Warum werden Kryogene in der MRT verwendet?

1. Supraleitung: Die in MRT-Scannern verwendeten Magnete sind supraleitend, das heißt, sie leiten Strom ohne Widerstand. Diese Eigenschaft ist für die Erzeugung der starken Magnetfelder, die für die MRT-Bildgebung erforderlich sind, von wesentlicher Bedeutung. Kryogene wie flüssiges Helium werden verwendet, um die supraleitenden Spulen auf extrem niedrige Temperaturen zu kühlen, typischerweise unter 4 Kelvin (-269 Grad Celsius). Bei diesen Temperaturen sinkt der elektrische Widerstand der Spulen erheblich, sodass sie große Strommengen transportieren können, ohne übermäßige Hitze zu erzeugen.

2. Magnetfeldstärke: Die Stärke des Magnetfelds in einem MRT-Scanner steht in direktem Zusammenhang mit der Bildqualität und Auflösung. Die kryogene Kühlung ermöglicht die Erzeugung stärkerer Magnetfelder, die qualitativ hochwertigere Bilder mit größerer Detailgenauigkeit und Empfindlichkeit erzeugen.

3. Reduzierter Lärm: Die kryogene Kühlung trägt dazu bei, thermisches Rauschen im MRT-Scanner zu reduzieren. Bei thermischem Rauschen handelt es sich um eine zufällige Fluktuation der vom MRT-Scanner erkannten elektrischen Signale, die die Bildqualität beeinträchtigen kann. Durch die Aufrechterhaltung einer niedrigen Temperatur wird das thermische Rauschen minimiert, was zu klareren und genaueren Bildern führt.

4. Effizienter Betrieb: Die kryogene Kühlung verbessert die Effizienz von MRT-Scannern, indem sie die zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Magnetfelds erforderliche Energiemenge reduziert. Dies führt zu geringeren Betriebskosten und höheren Energieeinsparungen.

Zu den in der MRT häufig verwendeten Kryogenen gehören flüssiges Helium (4 Kelvin) und flüssiger Stickstoff (77 Kelvin). Diese Kryogene werden in speziellen Behältern namens Kryostaten gelagert, die darauf ausgelegt sind, die für die Supraleitung erforderlichen extrem niedrigen Temperaturen aufrechtzuerhalten.

Insgesamt ist der Einsatz von Kryogenen in der MRT von entscheidender Bedeutung, um hohe Magnetfeldstärken zu erreichen, Rauschen zu reduzieren, die Bildqualität zu verbessern und einen effizienten Betrieb des MRT-Scanners sicherzustellen.