Elektrik akımının, ısıl göç olmadan iletilmesiyle ortaya çıkan, yeni bir madde türüne, akımı iyi ileten metallerden daha mükemmel olması nedeniyle ``Süperiletken`` denilmektedir. Süperiletken maddelerde entropi göçünün olmaması nedeniyle, ısıl kayıp olmaksızın, elektrik akımının iletilebilmesi, ileri teknolojik uygulamalarla, yeni bir çağ başlatacak kadar güçlü bir potansiyele neden olmaktadır. Zira, örneğin, dünyamızın magnetik alanının (10-5 T) yaklaşık milyarda biri mertebesinde küçük magnetik alanların ölçümü, ancak çeşitli süperiletken üniteler içeren aygıtlarla gerçekleşebilmektedir. Bu noktada, hemen akla, süperiletken teknolojisinin tıpta teşhiste en yaygın olarak kullanım alanı olan, Magnetik Rezonans Görüntüleme (MRG) ve Magnetik Rezonans Spektroskopi (MRS) teknikleri geliyor. Zira yukarıda sözedilen, 10-14 T mertebesindeki zayıf magnetik alanların nerede üretildiği ve bunların hangi hassas aygıt ile ölçülebildiği merak konusu olacaktı.
1980`lerde hemen hemen hiç sözedilmeyen MRG tekniği, günümüzde yaygın biçimde, canlıya zarar vermeden ameliyat gibi işlemlere gereksinim olmaksızın; örneğin, çeşitli tümör oluşumlarını, kemiklerdeki hasarı tespit etmekte yaygın olarak kullanılmaktadır. Bundan da öte, örneğin, insan beyninde çok çeşitli nedenlerden ötürü oluşan, morfolojik ve metabolik değişimleri tam ve güvenilir şekilde belirleyen, sırasıyla MRG VE MRS teknikleri, süperiletkenlerin tıptaki önemli uygulama alanları haline gelmiştir.
Beyindeki biyomagnetik aktiviteyi ölçmek için, yıllardan beri geleneksel olarak kullanılan Magnetoansefalografi`yi(MEG) ve daha hassas ölçümler için (MRG) ve (MRS) tekniklerini bir tür eletronik sihirbaz haline getiren unite, ``SQUID`` denilen süperiletken kuantum girişim aygıtıdır.
(Superconducting Quantum Interference Device) esas olarak birden fazla süperiletken-yalıtkan-süperiletken bitişimin, yani ``Josephson Junction``nın paralel bağlamasıyla oluşur. SQUID yardımıyla femto tesla`dan (10-15T) daha küçük magnetik alan değişikleri, invivo yöntemle,en güvenilir biçimde anlaşılabilmektedir. Bunun nedeni,söz konusu cihazın ölçüm sonuçlarının, elektron yükü, Planck sabiti ve ışık hızı gibi temel sabitler cinsinden, kesin ve aracısız olarak elde edilebilmesidir. Örneğin, tanıdık bir yüz görüldüğünde beyinde oluşan metabolik aktivite ile tanınmayan obje karşısındaki respons (cevap) arasındaki enerji farkı yaklaşık 10-32 Joule mertebesindedir. Böylesine farkedilmesi zor değişimler, bugüne kadar bilinen hiç bir aletle güvenilir biçimde tespit edilemeyecek kadar küçük ve/veya çeşitli elektronik gürültüler mertebesindedir. Ancak, SQUID, kaynağı ne olursa olsun (enzim salgısındaki değişim, nörolojik, travmatik vb.kökenli) canlı metabolizmasındaki her tür devinimi, çok küçük magnetik alan değişimi oluştursa bile kolayca tespit edebilir. Bu nedenle MR, canlıya zararsız olduğu gibi, doğadaki temel büyüklükler mertebesinde ölçüm yapabildiği için kesin ve güvenilir olmaktadır.
Özellikle son beş yıldan beri, Proton Magnetik Rezonans Spektroskopisi (P-MRS) ile bu tür ölçmeler en hassas ve güvenilir biçimde gerçekleşmektedir. Bu cihazların bir tür elektronik sihirbaz olmalarının nedeni, düzgün (uniform) ve yüksek magnetik alan sağlayan süperiletken magnet ve SQUID`le donatılmış olmasındandır.
MR cihazlarında kullanılan ``pick up coil`` denilen sinyal alıcıları için yaygın olarak, alçak sıcaklık süperiletkenleri (LTC) kullanılmasına rağmen, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin (HTC) keşfinden sonra, günümüzde kullanımları sayesinde, algılama duyarlılığının fevkalade artması sağlanmıştır. Zira bu sinyal alıcılarının, sıvı helyum sıcaklığı (4.2K) yerine, sıvı azot sıcaklığında (77K) çalışabilmesi, kullanılan kriyostanın duvar kalınlığının oldukça incelmesine yol açarak insan`a fiziksel olarak daha yakın biçimde ölçüm yapılmasını sağlar. Böylece, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin kullanımı, elde edilen verilerin hassasiyet ve seçiciliğinin artmasına yardım etmektedir.
Normal halden süperiletken hale geçiş sıcaklığı olarak tarif edilen kritik sıcaklığı Tc, 20 Kelvin`den büyük olan maddeler (HTC) olarak adlandırılır.
1986`larda Bertnoz ve Müller tarafından metal oksitleriyle ilk kez sentezlenen (HTC) – süperiletkenleri, daha sonra birçok araştırmacı tarafından geliştirilip değiştirilerek çalışılmıştır. Günümüzde normal atmosfer basıncında ulaşılan en yüksek kritik sıcaklık, civa içeren, bakır oksit süperiletkenleri için Tc=138 K `dir.
Son olarak, MRS tekniği ile yapılan en güncel uygulamalara birkaç örnek vermek istiyorum; Günümüzde proton-MR spektroskopisinin klinik uygulama alanları artmış, bu bağlamda beyindeki en önemli metabolitlerden, N-asetil aspartat (NAA), Keratin (Cr), Kolin (Cho), Laktat ve diğerlerinden alınan sinyaller, uygun spektroskopi teknikleriyle kaydedilebilir hale gelmiştir.
Örneğin; beyin zarında, baş ve boyunda oluşan tümörlerin, HIV enfeksiyonunun, radyasyon hasarlarının erken tespitinde süratle kullanılmaktadır. Ayrıca, Alzheimer, Parkinson hastalıklarının, çocuklarda dejeneratif beyin kusurlarının erken tanısı, serebral iskemi, lityum gibi pisikoaktif ilaçların ölçülmesi ve diğerleri sayılabilir.
|  anasayfa   |  sayfa başı  |   geri  |