500 kilometer supergeleider voor krachtigste MRI-magneet voor mensen

De bouw van een MRI-scanner met een magneetveld van 14 Tesla heeft een belangrijke mijlpaal bereikt. Het Duitse Neoscan Solutions is begonnen met het ontwikkelen van de supergeleidende magneet die het hart van het systeem vormt. De scanner moet in 2027 worden geïnstalleerd aan de Radboud Universiteit in Nijmegen.

De veldsterkte van de scanner ligt aanzienlijk boven die van bestaande MRI-systemen. Conventionele MRI-magneten lopen volgens de Radboud Universiteit tegen hun fysieke grenzen aan rond 12 Tesla. De krachtigste onderzoeks-MRI die momenteel operationeel is, staat in Parijs en haalt 11,7 Tesla. Deze MRI zou dat dus in theorie gaan overtreffen.

Om 14 Tesla mogelijk te maken, wordt gebruikgemaakt van hogetemperatuursupergeleiders (HTS). In totaal gaat ongeveer 500 kilometer supergeleidende draad in de magneet. De cryostaat waarin het geheel wordt geplaatst, is inmiddels gereed.

Een belangrijk verschil met conventionele MRI-magneten is de koeling. Het nieuwe ontwerp heeft geen vloeibaar helium nodig, maar maakt gebruik van geleidende koeling. HTS-technologie maakt daardoor compactere en lichtere magneetsystemen mogelijk die tegelijkertijd aanzienlijk hogere magnetische veldsterktes aankunnen. De ontwikkeling vraagt derhalve om grote precisie. Voorafgaand aan het wikkelproces voerde Neoscan uitgebreide simulaties en materiaal- en tests van de sub componenten uit. Het project loopt inmiddels ongeveer een jaar achter op de oorspronkelijke planning.

Nauwkeuriger

De hogere veldsterkte moet vooral nieuwe mogelijkheden bieden voor hersenonderzoek. Een sterker magnetisch veld kan de zogeheten ruimtelijke resolutie verhogen, waardoor onderzoekers kleinere neurale structuren kunnen onderscheiden en dynamische processen in het brein nauwkeuriger kunnen volgen.

Op termijn moet de scanner bovendien helpen om stofwisselingsproducten en bijbehorende metabolische processen in het menselijk brein zichtbaar te maken. Daarmee is het 14 Tesla-systeem niet alleen een recordpoging, maar vooral een nieuwe onderzoeksfaciliteit waarmee processen kunnen worden onderzocht die met bestaande MRI-technologie moeilijk of niet zichtbaar zijn.