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LTS-Magnet für Neonatale MR-Tomographie

Projektleiter:

Univ.-Prof. Dr. Georg Rose

Projektbearbeiter:

Andreas Voss

Projekthomepage:

http://www.forschungscampus-stimulate.de/de/forschung/weitere-med.techn.-aktivitaeten/lts-magnet/lts...

Finanzierung:

EU - EFRE Sachsen-Anhalt ; 01.06.2021 bis 30.04.2022

Forschergruppen:

Medizintechnik , Forschungscampus STIMULATE - Solution Centre for Image Guided Local Therapies

EUROPÄISCHE UNION - EFRE - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung

Im Rahmen des FuE-Projektes soll ein Demonstrator für einen konduktiv gekühlten und kostengünstigen Elektromagneten aus LTS-Spezialdraht für den neonatalen Bereich durch die Kooperationspartner Neoscan Solutions und Forschungscampus STIMULATE an der Otto-von-Guericke-Universität entwickelt werden.
Die Magnetresonanztomographie (MRT) hat sich in Kliniken als bildgebendes Diagnoseverfahren ohne die Einwirkung von potenziell schädlicher, ionisierender Strahlung erfolgreich bewährt. Zur Auflösung der Körperanatomie und physiologischer Prozesse verhelfen Magnetfelder, die mithilfe von stark gekühlten und aus Spulen bestehenden Elektromagneten erzeugt werden. Klinische MRT-Geräte verfügen derzeit über Kühlsysteme mit flüssigem Helium, welches sicherheitsrelevante und mit hohen Kosten verbundene, bauliche Vorkehrungen erfordert.
Eine günstige Alternative, MRT-Geräte ohne flüssiges Helium zu kühlen, bietet die sogenannte konduktive Kühlung, die mithilfe leistungsstarker Kaltköpfe zusammen mit kälteleitenden Kupfersträngen in Zukunft die Kühlung mit flüssigem Helium ablösen könnte. Um das Quench-Risiko der im klinischen Alltag noch nicht eingesetzten konduktiven Kühlung zu minimieren, wird unter anderem für den Elektromagneten ein teurer HTS-Spezialdraht (high temperature superconductor) verwendet. Eine Alternative könnten Elektromagneten mit LTS-Draht (low temperature superconductor) darstellen, die jedoch einer zuverlässigen Kühlung bedürfen, weswegen mit LTS-Magneten bestückte MRT-Geräte derzeit immer noch mit flüssigem Helium betrieben.
Die Bedarfslagen potenzieller Kunden eines MRT-Gerätes mit hoher Feldstärke und hoher Magnetfeldhomogenität bei überschaubarem Kosten- und Ressourceneinsatz würde die Substitution der Helium-Kühlung mit einer konduktiven Kühlung und zusätzlich die Verwendung eines kostengünstigen LTS-Spezialdrahtes für den Elektromagneten schließen. Dieses innovative, konduktiv gekühlte MRT-Magnetspule wollen die Projektpartner Neoscan Solutions GmbH und Otto-von-Guericke-Universität im Forschungscampus STIMULATE in komplementärer Zusammenarbeit realisieren.

LTS magnet for neonatal MR tomography

Within the scope of the R&D project, a demonstrator for a conductively cooled and cost-effective electromagnet made of LTS special wire for the neonatal field is to be developed by the cooperation partners Neoscan Solutions and Research Campus STIMULATE at Otto von Guericke University.
Magnetic resonance imaging (MRI) has proven successful in hospitals as a diagnostic imaging procedure without the exposure to potentially harmful ionising radiation. Magnetic fields, which are generated with the help of strongly cooled electromagnets consisting of coils, help to resolve the body anatomy and physiological processes. Clinical MRI devices currently have cooling systems using liquid helium, which requires safety-related and costly structural precautions.
A cost-effective alternative for cooling MRI devices without liquid helium is the so-called conductive cooling, which could replace cooling with liquid helium in the future with the help of powerful cold heads together with cold-conducting copper strands. To minimise the quench risk of conductive cooling, which is not yet used in clinical practice, an expensive special HTS (high temperature superconductor) wire is used for the electromagnet, among other things. An alternative could be electromagnets with LTS (low temperature superconductor) wire, but these require reliable cooling, which is why MRI machines equipped with LTS magnets are currently still operated with liquid helium.
The needs of potential customers of an MRI device with high field strength and high magnetic field homogeneity at a manageable cost and resource input would close the substitution of helium cooling with conductive cooling and additionally the use of a low-cost LTS special wire for the electromagnet. The project partners Neoscan Solutions GmbH and Otto von Guericke University want to realise this innovative, conductive-cooled MRI solenoid in complementary cooperation at the Research Campus STIMULATE.