ГОСТ Р МЭК 60601 -2-33 — 2009
Потенциальные механизмы для биоэффектов
Сила, вращающий момент и проходимость
Возможно, самый существенный механизм для МР биоэффекта — ракетная опасность. Ферромагнитные
объекты испытывают переводные силы, которые притягивают их к высоким областям магнитного поля в
магните [15]. Эта сила зависит от продукта постоянной силы магнитного поля и пространственного градиента
силы магнитного поля. Огражденные магниты низкой области в определенных пространственных местоположе
ниях могут произвести большие магнитные градиенты, чем высокая область неэкранированного магнита [16].
Результат состоит в том. что такие огражденные низко-полевые магниты могут проявить большие силы на ферро
магнитных объектах, чем даже неэкранированные высоко-полевые магниты в определенных местоположениях
[16]. Ракетная опасность требует обучения персонала.
Диамагнитные объекты испытывают переводные силы, притягивающие их к низким областям магнитного
поля далеко от магнита [15], [17]. [18]. Вода является слабо диамагнитной. Уено и Ивасака [17], [18], показали, что
в поле 8 Тл малого магнита вода может испытать силу до 30 % силы гравитации. Эта сила заставляет воду
отделяться в однородной полевой области магнита. В первом приближении, сверхпроводимость соленоидов
магнитов, используемых в МР-ОБОРУДОВАНИИ, может быть принята как пара Гельмгольца. Предполагают, что
пара Гельмгольца имеет радиус R и что постоянное магнитное поле в центре пары катушки является В0.
Рассматривают объект, восприимчивость которого у. плотность — р. Ускорение гравитации будет д. проходи
мость свободного места будети г — ось пары Гельмгольца. Максимальное ускорение а (нормализованное
к ускорению), которое объект должен испытать в магнитном поле пары Гельмгольца радиусом R. может быть
выражено как
MoPg’dzJMoPgf[
R)■
(BB.1)
Можно показать, что пиковая сила от катушки Гельмгольца равняется zIR = 0,787 (при принятии, что
центр пары соответствует z = 0). Уено сообщил, что максимальный продукт силы (В dBldz) его малой
системы был 400 Т2/м в г = 75 мм. При применении модели Гельмгольца радиус пары Гельмгольца должен
быть R =2/0.787 =0.075^0.787 =0.095 и максимальный продукт сипы — В dB/dz =0.569 E&IR =381 Т2/м (меньше
чем 4.7 % несоответствия).
Эффект «Моисея» Уено был соблюден в небольшом (0.05 м). 8 Тл магните. Уравнение (ВВ.1) показывает,
что вода, которая является диамагнетиком (х = -9.05-10-* и плотность = 1000 кг/м3), испытает ускорение
приблизительно 30 % гравитационного ускорения.
Уено также нашел другие тонкие биологические эффекты [19]. связанные с силой, произведенной магни
том. Уравнение (ВВ.1) предсказывает, что сила (и, по-видимому, биологические эффекты) от магнитов, подоб
ных магнитам Гельмгольца (магниты типа соленоид), зависит от квадрата силы магнитного поля и обратно про
порциональна радиусу эффективной пары Гельмгольца. Принимающие МАГНИТЫ ВСЕГО ТЕЛА имеют
Гельмгольц-эквивалентный радиус 1 м, в то время как продукт силы МАГНИТА ВСЕГО ТЕЛА с 4 Тл — только 4 %
магнита Уено. Так. в МАГНИТЕ ВСЕГО ТЕЛА с 4 Тл вода должна испытать ускорение приблизительно 1 %
гравитации.
Очень косвенный, но важный механизм биоэффекта связан с ферромагнитными объектами, включающими
в себя кардиостимуляторы. Кардиостимуляторы могут иметь ферромагнитные реле выключателей, которые при
водятся в действие магнитными полями в несколько гаусс [16]. Определенные процессы, шунты, винты и другие
имплантаты могут испытывать воздействие силы в постоянном магнитном поле. Необходимо предусмотреть
необходимые меры, чтобы гарантировать безопасность таких ПАЦИЕНТОВ. Перед извлечением ферромагнит
ных объектов должен быть идентифицирован другой косвенный, потенциальный механизм опасности. Этот по
тенциальный механизм опасности включает в себя тенденцию насыщения магнитных ядер в трансформаторах
и некоторых проводниках в присутствии высоких постоянных полей. Оборудование, содержащее такие
магнитные ядра, может быть повреждено и прекратить функционирование. Если такое оборудование
контролирует или поддерживает жизненно важные функции, то насыщенность магнитных ядер может вызвать
существенные по тенциальные риски для ПАЦИЕНТА.
Электрически проводящие объекты, в том числе с относительной проходимостью, близкой к единице,
могут быть восприимчивыми к механическим силам демпфирования. Эти силы возникнут, если движение объек
тов сократится поперек магнитных линий силы. Потоки, произведенные в проводящих объектах, согласно закону
Ленца [20] произведут магнитные поля, которые направлены против постоянного магнитного поля и
уменьшают движение. Скорости проводимости нерва, перемещающиеся ортогонально в постоянном магнитном
поле, испы тают силы Лоренца в ортогональных направлениях к постоянному полю и к векторам скорости.
Этот механизм, эффект Холла, мог бы влиять на проводимость нерва [21]. Постоянные магнитные поля могут
влиять на время распространения потенциала действия вниз волокна нерва, изменяя пути проводимости и
удельные сопротивле ния нерва [21]. Тип изменения зависел бы от ориентации волокна нерва относительно
постоянного магнитного поля и силы магнитного поля. Даже 10 % изменений неполярных свойств нерва
потребовали бы силы статичес кого магнитного поля 24 Тл [21].
38