Chłodzenie rezonansu magnetycznego (MRI) – na czym polega?

utworzone przez | 14 lutego 2023 | Montaż klimatyzacji

Chłodzenie Rezonansu Magnetycznego.

Chłodzenie rezonansu magnetycznego to kluczowy proces w aparatach MRI, który pozwala na utrzymanie stabilnej temperatury w cewkach i magnesach używanych do generowania pola magnetycznego. W tym artykule dowiesz się więcej o tym, jak działa chłodzenie rezonansu magnetycznego i dlaczego jest ono tak ważne.

Rezonans Magnetyczny (w skrócie RM lub z angielskiego MRI – Magnetic Resonance Imaging) jest bardzo nowoczesną techniką obrazowania medycznego, która wykorzystuje pole magnetyczne i generowane komputerowo fale radiowe. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego to nieinwazyjny sposób diagnozowania, pozwalające uzyskać bardzo dokładny, wyraźny i szczegółowy obraz wnętrza obiektów – a w przypadku diagnostyki medycznej obraz narządów wewnętrznych lub różnego rodzaju schorzeń, w tym nowotworów.

Technologia rezonansu magnetycznego (MR) wykorzystuje silne pole magnetyczne, w którym umieszczamy badany obiekt do wzbudzenia sygnałem radiowym cząsteczek wody i atomów wodoru zawartych w obiekcie lub w ciele pacjenta. Poddane działaniu silnego pola magnetycznego, protony wodoru drgają oddając skierowaną na nie energię w postaci fal radiowych o odpowiedniej częstotliwości. Protony w różnych komórkach oddają tę energię z różną prędkością. Zależność ta jest analizowana przez specjalistyczne oprogramowanie, które przekłada te informacje na obraz, przypisując odpowiednim komórkom różne kolory. Na tej podstawie można odróżniać nie tylko tkanki poszczególnych typów – ale też komórki chore od zdrowych.

Silne pole magnetyczne generowane jest przez magnesy nadprzewodzące. Stosowane pole magnetyczne ma zwykle wartość od 0,5 do 3,0 Tesli.

Chłodzenie rezonansu magnetycznego składa się z kilku elementów:

Chłodzenie cewek rezonansu magnetycznego

Chłodzenie rezonansu magnetycznego ciekłym helem

Do wytwarzania pola magnetycznego wszystkie aparaty MRI wykorzystują nadprzewodzące cewki magnetyczne, które zanurzone są w ciekłym helu. Cewki muszą być schłodzone do około -296°C, aby pobudzać właściwości nadprzewodzące zawartych w nich stopach metali. Niską temperaturę chłodzenia utrzymuje się dzięki cyrkulacji ciekłego helu wokół cewek magnetycznych. Średniej wielkości skaner MRI może zawierać około 1700 litrów helu.

Chłodzenie sprężarki helowej rezonansu magnetycznego

W trakcie pracy urządzenia ciekły hel po kontakcie z cewkami magnetycznymi ogrzewa się i odparowuje. Do sprężania i ponownego skroplenia gazowego helu z powrotem do stanu ciekłego przed powrotem do magnesu MRI służy mechanizm „Zimnej Głowicy” (Cold Head) wraz ze sprężarką helu (CRY). Pracująca sprężarka wydziela ciepło. Ciepło z silnika sprężarki (CRY) musi zostać usunięte, aby utrzymać odpowiednią wydajność obiegu helu i zapewnienić stabilne pole magnetyczne. Sprężarki helowe (CRY) mogą oddawać ciepło bezpośrednio do otoczenia przez wymiennik powietrzny lub do instalacji hydraulicznej poprzez wymiennik wodny.

Schemat obiegu helu do chłodzenia cewek rezonansu magnetycznego MRI

Chłodzenie dla kompresora CRY jest wymagane nieustannie 24h na dobę przez cały rok od chwili dostarczenia i napełnienia magnesu.

Chłodzenie pomieszczenia technicznego rezonansu magnetycznego

Schemat chłodzenia rezonansu magnetycznego

Oprócz kontrolowania temperatury wokół cewek skanera MRI znajdującego się w pomieszczeniu badań, podczas pracy maszyny trzeba odprowadzać ciepło także z kilku innych procesów. Ciepło, które należy usunąć wytwarzają także obudowy, szafy gradientowe i wzmacniacze RF które znajdują się w oddzielnym pomieszczeniu technicznym. Do chłodzenia tych elementów urządzenie może posiadać specjalną szafę wymiany ciepła (HEC) umieszczoną w tym samym pomieszczeniu technicznym (oddzielonym od pomieszczenia z magnesami). Szafa HEC wykorzystuje wodne wymienniki ciepła, które można podłączyć do źródła chłodu z agregatu chłodniczego.

Jeśli agregat chłodniczy zatrzyma się i nie będzie stałego dopływu wody chłodzącej, sprężarka helowa (CRY) może się bardzo nagrzać i w końcu przestać działać. W rezultacie może nastąpić stopniowa utrata lub po uruchomieniu systemu awaryjnego nagły wyrzut helu (Quench) . Aby temu zapobiec szafę HEC podłącza się do awaryjnego systemu przelewowego wody miejskiej.

Chłodzenie pomieszczenia badań rezonansu magnetycznego

Ponieważ w sąsiedztwie rezonansu magnetycznego nie można instalować żadnych urządzeń, chłodzenie pomieszczenia badań realizowane jest w sposób pośredni przez nawiew chłodnego powietrza kanałami wentylacyjnymi z centrali wentylacyjnej. System automatyki reguluje nawiew powietrza w celu dokładnego utrzymania żądanej temperatury w pomieszczeniu skanowania. Zapewnia to stabilną, komfortową temperaturę podczas zabiegów. Niższa temperatura badanej części ciała powoduje, że badanie jest lepszej jakości. 

Sterowniki chłodzenia rezonansu magnetycznego

Przy nadmiernym rozgrzaniu elementów rezonansu, hel z instalacji może przedostać się do pomieszczenia badań i wyprzeć tlen. Aby temu zapobiec wszystkie pokoje do skanowania muszą zawierać czujnik tlenu, który uruchamia alarm, jeśli jego zawartość w powietrzu spadnie poniżej określonego poziomu. W tych okolicznościach konieczna jest natychmiastowa ewakuacja pacjenta i personelu. Układ wentylacyjny chłodzenia musi być zintegrowany z układem awaryjnego przewietrzania pomieszczenia badań.

Chłodzenie pomieszczeń przychodni rezonansu magnetycznego

Ostatnim, ale nie mniej ważnym zagadnieniem jest chłodzenie, a w zasadzie klimatyzowanie pomieszczeń przychodni rezonansu magnetycznego. Przychodnie  mają różnorodne, oddzielne przestrzenie dla różnych funkcji. Są wśród nich pokoje zabiegowe, pokoje personelu, pomieszczenia techniczne, poczekalnie i inne… Każde pomieszczenie może wymagać indywidualnych standardów temperatury, wilgotności i wentylacji. Niektóre, uważane za krytyczne, potrzebują  dokładniejszej kontroli wszystkich elementów klimatu.

Chłodzenie (klimatyzacja) pomieszczeń przychodni rezonansu magnetycznego może być zrealizowane w sposób pośredni przez centralę wentylacyjną lub bezpośredni, za pomocą różnego typu klimatyzatorów. Dobór odpowiedniego systemu jest zależny w głównej mierze od możliwości, jakie daje dana lokalizacja przychodni.

Firma ACS Serwis Klimatyzacji ma bogatą wiedzę i wieloletnie doświadczenie w opracowywaniu i wykonywaniu instalacji chłodzenia rezonansu magnetycznego.

Szukasz instalacji chłodzenia Rezonansu do swojej przychodni? Służymy naszą wiedzą i umiejętnościami.

Sprawdź nasze możliwości !