Menu Đóng

Khí Heli Helium sử dụng trong máy MRI như thế nào?

Helium là một thành phần trong loại khí độc cao có nhiều mục đích trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm cả lĩnh vực y tế. Trên thực tế, một trong những ứng dụng phổ biến nhất của Helium là trong các máy MRI. Nhưng có lẽ chúng ta chỉ biết đến khí Heli như là một loại khí để bơm bóng bay.

Máy MRI là gì?

Máy chụp ảnh cộng hưởng từ, thường được gọi là máy MRI, là một thiết bị sử dụng kết hợp sóng radio và từ trường để xem các hình ảnh nội bộ của cơ thể. Từ trường và sóng vô tuyến tạo ra hình ảnh chi tiết của các cơ quan và mô khác nhau. Đây là một thủ tục không xâm lấn được sử dụng để tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao cho các mục đích chẩn đoán, đặc biệt là mô, các cơ quan và bộ xương. Máy MRI hỗ trợ các bác sĩ xác định nguồn gốc của một cơn động kinh, sự hiện diện của một khối u hoặc thiệt hại do một cơn đau tim, ….

Máy MRI hoạt động như thế nào?

Phần lớn các máy MRI được sử dụng bao gồm một nam châm hình ống lớn, mà bệnh nhân phải nằm xuống trên bàn di động. Trong khi bên trong máy, từ trường làm thay đổi sự liên kết của các nguyên tử hydro trong cơ thể. Các sóng vô tuyến sau đó kích thích các nguyên tử tạo tín hiệu tạo ra một hình ảnh. Họ tạo ra các hình ảnh cắt ngang. Họ thậm chí có thể sản xuất hình ảnh 3D và cho phép các chuyên gia y tế để xem hình ảnh ở những góc độ khác nhau.

Tại sao máy MRI cần sử dụng Helium

Máy MRI chứa các cuộn dây, một nam châm và dây dẫn dòng điện chạy. Máy này sử dụng rất nhiều năng lượng do từ trường của nó rất lớn. Để nó sử dụng nhiều năng lượng, nó phải là siêu dẫn. Để điều này xảy ra, dây bên trong máy cần được giảm xuống đến nhiệt độ gần độ 0 tuyệt đối. Cho nên, máy đòi hỏi một chất để duy trì nhiệt độ lạnh, và chất đó là heli lỏng. 1 máy MRI trung bình sử dụng 1.700 lít Helium. Số lượng helium trong máy MRI phải được kiểm tra thường xuyên, phải bổ xung kịp thời nếu bị thiếu hụt để đảm bảo hoạt động ổn định của máy.

Thật không may, số lượng helium trên trái đất đang giảm dần do sử dụng nặng nề, và nó trôi nổi. Không có gì nhiều trên trái đất bởi vì nó không được cân nặng xuống bầu khí quyển. Nó chậm, nhưng liên tục, trôi nổi vào không gian. Khí hiếm không thể được tổng hợp và thường được làm bằng phân rã phóng xạ tự nhiên. Một khi các helium đã biến mất, nó sẽ biến mất mãi mãi bởi vì nó là một nguồn tài nguyên không thể phục hồi được. Các lĩnh vực y tế đòi hỏi một lượng lớn helium để hỗ trợ bệnh nhân chẩn đoán và theo dõi tình trạng của họ, đó là bởi một tầm quan trọng và giá trị sử dụng.

Hiện tại không có vật liệu nào thay thế cho helium trong ứng dụng này. Nếu có thể xây dựng hệ thống nam châm lớn với các chất siêu dẫn nhiệt độ cao thì nhu cầu heli trong ứng dụng này sẽ giảm đáng kể. Tuy nhiên, những sự cắt giảm này sẽ chỉ xảy ra khi các vật liệu này vẫn còn siêu dẫn trên điểm sôi của nitơ (77 K), cho phép các nam châm được làm nguội bằng ni tơ lỏng thay vì helium lỏng.

Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất của các hệ thống MRI đã ứng dụng hoặc phát triển công nghệ làm giảm đáng kể việc tiêu thụ helium lỏng để vận hành các thiết bị này. Những tiến bộ bao gồm thay đổi trong thiết kế của thiết bị làm giảm kích thước và trọng lượng của các vật liệu cần được làm mát. Dẫn đến các hệ thống mới tiêu tốn rất ít heli so với các hệ thống trước đó. Đó là một cách để giảm giá thành vật liệu dẫn đến sẽ giảm chi phí cho người tiêu dùng mỗi lần đi chụp MR