Разрабатывается портативный МРТ для скорой помощи
Магнитно-резонансные томографы (МРТ) позволяют четко видеть мягкие ткани и органы, такие как мозг, мышцы и связки, позволяют обнаруживать опухоли. Это дает возможность диагностировать многие заболевания. Однако мощные магниты обычных МРТ-аппаратов делают их дорогими и громоздкими, поэтому их используют в основном в крупных больницах и научных институтах.
Несколько компаний уже разрабатывают портативные томографы, работающие на слабых магнитных полях (низкопольные томографы). Эти новые модели потенциально могут расширить возможности использования МРТ. Но сегодня в медицинских целях их не используют. Проблема в том, что изображение, получаемое низкопольным томографом, сильно отличается от обычной томографии, и врачи просто не узнают органы и ткани хорошо им известные по стационарным МРТ. Это сдерживает распространение портативных устройств.
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) усовершенствовали технологию МРТ со слабыми полями и предложили новые методы создания и анализа изображений с помощью таких систем. «Магнитно-резонансные изображения отличаются в зависимости от силы магнитного поля», — говорит инженер-электрик NIST Калина Иорданова. — «При использовании низкопольных систем МРТ нам необходимо знать, как выглядят человеческие ткани на таких изображениях».
Мозг в слабом магнитном поле
Исследователи использовали имеющийся в продаже портативный аппарат МРТ для получения изображений мозга пяти мужчин и пяти женщин-добровольцев. Для получения изображений использовалось магнитное поле напряженностью 64 миллитесла, что как минимум в 20 раз меньше, чем магнитное поле в обычных МРТ.
Ученые собрали изображения всего мозга и получили данные о его сером веществе (в котором сосредоточено большое количество нервных клеток), белом веществе (более глубокие ткани мозга, в которых находятся нервные волокна) и спинномозговой жидкости (прозрачная жидкость, окружающая головной и спинной мозг).
Эти три составляющие мозга по-разному реагируют на слабое магнитное поле и генерируют сигналы, отражающие их уникальные свойства, что позволяет системе МРТ получать изображения, содержащие количественную информацию о каждой составляющей.
МРТ-контрастные вещества — это магнитные материалы, которые вводятся пациентам и усиливают контрастность изображения. Они облегчают рентгенологам выявление анатомических особенностей или признаков заболевания и регулярно используются в стационарных МРТ. При низких напряженностях поля контрастные вещества тоже действуют иначе.
Ученые NIST сравнили чувствительность нескольких магнитных контрастных веществ в слабых магнитных полях и обнаружили, что лучше всего подходят наночастицы оксида железа. При низкопольной томографии наночастицы они обеспечивают хороший контраст, к тому же они расщепляются организмом человека, а не накапливаются в тканях.
Ученые считают, что уже в ближайшие годы портативные томографы найдут применение в первую очередь в машинах скорой помощи и небольших сельских больницах.
Если удастся довести до ума дешевые, портативные томографы будут спасены многие жизни.