|
Записаться
|
Гелий для мртЗаправка МРТ и профессиональный криогенный сервис с гарантией качественного результатаМедицина 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:
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:
 Для того чтобы дорогостоящий аппарат не вышел из строя, доверьте заправку его жидким гелием специалистам «Медстрой», имеющим опыт, навыки и необходимые допуски, современное оснащение.
Как проводится дозаправка МРТ: особенности процесса и стоимость услугТранспортировка 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.
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.
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. medstroy.pro Заправка МРТ жидким гелием с гарантией, быстрая заправка гелием МРТПри работе МРТ-сканеров неизбежен постоянный перегрев катушек, поэтому своевременная заправка МРТ охлаждающим гелием необходима для безопасной и стабильной работы.
Почему заправлять МРТ нужно чаще
Заправка МРТ по идеально отработанной технологииРаботаем со всеми доступными на рынке моделями сканеров
Для работ используются сосуды Дьюара с гелием, переливные устройства и особый инструментарий. Снизим Ваши расходы и увеличим срок службы МРТ
Предлагаем выгодные и удобные условия на обслуживание и ремонт
Мы ремонтируем и обслуживаем медицинскую технику на выгодных условиях и предоставляем широкий спектр услуг, в том числе заправка гелием МРТ, цена которой не завышена и приемлема для всех клиник.
ersplus.ru FAQВ кабинете магнитно-резонансной томографии (МРТ) сверхпроводящий магнит устанавливается в центре экранированной комнаты, клетки Фарадея, защищающей аппарат от помех со стороны внешних электромагнитных полей. Обычно это заземленная клетка, изготавливается из хорошо проводящего материала, например, медной фольги.
Чтобы магнит находился в сверхпроводящем состоянии, необходимо поддерживать его температуру 4.2 градуса Кельвина, -269 градуса Цельсия, что достигается за счет использования жидкого гелия. Для того чтобы снизить испаряемость дорогостоящего жидкого гелия до нуля, в современных магнитах систем МРТ устанавливается двухступенчатая криоголовка замкнутого цикла (cold hеad, криорефрижератор), позволяющий достигать температур ниже 4 Кельвина и, соответственно, ожижать испаряющийся гелий в магните. За пределами клетки Фарадея устанавливается компрессор, необходимый для работы рефрижератора. Компрессор соединяется с криоголовкой посредством гелиевых магистралей высокого давления, прямого и обратного потока (Supply, Return). Гелиевый контур рефрижератора не связан с жидким гелием в самом магните. Первая ступень рефрижератора охлаждает тепловой экран, значительно снижающим теплоприток к жидкому гелию. Вторая ступень рефрижератора охлаждает теплообменник, который сжижает испаряющийся гелий обратно в криостат. Как правило, скорость сжижения больше скорости испарения гелия и если не принимать специальных мер, то давления в гелиевом объеме криостата станет отрицательным, что может привести к подсасыванию воздуха из комнаты в криостат. Жидкий гелий имеет самую низкую температуру из всех существующих веществ, поэтому любые другие газы, попавшие в объем с гелием будут находиться в твердом состоянии, превратятся в «лёд», что крайне опасно. Для того, чтобы сбалансировать скорости испарения и сжижения гелия в криостате устанавливается автоматически управляемый нагреватель, который повышает скорость испарения гелия. Со временем производительность рефрижератора может снижаться, соответственно будет снижаться и мощность нагревателя. В некоторых моделях МРТ предусмотрено автоматическое отключение рефрижератора при снижении давления в магните ниже установленного уровня, что позволяет предотвратить образование льда. www.mrt-cryo.ru Заправка МРТ-томографа жидким гелием | Центр МРТ «Ами»Развитие медицинских технологий поспособствовало появлению магнитно-резонансного томографа, благодаря которому стало возможным диагностировать различные заболевания своевременно, максимально точно и без вреда для здоровья. Однако при работе с таким сложным оборудованием нужно уделять большое внимание его техническому обслуживанию, в том числе заправке томографа жидким гелием. Зачем нужна заправка томографа жидким гелием?
Именно жидкий гелий используется в качестве хладагента встроенной системы охлаждения магнита, так как имеет самую низкую температуру кипения, которая составляет 4.2 градуса Кельвина (-269 градусов Цельсия). Помимо этого, он химически пассивен, не взрывоопасен, не горюч и не токсичен. Испаряясь, гелий компенсирует внутреннее выделение тепла и обеспечивает температурную стабильность сверхпроводника. При низких температурах, которые достигаются благодаря присутствию жидкого гелия, сверхпроводящие металлы начинают обладать строго нулевым электрическим сопротивлением (способностью пропускать электрический ток высокой плотности), за счет чего они создают очень мощное магнитное поле, позволяя МРТ-аппарату функционировать. Следует отметить, что некоторые типы МРТ-аппаратов необходимо заправлять жидким гелием крайне редко, а некоторые не нуждаются в этом совсем. Например, существуют томографы, функционирующие на базе технологии нулевого испарения гелия. Она устроена таким образом, что при исправной работе всех ее составляющих потеря гелия практически отсутствует, а его дозаправка осуществляется примерно 1 раз в 10 лет. Кроме того, нет необходимости заправлять низкопольные томографы с мощностью до 0,35 Тл, в которых источником магнитного поля служит постоянный магнит, так как при его работе не требуется дополнительная электроэнергия и охлаждение. Тем не менее, наиболее востребованными являются МРТ-аппараты, которые нужно регулярно заправлять жидким гелием, из-за более выгодного соотношения качество/цена/износостойкость. Как проходит заправка томографа жидким гелием?
Жидкий гелий перевозится в специальных «бочках» – сосудах Дьюара (дьюарах). Они предназначены для продолжительного хранения и транспортировки веществ при повышенной или пониженной температуре, то есть сосуд Дьюара представляет собой своеобразный сложно устроенный термос, находящийся под вакуумом. Вместимость таких сосудов варьируется от 2 до 1000 литров. Для заправки разных моделей томографа может понадобиться различное количество жидкого гелия. Например, в нашем центре установлен томограф Siemens Symphony 1,5 Тл, и для его заправки при уровне гелия около 50% необходимо 3 сосуда Дьюара объемом 275 литров. Хладагент заправляется в специально предназначенный для этого отсек в томографе – так называемую гелиевую полость (криостат). Для этого, помимо дьюара с жидким гелием, специалисты используют баллон с газообразным гелием и удлиненное переливное устройство, которое соединяет баллон с сосудом Дьюара, а последний в свою очередь подсоединяется к томографу. После этого одновременно открываются вентили обоих сосудов. Газообразный гелий, проходя по шлангу переливного устройства, начинает выталкивать жидкий гелий из дьюара, который таким образом заполняет гелиевую полость. Со стороны заправка томографа выглядит очень просто, однако на самом деле это сложный процесс, выполняя который специалисты учитывают все до мелочей. Они следят за тем, сколько гелия поступает в томограф, когда нужно отсоединить один дьюар и подсоединить следующий, точно рассчитывают все действия по времени и соблюдают необходимые меры предосторожности – одно неправильное движение может привести к не самым приятным последствиям вплоть до поломки МР-аппарата, вызванной квенчем. Квенч – переход магнита томографа из сверхпроводящего состояния в несверхпроводящее. Этот процесс характеризуется повышением температуры в криостате, что приводит к быстрому выкипанию жидкого гелия и его переходу в газообразное состояние (при этом его объем увеличивается в сотни раз). В связи с этим происходит экстренный выброс гелия по предохранительным клапанам. Результатом квенча становится выход томографа из строя.  Здесь можно посмотреть видео квенча, искусственно вызванного учеными. Как часто нужно заправлять томограф?Заправка должна проводиться регулярно, однако ее частота зависит от многих факторов: марки и модели томографа, режима эксплуатации оборудования и так далее. Известно, что в среднем томограф теряет около 5-10% жидкого гелия в месяц в зависимости от интенсивности работы и некоторых других факторов. Кроме того, существует одно строгое правило – томограф следует заправлять, когда уровень гелия в гелиевой полости составляет не менее 50%. Нежелательно, чтобы уровень опускался ниже этой отметки, так как повышается риск возникновения квенча. Своевременная заправка жидким гелием позволяет минимизировать риски возникновения неисправностей и продлить срок службы томографа. www.mrtspb.ru «Российские ученые создают безгелиевый томограф» в блоге «Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения»На фото: ортопедический томограф «МРСканекс» (фото предоставлено разработчиками) Создав первый сверхпроводящий томограф в России, специалисты из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) внедряют отработанные технологии в новом масштабном проекте по созданию уникального томографа с безгелиевой системой охлаждения. Завершено создание опытных образцов всех компонентов томографа, сообщает Агентство научной информации «ФИАН-Информ». Сегодня магнитно-резонансная томография совершенствуется технологически в нескольких направлениях. Одна из глобальных научных проблем в этой сфере — уменьшение использования жидкого гелия для охлаждения сверхпроводящего магнита в томографе. Жидкий гелий — это дорогой материал, его применение усложняет обслуживание аппарата. Одна из наиболее перспективных альтернатив жидкому гелию — охладители особого типа, так называемые криогенные рефрижераторы (криорефрижераторы). Они представляют собой модификации обычных холодильников, в которых привычный нам фреон заменяется газообразным гелием. Если обычный холодильник может замораживать содержимое до минус 80 °C, то криорефрижераторы позволяют охладить свою «начинку» до температуры 4 К (около минус 269 °С). Такие «холодильники» подключаются к магниту — катушке из сверхпроводника — и промораживают всю конструкцию. Успешная работа над такими системами ведётся в ФИАН и в созданной на его базе компании «МР-Томографикс». Здесь уже разработан томограф ортопедического типа (т.е. служащий для исследования состояния конечностей), в котором использование жидкого гелия сведено к минимуму: небольшого количества вещества хватает на несколько лет. Как утверждают создатели аппарата, он стал первым сверхпроводящим томографом в России и единственным в мире томографом для ортопедии и травматологии конечностей с разрешением 0,6 мм. Компактный томограф помог отработать основные технологии, которые легли в основу работы уже над полноразмерным томографом (т.е. позволяющим исследовать человека во весь рост). Эта установка будет работать без использования жидкого гелия. Руководитель проекта, начальник Криогенного отдела ФИАН, доктор физ.-мат. наук Евгений Демихов: «В ортопедическом томографе была использована система охлаждения замкнутого цикла. Объём гелия там использован очень маленький. Наливаешь гелий и используешь в течение нескольких лет. Следующий шаг заключается в том, чтобы сделать томограф совсем без гелия, чтобы вообще в виде жидкости его там не было. Нужно обеспечить температуру охлаждения магнита 4К. Безгелиевые технологии позволяют это осуществить». Сейчас работа над установкой идёт полным ходом. К уже созданному макету томографа добавились отдельные компоненты прибора в форме опытных образцов. Среди них — градиентно-корректирующий модуль, комплекс управляющей электроники, радиочастотные катушки и другие элементы, необходимые для работы томографа. Как отмечают разработчики, томограф будет изготовлен в соответствии с параметрами, привычными для врачей. Напряжение магнитного поля составит 1,5 Тл, диаметр туннеля для размещения пациента — 60 см (в несколько раз больше, чем у ортопедического томографа). Это создаёт новые задачи для участников проекта. Евгений Демихов: «Новый томограф по масштабу сильно отличается от предыдущего. Масса катушки вместе с криостатом в нём составляет около трёх тонн, а диаметр катушки — около двух метров. Получается, размеры выросли в 3−4 раза. Это усложняет задачу в целом, и в первую очередь — расчёты магнитного поля. Так что сейчас перед нами стоит задача обеспечить прочность конструкции, работу программного обеспечения и оптимальное распределение магнитного поля в томографе». sdelanounas.ru Гелий стал сверхтяжелым для науки – Газета Коммерсантъ № 189 (6427) от 16.10.2018Ректор петербургского политеха Андрей Рудской пожаловался в ФАС на «Газпром межрегионгаз» («Газпром МРГ»), который, по словам ученого, повысил цену на гелий в России за минувшие полгода более чем в два раза. Это может привести к подорожанию процедуры магнитно-резонансной томографии (МРТ) и научных исследований в ряде отраслей. При этом объемы торгов на гелиевых аукционах, где и фиксировался рост цен, с апреля не менялись. В «Газпром МРГ» связали подорожание гелия с колебаниями курса рубля и тем, что внутренний рынок следует за ростом мировых цен на гелий, также резко подскочивших в последние месяцы. В Минздраве подтвердили, что подорожание гелия действительно может привести к увеличению стоимости МРТ. В распоряжении “Ъ” оказалось обращение ректора Санкт-Петербургского политехнического университета им. Петра Великого Андрея Рудского в УФАС по Санкт-Петербургу. Он требует возбудить антимонопольное дело против ООО «Газпром межрегионгаз» из-за резкого роста цен на гелий. Господин Рудской пишет, что после того, как в апреле поставщиком жидкого гелия стала эта компания («Газпром» передал ей оптовую продажу ряда продуктов в РФ от «Газпром газэнергосети»), цены выросли более чем в два раза. По мнению ректора, это приведет к подорожанию процедуры магнитно-резонансной томографии в клиниках, наука же столкнется с недостатком средств на обслуживание дорогостоящего оборудования. В петербургском УФАС заявили, что получили жалобу и рассмотрят ее в течение месяца. Гелий получают при очистке природного газа, в России газ с такими примесями есть в Оренбургской области. Гелиевый завод ООО «Газпром Оренбург добыча» — основной поставщик гелия, есть и частные компании, но их производство минимально. По оценке монополии, в РФ добывают около 5 млн кубометров гелия в год (2,5–3% мирового рынка), потребляется 4,9 млн кубометров. Жидкий гелий необходим для приборов, в том числе в www.kommersant.ru Вопросы-ответы - Радиомед Центр
1) Кто предоставляет строительные чертежи кабинета и конструкционные параметры? Все чертежи для электрических сетей, физических и механических конструкций предоставляются компанией Радиомед Центр после тщательной оценки объекта и разработки детального плана проекта Вашего кабинета.
2) Кто занимается демонтажными работами из первоначального местоположения? Все работы по демонтажу МРТ или КТ с мест их первоначального расположения производятся инженерами компании Радиомед Центр и их партнерами.
3) Откуда поставляются системы МРТ и КТ? Поставки МРТ и КТ осуществляются только из Европы (Германия, Голландия, Франция, Дания) и США.
4) Кто заправляет МРТ гелием до отправки? Перед отправкой компания Радиомед Центр проводит полную заправку МРТ гелием (95%).
5) Знает ли продавец как охладить магнит, в случае если он потеряет весь гелий? У нас есть все возможности охладить магнит МРТ, в случае, если он потеряет гелий.
6) Кто поставляет гелий? Мы сотрудничаем с несколькими поставщиками гелия для МРТ, с целью удовлетворения потребностей всех наших клиентов. Для систем МРТ, установленных в России, мы поставляем гелий от производителей из Германии, Польши, а также России.
7) Поставляет ли продавец чиллер? В случае необходимости и по согласованию сторон компания Радиомед Центр поставляет чиллер, который устанавливается еще до прибытия системы МРТ.
8) Стабилизатор и система бесперебойного электропитания будут поддерживать весь МРТ или только пульт управления?
Базовый комплект содержит систему бесперебойного питания для пульта управления, но в случае необходимости мы готовы предоставить систему бесперебойного питания для всей системы МРТ или КТ.
9) Является ли установка чиллера обязательством продавца? По взаимной договоренности компания Радиомед Центр ведет установку чиллера и несет за это полную ответственность.
10) Кто занимается установкой МРТ или КТ? Наши инженеры устанавливают МРТ или КТ, в случае необходимости установкой занимаются инженеры из Германии или США.
11) Есть ли у продавца инструменты для настройки, которые обеспечивают четкое изображение МРТ в соответствии с требованиями? Радиомед Центр обеспечивает своих инженеров всеми необходимыми инструментами и поставляет их к месту установки для настройки и регулировки систем МРТ.
12) Если гелий требуется для МРТ когда он уже установлен на объекте, кто ответственен за доставку, установку и расходы по Гелию? При возникновении необходимости компания Радиомед Центр может предоставить такие услуги по желанию клиента.
13) Откуда будут поставляться детали, если будет такая необходимость? У нас есть проверенные поставщики деталей в США и Германии.
14) Включена ли холодная головка в комплект поставки? Такие необходимые элементы как холодная головка не только включаются в комплект поставки, но и меняются на новые.
15) Будет ли на объекте кто-нибудь для первоначального запуска МРТ? В процессе первого запуска МРТ на объекте будет присутсвовать инженер компании Радиомед Центр для обеспечения качественного запуска системы или для решения других вопросов, связанных с ним.
16) Какова квалификация инженера ответственного за установку? Наши инженеры, занимающиеся установкой оборудования, имеют опыт обучения во многих странах мира, работали свыше 10 лет по специальности, и, кроме того, сотрудничают и обмениваются опытом с другими инженерами из США, Германии и России.
17) Что такое гелий? Гелий – это самый важный элемент необходимый для поддержания стабильной работоспособности МРТ, поэтому мы поставляем гелий всегда оперативно и вовремя.
18) Сколько теряет МРТ в случае отключения его от питания? В случае отключения системы охлаждения во время перевозки и прохождения таможенной очистки, МРТ может потерять от 1 до 2% гелия в сутки.
19) Как происходит авиаперевозка дорогостоящих магнитов? Во время перевозки МРТ авиатранспортом мы используем специальные наборы, поддерживающие стабильность магнита при высоком давлении на высоте от 7,000 до 10,000 метров.
20) Что будет, если весь гелий в системе МРТ будет потерян? Потеря всего гелия в системе является крайне нежелательной, так как приводит к нарушениям в работе магнита, а это ведет к потере работоспособности всей системы.
21) Какими инструментами должны обладать инженеры поставщиков? Наши инженеры обладают специальными наборами инструментов для настройки и калибровки системы, а также поднятия поля магнита, необходимых для полной установки системы МРТ.
22) Какой в среднем ресурс трубок для КТ? В среднем, ресурс трубок для КТ составляет 700,000 сканов. radio-med.ru Добрый доктор гелий-3Владимир Тесленко Этот изотоп планируется добывать на Луне для нужд термоядерной энергетики. Однако это дело далекого будущего. Тем не менее гелий-3 чрезвычайно востребован уже сегодня — в частности, в медицине. Общее количество гелия-3 в атмосфере Земли оценивается всего лишь в 35 000 т. Его поступление из мантии в атмосферу (через вулканы и разломы в коре) составляет несколько килограммов в год. В лунном реголите гелий-3 постепенно накапливался в течение сотен миллионов лет облучения солнечным ветром. В результате тонна лунного грунта содержит 0,01 г гелия-3 и 28 г гелия-4; это изотопное соотношение (~0,04%) значительно выше, чем в земной атмосфере. Амбициозные планы добычи гелия-3 на Луне, на полном серьезе рассматриваемые не только космическими лидерами (Россия и США), но и новичками (Китай и Индия), связаны с надеждами, которые возлагают на этот изотоп энергетики. Ядерная реакция 3Не + D → 4Не + p имеет ряд преимуществ по сравнению с наиболее достижимой в земных условиях дейтериево-тритиевой реакцией T + D → 4Не + n. К этим преимуществам относится в десятки раз более низкий поток нейтронов из зоны реакции, что резко уменьшает наведенную радиоактивность и деградацию конструкционных материалов реактора. Кроме того, один из продуктов реакции — протоны — в отличие от нейтронов, легко улавливаются и могут быть использованы для дополнительной генерации электроэнергии. При этом и гелий-3, и дейтерий неактивны, их хранение не требует особых мер предосторожности, а при аварии реактора с разгерметизацией активной зоны радиоактивность выброса близка к нулю. Есть у гелий-дейтериевой реакции и серьезный недостаток — значительно более высокий температурный порог (для начала реакции требуется температура порядка миллиарда градусов). Хотя все это дело будущего, гелий-3 чрезвычайно востребован и сейчас. Правда, не для энергетики, а для ядерной физики, криогенной промышленности и медицины. Магнитно-резонансная томографияС момента своего появления в медицине магнитно-резонансная томография (МРТ) стала одним из основных диагностических методов, позволяющих без всякого вреда заглянуть «внутрь» различных органов. Примерно 70% массы человеческого тела приходится на водород, ядро которого, протон, обладает определенным спином и связанным с ним магнитным моментом. Если поместить протон во внешнее постоянное магнитное поле, спин и магнитный момент ориентируются либо вдоль поля, либо навстречу, причем энергия протона в первом случае будет меньше, чем во втором. Протон можно перевести из первого состояния во второе, передав ему строго определенную энергию, равную разнице между этими энергетическими уровнями, — например, облучая его квантами электромагнитного поля с определенной частотой.
Именно так и устроен МР-томограф, только обнаруживает он не отдельные протоны. Если поместить образец, содержащий большое количество протонов в мощное магнитное поле, то количества протонов с магнитным моментом, направленным вдоль и навстречу полю, окажутся примерно равными. Если начать облучать этот образец электромагнитным излучением строго определенной частоты, все протоны с магнитным моментом (и спином) «вдоль поля» перевернутся, заняв положение «навстречу полю». При этом происходит резонансное поглощение энергии, а во время процесса возвращения к исходному состоянию, называемому релаксацией, — переизлучение полученной энергии, которое можно обнаружить. Это явление и называется ядерным магнитным резонансом, ЯМР. Средняя поляризация вещества, от которой зависит полезный сигнал при ЯМР, прямо пропорциональна напряженности внешнего магнитного поля. Чтобы получить сигнал, который можно обнаружить и отделить от шумов, требуется сверхпроводящий магнит — только ему под силу создать магнитное поле с индукцией порядка 1–3 Тл. Магнитный газМР-томограф «видит» скопления протонов, поэтому отлично подходит для изучения и диагностики мягких тканей и органов, содержащих большие количества водорода (в основном в виде воды), а также дает возможность различать магнитные свойства молекул. Таким способом можно, скажем, отличить артериальную кровь, содержащую гемоглобин (основной переносчик кислорода в крови), от венозной, содержащей парамагнитный дезоксигемоглобин, — именно на этом основана фМРТ (функциональная МРТ), позволяющая отслеживать активность нейронов головного мозга. Но, увы, такая замечательная методика, как МРТ, совершенно не приспособлена для изучения заполненных воздухом легких (даже если наполнить их водородом, сигнал от газообразной среды с низкой плотностью будет слишком слаб на фоне шумов). Да и мягкие ткани легких не слишком хорошо видны с помощью МРТ, поскольку они «пористые» и содержат мало водорода. Можно ли обойти это ограничение? Можно, если использовать «намагниченный» газ — в этом случае средняя поляризация будет определяться не внешним полем, потому что все (или почти все) магнитные моменты будут ориентированы в одном направлении. И это вовсе не фантастика: в 1966 году французский физик Альфред Кастлер получил Нобелевскую премию с формулировкой «За открытие и разработку оптических методов исследования резонансов Герца в атомах». Он занимался вопросами оптической поляризации спиновых систем — то есть как раз «намагничиванием» газов (в частности, гелия-3) с помощью оптической накачки при резонансном поглощении фотонов с круговой поляризацией. Дышите глубжеПионерами использования поляризованных газов в медицине стала группа исследователей из Принстона и Нью-Йоркского университета в Стони-Брук. В 1994 году ученые опубликовали в журнале Nature статью, в которой впервые было продемонстрировано изображение легких мыши, полученное с помощью МРТ. Правда, МРТ не совсем стандартной — методика была основана на отклике не ядер водорода (протонов), а ядер ксенона-129. К тому же газ был не совсем обычным, а гиперполяризованным, то есть заранее «намагниченным». Так родился новый метод диагностики, который вскоре начали применять и в человеческой медицине. Гиперполяризованный газ (обычно в смеси с кислородом) попадает в самые дальние закоулки легких, что дает возможность получить МРТ-снимок с разрешением на порядок выше лучших рентгеновских снимков. Можно даже построить детальную карту парциального давления кислорода в каждом участке легких и потом сделать заключение о качестве кровяного потока и диффузии кислорода в капиллярах. Эта методика позволяет изучить характер вентиляции легких у астматиков и контролировать процесс дыхания критических пациентов на уровне альвеол. Достоинства МРТ с использованием гиперполяризованных газов этим не ограничиваются. Поскольку газ гиперполяризован, уровень полезного сигнала оказывается значительно выше (примерно в 10 000 раз). Это означает, что отпадает необходимость в сверхсильных магнитных полях, и приводит к конструкции так называемых слабопольных МР-томографов — они дешевле, мобильнее и гораздо просторнее. В таких установках используются электромагниты, создающие поле порядка 0,005 Тл, что в сотни раз слабее стандартных МР-томографов. Маленькое препятствиеХотя первые эксперименты в этой области проводились с гиперполяризованным ксеноном-129, вскоре его заменил гелий-3. Он безвреден, позволяет получать более четкие изображения, чем ксенон-129, имеет в три раза больший магнитный момент, что обусловливает более сильный сигнал в ЯМР. Кроме того, обогащение ксенона-129 из-за близости массы с другими изотопами ксенона — дорогой процесс, да и достижимая поляризация газа существенно ниже, чем у гелия-3. К тому же ксенон-129 обладает седативным эффектом. Но если слабопольные томографы просты и дешевы, почему же метод МРТ с гиперполяризованным гелием не используется сейчас в каждой поликлинике? Есть одно препятствие. Но зато какое! Наследие холодной войныЕдинственный способ получения гелия-3 — распад трития. Большая часть запасов 3He обязана своим происхождением распаду трития, произведенного во время ядерной гонки вооружений в период холодной войны. В США к 2003 году было накоплено примерно 260 000 л «сырого» (неочищенного) гелия-3, а к 2010 году осталось только 12 000 л незадействованного газа. В связи с возрастанием спроса на этот дефицитный газ в 2007 году даже было восстановлено производство ограниченных количеств трития, и до 2015 года планируется дополнительно получать по 8000 л гелия-3 ежегодно. При этом годовой спрос на него уже сейчас составляет не менее 40 000 л (из них только 5% используется в медицине). В апреле 2010 года американский Комитет по науке и технологии США сделал вывод, что нехватка гелия-3 приведет к реальным негативным последствиям для многих областей. Даже ученые, работающие в ядерной отрасли США, испытывают трудности с приобретением гелия-3 из запасов государства. Аукционная цена гелия-3 колеблется в районе $2000 за литр, причем никаких тенденций к снижению не наблюдается. Дефицит этого газа обусловлен тем, что основная часть гелия-3 используется для изготовления нейтронных детекторов, которые применяются в устройствах для обнаружения ядерных материалов. Такие детекторы регистрируют нейтроны по реакции (n, p) — захвату нейтрона и испусканию протона. А чтобы засечь попытки завоза ядерных материалов, таких детекторов требуется очень много — сотни тысяч штук. Именно по этой причине гелий-3 стал фантастически дорог и малодоступен для массовой медицины. Впрочем, надежды есть. Правда, возлагаются они не на лунный гелий-3 (его добыча остается отдаленной перспективой), а на тритий, образующийся в тяжеловодных реакторах типа CANDU, которые эксплуатируются в Канаде, Аргентине, Румынии, Китае и Южной Корее. elementy.ru КомплектующиеКомпания МРТ-крио осуществляет поставку оригинальных комплектующих для томографов. Среди комплектующих: Предлагаем новые и восстановленные на заводе-изготовителе SHI Cryogenics 4 К криогловки с официальной гарантией 1 год и маркировкой R (Refubrished).
Возврат использованной криоголовки на завод изготовитель и установка восстановленной детали обойдется в разы дешевле покупки новой. При этом на восстановленную криоголовку распространяется та же гарантия, что и на новую. Нередко восстановленные криоголовки устанавливаются производителем МРТ на новые системы. Поставим криоголовки моделей RDK 408 A2, RDK 408 A3, RDK 408 D2, RDK 408 L2, RDK 408 L3 и др. В наличии на складе в Москве
Предлагаем новые оригинальные геливые компрессоры от производителя SHI (Summitomo Heavy Industries) модели F-50, F-70, HC-8E, CSW-71.
Осуществляем периодическое обслуживание компрессоров (замена адсорбера, дозаправка гелием, добавление масла). Предлагаем новые оригинальные геливые линии прямого и обратного потока (Supply and Return gas lines) от производителя SHI (Summitomo Heavy Industries).
Геливые линии требуют замены при появлении в них масла или других загрязнений. Такое возможно при несвоевременной замене адсорбера. Масло, попавшее в криоголовку значительно сократит срок её службы. В наличии на складе в Москве
Поставляем оригинальные адсорберы для гелиевых компрессоров.
Гелиевые компрессоры для криокуллеров (cold head) являются масляными, т.е. рабочее тело (гелий) смешивается с маслом, при этом к газообразному гелию, поступающему в криоголовку предъявляются специальные требования по чистоте (не хуже 99,999%). Адсорбер является важным элементом криогенной системы, очищающим газообразный гелий от масла. Своевременная замена адсорбера продлит срок эксплуатации криоголовки. В наличии на складе в Москве
Для всех моделей МРТ (Угольные и металлические).
www.mrt-cryo.ru Гелий-3 на службе человеку | Журнал Популярная МеханикаЭтот изотоп планируется добывать на Луне для нужд термоядерной энергетики. Однако это дело далекого будущего. Тем не менее гелий-3 чрезвычайно востребован уже сегодня — в частности, в медицине. Общее количество гелия-3 в атмосфере Земли оценивается всего лишь в 35 000 т. Его поступление из мантии в атмосферу (через вулканы и разломы в коре) составляет несколько килограммов в год. В лунном реголите гелий-3 постепенно накапливался в течение сотен миллионов лет облучения солнечным ветром. В результате тонна лунного грунта содержит 0,01 г гелия-3 и 28 г гелия-4; это изотопное соотношение (~0,04%) значительно выше, чем в земной атмосфере. Амбициозные планы добычи гелия-3 на Луне, на полном серьезе рассматриваемые не только космическими лидерами (Россия и США), но и новичками (Китай и Индия), связаны с надеждами, которые возлагают на этот изотоп энергетики. Ядерная реакция 3Не+D→4Не+p имеет ряд преимуществ по сравнению с наиболее достижимой в земных условиях дейтериево-тритиевой реакцией T+D→4Не+n. К этим преимуществам относится в десятки раз более низкий поток нейтронов из зоны реакции, что резко уменьшает наведенную радиоактивность и деградацию конструкционных материалов реактора. Кроме того, один из продуктов реакции — протоны — в отличие от нейтронов, легко улавливаются и могут быть использованы для дополнительной генерации электроэнергии. При этом и гелий-3, и дейтерий неактивны, их хранение не требует особых мер предосторожности, а при аварии реактора с разгерметизацией активной зоны радиоактивность выброса близка к нулю. Есть у гелий-дейтериевой реакции и серьезный недостаток — значительно более высокий температурный порог (для начала реакции требуется температура порядка миллиарда градусов).
Хотя все это дело будущего, гелий-3 чрезвычайно востребован и сейчас. Правда, не для энергетики, а для ядерной физики, криогенной промышленности и медицины. Магнитно-резонансная томографияС момента своего появления в медицине магнитно-резонансная томография (МРТ) стала одним из основных диагностических методов, позволяющих без всякого вреда заглянуть «внутрь» различных органов. Примерно 70% массы человеческого тела приходится на водород, ядро которого, протон, обладает определенным спином и связанным с ним магнитным моментом. Если поместить протон во внешнее постоянное магнитное поле, спин и магнитный момент ориентируются либо вдоль поля, либо навстречу, причем энергия протона в первом случае будет меньше, чем во втором. Протон можно перевести из первого состояния во второе, передав ему строго определенную энергию, равную разнице между этими энергетическими уровнями, — например, облучая его квантами электромагнитного поля с определенной частотой. Как намагнитить гелий-3 Простейшим и самым прямым способом намагнитить гелий-3 является его охлаждение в сильном магнитном поле. Однако эффективность этого метода весьма низка, к тому же он требует сильных магнитных полей и низких температур. Поэтому на практике применяют метод оптической накачки — передачи атомам гелия спина от поляризованных фотонов накачки. В случае с гелием-3 это происходит в два этапа — оптическая накачка в метастабильном состоянии и спиновый обмен между атомами гелия в основном и метастабильном состоянии. Технически это реализуется путем облучения лазерным излучением с круговой поляризацией ячейки с гелием-3, переведенного в метастабильное состояние слабым высокочастотным электрическим разрядом, в присутствии слабого магнитного поля. Поляризованный гелий можно хранить в сосуде с внутренним покрытием из цезия при давлении 10 атмосфер в течение порядка 100 часов. Именно так и устроен МР-томограф, только обнаруживает он не отдельные протоны. Если поместить образец, содержащий большое количество протонов в мощное магнитное поле, то количества протонов с магнитным моментом, направленным вдоль и навстречу полю, окажутся примерно равными. Если начать облучать этот образец электромагнитным излучением строго определенной частоты, все протоны с магнитным моментом (и спином) «вдоль поля» перевернутся, заняв положение «навстречу полю». При этом происходит резонансное поглощение энергии, а во время процесса возвращения к исходному состоянию, называемому релаксацией, — переизлучение полученной энергии, которое можно обнаружить. Это явление и называется ядерным магнитным резонансом, ЯМР. Средняя поляризация вещества, от которой зависит полезный сигнал при ЯМР, прямо пропорциональна напряженности внешнего магнитного поля. Чтобы получить сигнал, который можно обнаружить и отделить от шумов, требуется сверхпроводящий магнит — только ему под силу создать магнитное поле с индукцией порядка 1−3 Тл. Магнитный газМР-томограф «видит» скопления протонов, поэтому отлично подходит для изучения и диагностики мягких тканей и органов, содержащих большие количества водорода (в основном в виде воды), а также дает возможность различать магнитные свойства молекул. Таким способом можно, скажем, отличить артериальную кровь, содержащую гемоглобин (основной переносчик кислорода в крови), от венозной, содержащей парамагнитный дезоксигемоглобин, — именно на этом основана фМРТ (функциональная МРТ), позволяющая отслеживать активность нейронов головного мозга.
Но, увы, такая замечательная методика, как МРТ, совершенно не приспособлена для изучения заполненных воздухом легких (даже если наполнить их водородом, сигнал от газообразной среды с низкой плотностью будет слишком слаб на фоне шумов). Да и мягкие ткани легких не слишком хорошо видны с помощью МРТ, поскольку они «пористые» и содержат мало водорода. Можно ли обойти это ограничение? Можно, если использовать «намагниченный» газ — в этом случае средняя поляризация будет определяться не внешним полем, потому что все (или почти все) магнитные моменты будут ориентированы в одном направлении. И это вовсе не фантастика: в 1966 году французский физик Альфред Кастлер получил Нобелевскую премию с формулировкой «За открытие и разработку оптических методов исследования резонансов Герца в атомах». Он занимался вопросами оптической поляризации спиновых систем — то есть как раз «намагничиванием» газов (в частности, гелия-3) с помощью оптической накачки при резонансном поглощении фотонов с круговой поляризацией. Ядерный магнитный резонанс использует магнитные свойства ядер водорода — протонов. Без внешнего магнитного поля магнитные моменты протонов ориентированы произвольно (как на первом изображении). При наложении мощного магнитного поля магнитные моменты протонов ориентируются параллельно полю — либо «вдоль», либо «навстречу». Два этих положения имеют разную энергию (2). Радиочастотный импульс с резонансной частотой, соответствующей разнице энергий, «переворачивает» магнитные моменты протонов «навстречу» полю (3). После окончания радиочастотного импульса происходит обратный «переворот», и протоны излучают на резонансной частоте. Этот сигнал принимается радиочастотной системой томографа и используются компьютером для построения изображения (4). Дышите глубжеПионерами использования поляризованных газов в медицине стала группа исследователей из Принстона и Нью-йоркского университета в Стони-Брук. В 1994 году ученые опубликовали в журнале Nature статью, в которой впервые было продемонстрировано изображение легких мыши, полученное с помощью МРТ. Правда, МРТ не совсем стандартной — методика была основана на отклике не ядер водорода (протонов), а ядер ксенона-129. К тому же газ был не совсем обычным, а гиперполяризованным, то есть заранее «намагниченным». Так родился новый метод диагностики, который вскоре начали применять и в человеческой медицине. Гиперполяризованный газ (обычно в смеси с кислородом) попадает в самые дальние закоулки легких, что дает возможность получить МРТ-снимок с разрешением на порядок выше лучших рентгеновских снимков. Можно даже построить детальную карту парциального давления кислорода в каждом участке легких и потом сделать заключение о качестве кровяного потока и диффузии кислорода в капиллярах. Эта методика позволяет изучить характер вентиляции легких у астматиков и контролировать процесс дыхания критических пациентов на уровне альвеол. Как работает МРТ. МР-томограф обнаруживает скопления протонов — ядер атомов водорода. Поэтому МР-томография показывает различия в содержании водорода (в основном воды) в различных тканях. Существуют и другие способы отличать одну ткань от другой (скажем, различия в магнитных свойствах), которые применяются в специализированных исследованиях. Достоинства МРТ с использованием гиперполяризованных газов этим не ограничиваются. Поскольку газ гиперполяризован, уровень полезного сигнала оказывается значительно выше (примерно в 10000 раз). Это означает, что отпадает необходимость в сверхсильных магнитных полях, и приводит к конструкции так называемых слабопольных МР-томографов — они дешевле, мобильнее и гораздо просторнее. В таких установках используются электромагниты, создающие поле порядка 0,005 Тл, что в сотни раз слабее стандартных МР-томографов. Маленькое препятствиеХотя первые эксперименты в этой области проводились с гиперполяризованным ксеноном-129, вскоре его заменил гелий-3. Он безвреден, позволяет получать более четкие изображения, чем ксенон-129, имеет в три раза больший магнитный момент, что обусловливает более сильный сигнал в ЯМР. Кроме того, обогащение ксенона-129 из-за близости массы с другими изотопами ксенона — дорогой процесс, да и достижимая поляризация газа существенно ниже, чем у гелия-3. К тому же ксенон-129 обладает седативным эффектом. Но если слабопольные томографы просты и дешевы, почему же метод МРТ с гиперполяризованным гелием не используется сейчас в каждой поликлинике? Есть одно препятствие. Но зато какое!
Наследие холодной войныЕдинственный способ получения гелия-3 — распад трития. Большая часть запасов 3He обязана своим происхождением распаду трития, произведенного во время ядерной гонки вооружений в период холодной войны. В США к 2003 году было накоплено примерно 260 000 л «сырого» (неочищенного) гелия-3, а к 2010 году осталось только 12000 л незадействованного газа. В связи с возрастанием спроса на этот дефицитный газ в 2007 году даже было восстановлено производство ограниченных количеств трития, и до 2015 года планируется дополнительно получать по 8000 л гелия-3 ежегодно. При этом годовой спрос на него уже сейчас составляет не менее 40 000 л (из них только 5% используется в медицине). В апреле 2010 года американский Комитет по науке и технологии США сделал вывод, что нехватка гелия-3 приведет к реальным негативным последствиям для многих областей. Даже ученые, работающие в ядерной отрасли США, испытывают трудности с приобретением гелия-3 из запасов государства. Охлаждение смешиванием
Еще одна отрасль, которая не может обойтись без гелия-3 — это криогенная промышленность. Для достижения сверхнизких температур применяется т.н. рефрижератор растворения, который использует эффект растворения гелия-3 в гелии-4. При температуре ниже 0.87 К смесь разделяется на две фазы — богатую гелием-3 и гелием-4. Переход между этими фазами требует энергии, и это дает возможность охлаждения до очень низких температур — до 0,02 К. Простейшее такое устройство имеет достаточный запас гелия-3, который постепенно перемещается через границу раздела фаз в фазу, богатую гелием-4 с поглощением энергии. Когда запас гелия-3 закончится, устройство не сможет работать далее — оно «одноразовое». Аукционная цена гелия-3 колеблется в районе $2000 за литр, причем никаких тенденций к снижению не наблюдается. Дефицит этого газа обусловлен тем, что основная часть гелия-3 используется для изготовления нейтронных детекторов, которые применяются в устройствах для обнаружения ядерных материалов. Такие детекторы регистрируют нейтроны по реакции (n, p) — захвату нейтрона и испусканию протона. А чтобы засечь попытки завоза ядерных материалов, таких детекторов требуется очень много — сотни тысяч штук. Именно по этой причине гелий-3 стал фантастически дорог и малодоступен для массовой медицины. Впрочем, надежды есть. Правда, возлагаются они не на лунный гелий-3 (его добыча остается отдаленной перспективой), а на тритий, образующийся в тяжеловодных реакторах типа CANDU, которые эксплуатируются в Канаде, Аргентине, Румынии, Китае и Южной Корее. Статья «Добрый доктор гелий-3» опубликована в журнале «Популярная механика» (№3, Март 2012).www.popmech.ru Утечка гелия вывела из строя iPhone в медицинском учреждении Иллинойса — «Хакер»Администратор больницы Morris Hospital в Иллинойсе Эрик Вулридж (Eric Woolridge) рассказал на саббредитте r/sysadmin об интересном случае. После установки нового МРТ-сканера у персонала медицинского учреждения внезапно массово перестали работать iPhone. Инцидент произошел 8 октября 2018 года. В тот день Вулриджу поступило сразу несколько звонков с жалобами на весьма странный сбой: после того как в больнице был установлен новый МРТ-сканер, у персонала начали массово выходить из строя гаджеты Apple. Так как машина для МРТ генерирует весьма мощное магнитное поле, сначала специалист предположил, что смартфоны вышли из строя из-за электромагнитных импульсов нового сканера, который, возможно, работал некорректно. Но вскоре стало ясно, что проблема не в этом, ведь иначе пострадало бы и другое электронное оборудование больницы и другие гаджеты сотрудников, а жаловались исключительно владельцы техники Apple. Когда Вулридж лично прибыл на место, ему предъявили около 40 «мертвых» на вид смартфонов, планшетов и часов производства Apple ( iPhone ниже 6 затронуты не были). При этом устройства на Android продолжали функционировать как обычно, а некоторые пострадавшие гаджеты Apple не подавали вообще никаких признаков «жизни» даже при подключении к розетке и демонстрировали проблемы с подключением к сотовой сети, но не к Wi-Fi. Как ни странно, разгадка оказалась проста. Как вскоре установил Вулридж, для охлаждения мощного магнита в аппарате МРТ использовался жидкий гелий. Испаряющийся при этом гелий должен был отводиться вентиляционной системой за пределы здания, однако произошла утечка, и примерно 120 литров гелия распространились по больнице (это около 90 000 кубических метров в газообразном состоянии). Именно это и вызвало отказ в работе гаджетов Apple. Позже Вулридж провел собственный эксперимент, результаты которого опубликовал на YouTube. Он поместил в герметичный пакет iPhone 8+, закачал внутрь гелий и запустил секундомер на экране устройства. Как видно в ролике, в итоге смартфон перестал работать, а отсчет замер на восьми с небольшим минутах. Специалисты iFixit уже посвятили этому интересному случаю развернутый материал, в котором объяснили, почему гелий так влияет на устройства Apple. Дело в том, что молекулы гелия достаточно малы и могут нанести серьезный урон чипам МЭМС (микроэлектромеханические системы), которые используются, например, в гироскопах и акселерометрах телефонов. Дело в том, что Apple с недавних пор применяет в своих устройствах не кварцевые осцилляторы, как было раньше, а МЭМС осцилляторы произведенные компанией SiTime. Эта замена кварцевых компонентов и сыграла с гаджетами злую шутку – они оказались уязвимы перед воздействием гелия. Исследователи отмечают, что в руководстве пользователя iPhone содержится предупреждение на такие случаи. В документе отдельно упоминается:
xakep.ru
|
Принцип работы МРТ-аппарата основан на явлении магнитного резонанса. Сам томограф, а вернее его кольцевая часть (гентри), представляет собой большой сверхпроводящий магнит, обеспечивающий постоянное магнитное поле. При работе мощных сверхпроводящих магнитных катушек выделяется значительное количество тепла, но чтобы они находились в сверхпроводящем состоянии, необходимо поддерживать температуру, близкую к абсолютному нулю (-273 градуса Цельсия). Выполнение этой задачи достигается благодаря охлаждению жидким гелием.
Заправку томографа жидким гелием, как правило, осуществляют организации, специализирующиеся на ремонте и сервисном обслуживании криогенных частей систем магнитно-резонансных томографов. Сотрудники компании приезжают с необходимым оборудованием в медицинское учреждение, в котором установлен МР-аппарат.
