Come garantire che i cavi e i connettori coassiali per MRI siano non magnetici

17 aprile 2023 Di Rete di contributori MDO

Il materiale magnetico presente nei cavi o nei connettori può interferire con gli scanner MRI, con conseguente riduzione della precisione, immagini distorte e potenziali danni ai pazienti. [Immagine gentilmente concessa da Times Microwave Systems]

Di Kai Loh, Times Microwave Systems

La risonanza magnetica (MRI) utilizza potenti magneti e onde radio per generare immagini delle strutture interne del corpo. La forza del campo magnetico nelle macchine MRI è uno dei fattori principali nel determinare la qualità delle immagini prodotte. Attualmente, la maggior parte delle macchine per risonanza magnetica ha un’intensità del campo magnetico compresa tra 1,5 Tesla (T) e 3T. Tuttavia, ora esistono scanner approvati per uso clinico che arrivano fino a 7T e sistemi sperimentali che arrivano fino a 11,7T.

Le macchine per la risonanza magnetica si affidano a vasti array di interconnessioni a radiofrequenza (RF) - cavi e connettori coassiali - per inviare e ricevere i segnali RF pulsati utilizzati per l'immagine dei pazienti. È fondamentale che questi componenti siano non magnetici, poiché le macchine per la risonanza magnetica si affidano all’allineamento preciso e accurato dei campi magnetici per produrre immagini di alta qualità. La presenza di qualsiasi materiale magnetico può interferire con il processo e provocare una precisione ridotta, immagini distorte e potenzialmente persino danni ai pazienti.

Il termine “non magnetico” viene spesso utilizzato in riferimento ai cavi assemblati coassiali. Le differenze nelle proprietà magnetiche tra i materiali comuni utilizzati nelle interconnessioni RF possono essere sottili ma significative nel loro impatto, soprattutto in applicazioni potenzialmente critiche per la vita come le macchine per la risonanza magnetica. Pertanto, è necessario prestare un'attenta considerazione ai materiali di base utilizzati, alla lavorazione dei materiali, alla finitura dei componenti e ai test dei cavi coassiali completati per garantire che non vengano inavvertitamente introdotte proprietà magnetiche.

Sebbene le interconnessioni RF come cavi e connettori coassiali siano parte integrante dei sistemi MRI, il loro potenziale di introdurre materiali magnetici può essere facilmente trascurato. Pertanto, quando si scelgono i cavi coassiali per le macchine MRI, è fondamentale considerare il materiale di base e il grado in cui può essere magnetizzato. Ad esempio, i materiali ferrosi come il ferro e la maggior parte degli acciai dovrebbero essere evitati. In alternativa, materiali non magnetici come rame, ottone, rame-berillio, leghe di alluminio e acciai inossidabili austenitici sono soluzioni comprovate in molte applicazioni.

Anche i connettori utilizzati nei cavi coassiali per MRI devono essere realizzati con materiali non magnetici e progettati per ridurre al minimo il campo magnetico che generano. Non è raro che molti fornitori di cavi assemblati utilizzino componenti provenienti da varie fonti. I componenti chiave sono costruiti da una serie di pezzi complessi spesso fabbricati da fornitori diversi. Senza un controllo completo o un ambiente di produzione integrato verticalmente, può essere difficile per un fornitore soddisfare in modo efficace i requisiti critici non magnetici per le macchine per risonanza magnetica.

Anche con un'attenta selezione dei materiali di base e il controllo dei processi di produzione, il processo di estrusione e la lavorazione dei materiali possono introdurre elementi che possono modificare le proprietà magnetiche, soprattutto su una linea di produzione che gestisce una varietà di materiali.

Anche l'acciaio inossidabile non magnetico può diventare magnetico dopo essere stato trasformato in un connettore. È fondamentale garantire che il processo sia attentamente regolamentato.

Anche la finitura dei componenti è una considerazione essenziale, poiché un substrato non magnetico può diventare magnetico se placcato con il materiale sbagliato. Ad esempio, l'utilizzo di una piccola quantità di placcatura in argento su un substrato non magnetico produrrebbe in genere un prodotto finale considerato non magnetico.

Tuttavia, con l’aumento dell’intensità del campo delle moderne macchine per la risonanza magnetica, anche una quantità di materiale magnetico dello spessore di micro-pollici diventa sempre più rilevante. Pertanto, è fondamentale selezionare attentamente e specificare chiaramente il materiale per ogni strato della placcatura.

È essenziale testare e convalidare i materiali finiti utilizzati per cavi e connettori coassiali per confermare che non siano magnetici. Utilizza un processo di test approfondito in linea con gli standard del settore come ASTM F2052 o ASTM F221 per garantire che i componenti siano non magnetici. Questi standard definiscono i requisiti per materiali, proprietà magnetiche e prestazioni.