ООО "МЕДКРИОСЕРВИС"


121069, г. Москва, Новинский бульвар, д.18,стр.1, пом. VIII
тел.: (495) 641-12-82,   факс: (495) 641-12-83
E-mail: info@medcryoservice.ru

Магнитно-резонансная томография (МРТ)

Philips Interra

История развития метода МРТ

    Принцип действия метода МРТ основан на явлении ядерного магнитного резонанса .
    Впервые клинические исследования методом МРТ были проведены в 1979-м году. И с момента своего появления магнитно-резонансная томография стала главным методом бесконтактной диагностики болезней мозга, спины, а также мышечной ткани и скелета.
Первый коммерческий магнитно-резонансный томограф (МР-томограф) - прибор для исследований методом МРТ был произведен в 1980-м году на основе тяжелого постоянного магнита. В ряде других моделей были использованы резистивные электромагнитах с воздушным сердечником, которые хотя и были легче, но требовали около 40 кВт электроэнергии. Но вскоре на рынке стали преобладать МР-томографы, использующие материалы, обладающие свойством сверхпроводимости - МР-томографы со сверхпроводящим магнитом.
   Обмотка сверхпроводящего магнита используемого в этих томографах состоит из нескольких слоев медной ленты со сверхпроводником. В большинстве конструкций томографов, эксплуатируемых в настоящее время, сверхпроводящий магнит охлаждается жидким гелием с температурой около 4,2К. Жидкий гелий, испаряясь, компенсирует внешние теплопритоки, внутренние тепловыделения и обеспечивает хорошую температурную стабилизацию сверхпроводника. Отдельные витки ленты отделены друг от друга проставками таким образом, чтобы между ними образовался щелевой канал для прохода хладагента с целью обеспечения хорошего теплоотвода от элементов сверхпроводящей обмотки. В случае неэффективного отвода тепла локально выделившегося в сверхпроводнике, нормальная фаза распространяется по всей обмотке, т.е. вся обмотка переходит в нормальное состояние. В томографах, где охлаждение сверхпроводящей обмотки обеспечивается жидким гелием, переход сверхпроводящей обмотки в нормальное состояние сопровождается срабатыванием устройства аварийного вывода тока из сверхпроводящего магнита, повышением давления в криостате томографа, разрывом предохранительной мембраны и выбросом жидкого гелия из криостата. Восстановление работоспособности томографа в этой ситуации, связано со значительными материальными затратами.
    Эти магниты позволяют создавать более высокую напряженность магнитного поля, что приводит к росту отношения сигнал/шум и, соответственно, повышению четкости изображения.

  В дальнейшем направления развития и совершенствования магнитов со сверхпроводящими обомотками были обусловлены в основном экономическим фактором - снижением стоимости оборудования. Основными задачами являются:

  1. Снижение веса и габаритов магнита, а следовательно, и снижение уровня требований к подбору, подготовке и оборудованию помещения для магнита.
  2. Уменьшение внешнего поля магнита с сохранением требуемого внутреннего поля (в сердечнике), а следовательно, и уменьшение размеров помещения.
  3. Улучшение однородности поля внутри магнита и повышение качества изображения.

   Решение этих вопросов осуществляется по нескольким направлениям.
   Во-первых, это разработка магнитов с электромагнитным (активным) экраном. Под электоромагнитным экраном понимается вторая обмотка, в которой генерируется магнитное поле, противоположное направлению поля основной обмотки. Этот экран позволил уменьшить след линии поля рассеяния 0,5 мТ (миллитесла), чтобы оно не действовало на помещения с показывающей аппаратурой
( 1 Т (Тесла) = 10 000 Гаусс). Кроме того, это позволило отказаться от железного "хомута" для магнита и защитных экранов помещений, а, следовательно, и к значительному уменьшению веса магнита, что позволило устанавливать их на верхних этажах больниц без особой подготовки помещения.
    Во-вторых, применение активных экранов к градиентной обмотке с целью уменьшения нежелательного воздействия индукционного тока. Это привело к упрощению конструкции отверстия криостата, уменьшению отверстия и диаметра обмотки и улучшению качества изображения.
    В-третьих, применение пассивного шимминга. Шимминг требуется для компенсации повышения неоднородности центрального поля, возникающего из-за допусков изготовления и магнитных помех на площадке.
    В-четвертых, применение двухступенчатого охладителя Гиффорда-Мак-Магона для охлаждения экрана криостата. Это позволило убрать дорогую и объемную емкость с жидким азотом из криостата, а освободившееся место использовать для намотки электромагнитного экрана и увеличить емкость для жидкого гелия и, соответственно, временной интервал между заправками жидким гелием.
В последнее время разработаны двухступенчатые охладители, работающие в режиме гелиевого реконденсора - ожижителя паров гелия (до 4 К). Это позволяет значительно увеличить интервалы между заправками жидким гелием. Однако, следует отметить, что выгода в использовании данного типа охладителей не очевидна.

  • Более высокие затраты электроэнергии на реконденсацию: гелиевый реконденсор потребляет около 7,5 кВт электроэнергии по сравнению с 4,5 кВт для стандартного охладителя.
  • Применение гелиевого реконденсора дает более компактную конфигурацию криостата, так как в криостате будет только один защитный экран вместо двух. Однако отсутствие второго экрана может иметь крайне негативные последствия в случае выхода из строя реконденсора. Испарение гелия из криостата будет в этом случае значительно выше и за короткое время расходы на экстренные заправки могут превысить экономию по этой статье предыдущих периодов.
  • Возрастают плановые затраты на сервисное обслуживание криогенной системы.

Несколько слов об открытых магнитах.

Toshiba OP-ART System         В начале это была система "Access" фирмы Тошиба с постоянным магнитом и полем силой 0.064 Тесла. Полюса были разделены четырьмя постами по углам магнита. Разработанная позднее система Op-Art имеет такую же конфигурацию. В ней используется железный сверхпроводящий магнит с силой поля 0.35 Тесла.
Эта система и является самым высокопольным «открытым» магнитом. Обмотка магнита в ней охлаждается без использования жидкого гелия. Его работа полностью зависит от работы криогенного охладителя, понижающего температуру внутри криостата до 4К.
К преимуществам данного типа магнитов очевидно можно отнести возможность доступ к пациенту с 4-х сторон, и, хотя места для пациента не больше, чем в коротких соленоидных магнитах, конфигурация магнита снижает риск появления у пациентов приступов клаустрофобии.

Перспективы развития метода МРТ

  • Учитывая то, что некоторые исследования в области неврологии предпочтительнее проводить в более сильных полях, одним из направлений исследований в ближайшее время видимо будет создание магнитов с силой поля выше 1.5 Тесла.
  • Предполагается, что необходимость проведения экстренной диагностики сердечно-сосудистой системы совместно с терапевтическими процедурами, включая визуально-направляемую хирургию, создаст спрос на поля большей силы, чем те, которые есть сейчас у «открытых» магнитов и больший доступ к пациенту, чем имееющийся в магнитах с «коротким отверстием».
    Для достижения высоких полей в «открытой» конфигурации будут необходимы сверхпроводящие обмотки на отдельных катушках с минимальным количеством железа. Это будет дороже, чем существующие катушки для компактных магнитов с силой поля 1.0 Тесла.
    Альтернативой являются еще более короткие соленоидные магниты. Если диаметр отверстия поддерживать около одного метра, то стоимость магнита также вырастет, так конструкторы будут пытаться поддержать большую зону однородности поля, а также малый след поля рассеяния.
  • Будут продолжаться разработки криогенных охладителей- реконденсоров и охладителей с импульсной трубкой, которые создают низкий уровень вибрации и обеспечивают длительный межремонтный период, так как у них на холодном конце нет движущихся частей. Одной из исходных мотиваций при рассмотрении сверхпроводников для высокопольных систем было исключение затрат на криогенные материалы при охлаждении обмотки и, соответственно, на емкость с жидкостью, используя более эффективные рефрижераторы для работы при более высоких температурах. Прогресс в криогенном охлаждении сместил акцент на стоимость самих сверхпроводников. И это делает сомнительным использование сверхпроводников для высокопольных систем с магнитами с воздушным сердечником , так как они значительно дороже, чем сверхпроводники для низкопольных систем.

К началу
sign О компании | Сервис | Контакты | © 2008    ООО "Медкриосервис"