Новое устройство сделает МРТ молочных желез более эффективным
Магнитно-резонансная томография — один из самых эффективных методов диагностики заболеваний. Стандартные клинические томографы рассчитаны на сканирование всего тела или его больших участков. Для повышения качества МРТ-снимков на отдельных частях тела компании-производители выпускают специальные дополнительные устройства, но они дорогие и не универсальные — клиники могут закупить устройство только той же марки, что и томограф.
Магнитно-резонансная томография считается особенно перспективным методом исследования для выявления рака молочной железы на ранней стадии — самого распространенного онкологического заболевания среди женщин. «По сравнению с рентгеном и ультразвуком МРТ позволяет точно локализовать новообразования и позволяет более точно поставить диагноз», — рассказывает научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО Алёна Щёлокова.
Однако, несмотря на возможности, которые открывает перед медиками данный вид диагностики, исследования молочных желез при помощи МРТ проводятся редко по следующей причине: клиники не могут себе позволить специальное оборудование из-за его дороговизны, поэтому для постановки диагноза проводят сканирование в стандартной комплектации томографа, но увеличивают число и время процедур. В итоге пропускная способность МРТ-кабинетов сильно снижается, а показания к МРТ-исследованию получают только женщины в группе повышенного риска.
ИТМО
Демонстрация работы керамического резонатора
Группа российских ученых, куда вошли исследователи из Университета ИТМО, разработали новый подход к решению проблемы. Они предложили заменить специализированную принимающую катушку (в МРТ «катушками» называют специализированные антенны) томографа, которой так не хватает клиникам, керамическим полупроводниковым резонатором, который способен сфокусировать сигнал основной катушки в молочной железе. Работа исследователей опубликована в журнале Nature Communications.
Схематично работа стандартного магнитно-резонансного томографа выглядит следующим образом: большая катушка размером примерно с человеческое тело, которую иногда называют «птичьей клеткой», возбуждает протоны в теле человека, а принимает сигнал от возбужденных тканей организма вторая катушка — маленькая, которая располагается непосредственно над органом. Это и позволяет в конечном итоге получить снимки нужных тканей.
«В МРТ есть два процесса — возбуждение и прием сигнала, — рассказывает Щёлокова, — наша большая катушка не позволяет получить картинку хорошего качества, так как большая ее часть в любом случае будет далеко от конкретной области исследования. Поэтому в качестве антенного элемента используются небольшие катушки, специфичные для каждого органа. Обычно в клиниках есть только стандартный набор модулей, и модуль для исследования груди к этому набору не относится — так, по Санкт-Петербургу мы смогли найти такой модуль только в одном медицинском учреждении».
ИТМО
A — Стандартная процедура клинической МРТ; В — Новый подход
Предложенное учеными устройство представляет из себя небольшой резонатор из особой керамики, разработанной в Санкт-Петербурге. Эта керамика обладает очень большой диэлектрической проницаемостью и крайне низкими магнитными потерями. Будучи настроенной под частоту работы томографа, она локализует и усиливает магнитное поле в молочной железе. Сама она сигнал не генерирует и не принимает, а служит для того, чтобы собрать поле от катушки в нужном месте, а затем точечно передать энергию возбужденных протонов на большую катушку.
За счет того, что все поле, которое должно было воздействовать на тело, фокусируется в груди, его мощность может быть меньше. Соответственно, исследование становится безопаснее для пациентов, нежели стандартное.
Также устройство в разы дешевле, чем специальная принимающая катушка для молочной железы. При этом его не надо устанавливать с помощью сложной системы кабелей, в нем меньше хрупких частей. Новый девайс универсален — он подходит для всех марок и моделей стандартных медицинских томографов, тогда как специальные принимающие катушки необходимо закупать у производителя томографа.
Материал предоставлен пресс-службой ИТМО
