18.08.2014
Российские физики создают уникальный томограф
Избавиться от жидкого гелия в магнитно-резонансном томографе (МРТ) — задача номер один для всех, кто создаёт такую технику. Над решением вот уже много лет бьются ведущие фирмы мира.
Напомним, что за изобретение магнитно-резонансной томографии Питер Мэнсфилд и Пол Лотербур получили в 2003 году Нобелевскую премию в области медицины. С тех пор она стала одним из самых эффективных методов диагностики, в частности, выявления на ранней стадии онкологических заболеваний. Но томограф еще и головная боль для тех, кто эксплуатирует эту технику. Он стоит около миллиона долларов, его вес 4-5 тонн, но главная проблема — жидкий гелий. Дело в том, что обследование пациента ведётся в сильных магнитных полях. Чтобы их создать, требуется сверхпроводящие магниты. А, как известно, эффект сверхпроводимости возникает при температуре минус 270 градусов Цельсия. Именно её и создает жидкий гелий.
Работа с ним — большая морока, требует особых навыков. Чтобы первоначально заполнить томограф жидкостью и периодически её пополнять, в клиники приглашаются специалисты со стороны. Да и цена жидкого гелия очень приличная, за 2 тысячи литров на заливку томографа надо выложить около 1,5 миллионов рублей.
Российским учёным удалось решить проблему. Вместо жидкого гелия в томограф закачивается газообразный. Казалось бы, в чём разница?
— На самом деле, она принципиальная, — говорит доктор физико-математических наук из Физического института РАН Евгений Демихов. — Наш «морозильник» работает как обычный холодильник, только вместо фреона гоняет газообразный гелий. Он промораживает до температуры минус 270 градусов зону диаметром в 5 сантиметров. На первый взгляд, это мизер по сравнению с размерами катушки сверхпроводящего магнита: её длина 1,7 метра, внутренний диаметр один метр, внешний — два.
Как же такой гигант заморозить из одной точки, да ещё до температуры почти абсолютного нуля? Задача выглядит нерешаемой. Казалось бы, физики зачем-то сами себя загнали в ловушку. Ведь вроде бы есть очевидный выход: надо морозить катушку не в одной, а сразу в нескольких точках. «Вариант напрашивающийся, но очень дорогой, каждая точка заморозки обходится примерно в 1,5 миллиона рублей, — говорит Демихов. — Тогда вся система получится «золотой», и будет никому не нужна. Мы пошли иным путём».
Каким — это ноу-хау российских физиков. Скажем только, что холод из одной точки распространяется на всю конструкцию с помощью специальных хладопроводов. Таким образом при огромных размерах катушки удалось создать в ней равномерное холодное поле с температурой минус 270 градусов и добиться эффекта сверхпроводимости.
— Пока задача решена на макете с магнитом диаметром 70 см, — говорит Демихов. — Сейчас готовим полномасштабный вариант. Чтобы его реализовать, нужна очень серьёзная математика, расчёты магнитных полей, теплообмена и.т.д. Думаю, что через 1-2 года можно ожидать первый результат.
Эта разработка позволит России выйти в мировые лидеры по созданию этого вида высокотехнологичной медицинской техники. Кстати, как только информация о первых результатах стала выходить за стены института сюда стали наезжать специалисты ведущих мировых фирм. Опасаются, как бы на рынке не появился новый опасный конкурент. Ведь Россия своих классических МРТ с применением сверхпроводимости пока не производит. Но замахнулась сразу на конструкцию, которая, работая на новом принципе, будет дешевле, проще и надёжней существующих. Источник
Источник