Рекордно мощный томограф построят к 2015 году
Иллюстрация: Emily Cooper / IEEE Spectrum
Инженеры, медики и физики из Германии и Франции объявили о том, что проект по созданию самого мощного в мире магнитно-резонансного томографа INUMAC достиг ключевого этапа: сборки сверхпроводящего магнита, который способен создать магнитное поле рекордной напряженности 11,5 тесла. Подробности приводит IEEE Spectrum.
Инструмент планируется построить в единственном экземпляре. Для главного магнита разработчикам пришлось изготовить более 200 километров сверхпроводящего кабеля, который способен выдержать ток до полутора тысяч ампер. К этому кабелю предъявлялись особо строгие требования, так как допуск, с которым будут укладываться его витки внутри магнита, составляет несколько микрометров. Толщина ниобий-титанового кабеля должна была выдерживаться с той же точностью на всем протяжении.
Инженеры также рассмотрели возможность изготовления магнита из кабеля на основе ниобия и олова, который мог бы обеспечить поле с еще большей магнитной индукцией, вплоть до 20 тесла. Но предварительный анализ показал, что такой сплав обладает намного большей хрупкостью, поэтому из него сложнее будет изготовить столь же однородную проволоку и намотать ее в правильном порядке на катушки магнита. Чтобы минимизировать технологические риски, связанные с возможными ошибками при намотке катушек, весь сверхпроводящий магнит разделили на 170 последовательно соединенных секций: по словам разработчиков, в случае цельной катушки единственное отклонение на несколько микрометров могло испортить всю работу. Кроме того, зазоры между секциями обеспечат лучшую циркуляцию жидкого гелия, поддерживающего сверхпроводники в рабочем состоянии.
Новый магнит, по оценкам инженеров, мог бы оторвать от земли 60 тонн. Поэтому поверх основных катушек предусмотрено несколько вторичных, которые будут компенсировать мощное магнитное поле. Внутри основной катушки будет труба диаметром около 90 сантиметров: именно в ней предстоит лежать пациентам или участникам научных экспериментов.
Увеличение размеров магнита необходимо для получения как можно более однородного поля в максимальном объеме и с максимальной напряженностью. Чем больше величина магнитной индукции, тем больше разрешающая способность томографа; ученые рассчитывают, что INUMAC позволит достичь разрешения в 0,1 миллиметр на воксель (объемный пиксель). Это, в свою очередь, даст возможность изучать работу мозга с ранее недоступным уровнем детализации и предоставит возможность проследить за активностью групп всего из нескольких сотен нейронов. Кроме того, медики не исключают и возможности использовать прибор для наблюдения за нормальными и патологическими процессами в других органах.
Большинство томографов имеют магниты, создающие поле от 1,5 до 3 тесла, а рекордные на сегодня установки способны достичь отметки 9,4 тесла. Сверхпроводящие магниты, использованные на Большом адронном коллайдере, давали поле 8,4 тесла, однако в намного меньшем объеме.
