y | < L , dan didefinisikan menggunakan fungsi aliran, S sebagai =

∇ ̂. S diparameterisasi sebagai deret Fourier dua dimensi sehingga:

1 1
( − ) ( − )
= ∑ [ 2 + ] ∑ [ 2 + ]

….(2.4)

Nilai optimal dari koefisien Fourier ( αn , βn , γm , δm ) diidentifikasi dengan memanfaatkan

kesimetrian distribusi medan dan meminimalkan:

2
∑[ ( ) − ( )] +

….(2.5)

Dimana mencirikan lokasi dalam volume yang diinginkan di mana medan homogen atau gradien

bidang (dijelaskan oleh ) diperlukan, dan P menunjukkan daya yang dihamburkan dalam
kumparan. Koefisien, dapat digunakan untuk mengatur bobot istilah pangkat. Meningkatkan mengurangi
kerumitan jalur kabel yang akan dibuat. ( ) dihitung menggunakan hubungan:

sinh
̃
̃ −
= {[ ̂ + ̂] ( , ) − , ̂ cosh ( , )}
0 cosh sin ℎ ….(2.6)
Dimana dan adalah transformasi Fourier dua dimensi bidang dan fungsi aliran
̃
̃
1
2
2 2

terhadap x ( k x ) dan y ( k y ), dan = ( + ) . Untuk sinh dan cosh, atas dan bawah sesuai

dengan kasus fungsi aliran yang memiliki tanda yang sama atau berlawanan pada dua

bidang. Kumparan dirancang untuk menghasilkan bidang homogen (dalam ± 5%) bidang atau gradien

20

HANDOUT DIGITAL MATERI MEKANIKA KUANTUM & ATOM HDROGEN