ЧИ ПОТРЕБУЄ СВІТ 20Т МРТ АПАРАТ?
Навіщо комусь потрібно було створювати 20 тесловий магніт? Більшість людей не знають, що собою являє така міць. Вона дасть лікарям і науковцям новітні розширені можливості, але в той же час, обслуговування такого монстра надзвичайно складне. Як ми раніше писали у статті: «7Т МРТ: А ВОНО ТОГО ВАРТУЄ?», 3Т МРТ можна порівняти зі спортивною машиною, а 7Т з високопродуктивною машиною Формули 1. Тоді з чим можна порівняти 20Т МРТ? Вона як ThrustSSC - машина з реактивним двигуном, яка, на даний момент, поставила рекорд швидкості на автомобілі в 1228 км/год.
Навіть цей дещо екстремальний опис насправді не охоплює всієї потужності апарату 20Т МРТ. Вчені з Університету Ноттінгем і Університету Неймегена в Нідерландах, використовуючи 16 теслове магнітне поле, змогли левітувати жабу. Важливо розуміти, що в жабі не було нічого металевого; її левітували за допомогою сили магнітного поля, яке злегка реорганізувало електрони в атомах жаби. Не хвилюйтеся, в результаті дослідження жаба не постраждала і продовжувала жити своїм щасливим жаб'ячим життям.
Наступне запитання, яке може виникнути - навіщо потрібно таке сильне магнітне поле? Хіба 7Т - це не саме втілення УВП (ультра-високопольної) МРТ? Для більшості намірів і цілей, будь-якого виду діагностики і дослідження, як описано в статті згаданій вище, вона більш ніж достатня. Тоді що ж нам може дати 20Т?
Рис. 1. Поле і діаметр гентрі МРТ магнітів: існуючі - чорне, у розробці - синє, наша мета - зелене.
У 2013 році, команда, в яку входить MagLab, запустила розробку Ekosi Tesla («ekosi» з грецької перекладається як 20) і намірилася подолати 20Т бар'єр. Більшість МРТ апаратів, що знаходяться в експлуатації на сьогоднішній день, мають 1,5т, деякі 3Т і лише кілька працюють в ультра-високих полях, таких як 7Т і вище. До теперішнього часу, найпотужніший МРТ апарат має 11,75Т магніт. Таке досягнення надає нам колосальну кількість знань і точності, що навіть не вкладається в голові, а коли дійдемо до 20Т, хто знає, що ми зможемо виявити?
Більшість лікарів, а особливо радіологи знають, що МРТ використовує властивості атомів водню, які знаходяться у всіх клітинах і тканинах. Ультрависока поле йде на пару кроків далі. Воно здатне обробляти сигнали від іонів натрію, калію, вуглецю, фосфору та ін. Як було написано в попередній статті, 7Т МРТ підходить не тільки для наукових робіт, вона може застосовуватися в багатьох напрямках, таких як візуалізація м'язово-скелетної системи, черевної порожнини, молочних залоз, інтервенційна візуалізація та дослідження очей. Хоча існує 7Т апарат з можливістю сканувати все тіло, новий 20Т апарат буде мати діаметр гентрі 65 см, який досить широкий для середньостатистичного розміру тулуба людини. Як усім відомий ВАК (Великий адронний коллайдер - Large Hadron Collider - LHC), який розширює наші знання про фізичні явища, 20Т відкриє нашому світу раніше не відомі, інтимні деталі про роботу мозку.
Технологічні просування у всіх напрямках відбуваються із блискавичною швидкістю і магнітно-резонансні розробки в тому числі. На даний момент, єдине, що нас затримує - це те, що технології необхідні для досягнення 20Т ще на початкових етапах розвитку. Для того, щоб подолати ці обмеження, багато нових винаходів необхідно доводити до кінця. Головна перешкода - це розробка технології магніту, який можна буде використовувати в широкому гентрі (65 см) з гомогенним полем. Надпровідний матеріал для магніту теж потребує апгрейд, але як наука доводить раз за разом - ніколи не кажи, що це неможливо. Фізіологічні обмеження і потенційна шкідливість здоров'ю також вимагають не мало уваги, але з точними налаштуваннями в роботі і обережним підходом до таких питань, швидше за все вдасться запобігти будь-які серйозні негативні ефекти.
Розробляти стільки інноваційних технологій, по суті, «кладучи всі яйця в одну корзину», було б нерозумно, тому міжнародна команда спочатку збере 14Т прототип для підтвердження концепції. Єдине що потрібно буде зробити, щоб здійснити, що залишився з 6т до 20Т - це поміняти масштаб проекту.
З можливістю досліджувати індивідуальні іони і їх взаємодію один з одним, ми зможемо дізнатися, як організовані нейрони мозку, і яким чином аксони з'єднують різні його ділянки. 7Т можливості, такі як Na 23 МРТ для оцінки трансплантацій тканин, розподілу і балансу Na+, в сукупності дадуть нові відомості про метаболічні та інші захворювання. Також, Р-31 МР спектроскопія (МРС) нещодавно показала високу точність у диференціації неалкогольної, доброякісної хвороби печінки з прогресивним стеатогепатитом. Фосфорильовані метаболіти з Р-31 МРС тепер можна застосовувати для класифікації раку простати. Все вищеописане здійснено з 7Т, але полювання на більш глибокі знання не закінчиться на цьому.
Протонний і відповідні натрієві знімки гомілковостопного суглоба 23-х річної жінки в нормі. А. Сагітальний 2D-TSE знімок, зважений за допомогою протонної щільності з прігніченням сигналу від жиру і низьким розширенням (0.31×0.31×3.0 мм3). В. Сагітальний 2D-TSE знімок, зважений за допомогою протонної щільності з прігніченням сигналу від жиру (WIP 729C; Siemens, Erlangen, Germany) та високим розширенням (0.27×0.27×1.5 мм3). С. Сагітальний 3D-GRE натрієвий знімок з червоними контурами, які представляють досліджувану область при оцінці хрящів в гомілковостопному і підтаранному суглобах. D. Кольорове cSI картування натрію в хрящах, накладене на відповідний морфологічний знімок.
Додаткові переваги 20Т у порівнянні з 7Т - це явна перевага в чутливості і скороченні часу сканування, які можна зменшити майже на порядок величини для Na-23 і Р-31. Це означає, що потенційно, ми зможемо отримати субміліметрове просторове розширення менше ніж за 10 хвилин для Na-23 і значно зменшити час сканування серця за допомогою Р-31 спектроскопії, що на даний момент займає майже дві години.
Ми коротко виклали матеріали і методи, а також користь від 20Т людської МРТ. Не "якщо", а "коли" це віхове магнітне поле розроблять, ми отримаємо здатність побачити як розвиваються хвороби до їх клінічного прояву. Це потенційно може вирішити проблеми сучасної охорони здоров'я. І так, коли ми запитали: «Чи варта того 7Т МРТ?», Нам варто було б здогадатися, що 20Т прямо за рогом. Без сумніву, 20Т - це майбутнє, і точно як ВАК, вона зможе розкрити секрети, які оточують сучасну людину.
Zbýň Š, Brix MO, Juras V, et al. Sodium Magnetic Resonance Imaging of Ankle Joint in Cadaver Specimens, Volunteers, and Patients After Different Cartilage Repair Techniques at 7 T: Initial Results. Investigative radiology. 2015;50(4):246-254. doi:10.1097/RLI.0000000000000117.
04.08.2015