想要保持核磁共振机器中的磁体运转,那么就需要液氦。通过核磁共振成像产生的高分辨率图像,医生能够正常的看到x光无法显示的身体细节,但维持机器运转所需的全球氦供应正在减少。全球氦气短缺,没有约2000升的超冷液氦,MRI就异常工作。但是在地壳深处发现的这一种不可再生的元素正在慢慢地减少,这让医院想知道怎么为供应更加稀缺的未来做计划。
现在的地理政治学形势下氦慢慢的变成了一个大问题,多年来,氦气一直是一种不稳定的大宗商品。在美国尤其如此,由于政府试图将所有权转移到私人市场,位于德克萨斯州的联邦氦气储备正在减少。直到今年,美国还指望俄罗斯缓解供应紧张的局面,但去年1月的一场大火打乱了时间表。尽管该设施随时有可能恢复运营,但乌克兰战争在很大程度上已经停止了两国之间的贸易。
Kornbluth helium Consulting公司总裁菲尔科恩布鲁思(Phil Kornbluth)说,现在美国五大氦气供应商中有四家都在定量供应这种元素。这些供应商正在第一先考虑医疗保健行业,减少对非必要客户的氦分配。医院还没有取消病人的核磁共振检查或关闭机器。然而,他们已看到氦成本以惊人的速度上升。但是,在氦短缺问题没结束的情况下,核磁共振的未来仍然不确定。
MRI自20世纪80年代以来一直是医疗保健的主要工具。MRI提供高分辨率图像,使医生能清楚看到x光无法显示的器官、骨骼和组织的细节。威斯康星大学医学与公共卫生学院的核磁共振主任斯科特里德博士说:“你得到了这些清晰的图像,你可以区分软组织,这是在现代医学中所做的许多事情的核心。”专家说,3D图像是无法替代的。
核磁共振成像使用磁场和无线电波而不是依赖x射线,放射微量的辐射来观察体内,当一个人一动不动地躺在管状磁场中时,他的身体原子会与强磁场电流对齐。然后,无线电波脉冲告诉机器的传感器哪些组织在哪里,机器就会呈现出它的图像。
保持核磁共振成像的超导电流需要极冷的温度。这就是氦的作用所在:液氦的沸点为零下452华氏度,是地球上最冷的元素。氦气被泵入MRI磁铁内,使电流传播无阻力。氦是磁铁持续存在的方式。在任何情况下,一台核磁共振成像仪都含有大约2000升液氦,尽管供应商需要补充蒸发掉的氦。一台核磁共振仪在其常规使用的寿命内要消耗1万升液氦。(据机器制造商通用电气医疗集团(GE Healthcare)称,这种机器的常规使用的寿命为12.8年。)2015年,美国大约有12000台机器,使核磁共振变成全球上最大的氦气消费国之一,远超于气球商店。
相比之下,梅西感恩节大中悬挂着拖拉机拖车大小的气球,观众们要大约40万立方英尺的氦气。转化为液态的氦只能维持大约两台核磁共振成像设备的常规使用的寿命。【欲知更多可见“全球氦气短缺下不得不停止的活动”】
问题是其他元素都不够冷,没有办法进行核磁共振成像。无另外的选择,假如没有氦,核磁共振就必须关闭。每个拥有MR系统的行业和医院都受到了影响。通用电气和西门子都在开发需要更少液氦的核磁共振。西门子最近推出了一款只需0.7升的机器,而根据Panagiotelis的说法,通用电气推出了一款“比以前的机型效率高1.4倍”的机器。然而,这些技术并没有大范围的应用,更换该国的12000台核磁共振机(每台重达5万磅)绝非权宜之计。与此同时,医院不断安装更多的传统MRI机器,以满足诊断扫描的需求。
当医生们担心也许会出现的最糟糕的情况时,使用液氦进行研究的科学家们已经做好了准备。当供应商今年夏天开始定量供应时,哈佛大学(Harvard University)物理学家阿米尔亚科比(Amir Yacoby)和菲利普金(Philip Kim)关闭了他们实验室约一半的项目。【详情可见“氦短缺4.0进入哈佛大学”】在美国的另一边,加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)报告称,它的一家氦气供应商削减了一半的配额,包括用于医疗用途的配额。