Заправка томографа рідким гелієм

1. Навіщо потрібна заправка томографа рідким гелієм?
2. Як проходить заправка томографа рідким гелієм?
3. Як часто потрібно заправляти томограф?

Розвиток медичних технологій посприяло появі магнітно-резонансного томографа, завдяки якому стало можливим діагностувати різні захворювання своєчасно, максимально точно і без шкоди для здоров'я. Однак при роботі з таким складним обладнанням потрібно приділяти велику увагу його технічного обслуговування, в тому числі заправці томографа рідким гелієм.

Навіщо потрібна заправка томографа рідким гелієм?

Принцип роботи МРТ-апарату заснований на явищі магнітного резонансу. Сам томограф, а вірніше його кільцева частина (гентрі), являє собою великий надпровідний магніт, що забезпечує постійне магнітне поле. При роботі потужних надпровідних магнітних котушок виділяється значна кількість тепла, але щоб вони знаходилися в надпровідного стану, необхідно підтримувати температуру, близьку до абсолютного нуля (-273 градуси Цельсія). Виконання цього завдання досягається завдяки охолодженню рідким гелієм.

Саме рідкий гелій використовується в якості холодоагенту вбудованої системи охолодження магніту, так як має найнижчу температуру кипіння, яка становить 4.2 градуса Кельвіна (-269 градусів Цельсія). Крім цього, він хімічно пасивний, не вибухонебезпечний, не горючий і не токсичний. Випаровуючись, гелій компенсує внутрішнє виділення тепла і забезпечує температурну стабільність надпровідника. При низьких температурах, які досягаються завдяки присутності рідкого гелію, надпровідні метали починають володіти строго нульовим електричним опором (здатністю пропускати електричний струм високої щільності), за рахунок чого вони створюють дуже потужне магнітне поле, дозволяючи МРТ-апарату функціонувати.

Слід зазначити, що деякі типи МРТ-апаратів необхідно заправляти рідким гелієм вкрай рідко, а деякі не мають потреби в цьому зовсім. Наприклад, існують томографи, що функціонують на базі технології нульового випаровування гелію. Вона влаштована таким чином, що при справній роботі всіх її складових втрата гелію практично відсутня, а його дозаправка здійснюється приблизно 1 раз в 10 років. Крім того, немає необхідності заправляти низькою підлогою томографи з потужністю до 0,35 Тл, в яких джерелом магнітного поля служить постійний магніт, так як при його роботі не потрібна додаткова електроенергія і охолодження. Проте, найбільш затребуваними є МРТ-апарати, які потрібно регулярно заправляти рідким гелієм, через більш вигідного співвідношення якість / ціна / зносостійкість.

Як проходить заправка томографа рідким гелієм?

Заправку томографа рідким гелієм, як правило, здійснюють організації, що спеціалізуються на ремонті і сервісному обслуговуванні кріогенних частин систем магнітно-резонансних томографів. Співробітники компанії приїжджають з необхідним обладнанням в медичний заклад, в якому встановлений МР-апарат.

Рідкий гелій перевозиться в спеціальних «бочках» - судинах Дьюара (Дьюара). Вони призначені для тривалого зберігання і транспортування речовин при високій або низькій температурі, тобто посудина Дьюара є своєрідним складно влаштований термос, що знаходиться під вакуумом. Місткість таких судин варіюється від 2 до 1000 літрів. Для заправки різних моделей томографа може знадобитися різна кількість рідкого гелію. Наприклад, в нашому центрі встановлено томограф Siemens Symphony 1,5 Тл, і для його заправки при рівні гелію близько 50% необхідно 3 судини Дьюара об'ємом 275 літрів.

Холодоагент заправляється в спеціально призначений для цього відсік в томографі - так звану гелієву порожнину (кріостат). Для цього, крім дьюара з рідким гелієм, фахівці використовують балон з газоподібним гелієм і подовжене переливний пристрій, який з'єднує балон з посудиною Дьюара, а останній в свою чергу приєднується до томографа. Після цього одночасно відкриваються вентилі обох судин. Газоподібний гелій, проходячи по шлангу переливного пристрою, починає виштовхувати рідкий гелій з дьюара, який таким чином заповнює гелієву порожнину.

З боку заправка томографа виглядає дуже просто, проте насправді це складний процес, виконуючи який фахівці враховують все до дрібниць. Вони стежать за тим, скільки гелію надходить в томограф, коли потрібно від'єднати один дьюар і під'єднати наступний, точно розраховують всі дії за часом і дотримуються необхідних запобіжних заходів - один неправильний рух може привести до не найприємнішим наслідків аж до поломки МР-апарату, викликаної квенчем.

Квенч - перехід магніту томографа з надпровідного стану в ненадпровідний. Цей процес характеризується підвищенням температури в криостате, що призводить до швидкого википання рідкого гелію і його переходу в газоподібний стан (при цьому його обсяг збільшується в сотні разів). У зв'язку з цим відбувається екстрений викид гелію по запобіжних клапанів. Результатом квенча стає вихід томографа з ладу.

тут можна подивитися відео квенча, штучно викликаного вченими.

Як часто потрібно заправляти томограф?

Заправка повинна проводитися регулярно, однак її частота залежить від багатьох факторів: марки і моделі томографа, режиму експлуатації обладнання і так далі. Відомо, що в середньому томограф втрачає близько 5-10% рідкого гелію в місяць в залежності від інтенсивності роботи і деяких інших чинників. Крім того, існує одне суворе правило - томограф слід заправляти, коли рівень гелію в гелиевой порожнини становить не менше 50%. Небажано, щоб рівень опускався нижче за цю позначку, так як підвищується ризик виникнення квенча.

Своєчасна заправка рідким гелієм дозволяє мінімізувати ризики виникнення несправностей і продовжити термін служби томографа.