MRI 同軸ケーブルとコネクタが非磁性であることを確認する方法

Oct 15, 2023

2023 年 4 月 17 日 MDO Contributors Network より

ケーブルやコネクタ内の磁性体が MRI スキャナに干渉する可能性があり、その結果、精度の低下、画像の歪み、患者への危害が生じる可能性があります。 [画像提供: Times Microwave Systems]

Kai Loh著、Times Microwave Systems

磁気共鳴画像法 (MRI) は、強力な磁石と電波を使用して身体の内部構造の画像を生成します。 MRI 装置の磁場の強さは、生成される画像の品質を決定する主な要素の 1 つです。 現在、ほとんどの MRI 装置の磁場強度は 1.5 テスラ (T) から 3T の間です。 ただし、現在、臨床使用が承認されている最大 7T のスキャナーや、最大 11.7T に達する実験用システムがあります。

MRI 装置は、患者の画像化に使用されるパルス RF 信号を送受信するために、広範な無線周波数 (RF) 相互接続 (同軸ケーブルとコネクタ) に依存しています。 MRI 装置は高品質の画像を生成するために磁場の精密かつ正確な位置合わせに依存しているため、これらのコンポーネントが非磁性であることが重要です。 磁性物質が存在するとプロセスに干渉し、精度の低下、画像の歪み、さらには患者に害を及ぼす可能性もあります。

「非磁性」という用語は、同軸ケーブル アセンブリに関してよく使用されます。 RF 相互接続で使用される一般的な材料間の磁気特性の違いは、微妙ではありますが、特に MRI 装置などの潜在的に人命に関わる用途では、影響が大きくなります。 したがって、磁気特性が誤って導入されないように、使用する基材、材料処理、部品の仕上げ、および完成した同軸ケーブルアセンブリのテストに細心の注意を払う必要があります。

同軸ケーブルやコネクタなどの RF 相互接続は MRI システムに不可欠ですが、磁性材料が混入する可能性があることは見落とされがちです。 したがって、MRI 装置用の同軸ケーブルを選択する際には、基材の材質と磁化の程度を考慮することが重要です。 たとえば、鉄などの鉄材料やほとんどの種類の鋼は避けるべきです。 あるいは、銅、真鍮、ベリリウム銅、アルミニウム合金、オーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性​​材料は、多くの用途で実績のあるソリューションです。

MRI 同軸ケーブル アセンブリで使用されるコネクタも非磁性材料で作られ、発生する磁場を最小限に抑えるように設計される必要があります。 多くのケーブル アセンブリ サプライヤーがさまざまな供給元からのコンポーネントを使用することは珍しいことではありません。 主要コンポーネントは、多くの場合、さまざまなベンダーによって製造される、多数の複雑な部品から構成されています。 包括的な制御や垂直統合された製造環境がなければ、サプライヤーが MRI 装置の重要な非磁性要件を効果的に満たすことが困難になる可能性があります。

基材を慎重に選択し、製造プロセスを管理したとしても、特にさまざまな材料を扱う生産ラインでは、材料の押出プロセスや機械加工によって磁気特性を変化させる可能性のある要素が導入される可能性があります。

非磁性のステンレス鋼であっても、コネクタに加工されると磁性を帯びる可能性があります。 プロセスが注意深く規制されていることを確認することが重要です。

非磁性基板が間違った材料でメッキされると磁性を帯びる可能性があるため、コンポーネントの仕上げも重要な考慮事項です。 たとえば、非磁性基板上に少量の銀メッキを使用すると、通常は非磁性とみなされる最終製品が生成されます。

しかし、最新の MRI 装置の磁場強度が増大するにつれて、マイクロインチの厚さの量の磁性材料であっても、その重要性がますます高まっています。 したがって、めっき積層の各層の材料を慎重に選択し、明確に指定することが重要です。

同軸ケーブルとコネクタに使用される完成した材料をテストおよび検証して、それらが非磁性であることを確認することが不可欠です。 ASTM F2052 や ASTM F221 などの業界標準に準拠した綿密なテスト プロセスを使用して、コンポーネントが非磁性であることを確認します。 これらの規格は、材料、磁気特性、および性能の要件を定義します。

これは、磁場の強さと方向を測定する 2 つのツールであるガウス メーターまたは磁力計を使用して実行できます。 ケーブルとコネクタは、アダプタや拡張機能を含め、最終構成でテストする必要があります。 材料と最終製品を徹底的にテストすることで、MRI 画像処理に干渉しないことを確認できます。

MRI が提供する救命診断を考慮すると、軍事、宇宙飛行、航空宇宙産業などのミッションクリティカルなアプリケーション向けのソリューション開発で実績のあるパートナーを選択することが不可欠です。 パートナーは、品質、清浄度、トレーサビリティなど、これらの業界で確立された基準を活用できる必要があります。

メーカーはこれらの要因を真剣に受け止め、業界標準の観点から複雑な問題を解決するための材料だけでなく技術的専門知識も提供する必要があります。 同軸ケーブル アセンブリに加えてエンジニアリング サービスを提供するサードパーティは、最初から設計チームの一員となり、特定の MRI アプリケーションに適した相互接続ソリューションで協力することができます。

製品を設計する場合でも、処理や技術を支援する場合でも、パートナーは高品質の結果をもたらすための技術的なソリューションと回答を提供することに尽力する必要があります。

結論として、MRI の磁場が強まるにつれ、生成される画像の正確性を確保するには、MRI アプリケーションで使用される同軸ケーブルとコネクタが真に非磁性であることを保証するという基本的な要件がますます重要になります。

基材、材料処理、およびコンポーネントの仕上げを慎重に検討することにより、重要な MRI アプリケーションで使用される同軸ケーブル アセンブリが非磁性を維持できるようになります。 完成したら、組み立てられたケーブルとコネクタの磁場テストと業界標準への準拠の検証により、組み立てが MRI イメージング プロセスに干渉しないことが確認されます。

Kai Loh [写真提供：Times Microwave Systems]

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