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液氦、氦氣短缺對(duì)醫(yī)學(xué)影像嚴(yán)重


醫(yī)學(xué)成像界普遍認(rèn)為液氦對(duì)超導(dǎo)MR系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要。出于這個(gè)原因,MR制造商和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商需要密切關(guān)注氦氣供應(yīng)的情況,特別是考慮到近年來(lái)氦氣市場(chǎng)日益動(dòng)蕩,也迫使新一代MR系統(tǒng)的氦氣使用效率越來(lái)越高。

自然界中(Helium)資源含量極微,全球氦資源中國(guó)僅有0.2%,美國(guó)占50%以上。全球80%以上的液氦供應(yīng)來(lái)自美國(guó)。氦在衛(wèi)星飛船發(fā)射、導(dǎo)彈武器工業(yè)、低溫超導(dǎo)研究、半導(dǎo)體生產(chǎn)等方面有重要用途。2007年起,美國(guó)將氦核定為戰(zhàn)略資源而限制氦產(chǎn)量,導(dǎo)致全球液氦價(jià)格持續(xù)飆升。

超導(dǎo)磁共振借助液氦帶來(lái)的絕對(duì)零度得以維持超導(dǎo)線圈的超導(dǎo)狀態(tài)。鑒于全球液氦分布的極端不平衡及液氦的資源性短缺,如何減少液氦使用量、降低對(duì)液氦的依賴(lài)是各廠家在未來(lái)不得不面臨的新挑戰(zhàn)。

零液氦消耗技術(shù)是于2003年西門(mén)子最早推出的,目前其他廠家在高端磁共振中也開(kāi)始采用零液氦消耗技術(shù)。實(shí)現(xiàn)零液氦消耗,僅有4K冷頭是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,如果沒(méi)有一款密閉性良好的零液氦揮發(fā)磁體,同樣無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的零液氦消耗。這也是為什么有的廠家在低端機(jī)型中明明具備了4K冷頭、液氦的填充周期還是僅僅標(biāo)稱(chēng)至3~4年的根本原因。

真正零液氦技術(shù),大大降低設(shè)備的維護(hù)成本。非零蒸發(fā)磁體為達(dá)到磁體腔內(nèi)均勻的溫度空間,需填充更多的液氦以獲得更小的溫度梯度。而真正的零液氦消耗技術(shù)初始液氦添加量低、填充周期長(zhǎng),甚至極端情況下的液氦補(bǔ)充量也大大減少,可為醫(yī)院節(jié)省大量成本,設(shè)備生命周期內(nèi)可節(jié)省100萬(wàn)元甚至更多的后期費(fèi)用。

液氦是地球上最冷的物質(zhì),沸點(diǎn)為-452華氏度(-269攝氏度)。由于其非常低的溫度,它被用于冷卻超導(dǎo)MR磁體的鈮鈦線,直到導(dǎo)線失去其電阻并變?yōu)槌瑢?dǎo)的溫度。在超導(dǎo)磁體接收其初始的液氦電荷之后,冷卻鈮鈦線的液氦隨著時(shí)間逐漸蒸發(fā)并且必須定期補(bǔ)充。雖然早期的MR磁鐵需要每?jī)蓚(gè)月進(jìn)行一次補(bǔ)充,但最新一代的磁體可能只需要每年補(bǔ)充一次。在嚴(yán)重氦氣短缺期間,氦氣輸送可能延遲的風(fēng)險(xiǎn)增加,增加磁體失超的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)磁體失超時(shí),在磁鐵修復(fù)或冷卻到氦氣溫度時(shí)對(duì)患者移動(dòng)造成圖像干擾,以及更換氦氣的成本也會(huì)增加。


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