Quench (Informações Básicas)

O QUE É QUENCH

Em alguns grupos virtuais que participo, tenho visto e ouvido muitas informações imprecisas sobre o QUENCH de equipamentos de Ressonância Magnética (RM). Como parece ainda um mistério para muitos, resolvi partilhar alguns pontos de vista adquiridos nos mais de 20 anos de experiência acumulada na manutenção desses equipamentos. Caso sua instituição precise de serviços em Ressonância Magnética, Treinamentos ou Consultoria, entre em contato pelo email amj@amjmedical.com.br.

1 – O QUE É UM MAGNETO?

Magnetos são partes componentes de todo equipamento de RM. Eles são responsáveis por gerar um campo magnético forte, chamado de B0 (B zero, medido geralmente em Tesla), de amplitude muitas vezes maior que o campo magnético natural do Planeta Terra, homogêneo e uniforme na região de interesse do exame. Este campo magnético é parte essencial do processo físico de aquisição de imagem do equipamento e, via de regra, quanto maior a intensidade (amplitude) de B0, maior a amplitude do sinal de resposta fisicamente adquirido no exame. Via de regra, de maneira geral, MAQUINAS COM MAIOR INTENSIDADE DE B0, GERAM IMAGENS DE MELHOR QUALIDADE PARA LAUDO, EMBORA ESTA NÃO SEJA A ÚNICA VARIÁVEL ENVOLVIDA NA QUALIDADE DE IMAGEM. Comercialmente a grande maioria das máquinas de RM instaladas no Brasil, possuem B0 variando de 0,2T a 3,0T porém o mercado de ponta (geralmente “state-of-the-art” e pesquisa) já trabalha com máquinas de altíssimo campo, com valores de B0 bem mais altos.

2 – COMO É CONSTRUÍDO UM MAGNETO?

Magnetos utilizados em equipamentos de RM são ímãs gigantes. Podem ser feitos de materiais permanentemente magnetizados (magnetos permanentes), ou serem eletroímãs, que funcionam através de uma corrente elétrica (DC) constante passando por uma bobina. Geralmente os magnetos permanentes são magnetos que geram campos de menor intensidade, por motivos de construção física dos mesmos, além de segurança (trataremos deste ítem mais adiante). Para maiores intensidades de campo, geralmente acima de 0,5T, se usam eletroímãs utilizando supercondutores: assim se pode inserir uma corrente DC alta (de várias centenas de amperes) com resistência extremamente baixa (quase zero), evitando assim alto consumo de energia da rede elétrica, uma vez que esta corrente permanece num loop, sem a necessidade de uma Fonte DC que é somente usada no processo de subida e descida do campo (conhecido como RAMP) e sem os efeitos normais de dissipação térmica resistiva dos materiais condutores normais, viabilizando assim magnetos de tamanho razoável e economicamente viáveis.

3 – POR QUE O USO DE HÉLIO NOS MAGNETOS?

Os materiais supercondutores economicamente viáveis necessitam de temperaturas da ordem de 4 Kelvin para apresentarem esta característica supercondutiva, por isso as bobinas que geram o campo B0 são imersas em Hélio líquido (nesta temperatura, o elemento químico He apresenta este estado físico) e este tem que ser conservado nesta baixíssima temperatura através de um sistema de refrigeração chamado COLD HEAD, interligado a diversos outros sistemas auxiliares (Compressor de Hélio, Chiller, etc). Observe que o COLD HEAD diminui bastante a temperatura interna do magneto, mas não elimina o processo de evaporação, uma vez que sempre existem perdas termodinâmicas. Os magnetos de tecnologia mais antiga possuem uma perda natural de evaporação de Hélio (conhecida por BOIL OFF), onde o excesso de gás é jogado no ambiente, enquanto os mais modernos, nas condições técnicas normais, reaproveitam o Hélio gasoso evaporado, novamente em Hélio líquido (esses magnetos são conhecidos como ZERO-BOIL OFF). Essa tecnologia gera muita economia para o cliente, uma vez que o Hélio Líquido é bastante caro pela sua escassez mundial e será sempre necessário, enquanto o desenvolvimento industrial de condutores supercondutivos a altas temperaturas não for economicamente viável.

QUAIS SÃO OS RISCOS DE UM MAGNETO?

Um imã tem o efeito físico visível de atrair materiais ferromagnéticos. Este é o risco primário e evidente. Outros efeitos fisiológicos naturais sobre as células podem até existir em nível muito inferior ao efeito danoso da radiação ionizante de outros métodos de diagnóstico por imagem, porém este tópico ainda é objeto de estudo.

As restrições de segurança graves a pacientes inerentes ao exame de RM comum, e que dizem respeito a campo magnético, resumem-se a metais incorporados ou em contato com o organismo (a exemplo de marca passo, clips de aneurisma, implantes metálicos, corpos estranhos ferromagnéticos, acessórios como pulseiras, brincos, ou jóias, etc.). Estes riscos são minimizados com entrevistas e detectores de metal aplicados ao paciente antes do exame.

O que é muito preocupante, no entanto, é a atração de grandes objetos, principalmente quando houver um paciente dentro do magneto. A colisão deste suposto objeto com o paciente pode ser fatal, e quanto mais pesado e próximo de B0, maior a força de atração e mais difícil de afastá-lo. Por isso devem existir sérias restrições de acesso e treinamento de todos os usuários do setor, assim como planos de contingência especiais devem ser observados para este tipo de acidente e outros procedimentos (ao simples exemplo de combate a incêndio com extintores não-ferromagnéticos, limpeza da sala sem uso de objetos metálicos e outros detalhes).

Outro risco inerente a permanência na sala de exame, mas que muitas vezes é negligenciado, é resultante de um possível vazamento de Hélio gasoso, que não é tóxico, mas pode expandir-se rapidamente e ocupar todo o volume do oxigênio presente na sala, causando, deste modo, asfixia. A grande maioria dos magnetos supercondutivos possui uma saída isolada para o Hélio gasoso chamada TUBO QUENCH. A correta manutenção por empresa especializada é essencial para seu perfeito funcionamento.

O QUE FAZER EM CASO DE ACIDENTE?

Pense na seguinte situação: um paciente está sendo submetido a um exame de RM e alguém (não autorizado ou mesmo negligente) aproxima-se do magneto com uma cadeira de rodas ferromagnética (ou um cilindro de oxigênio)  e este objeto é fortemente atraído e colide com o paciente, deixando-o preso e em risco (sangramento, trauma, perda de consciência...). O que fazer??? Primeiramente siga o plano de contingência para este tipo de acidente definido em sua instituição de saúde. Não possui um? Recomendo que faça imediatamente! É muito importante possuir este plano muito claro e elaborá-lo sempre por especialistas das diversas áreas envolvidas. Não é simplesmente “apertar o botão”, pois diversos fatores devem ser rapidamente levados em conta para esta decisão (que certamente tem consequências positivas e negativas). Se seu departamento tem dúvidas quanto a isso, nós da AMJ Medical, podemos ajudar neste planejamento.

Se o procedimento levar à necessidade de baixar rapidamente o campo, eliminando assim sua força de atração ao objeto ferromagnético:

1-Se o magneto for do tipo resistivo (não falamos anteriormente deste tipo, mas ainda existem magnetos muito antigos que são ligados na energia elétrica para gerar o campo através de condutores resistivos – estes geram uma alta conta de energia para o cliente), corte a energia elétrica do magneto, geralmente no BOTÃO DE EMERGÊNCIA DO QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO DE FORÇA e resolva o problema.

2-Se o magneto for do tipo permanente, baixar o campo não será possível, então chame ajuda e puxe fisicamente o objeto seguindo o plano de contingência. Este é um dos motivos, além do material de que são feitos e da geometria do magneto, pelo qual magnetos permanentes não são usados em RM com B0 alto.

3-Se o magneto for supercondutivo, APERTE O BOTÃO DE QUENCH (o tão temido e comentado BOTÃO DE QUENCH). Isso fará com que o campo magnético baixe rapidamente para que você tome as devidas providências.

O QUE É O QUENCH?

Quench é o processo através do qual o magneto supercondutor perde rapidamente seu campo magnético. Ele pode ocorrer de forma espontânea por um defeito do equipamento ou outro motivo que não seja por interferência humana, ou de forma intencional, apertando-se o BOTÃO DE QUENCH. Ao apertar este botão, eleva-se a temperatura interna do magneto através de resistências elétricas, causando uma reação em cadeia irreversível a medida que o fio supercondutor em temperatura alta perde suas características e dissipa sua corrente elétrica em forma de calor, evaporando cada vez mais o Hélio líquido no qual encontra-se imerso. Infelizmente, na grande maioria dos magnetos, o efeito sobre o Hélio líquido é a sua expulsão sob forma de Hélio gasoso que flui com grande pressão e em grande quantidade pelo TUBO QUENCH até o ambiente externo (área livre). Isto reflete em uma necessidade urgente de verificações técnicas pós-Quench e refill de Hélio líquido, que são procedimentos caros, porém que evitam custos muito maiores caso não sejam realizados (caso o magneto perca a temperatura criogênica, deverá ser novamente resfriado, ao custo de algumas centenas de milhares de reais). Após nova estabilização térmica do magneto, reestabelece-se então o campo através do processo de RAMP-UP, utilizando-se ferramental e procedimentos técnicos especializados.

O Quench é um procedimento técnico que eventualmente pode causar desajustes ou mesmo danos ao magneto, porém é plenamente justificável quando se necessita baixar o campo rapidamente EM UMA EMERGÊNCIA. Eventualmente, empresas e/ou profissionais desinformados, baixam o campo de uma RM para desinstalar ou mover de local, através do botão de QUENCH, por motivos geralmente de economia. O procedimento correto para este fim, no entanto, é o RAMP-DOWN, onde se utilizam ferramentas e procedimentos técnicos especializados para baixar o campo de maneira controlada. A não observação dos procedimentos corretos podem levar a danos sérios no equipamento e inclusive por em risco a vida dos trabalhadores no entorno, em caso de, por exemplo, um entupimento na via do bursting disk/válvulas de pressão, que pode levar até à explosão do magneto.

Espero que estes conhecimentos possam agregar valor ao seu departamento de Radiologia/Engenharia Clínica.

*Caso precise de serviços em Ressonância Magnética, Treinamentos ou Consultoria, entre em contato pelo email amj@amjmedical.com.br.