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超导磁共振如何减少液氦消耗（上篇）
发布人：大德医疗 发布日期：2017-08-31
往期曾与大家分享过为什么目前磁共振超导线圈只能用液氦而不能用液氮冷却。液氦属于稀缺资源，主要产自美国，美国政府又将液氦作为战略储备资源限制出口，这导致液氦价格昂贵。因此，减少液氦消耗是每位超导磁共振使用单位不得不认真考虑的问题。
上图是4K冷头磁体制冷系统示意图。左侧是氦压缩机，压缩机压缩氦气会释放热量，释放的热量被水冷机提供的冷水（蓝色箭头）带走（红色箭头），压缩后的高压氦气进到冷头里面，通过两级释放，吸收热量，产生低温，冷却磁体。如果是4K系统，二级冷却直接伸到磁体腔内，低温液化氦气成液氦滴落回磁体内部，如果是10K冷头，二级冷却因为不能液化氦气，所以就没必要伸到磁体腔内，而是直接和磁体的保温层（20K冷屏）相连，从而保持磁体低温，减少液氦消耗。
有关冷头的小知识：
医用磁共振冷头一般分为10K冷头和4K冷头，这里K是标准温度单位开尔文，0K是绝对零度-273.15℃。直观理解10K冷头就是冷头制冷温度是10K（约为-263℃）左右，而液氦常压下沸点就是-269℃，所以装备这种冷头的磁体是一定会消耗液氦的，4K冷头制冷温度是4K（约为-269℃），所以4K冷头可以把常压下的氦气直接液化为液氦，因此理论上装备4K冷头的磁体是不消耗液氦的。
那么除去设备类型的差异，在日常工作中液氦消耗和什么有关系呢？
笔者曾经连续两年不间断追踪近40台MR系统的液氦消耗，其中有10K冷头也有4K冷头的，总体来看4K冷头液氦消耗是大大低于10k冷头的，但不同场地消耗差异很大，有不少4K冷头系统确实是0消耗，但也有个别4K冷头系统液氦消耗很快；就10K冷头来说，每个用户消耗差异也很大，仔细分析这些数据发现，大医院总体液氦消耗要低于一般的县级医院，而对于同是县级二甲医院来说，超导磁共振老用户液氦消耗普遍低于新用户，所以，剔除设备型号的差异，液氦消耗和磁体制冷系统日常管理有很大关系。