Зачем нужен гелий для мрт
В современной медицине активно используются разнообразные газы, обладающие уникальными свойствами. Особое место среди этих газов занимает жидкий гелий, способный при воздействии температуры гораздо лучше проводить электричество, а также без дополнительного нагревания создавать достаточно мощное магнитное поле. Благодаря этому, жидкий гелий нашел широкую сферу применения в магнитно-резонансной томографии.
На практике его используют, все сверхпроводящие МРТ с напряжённостью поля 1,5 Тл и 3 Тл. В данной статье мы рассмотрим ключевые особенности жидкого гелия, его роль в аппаратах для исследования внутренних органов и тканей, стоимость и другие вопросы, которые будут интересны медицинским специалистам, работающим с диагностическим оборудованием.
Основные особенности жидкого гелия
Жидкий гелий представляет собой абсолютно бесцветную жидкость, которая не имеет никакого запаха. Температура кипения этого газа при нормальном атмосферном давлении составляет минус 268,9°С. При этом жидкий гелий не является токсичным и горючим, хотя при высоких концентрациях в воздухе он вызывает у человека состояние кислородной недостаточности и удушье. При попадании на кожу он может вызвать обморожение и поражение слизистой оболочки глаз.
Получают жидкий гелий в основном из природного или нефтяного газа. Но, для обеспечения промышленных объемов, запасы газов весьма незначительны и количество месторождений достаточно низкое.
Кроме медицины жидкий гелий применяется в следующих отраслях:
- в электронной промышленности используется для производства жидкокристаллических панелей, полупроводников и оптоволоконных кабелей;
- в дефектоскопии, где его применяют в туннельных микроскопах, необходимых для измерения рельефа проводящих поверхностей с высоким пространственным разрешением;
- в ядерной промышленности, где он крайне востребован в качестве теплоносителя для высокотемпературных ядерных реакторов.
Главной особенностью жидкого гелия является низкая температура кипения, поэтому он идеально подходит для использования в системе охлаждения томографов. Помимо этого, инертность жидкого гелия дает целый ряд неоспоримых преимуществ в сравнении с другими газами, которые применяются в системах охлаждения.
Преимущества использования жидкого гелия в сканерах МРТ
Объективные преимущества использования жидкого гелия в сканерах, предназначенных для магнитно-резонансной томографии:
- применение жидкого гелия в сканерах магнитно-резонансной томографии полностью соответствует требованиям пожарной безопасности, поскольку при его использовании можно не опасаться взрыва или воспламенения;
- в жидком состоянии гелий имеет небольшой вес, поэтому он очень удобен в эксплуатации и транспортировке. Это вещество хранится и перевозится в сосудах Дьюара, которые изготавливаются из алюминия или нержавеющей стали;
- средняя частота дозаправок в современных сканерах составляет один раз в четыре года. Некоторые модели томографов, оснащаются технологией нулевого испарения гелия. Их дозаправка составляет всего один раз в десять лет.
Заправка сканеров МРТ жидким гелием
Для нормального функционирования сканеров магнитно-резонансной томографии требуется регулярно проводить заправку системы охлаждения жидким гелием. При этом нужно очень внимательно подходить к вопросам подбора специалистов. Если доверить заправку жидким гелием непрофессионалам, то в дальнейшем можно столкнуться с целым рядом серьезных проблем. Дело в том, что инженеры, занимающиеся заправкой, должны четко контролировать уровень гелия в криостате, а также соблюдать герметичность системы охлаждения. Кроме того, они должны соблюдать требования, которые предъявляются к транспортировке жидкого гелия, т.к. она должна осуществляться в вертикальном состоянии, используя для этого специальный транспорт, имеющий официальное разрешение на транспортировку опасных грузов.
Стоимость жидкого гелия для сканеров МРТ
Как правило, стоимость жидкого гелия, который применяется для заправки системы охлаждения сканеров магнитно-резонансной томографии, зависит от следующих факторов:
- даты поставки;
- стоимости жидкого гелия;
- стоимости его доставки до объекта заказчика.
Важно обеспечить своевременную заправку МРТ жидким гелием и следить, чтоб уровень в криостате МРТ не опускался ниже 30 процентов.
В условия сформированного рынка в России острым вопросом является наличие необходимого объёма жидкого гелия для неотложной заправки. Неотложная заправка может быть вызвана аварийным выбросом гелия (квенч) или повышенным расходом гелия в связи с износом криокулера (холодной головы). Клиникам имеющие МРТ и сервисным компаниям, работающими с МРТ рекомендуется иметь партнёра, который осуществляет быстрые поставки и заправки жидким гелием сроком в несколько рабочих дней.
Компания «Радиомед Центр» предоставляет услуги заправки аппаратов МРТ жидким гелием, соблюдая все необходимые требования и выполняя заправку в кротчайшие сроки. Всю подробную Вы можете уточнить у наших специалистов.
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.
| При проведении диагностического обследования пациента аппарат выделяет тепло, а для сохранения сверхпроводимости температура должна быть близкой к минимальному пределу. | Для любого физического тела во Вселенной этот предел – абсолютный ноль или -273,15°С. Охлаждение жидким гелием – решение, которое позволило разработчикам выполнить задачу. |
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.
Дозаправка томографов последних поколений проводится раз в 10 лет. Однако это оборудование дорогостоящее, поэтому заменять существующие аппараты на новинки готовы далеко не все клинические и поликлинические учреждения, имеющие кабинеты МРТ-диагностики.
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.
| Ни одна клиника или поликлиника не заинтересована в дорогостоящем ремонте, например, из-за квенча. При возникновении этого явления томограф теряет сверхпроводящую способность. | При квенче жидкий гелий выкипает, переходит в газообразное состояние, расширившись многократно в объеме, улетучивается в атмосферу через предохранительные клапаны аппарата. |
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.
Рекомендуем обращаться к специалистам компании «Медстрой» по вопросам заправки МРТ жидким гелием в Москве и Подмосковье при снижении уровня хладагента не более чем наполовину.
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.
Юморист
Регистрация: 2.12.14
Сообщений: 546
ПРО МЕДРАБОТНИКОВ, ПОЛИЦЕЙСКОГО И ТЕОРИЮ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Любопытная история произошла недавно в одном из многочисленных диагностических центров города N. Да ну ее, конспирацию – короче, в Нью-Йорке. Впрочем, коротко все равно не получится…
Морозное январское утро начиналось как обычно. Пришедшие на работу сотрудники раскочегаривали свои аппараты – рентген, ультразвук, и так далее по списку. Толпились посетители, втиснутые в расписание втрое против норм и часами дожидающиеся своей очереди. Прием начался в положенное время, и больные устремились на просвечивание, прослушивание, прощупывание и прочие необходимые медицине процедуры. Начал работу и самый дорогой и сложный агрегат – магнитно-резонансный томограф, или аппарат ЯМР (ядерно-магнитного резонанса). В тот день доселе безобидной букве М было суждено сыграть роковую роль…
Итак, подкатила очередная пациентка – очень пожилая афро-американская дама, передвигающаяся в инвалидной коляске. В центр ее привез сын — здоровенный мужик, полицейский; но без формы, в свободное от работы время. Что, согласитесь, прекрасно говорит о нем как о сыне и человеке. Какой недуг привел бабушку в тот день – история умалчивает, да и не важно: ЯМР здесь прописывают при любых расстройствах, включая желудочные.
Пересадив старушку в офисное кресло, оператор повезла ее в аппаратную комнату, строго-настрого наказав сыну оставаться в предбаннике. Процедура продвигалась по накатанной колее, пока дело не дошло до перемещения пациентки из кресла в агрегат – этакий стол, на котором больной въезжает в огромный металлический бублик. Тут случилась заминка: то ли бабушка сплоховала, то ли оператора силенки подвели. Узрев ситуацию через прозрачную дверь, сын ринулся на помощь. На этом моменте повседневная рутина закончилась, и начался вселенский кавардак…
Небольшой экскурс в физику. В аппарате ЯМР под влиянием магнитного поля оси вращения ядер элементов в теле пациента выстраиваются вдоль продольной линии. Затем, под воздействием резонансного импульса, вращение ядер водорода (или других элементов) меняет ориентацию, а при снятии импульса возвращается к прежнему состоянию, но с неодинаковой скоростью, зависящей от среды. Возникающий при этом сигнал регистрируется, и на основе множества таких процедур конструируется трехмерная модель тканей. Чтобы все это работало, необходимо сильное магнитное поле. Очень сильное. Ну, в Большом Адронном Коллайдере, наверно, помощнее будет, однако и рядовой магнитно-резонансный томограф легко мог бы сожрать пару грузовиков.
Но вернемся в комнату с нашим агрегатом, куда только что ворвался преданный сын пациентки. Презрев инструкции, он устремился к мамаше, помещенной в специальное, сделанное по всем правилам магнитной безопасности, кресло. Может, все бы и кончилось хорошо, но сын, как мы помним, работал полицейским. И в брюках(!) он держал пистолет. Что случилось дальше, догадаться не трудно. Невидимая сила подхватила полицейского и швырнула на поверхность аппарата, к которой он намертво прилип тазобедренным суставом. И повис, дергаясь, как гигантская бабочка без крыльев, пришпиленная к ватману.
Новость о происшествии распространились по офису со скоростью электромагнитной волны. Началась легкая паника; продолжалась она недолго, быстро перейдя в повальную. Прибежавшие на зов мужчины попытались отделить агрегат от пистолета и его хозяина. Естественно, безуспешно. После долгих усилий отвоевать глютеус* страдальца удалось, лишь вытащить копа из брюк. Попытки оторвать последние закончились провалом (предложения применить пассатижи и ломик, к счастью, до реализации не дошли). Преобладающему среди сотрудников женскому сословию открылась душераздирающая картина висящих на аппарате вооруженных пистолетом штанов и сидящего рядом мужика без оных. Началась новая волна паники, когда слабо разбирающиеся в военном деле женщины вообразили, что под воздействием магнитного поля штаны вот-вот откроют огонь на поражение.
Вы спросите: но почему же просто не отключить аппарат? Да потому что магнитно-резонансный томограф – это вам не швейная машинка. Для наведения магнитного поля мощностью во много тесел… то есть теслов… ну, неважно, — используется эффект сверхпроводимости. И чтобы проводимость была сверх, в вышеупомянутом бублике постоянно циркулирует жидкий гелий при температуре около нуля, но по кельвину. Из розетки томограф не выдернешь. Кнопки аварийного останова имеются, за тремя крышками и семью печатями… потому что после их одновременного нажатия установка обесточивается, гелий закипает, следует частичное разрушение аппарата, и предписывается немедленная эвакуация здания.
На втором часу драмы начальство, обладавшее сверхъестественным чутьем, поняло, что пришел писец, может быть, даже полный. Вооружившись карандашом и предусмотрительно удалив с себя металлические изделия вплоть до зубных коронок, начальница ворвалась в аппаратную и потребовала от много (но заслуженно) страдального полицейского написать объяснительную. К тому времени кто-то успел сбегать в ближайший «девяностодевятицентовый» магазин и купить ему новые штаны, так что коп приобрел более пристойный вид. Однако писать ксиву обрючённый полицейский наотрез отказался, без обиняков объяснив, что был не на дежурстве и иметь при себе пистолет, вообще-то, права не имел. И что пока начальство офиса пытается прикрыть глютеус, ему нужно спасать анус, а посему никаких бумаг писать он не станет…
Конец этой истории не трагичный, но досадный. Бедная, ни в чем в общем-то не повинная девушка-оператор была уволена на месте. Случилось происшествие, помнится, в среду днем, а вызванной из сервисного центра бригаде удалось устранить ЧП лишь к вечеру пятницы (для чего, по словам очевидцев, техникам пришлось «разобрать пол-аппарата»). Томограф вернулся к основному предназначению – зарабатывать деньги владельцам. Начальство, долго игнорировавшее требования персонала надежно отгородить томограф от случайных визитеров, отделалось легким испугом. Что стало с полицейским и как он три дня объяснял отсутствие служебного оружия – неизвестно.
Мораль стара, как мир: соблюдайте технику безопасности. А не то можно отправиться вслед за Галичем, которому повезло еще меньше, чем полицейскому.
Пруф…