Cómo garantizar que los cables y conectores coaxiales de MRI no sean magnéticos

17 de abril de 2023 Por Red de contribuyentes de MDO

El material magnético en cables o conectores puede interferir con los escáneres de resonancia magnética, lo que resulta en una precisión reducida, imágenes distorsionadas y posibles daños a los pacientes. [Imagen cortesía de Times Microwave Systems]

Por Kai Loh, Times Microwave Systems

La resonancia magnética (MRI) utiliza potentes imanes y ondas de radio para generar imágenes de las estructuras internas del cuerpo. La fuerza del campo magnético en las máquinas de resonancia magnética es uno de los factores principales para determinar la calidad de las imágenes producidas. Actualmente, la mayoría de las máquinas de resonancia magnética tienen una intensidad de campo magnético entre 1,5 Tesla (T) y 3T. Sin embargo, ahora existen escáneres aprobados para uso clínico que llegan hasta 7T y sistemas experimentales que alcanzan hasta 11,7T.

Las máquinas de resonancia magnética se basan en una amplia gama de interconexiones de radiofrecuencia (RF) (cables y conectores coaxiales) para enviar y recibir las señales de RF pulsadas que se utilizan para obtener imágenes de los pacientes. Es fundamental que estos componentes no sean magnéticos, ya que las máquinas de resonancia magnética dependen de la alineación precisa y exacta de los campos magnéticos para producir imágenes de alta calidad. La presencia de cualquier material magnético puede interferir con el proceso y provocar una precisión reducida, imágenes distorsionadas y potencialmente incluso dañar a los pacientes.

El término "no magnético" se utiliza a menudo con respecto a los conjuntos de cables coaxiales. Las diferencias en las propiedades magnéticas entre los materiales comunes utilizados en las interconexiones de RF pueden ser sutiles pero significativas en su impacto, especialmente en aplicaciones potencialmente críticas para la vida, como las máquinas de resonancia magnética. Por lo tanto, se debe prestar especial atención a los materiales base utilizados, el procesamiento de materiales, el acabado de los componentes y las pruebas de los conjuntos de cables coaxiales completos para garantizar que no se introduzcan propiedades magnéticas inadvertidamente.

Aunque las interconexiones de RF, como los cables y conectores coaxiales, son parte integral de los sistemas de resonancia magnética, su potencial para introducir materiales magnéticos puede pasarse por alto fácilmente. Por lo tanto, al seleccionar cables coaxiales para máquinas de resonancia magnética, es vital considerar el material base y hasta qué punto se puede magnetizar. Por ejemplo, se deben evitar los materiales ferrosos como el hierro y la mayoría de los tipos de acero. Alternativamente, los materiales no magnéticos como el cobre, el latón, el cobre berilio, las aleaciones de aluminio y los aceros inoxidables austeníticos son soluciones comprobadas en muchas aplicaciones.

Los conectores utilizados en los conjuntos de cables coaxiales para MRI también deben estar fabricados con materiales no magnéticos y diseñados para minimizar el campo magnético que generan. No es raro que muchos proveedores de conjuntos de cables utilicen componentes de diversas fuentes. Los componentes clave se construyen a partir de una serie de piezas complejas que a menudo son fabricadas por diferentes proveedores. Sin un control integral o un entorno de fabricación integrado verticalmente, puede resultar complicado para un proveedor cumplir de forma eficaz con los requisitos críticos no magnéticos de las máquinas de resonancia magnética.

Incluso con una selección cuidadosa de los materiales base y el control de los procesos de fabricación, el proceso de extrusión y el mecanizado de materiales pueden introducir elementos que pueden cambiar las propiedades magnéticas, especialmente en una línea de producción que maneja una variedad de materiales.

Incluso el acero inoxidable no magnético puede volverse magnético después de haber sido mecanizado para formar un conector. Es crucial garantizar que el proceso esté cuidadosamente regulado.

El acabado de los componentes también es una consideración esencial, ya que un sustrato no magnético puede volverse magnético si se recubre con el material incorrecto. Por ejemplo, el uso de una pequeña cantidad de baño de plata sobre un sustrato no magnético normalmente produciría un producto final considerado no magnético.

Sin embargo, con la creciente intensidad del campo de las modernas máquinas de resonancia magnética, incluso una cantidad de material magnético de micropulgadas de espesor se vuelve cada vez más relevante. Por lo tanto, es fundamental seleccionar cuidadosamente y especificar claramente el material para cada capa del apilamiento de revestimiento.

Es esencial probar y validar los materiales terminados utilizados para los cables y conectores coaxiales para confirmar que no sean magnéticos. Utilice un proceso de prueba en profundidad alineado con los estándares de la industria como ASTM F2052 o ASTM F221 para garantizar que los componentes no sean magnéticos. Estos estándares definen los requisitos de materiales, propiedades magnéticas y rendimiento.

Esto se puede hacer usando un medidor de Gauss o un magnetómetro, dos herramientas que miden la fuerza y ​​dirección de los campos magnéticos. Los cables y conectores deben probarse en su configuración final, incluidos los adaptadores o extensiones. Las pruebas exhaustivas de los materiales y productos finales pueden garantizar que no interfieran con el proceso de imágenes por resonancia magnética.

Dados los diagnósticos que salvan vidas proporcionados por la resonancia magnética, es imperativo elegir un socio con un historial comprobado en el desarrollo de soluciones para aplicaciones de misión crítica, como las industrias militar, de vuelos espaciales y aeroespacial. El socio debería poder aprovechar estándares probados en el tiempo, como calidad, limpieza y trazabilidad de esas industrias.

Los fabricantes deben tomar en serio estos factores y ofrecer no sólo materiales sino también experiencia técnica para resolver problemas complejos desde una perspectiva estándar de la industria. Un tercero que proporcione servicios de ingeniería además de conjuntos de cables coaxiales puede formar parte del equipo de diseño desde el principio y colaborar en las soluciones de interconexión adecuadas para una aplicación de resonancia magnética específica.

Ya sea diseñando un producto o ayudando con el procesamiento y las técnicas, el socio debe comprometerse a brindar soluciones y respuestas técnicas para brindar resultados de alta calidad.

En conclusión, el requisito fundamental de garantizar que los cables y conectores coaxiales utilizados en aplicaciones de resonancia magnética sean verdaderamente no magnéticos es cada vez más importante para garantizar que las imágenes producidas sean precisas a medida que se fortalecen los campos magnéticos de la resonancia magnética.

Una cuidadosa consideración de los materiales base, el procesamiento de materiales y el acabado de los componentes garantiza que los conjuntos de cables coaxiales utilizados en aplicaciones críticas de resonancia magnética sigan siendo no magnéticos. Una vez completado, probar los cables y conectores ensamblados en busca de campos magnéticos y verificar el cumplimiento de los estándares de la industria confirma que el ensamblaje no interferirá con el proceso de imágenes por resonancia magnética.

Kai Loh [Fotografía cortesía de Times Microwave Systems]

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