Perché i criogeni vengono utilizzati nella risonanza magnetica?

I criogeni vengono utilizzati nella risonanza magnetica per diversi motivi:

1. Superconduttività: I magneti utilizzati negli scanner MRI sono superconduttori, nel senso che conducono l'elettricità con resistenza pari a zero. Questa proprietà è essenziale per generare i forti campi magnetici necessari per l'imaging MRI. I criogeni, come l'elio liquido, vengono utilizzati per raffreddare le bobine superconduttrici a temperature estremamente basse, tipicamente inferiori a 4 Kelvin (-269 gradi Celsius). A queste temperature la resistenza elettrica delle bobine diminuisce notevolmente, consentendo loro di trasportare grandi quantità di corrente senza generare eccessivo calore.

2. Intensità del campo magnetico: La forza del campo magnetico in uno scanner MRI è direttamente correlata alla qualità e alla risoluzione dell'immagine. Il raffreddamento criogenico consente la creazione di campi magnetici più forti, che producono immagini di qualità superiore con maggiori dettagli e sensibilità.

3. Rumore ridotto: Il raffreddamento criogenico aiuta a ridurre il rumore termico nello scanner MRI. Il rumore termico è una fluttuazione casuale dei segnali elettrici rilevati dallo scanner MRI, che può interferire con la qualità dell'immagine. Mantenendo una temperatura bassa, il rumore termico viene ridotto al minimo, ottenendo immagini più chiare e precise.

4. Funzionamento efficiente: Il raffreddamento criogenico migliora l'efficienza degli scanner MRI riducendo la quantità di energia richiesta per generare e mantenere il campo magnetico. Ciò porta a minori costi operativi e ad un maggiore risparmio energetico.

I criogeni comuni utilizzati nella risonanza magnetica includono l'elio liquido (4 Kelvin) e l'azoto liquido (77 Kelvin). Questi criogeni sono conservati in contenitori specializzati chiamati criostati, progettati per mantenere le temperature estremamente basse richieste per la superconduttività.

Nel complesso, l'uso di criogeni nella risonanza magnetica è fondamentale per ottenere elevate intensità di campo magnetico, ridurre il rumore, migliorare la qualità dell'immagine e garantire un funzionamento efficiente dello scanner MRI.