Forscher am NUST MISIS Engineering Center for Industrial
Technologies haben eine innovative Technologie für die Herstellung
magnetischer Materialien und Permanentmagnete zu reduzierten Kosten
entwickelt. Mit der technischen Lösung sind Wissenschaftler in der
Lage, bezahlbare und effiziente
MRT-(Magnetresonanztomografie-)Scanner für den breiten Einsatz in
öffentlichen Gesundheitszentren zu produzieren. Nach Schätzungen der
Entwickler können mit der neuen MRT-Technologie die Kosten einer
Untersuchung halbiert werden.
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Die Magnetresonanztomografie ist eines der aussagekräftigsten
Diagnostikverfahren in der modernen Medizin. MRT-Systeme kommen
beispielsweise bei der Diagnose von Krebs, Multipler Sklerose und
Erkrankungen des Bewegungsapparats im Frühstadium zum Einsatz. Je
nach untersuchtem Körperteil und Klinik liegen die durchschnittlichen
Kosten eines MRT-Scans zwischen 4.000 und 12.000 Rubeln.
Aufgrund der technischen Beschaffenheit eines MRT-Scanners gibt es
ultraschwache, schwache, mittlere, starke und superstarke
Magnetfelder. Die beste Bildqualität lässt sich mit supraleitendenden
Magnetsystemen erzielen, die sehr starke Magnetfelder erzeugen.
MRT-Scanner mit supraleitendenden Magneten, die die höchste
Bildauflösung liefern, sind aber aufwändig im Bau und teuer im
Betrieb. In Konsequenz haben die meisten Patienten keinen Zugang zu
diesen Verfahren, da der Einsatz des Scanners für die Klinik oder das
Krankenhaus einfach zu teuer ist.
Angesichts der Kosteneinsparungen, die sich mit diesen neuen
MRT-Scannern mit niedrigen Magnetfeldstärken erzielen lassen und die
den Großteil der gängigsten Diagnosetests abdecken, sind diese
Verfahren jetzt für kleine Kliniken und niedergelassene Ärzte
erschwinglich. Große Krankenhäuser und hier insbesondere solche, die
an lokaler Spektroskopie interessiert sind und im Bereich der
funktionalen Tomografie forschen, werden auch weiterhin mit Scannern
mit hoher Magnetfeldstärke arbeiten. Aber für das Massen-Screening
werden sich auch zusätzliche Scanner mit schwacher und mittlerer
Magnetfeldstärke anschaffen.
NUST MISIS-Wissenschaftler haben gemeinsam mit Vertretern des
Forschungs- und Produktionsverbunds "Magneton" einen Prototyp eines
ökonomischen und umweltfreundlichen MRT-Scanners mit niedrigem
Magnetfeld entwickelt, der auf magnetischen Materialien und
Komponenten basiert, die in Russland hergestellt wurden.
"Wir haben eine innovative Technologie für die kostengünstige
Herstellung hartmagnetischer Materialien und Permanentmagnete
entwickelt, die aus Legierungen von heimischen Seltenerdmetallen und
ihren Verbindungen hergestellt werden, einschließlich solcher, die
aus magnetischen Industrieabfällen gewonnen werden. Bei der
Herstellung der Rohstoffe für Permanentmagnete konnten wir durch die
Aufbereitung magnetischer Industrieabfälle und Verwendung billiger
Legierungen von Seltenerdmetallen die Kosten um den Faktor 1,5
reduzieren. Durch den Einsatz neuer weichmagnetischer Materialien
waren wir in der Lage, magnetische Leiter für das Magnetsystem eines
Scanners zu entwickeln, das bei geringem Verlust eine hohe
magnetische Sättigung bietet (über 2 T). Auf diese Weise konnten wir
Permanentmagnete für neuartige Magnetsysteme mit einer
Gewichtsersparnis von fast 30 % entwickeln und gleichzeitig die
Kosten der Geräte reduzieren", sagte Evgeny Gorelikov, Projektleiter,
Kandidat der Politikwissenschaften und stellvertretender Direktor des
NUST MISIS Engineering Center for Industrial Technologies.
Der neue MRT-Scanner kommt ohne Tieftemperaturtechnik, flüssigen
Stickstoff, flüssiges Helium und Wasser zur Kühlung aus (wie dies bei
MRT-Scannern mit supraleitendenden Magneten oder Elektromagneten
erforderlich ist). Der Energieverbrauch dieses einzigartigen Scanners
liegt bei unter 1 kW. Dies ermöglicht den Betrieb mit regenerative
Energiequellen wie Solarmodulen und Windkraftanlagen.
Derzeit müssen medizinische Einrichtungen bei der Implementierung
der Gegenstücke zu diesem neuentwickelten Magnetsystem in Russland
und im Ausland nahezu das doppelte bezahlen.
China ist aktuell der weltgrößte Produzent von Seltenerdmetallen
und Permanentmagneten aus seltenen Erden (bis zu 80 %). Durch den
Einsatz heimischer Magnetkomponenten, die bei der Herstellung von
MRT-Scannern gewonnen werden, ist Russland so in der Lage eine
Produktion aufzubauen, die von Importen unabhängig ist.
Die Implementierung des Projekts dient als praktische Übung zum
Aufbau einer konkurrenzfähigen industriellen Produktion magnetischer
Materialien zu reduzierten Kosten für die autonome Produktion einer
neuen Generation von MRT-Scannern mit niedrigen Magnetfeldstärken in
Russland.
Quelle: http://en.misis.ru/university/news/science/2017-12/5091/
Pressekontakt:
Dina Moiseeva
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