2) иметь напряженность поля внутри себя более высокую, чем снаружи (+)
3) генерировать электрический ток внутри себя
4) иметь напряженность поля внутри себя более низкую, чем снаружи
Ферромагнитные материалы (железо, кобальт, никель и многие их сплавы) обладают высокой относительной магнитной проницаемостью. Под действием внешнего статического магнитного поля происходит переориентация магнитных доменов и намагничивание предмета; магнитный поток концентрируется внутри него и вблизи его поверхности. Поэтому в контексте данного теста правильным является утверждение о более высокой напряжённости магнитного поля внутри предмета по сравнению с окружающим пространством.
Физически следует различать напряжённость магнитного поля H и магнитную индукцию B: B = μ0(H + M), где M — намагниченность материала. Для ферромагнетика именно значительное увеличение намагниченности и магнитной проницаемости обеспечивает усиление магнитного потока; величина локального H может зависеть от формы предмета и размагничивающего фактора. В МРТ это проявляется сильным притяжением к магниту, вращающим моментом и риском эффекта снаряда , поэтому ферромагнитные предметы требуют обязательного исключения перед исследованием.
Статическое поле само по себе не вызывает устойчивого электрического тока в неподвижном предмете: для электромагнитной индукции необходимо изменение магнитного потока во времени или движение проводника в поле. Опасность ферромагнитного объекта определяется прежде всего его магнитной восприимчивостью, остаточной намагниченностью, геометрией и расположением в зоне пространственного градиента поля.
| Класс материала | Магнитная восприимчивость и проницаемость | Поведение в статическом поле МРТ | Практическое значение |
|---|---|---|---|
| Ферромагнетики | Высокая положительная восприимчивость; проницаемость значительно выше единицы | Намагничиваются, концентрируют магнитный поток, испытывают выраженные силу и крутящий момент | Риск перемещения, вращения, травмы и выраженных артефактов; противопоказаны без проверки MR-совместимости |
| Парамагнетики | Слабая положительная восприимчивость; проницаемость лишь незначительно выше единицы | Слабо притягиваются, обычно без значимого постоянного намагничивания | Как правило, существенно меньшая механическая опасность, но безопасность конкретного изделия оценивают отдельно |
| Диамагнетики | Слабая отрицательная восприимчивость; проницаемость немного ниже единицы | Слабо вытесняются из области сильного поля | Практически не создают эффекта снаряда ; клинический риск обычно минимален |
| Немагнитные проводники | Низкая магнитная восприимчивость, но высокая электропроводность | В статическом поле не генерируют ток; токи возможны при изменяющемся поле или движении | Могут вызывать радиочастотный нагрев, особенно в виде замкнутых контуров или длинных проводников |
| Ферромагнитный имплантат | Сочетает высокую магнитную восприимчивость с определённой формой и фиксацией | Возможны смещение, деформация, вибрация, нагрев и локальные артефакты | Необходимо подтверждение статуса MR Safe или MR Conditional и соблюдение заданных условий сканирования |
| Остаточно намагниченный предмет | Сохраняет собственный магнитный момент после удаления из внешнего поля | Может взаимодействовать с полем даже при отсутствии непосредственного контакта с магнитом | Особенно опасен как металлический предмет, способный сорваться и ускориться в сторону магнита |
Таким образом, ключевым свойством ферромагнетика является высокая магнитная проницаемость и способность к доменной намагниченности. Именно концентрация магнитного потока объясняет увеличение магнитного поля внутри предмета и рядом с ним. В кабинете МРТ это физическое свойство лежит в основе строгого контроля металлических предметов и предварительного скрининга пациентов и персонала.