پایگاه خبری تحلیلی آلوکیما گزارش می‌دهد:
در فناوری تصویربرداری پزشکی، به‌ویژه در دستگاه‌های MRI (Magnetic Resonance Imaging)، انتخاب نوع مواد اولیه نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد، دقت، ایمنی و دوام تجهیزات دارد. یکی از فلزاتی که در طراحی پیشرفته‌ترین نسل‌های MRI جایگاه ویژه‌ای یافته، آلومینیوم است. این فلز سبک و مقاوم نه‌تنها اختلالی در میدان مغناطیسی ایجاد نمی‌کند، بلکه عملکرد دستگاه را از جنبه‌های مختلف بهینه می‌سازد.
در این گزارش، به نقش تخصصی آلومینیوم در ساختار دستگاه MRI، نام دقیق قطعات کاربردی و ویژگی‌های عملکردی آن می‌پردازیم.
MRI چگونه کار می‌کند و چه نقشی برای آلومینیوم دارد؟
دستگاه MRI با استفاده از میدان مغناطیسی قوی (معمولاً 1.5 تا 3 تسلا) و امواج رادیویی، تصاویری دقیق از بافت‌های نرم بدن تولید می‌کند. هر قطعه‌ای که در مجاورت این میدان قرار گیرد، باید کاملاً غیرمغناطیسی (non-ferromagnetic) باشد تا در عملکرد کویل‌ها و کیفیت تصویر تداخلی ایجاد نکند.
آلومینیوم به‌عنوان یک فلز پارامغناطیس ضعیف، در میدان مغناطیسی MRI جذب نمی‌شود و هیچ اختلالی در میدان‌ها و امواج RF ایجاد نمی‌کند. این ویژگی آن را برای استفاده در قطعات مختلف MRI ضروری ساخته است.
مهم‌ترین قطعات دستگاه MRI که از آلومینیوم ساخته می‌شوند:
بر اساس بررسی‌های پایگاه خبری تحلیلی آلوکیما و داده‌های فنی تولیدکنندگان MRI، آلومینیوم در ساخت اجزای زیر استفاده می‌شود:
1. Patient Table Frame (فریم تخت بیمار)
فریم اصلی تختی که بیمار روی آن قرار می‌گیرد، معمولاً از آلومینیوم ساخته می‌شود. این قطعه باید سبک، مستحکم و غیرمغناطیسی باشد تا در نزدیکی میدان مغناطیسی عملکرد صحیح داشته باشد.
2. Gantry Housing (پوسته بیرونی گنتری)
ساختار بیرونی دستگاه، که اجزای داخلی را محافظت می‌کند، اغلب از آلومینیوم یا آلیاژهای آن است. این پوشش باید در برابر لرزش، رطوبت و مواد ضدعفونی‌کننده مقاومت بالا داشته باشد.
3. RF Shielding Enclosure (محفظه محافظ امواج رادیویی)
برای جلوگیری از تداخل امواج RF، قطعاتی مانند جعبه‌های محافظ کویل فرستنده/گیرنده (RF coil housing) از آلومینیوم ساخته می‌شوند. آلومینیوم به دلیل هدایت الکتریکی بالا، محافظ بسیار خوبی برای تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) است.
4. Gradient Coil Mounts (پایه‌های نگهدارنده کویل گرادیان)
کویل‌های گرادیان برای ایجاد تغییرات میدان مغناطیسی در جهات مختلف استفاده می‌شوند. نگهدارنده‌ها یا براکت‌هایی که این کویل‌ها را در محل ثابت می‌کنند، معمولاً از آلومینیوم با مقاومت مکانیکی بالا هستند.
5. Cooling System Components (اجزای سیستم خنک‌کننده)
آلومینیوم در ساخت هیت‌سینک‌ها (heat sinks)، لوله‌های انتقال حرارت و صفحات تبادل حرارتی به‌کار می‌رود تا گرمای ناشی از جریان‌های الکتریکی در کویل‌ها به‌سرعت دفع شود.
6. Patient Positioning Devices (ابزارهای موقعیت‌دهی بیمار)
قطعاتی مانند هدبند، پشتی، براکت‌های ثابت‌کننده دست و پا، در طراحی‌های پیشرفته از آلومینیوم سبک ساخته می‌شوند تا هم بی‌خطر باشند و هم دقت تصویربرداری را افزایش دهند.
7. RF Coils Casings (پوسته خارجی کویل‌های تصویربرداری)
در برخی طراحی‌ها، به‌ویژه کویل‌های خطی یا سطحی، از آلومینیوم برای ساخت محفظه‌ای سبک، مقاوم و با محافظت الکترومغناطیسی استفاده می‌شود.
چرا آلومینیوم گزینه ایده‌آل برای MRI است؟
پایگاه خبری آلوکیما در تحلیل تخصصی خود، پنج دلیل اصلی برای استفاده گسترده از آلومینیوم در ساخت دستگاه MRI را به شرح زیر معرفی می‌کند:
الف) غیرمغناطیسی بودن کامل
برخلاف فولادهای ضدزنگ یا آهن، آلومینیوم به‌هیچ‌وجه جذب میدان مغناطیسی قوی نمی‌شود و در محدوده میدان مغناطیسی مغشوشی ایجاد نمی‌کند.
ب) وزن بسیار پایین
در طراحی دستگاه‌های MRI قابل حمل یا فضاهای محدود، کاهش وزن کل سیستم حیاتی است. آلومینیوم به کاهش وزن قطعات کلیدی کمک می‌کند.
ج) مقاومت بالا در برابر خوردگی
در محیط‌های بیمارستانی که رطوبت، ضدعفونی‌کننده‌ها و مواد شیمیایی وجود دارد، آلومینیوم با ایجاد لایه طبیعی اکسید آلومینیوم، خوردگی را به حداقل می‌رساند.
د) هدایت حرارتی عالی
در کویل‌های گرادیان و RF که گرمای زیادی تولید می‌شود، آلومینیوم با هدایت حرارتی بالا باعث خنک‌سازی مؤثر و افزایش طول عمر قطعات الکترونیکی می‌شود.
هـ) ماشین‌کاری و شکل‌پذیری بالا
آلومینیوم به‌راحتی قابل برش، خم‌کاری و تراش است. این ویژگی تولید قطعات دقیق را تسهیل کرده و هزینه‌های ساخت را کاهش می‌دهد.
آینده استفاده از آلومینیوم در MRI
با افزایش نیاز به MRIهای قابل حمل (Mobile MRI Units) و توسعه MRIهایی با قدرت میدان بالا (High-Field MRI)، آلومینیوم همچنان یکی از عناصر کلیدی طراحی باقی خواهد ماند. همچنین آلیاژهای خاص آلومینیومی با ساختارهای تقویت‌شده، امکان تولید قطعات مقاوم‌تر و سبک‌تر را فراهم می‌کنند که می‌تواند تحولی در نسل آینده تجهیزات تصویربرداری ایجاد کند.
از منظر زیست‌محیطی نیز آلومینیوم با قابلیت بازیافت 100٪، در مقایسه با مواد کامپوزیتی یا پلاستیکی برتری دارد و در طراحی پایدار تجهیزات پزشکی آینده نقش مهمی ایفا خواهد کرد.
جمع‌بندی
آن‌گونه که پایگاه خبری تحلیلی آلوکیما گزارش می‌دهد، استفاده از آلومینیوم در دستگاه‌های تصویربرداری MRI یک انتخاب مهندسی هوشمندانه و چندوجهی است. این فلز با ترکیبی از ،غیرمغناطیسی بودن، هدایت حرارتی بالا، سبکی مقاومت مکانیکی و قابلیت پردازش بالا، استاندارد طلایی در طراحی قطعات MRI محسوب می‌شود.
انتظار می‌رود با رشد فناوری‌های تصویربرداری، نقش آلومینیوم نه تنها حفظ شود بلکه در کنار آلیاژهای جدید، جایگاه آن در طراحی تجهیزات پزشکی آینده نیز پررنگ‌تر گردد.
