Самый мощный аппарат мрт в мире

Думаю, каждому из посетителей современных медицинских учреждений запомнилось устройство больших размеров, напоминающее не то батискаф из телеочерков о подводном мире Жака Ива Кусто, то ли капсулу для погружения в летаргический сон из фантастических фильмов. На самом же деле это «обычный» магнитно-резонансный томограф.

Обычным этот аппарат стал благодаря разработчикам теории магнитно-резонансного исследования Питеру Мэнсфилду и Полу Лотербуру, за которую они в свое время были удостоены Нобелевской премии.

Магнитно-резонансная томография один из современных методов диагностики состояния здоровья человека. С её помощью можно с высокой точностью определить состояние тканей всего организма, выявляя патологические изменения на ранних стадиях.

Принцип действия магнитно-резонансного томографа заключается в создании намагниченности отдельных атомов мягких и костных тканей тела человека с последующей регистрацией приобретённых изменений. Создавая по спиралевидной траектории намагниченность заданной величины, можно получить круговые проекции реакций тканей на радиочастотные поля. Результат сканирования представляет собой набор откликов сканера, представленных в виде последовательности поперечных снимков тела. Шаг сканирования настраивается перед началом исследования, а его качество зависит от мощности оборудования.

Именно в целях повышения качества диагностики, группа, состоящая из инженеров, медиков и физиков из Германии и Франции, объявила о том, что проект по созданию самого мощного в мире магнитно-резонансного томографа INUMAC достиг ключевого этапа — сборки сверхпроводящего магнита, который способен создать магнитное поле рекордной напряженности 11,5 тесла.

Более 200 километров сверхпроводящего кабеля было использовано разработчиками для создания главного магнита, являющегося основой нового мощнейшего инструмента для проведения магнитно-резонансной томографии. Его способность выдерживать ток до полутора тысяч ампер поражает. Допуск, с которым будут укладываться его витки внутри магнита, должен составлять несколько микрометров. Сам же томограф планируется построить в единственном экземпляре.

Первоначально инженерами рассматривалась возможность изготовления магнита из кабеля на основе ниобия и олова, это, по их мнению, должно было обеспечить поле с еще большей магнитной индукцией, вплоть до 20 тесла. Проведя анализ, ученые пришли к выводу, что такой сплав обладает намного большей хрупкостью, что в свою очередь помешает изготовить столь же однородную проволоку и намотать ее в правильном порядке на катушки магнита. По словам разработчиков, даже одно-единственное отклонение на несколько микрометров могло испортить всю работу.

Во избежание технологических рисков, связанных с возможными ошибками при намотке катушек, весь сверхпроводящий магнит был разделен на 170 последовательно соединенных секций. Помимо этого, зазоры между секциями должны обеспечить лучшую циркуляцию жидкого гелия, поддерживающего сверхпроводники в рабочем состоянии.

Новый магнит, по оценкам инженеров, способен создать мощнейшее магнитное поле, позволяющее оторвать от земли 60 тонн. Для компенсации этой мощи предусмотрено использование нескольких вторичных катушек, установленных поверх основных.

Пациентам и участникам экспериментов предстоит находиться в трубе диаметром около 90 сантиметров вмонтированной в основную катушку.

Увеличение размеров магнита потребовалось для получения как можно более однородного поля в максимальном объеме и с максимальной напряженностью. Чем больше величина магнитной индукции, тем больше разрешающая способность томографа; ученые рассчитывают, что INUMAC позволит достичь разрешения в 0,1 миллиметр на воксель (объемный пиксель). Это, в свою очередь, даст возможность изучать работу мозга с ранее недоступным уровнем детализации и предоставит возможность проследить за активностью групп всего из нескольких сотен нейронов. Кроме того, как сообщает Ieee spectrum, медики не исключают и возможности использовать прибор для наблюдения за нормальными и патологическими процессами в других органах.

Большинство томографов имеют магниты, создающие поле от 1,5 до 3 тесла, а рекордные на сегодня установки способны достичь отметки 9,4 тесла. Сверхпроводящие магниты, использованные на Большом адронном коллайдере, давали поле 8,4 тесла, однако в намного меньшем объеме.

Как разобраться во множестве оборудования для исследований? Какой аппарат лучше? Какие у него характеристики? Какой томограф лучше – открытый или закрытый? Все эти вопросы разберем в нашей статье.

Что такое магнитно-резонансный томограф?

Магнитно-резонансная томография является одной из высокоточных методик в медицине по выявлению патологий в организме человека. При назначении исследования лечащий врач учитывает состояние пациента, вид томографа и индивидуальные противопоказания к проведению процедуры. От правильного выбора всех факторов зависит качество полученных снимков и, соответственно, точность диагноза.

Томографы бывают открытого типа и закрытого. Закрытые томографы представляют собой удлиненный цилиндр со специальным автоматическим столом, на котором располагается пациент. Закрытые томографы имеют ограничения по весу исследуемого – до 150 кг, а также не предназначены для страдающих клаустрофобией. Томографы открытого типа назначаются людям, как с клаустрофобией, так и с лишним весом. Это возможно благодаря размещенным магнитам над столом.

Для получения наиболее качественного результата обследования рекомендуется использовать томограф закрытого типа, так как его скорость и мощность сканирования выше.

Магнитная томография имеет колоссальную разницу в качестве диагностики при различиях магнитов. Магниты имеют различные характеристики и мощность (измеряется в теслах – Тл).

Существует несколько видов магнитов:

• Резистивные – редко используются, дорогие в эксплуатации, изначально предназначены для открытых установок;
• Постоянные – используются в открытых установках МРТ, не затрачивают много электроэнергии, поэтому наиболее популярны;
• Сверхпроводящие – мощность до 4 Тл, но не распространены, т.к. имеют высокую стоимость.

Хорошим считается томограф мощностью от 0.5 Тл, чаще всего это аппараты закрытого типа. Специалисты также выделяют МРТ закрытого типа как наилучший вариант диагностики ввиду их большей мощности и меньшего дискомфорта для пациентов.

МРТ может различить до 250 оттенков серого цвета, что повышает шансы найти патологию при сканировании. Важный момент при выборе МРТ аппаратов – это четкость снимков, которая зависит от мощности томографа. Чем мощнее магниты – тем выше цена оборудования.

Сравнение аппаратов по мощности

• До 0,5 Тл – низкопольные аппараты: часто используются в стационарных клиниках, сканирование пациента происходит медленно, аппарат чувствителен к движениям пациента, имеет меньшую стоимость и невысокое качество снимков.
• 0,5 – 1,5 Тл – среднепольные аппараты: чаще аппараты закрытого типа, имеют устойчивость при незапланированных движениях пациента во время сканирования, такие МРТ делают качественный анализ, на них можно провести детальную миллиметровую ангиографию сосудов органа, головного мозга.
• 1,5 – 3 Тл – высокопольные аппараты: встречаются в высококвалифицированных клиниках международного масштаба и исследовательских центрах, такие аппараты МРТ не распространены, но являются очень точными, их стоимость выше предыдущих, а используются в основном в научных медицинских центрах.
• Сверхвысокопольные и ультравысокопольные МРТ: используются, в основном, научными исследовательскими лабораториями и центрами. Такие аппараты МРТ имеют низкий уровень помех при сканировании, но их цена слишком велика.

Важный момент в различиях МРТ аппаратов закрытого и открытого типов в том, что они существенно отличаются мощностью и возможностями диагностирования. Закрытый МРТ имеет мощность до 0.5 Тесла, а открытый от – 0.5 до 1.5 Тесла. От мощности томографа зависит создаваемое им магнитное поле и качество получаемых снимков.

Мощность аппарата МРТ влияет на несколько показателей:

• на скорость процедуры диагностики;
• на качество снимков и самой диагностики;
• на устойчивость аппарата к непредвиденным движениям пациента.

Виды по области исследования

Томография позволяет сканировать различные области тела:

– МРТ брюшной полости. Применяется для исследования и установления верного диагноза при заболевании внутренних органов брюшной полости – почек и надпочечников, селезенки, поджелудочной железы и печени.

– МРТ малого таза. Особое значение имеет в области гинекологии, так как наиболее эффективно при выявлении женских заболеваний. Для мужчин проводятся обследования простаты. С помощью данного обследования определяются патологии мочевого пузыря.

– МРТ головного мозга. Данный вид является основным в клинической нейрохирургии и неврологии. Он позволяет устанавливать нарушения работы головного мозга и назначается при травмах головы, частых головных болях и нарушениях слуха или зрения.

– МРТ позвоночника и спинного мозга. Данная диагностика применяется для выявления заболеваний позвоночника, таких, как грыжа межпозвонковых дисков, опухоли в тканях спинного мозга, аномалии развития.

– МРТ всего тела. Применяется для обнаружения метастазов в организме.

– МРТ суставов. Применяется в общей хирургии и травматологии для диагностики переломов, трещин, травм и наличия новообразований.

– МРТ сосудов.  Делится на два подтипа – венография (томография вен) и артериография (томография артерий). Применяют для обследования кровотока организма и функционального состояния сосудов.

Виды МРТ по применению контрастного вещества

Процедура может проводиться как с введением контрастного вещества, так и без.

Раствор контрастного вещества применяется в тех случаях, когда необходимо более точные результаты обследования. Контрастирование позволяет обнаруживать поражения сосудистой структуры, тромбы и новообразования.