Dlaczego w rezonansie magnetycznym stosuje się substancje kriogeniczne?
1. Nadprzewodnictwo: Magnesy stosowane w skanerach MRI są nadprzewodzące, co oznacza, że przewodzą prąd elektryczny przy zerowym oporze. Ta właściwość jest niezbędna do generowania silnych pól magnetycznych potrzebnych do obrazowania MRI. Do chłodzenia cewek nadprzewodzących do ekstremalnie niskich temperatur, zwykle poniżej 4 Kelvinów (-269 stopni Celsjusza), stosuje się substancje kriogeniczne, takie jak ciekły hel. W tych temperaturach opór elektryczny cewek znacznie spada, umożliwiając im przesyłanie dużych ilości prądu bez wytwarzania nadmiernego ciepła.
2. Natężenie pola magnetycznego: Siła pola magnetycznego w skanerze MRI jest bezpośrednio powiązana z jakością i rozdzielczością obrazu. Chłodzenie kriogeniczne pozwala na wytworzenie silniejszych pól magnetycznych, które dają obrazy wyższej jakości, z większą szczegółowością i czułością.
3. Zredukowany hałas: Chłodzenie kriogeniczne pomaga zredukować szum termiczny w skanerze MRI. Szum termiczny to losowa fluktuacja sygnałów elektrycznych wykrywanych przez skaner MRI, która może zakłócać jakość obrazu. Utrzymanie niskiej temperatury minimalizuje szum termiczny, co zapewnia wyraźniejszy i dokładniejszy obraz.
4. Wydajne działanie: Chłodzenie kriogeniczne poprawia wydajność skanerów MRI poprzez zmniejszenie ilości energii wymaganej do wytworzenia i utrzymania pola magnetycznego. Prowadzi to do niższych kosztów eksploatacji i większych oszczędności energii.
Typowe czynniki kriogeniczne stosowane w MRI obejmują ciekły hel (4 kelwiny) i ciekły azot (77 kelwinów). Te substancje kriogeniczne są przechowywane w wyspecjalizowanych pojemnikach zwanych kriostatami, które zaprojektowano tak, aby utrzymywały ekstremalnie niskie temperatury wymagane do nadprzewodnictwa.
Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie kriogenów w MRI ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia wysokiego natężenia pola magnetycznego, redukcji szumów, poprawy jakości obrazu i zapewnienia wydajnego działania skanera MRI.
