ประสบการณ์ปิดสนามแม่เหล็ก

ปิดตำนานเครื่องเอ็มอาร์ไอ 1.5 เทสลา โดยใส่กระแสไฟฟ้า ทำให้เกิดความร้อนและปลดปล่อยฮีเลี่ยมเหลวออกจากเครื่อง

สวัสดีครับ

วันนี้ขอนำเสนอประสบการณ์ที่ผมได้มีส่วนร่วมในการปิดสนามแม่เหล็กของเครื่องเอ็มอาร์ไอ 1.5 เทลสา ที่ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ซึ่งเปิดใช้งานมาตั้งแต่ปี พ.ศ.2538 งบประมาณที่จัดซื้อในตอนนั้น ประมาณ 65 ล้านบาท 

ชุดควบคุมการทำงานด้วยการสัมผัสหน้าจอ

 

ประตูทางเข้า

เครื่องนี้ได้ทำประโยชน์อย่างมากในการตรวจวินิจฉัยโรคแก่ประชาชนชาวไทยและประเทศเพื่อนบ้านใกล้เคียง ซึ่งได้ให้บริการ ประมาณวันละ 8-12 รายต่อวัน หรือประมาณ 200-250 รายต่อเดือน หรือประมาณ 2200-2400 รายต่อปี หรือประมาณ 37,400 ราย ตลอดระยะเวลา 17 ปี

คุณประโยชน์อีกด้าน คือ เป็นแหล่งเรียนรู้ เป็นเครื่องมือประกอบการฝึกงาน ศึกษาดูงาน ทำงานวิจัยของรังสีแพทย์ แพทย์ประจำบ้าน นักศึกษาแพทย์ นักศึกษารังสีเทคนิค บุคลากรทางการแพทย์ และประชาชนทั่วไป

วันเด็ก ทางภาควิชาได้เปิดให้เด็กๆ เข้ามาร่วมเรียนรู้หลายคน

ส่วนประกอบเครื่องสร้างภาพเอ็มอาร์ไอ

1.ระบบแม่เหล็ก (Magnet system) จะเกี่ยวข้องกับแม่เหล็กชนิดต่างๆที่ใช้ในการตรวจซึ่งจะมีความแรงของสนามแม่เหล็กต่างกันได้แก่ แม่เหล็กหลัก (main magnet) ขดลวดชนิดต่างๆ

2.ขดลวดและระบบคลื่นความถี่วิทยุ (Coil and Radio frequency system) จะเกี่ยวข้องกับขดลวดที่ใช้ส่งความถี่วิทยุ (transmitter coil)  และขดลวดรับสัญญาณ (receiver coil) ที่ส่งกลับจากผู้ป่วย

3.ระบบคอมพิวเตอร์ (Computer system) โดยมีการควบคุม (Operating console) เกี่ยวข้องกับการควบคุมการทำงานของเครื่อง การปล่อยสัญญาณคลื่น การประมวลข้อมูลที่ได้จากการตรวจ การบันทึกข้อมูล การแสดงภาพ การถ่ายภาพ เป็นต้น

4. เตียง (Table or couch) เป็นอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของผู้ป่วยเข้าสู่แกนสนามแม่เหล็กหลักในการตรวจ

5.ระบบป้องกัน (Shield system) เป็นการป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับผู้ป่วยหรือเครื่องมือที่ใช้ในการตรวจจากสนามแม่เหล็กหรือคลื่นความถี่วิทยุ  

การป้องกันแบบนี้ เรียกว่า Passive shiled คือการนำผนัง ที่ทำด้วยเหล็กที่ยึดต่อกันอย่างแน่นหนา และ ฉาบด้วยทองแดง เพื่อช่วยป้องกันสนามแม่เหล็กแผ่ออกสู่ภายนอก และ แผ่นทองแดงที่ช่วยป้องกันคลื่นวิทยุเข้ามารบกวน

เครื่องเอ็มอาร์ไอเครื่องนี้เป็นแม่เหล็กชนิด แม่เหล็กตัวเหนี่ยวนำยิ่งยวด (Super conducting electromagnets) เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดพิเศษที่พัฒนาขึ้นมาแก้ไขข้องบกพร่องของแม่เหล็กไฟฟ้าต้านทาน

ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะลดความต้านที่เกิดขึ้น เนื่องจากเมื่อมีค่าความต้านทานในขดลวดสูงจะทำให้ค่ากระแสไฟฟ้าจะต่ำลงต้องให้ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

จากการศึกษาพบว่าเมื่อลดอุณหภูมิลงต่ำมากๆจนเข้าใกล้อุณหภูมิวิกฤต (critical temperature) สภาพความต้านทานของสสารจะลดลงหรือหายไป เช่น ที่อุณหภูมิ 0 องศาเคย์วิน (Kelvin) หรือ ประมาณ –273 องศาเซลเซียส เมื่อใช้สารที่เรียกว่า คายโอเจน (Cryogens) ซึ่งเป็นสารพวกฮีเลียมเหลวหรือไนโตรเจนเหลวใส่ล้อมรอบขดลวดตัวนำ  เพื่อดูดความร้อนออกจากลดลวดตัวนำทำให้มีอุณหภูมิต่ำมีสภาพการนำไฟฟ้าที่ดี ไม่มีความต้านทานหลงเหลืออยู่ซึ่งการทำให้เกิดตัวนำไฟฟ้าที่ยิ่งยวดนี้จะทำให้มีการจ่ายไฟฟ้าเข้าไปเพียงครั้งแรกครั้งเดียวเท่านั้นจะทำให้เกิดสภาพการเป็นแม่เหล็กที่ยาวนาน

ขณะใช้งาน ต้องมั่นตรวจสอบปริมาณฮีเลียมว่าคงเหลือมากน้อยเพียงใด 

เนื่องจากเครื่องเอ็มอาร์ไอเครื่องนี้ ใช้งานมากแล้ว ประมาณ 17 ปี เริ่มเสื่อมสภาพคงลง ทางหน่วยงานได้จัดงบประมาณในการจัดซื้อเครื่องใหม่ทดแทน จึงมีความจำเป็นต้องปิดสนามแม่เหล็ก เพื่อเคลื่อนย้ายเครื่องดังกล่าวออกไป

ดังนั้น เมื่อต้องหยุดการทำงานของสนามแม่เหล็ก เราจึงต้องปิดหรือดับสภาพการเป็นแม่เหล็ก (Magnet quench) โดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไป (ด้วยการกดปุ่มสีแดง) เพื่อทำให้เกิดความร้อน และไล่ฮีเลียมเหลวที่อยู่ภายในออกไปสู่ภายนอก

ฮีเลียมที่ถูกปลดปล่อย (กลุ่มไอสีขาว) ลอยขึ้นเหนืออาคาร  

ข้อควรระวัง : เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าเปิดไล่ฮีเลียม จะมีเสียงดัง(มาก) เกิดขึ้น พร้อมๆกับกลุ่มไอสีขาวลอยขึ้น หลายคนอาจตกใจ คิดว่าเกิดไฟไหม้

ข้อสังเกต : ไอเย็น จะเป็นกลุ่มสีขาวสะอาด แตกต่างจากควันไฟ จะเป็นกลุ่มสีขาวเทาปนดำ 

ความเย็นจากฮีเลียม ที่ไหลกระจายจากท่อ แสดงให้เห็นถึงความเย็น จนบริเวณรอบๆท่อระบายกลายเป็นน้ำแข็ง

เครื่องที่รอการเคลื่อนย้าย

ปิดตำนานเครื่องเอ็มอาร์ไอ 1.5 เทสลา ระยะเวลา 17 ปี ที่มีคุณค่าต่อการวินิจฉัย รักษาโรค และแหล่งเรียนรู้ของหลายๆคน รวมถึงตัวผมด้วย ครับ  

แต่... อนาคตของเครื่องนี้ยังไม่จบง่ายๆ ครับ

โปรดติดตามตอนต่อไป

เพราะว่า คณาจารย์ ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ได้ขอนำเครื่องนี้ไปศึกษา และคาดว่าจะทำการปลุกให้เครื่องนี้ สามารถพื้นคืนชีพขึ้นมาได้อีกครั้ง เพื่อใช้ในการศึกษา ทดลอง และวิจัยต่อไป

[ฐิตินันท์ จันเส]

เรียน อ.ต้อมที่เคารพ

ขอบคุณค่ะ ..นอกจากปิดตำนานเครื่อง MRI 1.5 เทสลาแล้วยังได้ทบทวนความรู้พื้นฐานเรื่อง MRI.. ขอรำลึกถึงอดีตเครื่อง MRI.. 17 ปี ด้วยค่ะ