來源@華哥評論
核磁共振儀一旦開機就不能關了,除非壞了要維修,因為失超一次損失40萬。關機失超后要重新加入液氦,1臺就需要2000升,價格為200-300元/升。磁共振內部的超導體泡在液氦中,外面用液氮包裹。液氦會揮發(fā),3-4個月需要補充一次,每次最少1萬多元,所以你知道為啥做個核磁共振這么貴了吧?
醫(yī)院里面的核磁共振儀大家都聽說過,是給患者做影像檢查的,利用強大的磁場,讓患者體內的氫原子核會在外加磁場的作用下運動,從而進行成像。磁共振的磁場是地球磁場的5萬倍,有心臟起搏器、體內有金屬假體、動脈瘤銀夾結扎的患者一律不能用。
(相關資料圖)
當核磁共振儀進入醫(yī)院開機后,幾乎是不關機的,這里的關機特指的是內部的強大磁場要一直保持,而不是外面連接的電腦。核磁共振機的磁場是超導體產生的,這個磁場是充磁進去的,只要維持低溫超導態(tài),磁場就會一直保持。但是萬一出現(xiàn)事故,比如輪椅吸上去了,想拿下來就得退磁,退磁的方法就是破壞低溫超導環(huán)境,一旦失去超導環(huán)境,里面循環(huán)的巨大電流的電路就有電阻了,瞬間釋放很大熱量,直接破壞超導環(huán)境,蒸發(fā)所有液氦。
此時被吸住的金屬物體,才會取下來,不然會一直牢牢的吸附在機體的外部。如果想要恢復磁共振的磁場,還得重新充滿2000L的液氦,并且要重新勵磁,勵磁過程要非常謹慎,稍微失誤就會破壞超導環(huán)境導致失敗,一般需要一周才能再恢復到醫(yī)療使用的水平。
核磁設備需要用液氦、液氮制冷。液氦在里層,液氮在外層。為什么不全用便宜的液氮呢?因為除了液氦,其他元素都不夠冷,無法進行核磁共振成像,就算夠冷也會容易爆炸,只能用價格昂貴的液氦。我國大部分的液氦都是進口的,我們自己產的太少,全球大部分液氦幾乎都在美國,所以價格一直很高。
氦是最不活潑的元素,極難液化,一般用在氣冷式核反應堆的工作流體和超低溫冷凍劑,液氦的熔點-272.2℃,沸點-268.785℃,而絕對零度是-273.15℃。相比之下液氮熔點為-210 ℃,沸點為-196.56℃。所以通過數(shù)據(jù)就不難發(fā)現(xiàn)制冷效果誰好誰壞了。液氫的質量效果也不錯啊,價格比液氦便宜啊,為啥不用呢?因為會炸!
核磁共振機為高場超導磁共振,磁場想要達到超導狀態(tài)就需要制冷劑液氦,磁共振最大的消耗品就是昂貴的制冷劑液氦,當然便宜一些液氮也要花錢的。磁體內超導線圈通電流需要無電阻力,所以液氦幫了大忙,磁場一旦建立,只要超導線圈在液氦中保持超低溫,強磁場就會長期存在。
不難發(fā)現(xiàn)液氦的主要作用就是:減低超導線圈的溫度,使超導線圈維持的極低溫度-268.785℃,從而穩(wěn)定磁場強度。因為液氦對于超導體永磁體的冷卻效果更好,所以放在內部,而把相對便宜的液氮放在外層與腔體接觸,蒸發(fā)的量相對更多一些。就算不用磁共振給患者診斷,它也會蒸發(fā),所以每3-4個月就需要加一次液氦,每次最少1萬多元。當然現(xiàn)在的技術迭代很快,需要加液氦的時間一直在延長。
當液氦顯示低于50%時就要聯(lián)系工程師,他們是廠家外包合作的液氦公司人員,晚上醫(yī)院下班后師傅就推著2大罐子液氦來了。上面寫著容量500L、純度是>99.999%、出廠凈重50.4Kg,師傅說這2罐液氦40萬元。
核磁共振房間內很少進去大件的金屬物體,這樣異常危險,曾近韓國就發(fā)生過一起事故,當時一位女患者正在核磁共振機里面做檢查,突然旁邊的氧氣瓶飛起來鉆進了儀器內部,把正在檢查的患者活活夾死了。只見師傅把一個小瓶氦氣APKS連接上大罐子,利用虹吸原理,使用氦氣壓把液氦從大罐子中壓出去。
2個液氦罐全部加注進去需要1個小時,期間師傅要不停的看連接主磁體的壓力表,下面有一根液氦壓力檢測管垂了下來,加注的時候機房外面管道揮發(fā)出很多液氦,白霧升起猶如仙境一般,這效果要比干冰好多了。1臺核磁共振裝置在它的壽命期間,大概需要消耗10000升液氦,可以說很貴了。
核磁共振每次檢查最主要的幾項消耗分別是:液氦這個是大頭,其次是磁體的勵磁,最后就是耗電量,這臺機器的運行會耗費大量的電力,根據(jù)檢查項目的不同和時間的長短,每次需要耗費500-2000元。
目前最新的核磁共振儀密閉性更好,還有防止蒸發(fā)的液氦裝置,這樣就減少了液氦的需求量,最早的一批耗費液氦量大的已經被淘汰了。最新的無氦超導磁共振是以后的大方向。一些廠家宣稱自己是“零液氦”,其實是一種噱頭而已,還是會有一些損耗的。
零液氦就是把揮發(fā)的液氦再收集起來,壓縮回液態(tài),以維持液氦的量相對穩(wěn)定。目前的技術下,再好的設備也會慢慢揮發(fā),但比起之前3-5個月加注一次液氦已經好多了,因為要10年以上才需要補充。
高溫超導材料也是另外一個方向,就是找到優(yōu)質的高溫超導材料,讓超導磁體能夠在液氮甚至更高的溫度下穩(wěn)定工作,是核磁共振成像儀擺脫液氦的又一希望所在。(科學風暴01)
關鍵詞: 核磁共振儀