Новости

Mar 11, 2023

МРТ для всех: дешевые портативные сканеры призваны произвести революцию в медицинской визуализации

Пациент, мужчина лет 70 с копной седых волос, лежит в нейрохирургическом отделении.

Пациент, мужчина лет 70 с копной седых волос, лежит в отделении нейрореанимации (нейро-реанимации) в больнице Йельского университета в Нью-Хейвене. Глядя на него, никогда не догадаешься, что несколькими днями ранее из его гипофиза удалили опухоль. Операция не оставила следов, поскольку хирурги, как обычно, добрались до опухоли через нос. Он весело беседует с парой научных сотрудников, которые пришли проверить его успехи в работе с новым и потенциально революционным устройством, которое они тестируют.

Цилиндрическая машина высотой по грудь и может быть задумчивым старшим братом R2D2, робота из «Звездных войн». Один из исследователей аккуратно подводит 630-килограммовый самоходный сканер к изголовью кровати, управляя им с помощью джойстика. Подняв мужчину за простыню, исследователи помогают ему погрузить голову в Swoop — портативный сканер магнитно-резонансной томографии (МРТ), производимый компанией Hyperfine.

«Хотите затычки для ушей?» — спрашивает Винита Ядлапалли, второй исследователь.

«Это так же громко, как обычное МРТ?»

"Нисколько."

- Тогда, я думаю, они мне не нужны.

Подперев ноги пациента, чтобы облегчить нагрузку на его спину, Ядлапалли запускает аппарат, введя несколько инструкций с iPad. Машина издает низкое рычание, затем начинает издавать звуковой сигнал и щелкать. Через несколько минут на планшете Ядлапалли появляется изображение мозга пациента.

В течение получаса мужчина спокойно лежит, сложив руки на животе. Он мог бы укладывать волосы старомодным феном. В каком-то смысле он пионер, помогающий использовать МРТ там, где ее раньше никогда не было.

Во многих случаях МРТ устанавливает золотой стандарт медицинской визуализации. Первые полезные изображения МРТ появились в конце 1970-х годов. В течение десятилетия коммерческие сканеры распространились в медицине, позволяя врачам получать изображения не только костей, но и мягких тканей. Если врачи подозревают, что у вас случился инсульт, возникла опухоль или произошел разрыв хряща колена, они, скорее всего, назначат МРТ.

Если вам посчастливилось его получить, конечно. Сканер МРТ использует магнитное поле для вращения атомных ядер в живой ткани — в частности, протонов в сердце атомов водорода — так, что они излучают радиоволны. Для создания поля в стандартном сканере используется большой мощный сверхпроводящий электромагнит, из-за которого стоимость аппарата увеличивается до 1,5 миллионов долларов и более, в результате чего МРТ становится недоступной для 70% населения мира. Даже в Соединенных Штатах для прохождения МРТ могут потребоваться дни ожидания и полуночная поездка в какую-нибудь отдаленную больницу. Пациент должен подойти к сканеру, а не наоборот.

В течение многих лет некоторые исследователи пытались создать сканеры, в которых используются постоянные магниты гораздо меньшего размера, изготовленные из сплава, который часто встречается в настольных игрушках. Они создают поля примерно в 1/25 сильнее, чем стандартный магнит МРТ, который когда-то был слишком слаб, чтобы получить пригодное для использования изображение. Но благодаря более совершенной электронике, более эффективному сбору данных и новым методам обработки сигналов множеству групп удалось получить изображения мозга в таких слабых полях, хотя и с более низким разрешением, чем стандартная МРТ. В результате появились сканеры, достаточно маленькие, чтобы их можно было привезти к кровати пациента, и, возможно, достаточно дешевые, чтобы сделать МРТ доступным по всему миру.

Машины знаменуют собой технологический триумф. Кэтрин Кинан, биомедицинский инженер из Национального института стандартов и технологий, которая тестирует сверхтонкий сканер, говорит: «Все, кто приходит к нам, очень впечатлены тем, что он вообще работает». Некоторые говорят, что сканеры могут также преобразовать медицинские изображения. «Потенциально мы открываем совершенно новую область», — говорит Кевин Шет, невролог из Йельской медицинской школы, который много работал со Swoop, но не имеет финансового интереса к Hyperfine. «Это не вопрос: «Произойдет ли это?» Это будет вещь».

В августе 2020 года Swoop стал первым низкопольным сканером, получившим одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для визуализации мозга, и врачи проводят его клинические исследования в Йельском университете, Нью-Хейвен и других местах. Остальные устройства отстают. Но Эндрю Макдауэлл, физик и основатель консалтинговой фирмы NeuvoMR, LLC, предупреждает, что неясно, существует ли рынок для сканера низкого поля с его более низким разрешением. «Настоящая задача — убедить врачей начать его использовать», — говорит он. «Это очень сложно, потому что по уважительным причинам они очень консервативны».