科普:防磁片功能
磁场
磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,磁场不是由原子或分子组成的,但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,所以两磁体不用接触就能发生作用。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。
由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。用现代物理的观点来考察,物质中能够形成电荷的终极成分只有电子(带单位负电荷)和质子(带单位正电荷),因此负电荷就是带有过剩电子的点物体,正电荷就是带有过剩质子的点物体。运动电荷产生磁场的真正场源是运动电子或运动质子所产生的磁场。例如电流所产生的磁场就是在导线中运动的电子所产生的磁场。
磁场效应是指物质的磁性与其力学、声学、热学、光学及电学等性能均取决于物质内原子和电子状态及它们之间的相互作用。因此这些性能相互联系、相互影响。磁状态的变化引起其他各种性能的变化;反之,电、热、力、光、声等作用也引起磁性的变化,这些变化统称为磁效应。
防磁功能简介
防磁功能是指设备中装有防磁设备,防止磁场对自身产生影响。
某些设备受周围磁场影响较大,如显示器,它对周围磁场十分敏感,所以只要将音箱靠近显示器,仔细观察屏幕上的图像有无局域的偏色或整体的色位移,就可以检验出音箱的防磁性能来。音箱的磁性是发自扬声器的,防磁音箱的扬声器都采用的是双磁路的设计,而且喇叭后的永磁体外应有金属罩才对,而一些音箱的低音炮没有采用防磁设计,这对于它们位置的摆放要格外的注意才行。
防磁屏蔽箱的设计
在核磁共振成像(简称MRI)做增强扫描检查时,大都是在患者进入MRI强磁场前,需要人工凭工作经验将造影剂推注到患者体内,而后进行MRI扫描检查。因人工推注手法不一样,输注速率不十分稳定,直接影响检查的图像质量。特别是一些特殊检查,如MRI心脏全周冠状动脉增强检查,在整个扫描检查过程中,需要把造影剂定时、定量、持续地输注到患者身体内,人工推注工作强度较大,常规微量注射泵可以实现输注,但同时它在MRI环境中会被均匀的强磁场磁化失灵而不能使用。
简易防磁装置要求:一是箱子大小要适宜,能方便放置注射泵;二要外形轻便美观,操作方便;三是要有良好的磁场隔离和屏蔽作用。为此,徐新民等做了以下几个试验:
方法一:制作一个长方体箱子,为保证箱体结构不变形,选用不锈钢作箱体,内衬非铁磁性的紫铜铂,厚度为0.5 mm,制成防磁箱,其特点是外形美观。但试用后发现2个不足:一是“磁体”常规微量注射泵与箱体近距离时,对箱体有吸附移动;二是箱体内垫的紫铜对磁场的屏蔽隔离效果不好,使常规微量注射泵受强磁场干扰而无法工作。分析其原因:箱体的主要材料是含有镍、锰成分的铁磁材料,虽然内衬厚度为0.5mm紫铜,还是挡不住MRI中强磁场的磁化,因此不锈钢做箱体不合适,此方法被放弃。
方法二:为保证箱体结构不变形,选用厚度为10mm的术板做长方体箱子,内垫厚度为0.5 mm的紫铜,制成防磁隔离箱。其制作工艺简单、成木经济实惠,但实际试用后,其屏蔽隔离效果并不稳定。经仔细分析,认为铜材质的纯度不高或厚度不足是实验失败的主因,最终此方法被淘汰。
方法三:选用H62铜,厚度为1.5 mm,H62铜是具有强度硬度高、可塑性及防腐蚀性较好等特点的环保铜。
焊接成“无缝”箱体,且在操作孔、输注连接管出孔、门边等部位加装遮沿、操作盖等防护措施,制作成一种MRI环境中使用常规微量注射泵的简易防磁箱。该简易防磁箱由:铜材箱体、铜材箱提把、铜材箱前盖拉手、操作窗前盖、铜材箱前盖活页、铜材箱前盖等部分组成。
采用方法三设计研制的铜材防磁屏蔽箱,临床试用SC例,效果可靠,经济实用。此装置能保证常规微量注射泵在MRI强磁场环境中的正常使用,并且对MRI图像质量无任何影响,有效避免了MRI环境卜人工给药不准等弊端,扩大了常规微量注射泵的使用范围;而且提高了MRI强磁场环境中输注给药的精确度,节约了大量的人力和医疗资源。对模具加工和个别功能完善后,将在中小医院有一定的市场前景和社会效益。