Для чего гелий в мрт

Чем вызвано применение гелия для МРТ?

Начиная с 1979 года, магнито-резонансная томография стала основным методом бесконтактной диагностики заболеваний мозга, внутренних органов, опорно-двигательного аппарата. Первые томографы производились на основе тяжелых постоянных магнитов. Чуть позже их сменили модели, в которых использовались резистивные электромагниты с воздушным сердечником. Они были гораздо легче, но потребляли много электроэнергии. Поиски разработчиков продолжались и вскоре стали преобладать томографы со сверхпроводящими магнитами, в которых использовались материалы, обладающие свойством сверхпроводимости. Постоянное магнитное поле создавалось в них с помощью сверхпроводящих магнитных катушек, помещенных в ванну с жидким гелием. Необходимость этого была вызвана тем, что столь мощные магниты и другие конструктивные элементы томографа при работе выделяли значительное количество тепла. Как известно, жидкий гелий имеет самую низкую точку кипения среди всех известных веществ и обладает свойством сверхтекучести, которое выражается в способности сохранять жидкое состояние даже при абсолютном нуле. Испаряясь, он компенсирует внутреннее выделение тепла, внешние теплопритоки и обеспечивает температурную стабильность сверхпроводника. Чтобы режим охлаждения обмотки катушки был оптимальным, между ее витками был предусмотрен щелевой канал для прохода хладагента.

Современное использование жидкого гелия для МРТ

Дальнейшее развитие этой области применения жидкого гелия происходило в направлении повышения экономичности. В большинстве моделей современных томографов сверхпроводящие магниты охлаждаются им при температуре 4,2 К, т. е практически при абсолютном нуле. Также в последнее время были разработаны двухступенчатые и трехступенчатые охладители, действующие в режиме гелиевого рекоденсора, т. е. ожижителя паров гелия. Применение современных криогенных технологий дает возможность уменьшить скорость выкипания хладагента. Все эти меры позволяют значительно снизить расходы дорогостоящего жидкого гелия и уменьшить частоту заправок томографа им, для каждой из которых требуется 200-300 л этого вещества. Средняя частота дозаправок составляет в современных моделях МРТ 1 раз в 4 года вместо привычной ежегодной заправки в устройствах более преклонного возраста. А томограф модели Siemens Magnetom Еssenza и его аналоги, сконструированные на базе уникальной технологии нулевого испарения гелия, требуют дозаправки всего 1 раз в 10 лет.

Получают гелий сейчас из гелийсодержащих природных газов методом глубокого охлаждения, которое достигается дросселированием, выполняемым в несколько стадий. Жидкий гелий производят из газообразного путем сжижения. Поскольку он может вызывать обморожение кожи и поражение оболочки глаз, при работе с ним требуются определенные меры осторожности.
Жидкий гелий перевозится в специальных сосудах типа СТГ-25, СТГ- 40 светло-серого цвета в строго вертикальном положении любыми видами транспорта. Также предусмотрена его транспортировка в баллонах емкостью до 40 л.

Поставками жидкого гелия занимаются в наше время различные компании, в числе самых известных среди них «DP Air Gas». Здесь всегда можно заказать жидкий гелий и другие газы, которые будут доставлены в ближайшее время с соблюдением всех необходимых требований. Подробнее о компании и поставляемой ею продукции можно узнать здесь.

Преимущества использования жидкого гелия

Безусловно, в качестве хладагентов для охлаждения магнитов томографов могут применяться и другие химические вещества. Это жидкий азот, фреон. Существуют модели томографов с водяным охлаждением. Почему же именно жидкий гелий, несмотря на высокую стоимость, столь хорошо прижился в медицинской технике? Это обусловлено его физическими и химическими свойствами.
Жидкий гелий является самой холодной из известных жидкостей. Является также самой легкой из жидкостей. Является единственным элементом, который никогда не отвердевает при нормальном давлении. Обладает высокой теплопроводностью. Химически пассивен. Не взрывоопасен, не горюч, не токсичен.Из этого следует, что применение жидкого гелия полностью удовлетворяет требованиям пожарной безопасности, поскольку не нужно опасаться взрыва или воспламенения этого вещества. Он более удобен в эксплуатации и транспортировке ввиду своей легкости. К сведению, вес гелия, содержащегося в баллоне емкостью 40 л, составляет всего 1 кг. Из-за того, что он обладает наиболее низкой из возможных температур, гораздо быстрее охлаждает предназначенные к этому элементы томографа. Требуются для этого совсем незначительные количества, поэтому расход его невелик и встроенную систему охлаждения нужно пополнять жидким гелием реже, чем другими криогенными жидкостями. Имеет значение и отсутствие у него токсичности, в отличие, например, фреона. А инертность жидкого гелия дает ему экологические преимущества перед другими системами охлаждения.

Интересные факты

Впервые жидкий гелий был получен в 1908 году.
Уникальные свойства делают его востребованным в различных областях. На нужды магнито-резонансных томографов расходуется при этом около 22% производимого количества. Американские ученые прогнозируют, что из-за столь интенсивного потребления запасы гелия на Земле истощаться уже в ближайшие десятилетия и закончатся раньше нефти. В связи с этим в отдаленном будущем планируется его добыча на Луне.

Самый мощный томограф, применяющий жидкий гелий, будет создан в 2015 году. Процесс его созидания уже достиг ключевого этапа, заключающегося в сборке сверхпроводящего магнита, которому предстоит создавать магнитное поле рекордной напряженности величиной 11,5 Тесла. Для сравнения — большинство томографов имеют магниты, вызывающие поле величиной 1.5-3 Тесла, а магниты Большого андронного коллайдера — 10 Тл. При его создании было использовано 200 км сверхпроводящего кабеля. А общие размеры приблизятся к размерам космического корабля «Союз». Построение уникального томографа планируется в единственном экземпляре.

Для того, чтобы создать привычный для нас магнито-резонансный томограф, работающий с применением жидкого гелия, потребовались настоящие прорывы в целом ряде наук – математике, физике, компьютерной технике. За этим изобретением тянется целый шлейф Нобелевских премий, первая из которых была получена в 1952 году за наблюдение явления парамагнитного резонанса.

В связи с уменьшением запаса гелия на Земле ученые ищут способ найти ему равноценную замену для использования в магнито-резонансных томографах. Группа исследователей Наньянского технологического университета в Сингапуре успешно проводит эксперименты по охлаждению лазером. Сейчас они ищут способ выполнить охлаждение при температуре жидкого гелия (-269 градусов). Если это будет достигнуто, решится проблема поиска нового эффективного хладагента в условиях истощения запасов гелия, отпадет потребность томографов в громоздких системах охлаждения, будет достигнута экономия пространства, энергии, денежных средств.

Медицина XXI века – это одна из самых технологичных сфер. Поставив во главу угла здоровье человека, цивилизованное общество пошло по пути профилактики заболеваний с ранней постановкой диагнозов. Помимо своевременности, важна точность результатов обследований, а помогает медикам в этом — современное оборудование.

Появление аппарата МРТ (магнитно-резонансного томографа) позволило выполнить многие задачи, стоящие перед диагностами. Этот вид обследования обеспечивает точность, своевременность и безопасность диагностирования.

Оборудование относится к категории сложных медицинских приборов. Оно нуждается в специализированном техническом обслуживании, в рамках которого проводится заправка МРТ жидким гелием.

Заправка МРТ жидким гелием: что такое профессиональный криогенный сервис и зачем он нужен?

Как следует из названия, в основу работы прибора разработчики положили магнитный резонанс. Для возникновения этого явления требуется сверхпроводящий магнит, обеспечивающий стабильное поле. Этим магнитом является гентри – подвижная кольцевая часть МРТ.

Как идеальный хладагент, жидкий гелий, испаряясь, поддерживает температуру на уровне -269°С, то есть практически приближает ее к абсолютному нулю. Среди дополнительных достоинств элемента:

• отсутствие химических реакций с другими веществами;
• полная пожарная безопасность за счет отсутствия эффекта горючести;
• экологическая чистота (не выделяет токсические вещества в атмосферу).

При работе МРТ идет некоторое процентное испарение хладагента. Не нуждаются в криосервисе низкопольные томографы, которые не требуют охлаждения, но они менее востребованы. Сегодня стали появляться модели, работа которых строится на новой технологии нулевого испарения.

Заправляемые аппараты распространены благодаря сочетанию цены и качества результата, но при этом основной парк томографов России нуждается в криогенном сервисе, в рамках которого проводится дозаправка гелием. Помимо этого профессиональное обслуживание включает:

• доставку жидкого гелия на разовой и постоянной основе;
• поставку запчастей и проведение ТО с проверкой герметичности вакуумного и гелиевого объема криостата;
• аренду сосудов Дьюара (дьюары на 2-1000 л) и переливных приборов, другие услуги.

Для того чтобы дорогостоящий аппарат не вышел из строя, доверьте заправку его жидким гелием специалистам «Медстрой», имеющим опыт, навыки и необходимые допуски, современное оснащение.

• Мы сами производим жидкий гелий с 2015 года.

• 
  Являемся официальным партнером ПАО «Газпром».

• 
  Гарантируем, что ваше оборудование будет работать безотказно и качественно.

Как проводится дозаправка МРТ: особенности процесса и стоимость услуг

Транспортировка хладагента до кабинетов, где установлены томографы, осуществляется только в сосудах Дьюара. Они различаются объемом, поэтому не составляет труда заранее подобрать нужные дьюары в соответствии с моделью и ситуацией. Заливается жидкий гелий в криостат МРТ.

• Процесс дозаправки проводится с помощью баллона, наполненного веществом в газообразном состоянии.
• При соединении шланга переливного устройства с аппаратом гелий-газ начинает вытеснять из дьюара гелий-жидкость.
• Происходит это вытеснение до окончательного заполнения всего отсека для гелия (криостата).

Лишь на первый взгляд этот процесс можно назвать простым. Только специалист способен все правильно рассчитать, вовремя соединить и отсоединить переливное устройство, своевременно менять дьюары. Если что-то выполняется неверно или нечетко, аппарат выходит из строя.

Более современные модели МРТ заправляются примерно раз в 2-4 года. Потери по среднестатистическим томографам предыдущих поколений достигают 5-10% ежемесячно в зависимости от характеристик оборудования и эксплуатационных нагрузок.

Если заправка производится при наполненности криостата на 65-70%, не потребуется снимать магнитное поле и восстанавливать его после завершения процесса. До 70 л жидкого вещества в этом случае экономится, что всегда в интересах наших клиентов.

• Стоимость услуг в «Медстрое» доступна. Мы стараемся предлагать в нашей сфере деятельности лучшие цены по столичному рынку.

• 
  Работаем оперативно и четко, соблюдаем все нормы и правила при транспортировке жидкого гелия и проведении процесса дозаправки.

• 
  При постоянном сотрудничестве предусмотрены скидки и другие привлекательные условия обслуживания.

• 
  Заявки принимаем по телефону и в режиме онлайн.

• 
  Бесплатно консультируем наших клиентов на протяжении всего периода взаимодействия.

Качественный и своевременный криогенный сервис поможет вам свести к нулю риски поломок, обеспечить работу дорогостоящего оборудования длительное время вплоть до полной выработки ресурса магнитно-резонансного томографа.

Почему следует избегать этого явления и что делать, если переход магнита из сверхпроводящего состояния в несверхпроводящее произошел

Об МРТ традиционно рассуждают, как о наиболее безопасном методе диагностирования. Тем не менее, пациентов всегда волнует вопрос, а может ли аппарат причинить вред? Теоретически можно утонуть даже в стакане воды, если не соблюдать правила приема напитков, а магнитно-резонансный томограф – сложное, но безопасное устройство, если соблюдать все правила его эксплуатации. На сегодня известен только один прецедент травмирования пациента. Относится он к 2001 году. Случилось это потому, что из-за неисправности аппарата магнитное поле притянуло баллон. При его резком движении пациент получил травму головы.  За прошедшие с тех пор почти два десятилетия все резко изменилось в сфере магнитно-резонансного диагностирования. Аппараты последних поколений имеют множество степеней защиты, и они действительно безопасны, но уделять внимание их техническому состоянию необходимо всегда.

Одна из серьезных проблем, которая может возникнуть при эксплуатации аппарата МРТ – квенч. Специалисты компании «Медстрой» занимаются заправкой жидким гелием приборов и оборудования, применяемых в самых разных сферах, и знают все особенности, тонкости и сложности, связанные с использованием томографов.

Мы c 2015 года производим жидкий гелий на собственных мощностях, являемся официальным партнером ПАО «Газпром». Готовы делиться своим опытом и знаниями со всеми, кто предлагает пациентам обследования с помощью магнитно-резонансного томографа.

Что такое квенч и причины перехода магнита МРТ в несверхпроводящее состояние

Магнитно-резонансная томография – пока единственный метод лучевой диагностики, способный предоставить специалистам-медикам самые точные данные о состоянии пациента, процессах, происходящих в организме. Точность связана с использованием явления ядерно-магнитного резонанса (ЯМР).

• Подается радиочастотный импульс в электромагнитном поле.

• Он отражается органами и тканями послойно.

• Сигнал транслируется на компьютер и расшифровывается.

Это, конечно, упрощенно. Сам прибор и процессы сложны. Магнит должен всегда находиться в сверхпроводящем состоянии, а для этого требуется охлаждать его до температуры -269°С. Добиваться этого позволяет применение жидкого гелия. Этот элемент в сжиженном состоянии имеет самую низкую на планете температуру. С помощью жидкого гелия вокруг магнита образуется криоконтур.

• Большинство моделей МРТ требует дозаправки в процессе эксплуатации, поскольку жидкий гелий имеет свойство испаряться. Последние поколения томографов не заправляются, но стоят дорого, поэтому редкое учреждение может себе позволить закупить новинку при наличии исправного аппарата предыдущих поколений.

• Испаряющийся газообразный гелий улавливается, возвращается обратно в криостат, но полностью его уловить не удается. Утечка неизбежна, поэтому необходимо следить за уровнем жидкого гелия, своевременно вызывать специалистов для проведения дозаправки.

• В некоторых моделях аппаратов происходит автоматическое отключение, если уровень жидкого гелия достигает критического, но даже при наличии такой блокировки не стоит доводить до подобной ситуации.

Если уровень хладагента опускается ниже критического возникает квенч (quench) – магнит из сверхпроводящего состояния переходит в несверхпроводящее. Связано это с тем, что он больше не охлаждается до нужной температуры, магнитного поля нет.

• Энергия магнита переходит в тепловую.

• Начинается интенсивное испарение жидкого гелия.

• Резко растет давление в криостате, рвется предохранительная мембрана (в некоторых моделях установлен сбросный клапан, что предотвращает разрыв).

Гелий – газ инертный и нетоксичный, однако при резком его выбросе есть опасность обморожения людей.

Еще одна опасность заключается в том, что газ во время квенча вытекает интенсивно, мгновенно закипает, расширяется, начинает занимать весь объем помещения, вытесняя кислород.

Если дверь при квенче закрыта, то она блокируется из-за огромного объема газообразного гелия. Для людей, оставшихся в кабинете, существует угроза асфиксии.

Для снятия таких рисков в кабинетах, где проводится сканирование с помощью МРТ, обязательно делают технические отверстия, которые открываются наружу и служат для разгерметизации пространства.

Помимо халатного отношения к обязательной дозаправке аппарата и допуска снижения гелия ниже критического уровня, существуют и другие причины квенча. Среди них:

• нажатие кнопки остановки магнита при возникновении аварийных ситуаций, например, притягивание каталки или других крупных предметов;

• попадание посторонних, даже совсем мелких предметов на обмотку магнита (достаточно вывести из строя малый участок сверхпроводника);

• отсутствие своевременного обслуживания или ошибки при обслуживании, которые приводят к возникновению неисправностей;

• перекрытие сервисной горловины и пр.

Как не дойти до квенча и что делать после него

Для предотвращения квенча, а это процесс лавинообразный и необратимый, все кабинеты с аппаратами МРТ содержатся в идеальном состоянии. Допуски туда имеют только подготовленные сотрудники и особый технический персонал.

• Если модель относится к категории дозаправляемых, а такие сегодня установлены в большинстве клинических и поликлинических учреждений, необходимо вызывать дозаправщиков своевременно.

• Нельзя допускать понижения уровня жидкого гелия ниже 50%. Оптимально проводить дозаправку при снижении уровня хладагента на 20-30%

Сервисное обслуживание криогенной системы – обязательное условие эксплуатации аппаратов. Специалист криосервиса:

• периодически меняет адсорбер в компрессоре, криоголовку или дисплейсер;

• обслуживает внешнюю криосистему;

• следит за состоянием масла в компрессоре, дозаправляет его;

• промывает линии жидкого гелия или меняет их и так далее.

Если были допущены ошибки в работе диагностов и технического персонала или вообще отсутствовали обязательные проверки томографа, квенч практически неизбежен. При его возникновении необходимо:

• эвакуировать людей из кабинета и окружающих помещений;

• дождаться окончания процесса, не предпринимая никаких попыток его остановить (он необратим);

• отогреть клапаны сброса гелия, стабилизировать давление в криостате;

• установить новую предохранительную мембрану или две мембраны (в зависимости от модели), которые всегда должны быть в наличии, если в учреждении есть МРТ;

• провести полную диагностику аппарата, устранить возможные неисправности, заправить гелием.

Стоимость услуг в компании «Медстрой» невысока. Мы оказываем круглосуточный сервис по заправке МРТ. Наши цены одни из самых низких на профильном рынке столичного региона. Условия обслуживания постоянных заказчиков еще более лояльные. Обсуждаем договоры персонально, предоставим скидки. Звоните или пишите нам, заказывайте дозаправку аппаратов и не допускайте квенча!