Магнитно-резонансная томография (МРТ)
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — томографический способ исследования внутренних органов и тканей с использованием физического явления ядерного магнитного резонанса. Способ основан на измерении электромагнитного отклика атомных ядер, чаще всего ядер атомов водорода, а именно на возбуждении их определенным сочетанием электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности.
Основная статья: Радиология (лучевая диагностика)
МРТ — это метод исследования внутренней структуры организма, который позволяет хорошо разглядеть мягкие ткани, тогда как известный всем рентген в этом не силен и больше подходит для изучения костей.
При МРТ организм не подвергается действию вредного ионизирующего излучения, а помещается в переменное магнитное поле. Хотя лежать в трубе МР-томографа не особенно приятно, на 2019 г исследования показывают, что это совсем не вредно, зато врачи могут получить массу полезной информации о структуре и работе внутренних органов.
МРТ-сканеры
Основная статья: МРТ-сканеры
Производство МРТ в России
Основная статья: Производство МРТ в России
Инциденты с томографами
Основная статья: Инциденты с томографами
Вред МРТ
Основная статья: Вред МРТ
Мобильные томографы
Основная статья: Мобильные томографы
Ремонт томографов
Основная статья: Ремонт томографов
2025: В ИТМО научились обрабатывать МРТ-снимки сердца за пару минут с помощью ИИ
Ученые ИТМО совместно с коллегами из НМИЦ имени Алмазова придумали, как быстро определять фиброз сердца с помощью глубокого обучения. Для этого они разработали алгоритм, который делит изображение сердца на 17 сегментов, а затем определяет расположение и количество фиброзной ткани. Разработка освободит врачей от сложной работы по обработке МРТ-снимков и оптимизирует подбор наиболее эффективной стратегии лечения инфаркта и других заболеваний сердца. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Biomedical Signal Processing and Control. Об этом 17 марта 2025 года сообщила пресс-служба Российского научного фонда. Подробнее здесь.
2024: В России разработали технологию получения четкого изображения легких на МРТ
В конце января 2024 года российские исследователи из Международного томографического центра (МТЦ) СО РАН сообщили о разработке новой технологии визуализации легких посредством магнитно-резонансной томографии (МРТ). Ожидается, что решение позволит упростить и удешевить диагностику различных заболеваний. Подробнее здесь.
2023: В Сибири разработали новый способ диагностики остеомиелита с помощью МРТ
В Сибирском государственном медицинском университете (СибГМУ) разработали новый способ диагностики остеомиелита с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Об этом в пресс-службе вуза рассказали 20 февраля 2023 года. Подробнее здесь.
2022
Создан датчик для МРТ, который видит свет в глубинах мозга
В конце декабря 2022 года, используя новый специализированный датчик магнитно-резонансной томографии, исследователи Массачусетского технологического института показали, что они могут обнаружить свет глубоко в тканях, таких как мозг. Подробнее здесь.
В России разработан метод контроля качества медицинских томографов с помощью нейросети
Специалисты Центра диагностики и телемедицины совместно с математиками МГУ разработали метод контроля качества медицинских томографов, который позволит своевременно выявлять неисправности аппаратов МРТ в автоматическом режиме. В его основе находится технология машинного обучения. Подробнее здесь.
2021
Новый метод МРТ выявляет проблемы с сосудами, из-за которых часто развивается деменция
В конце мая 2021 года исследователи Университета Кентукки (Великобритания) и Университета Южной Калифорнии (США) показали новый неинвазивный МРТ-метод нейровизуализации, который позволяет на ранней стадии выявить дисфункцию гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), связанную с церебральной микроангиопатией. Это заболевание является наиболее частой причиной сосудистых когнитивных нарушений, в результате которых в значительной части случаев развивается деменция. Дисфункция ГЭБ представляет собой многообещающий ранний маркер церебральной микроангиопатии, поскольку именно ГЭБ регулирует ряд важных метаболических функций, включая выведение токсичных веществ из мозга.
Далеко зашедшая дисфункция ГЭБ может быть обнаружена с помощью различных методов нейровизуализации, таких как ПЭТ и МРТ с динамическим контрастированием. Однако эти методы инвазивны и не могут выявить нарушения на ранних стадиях. Исследователи представили новый, неинвазивный метод МРТ, называемый диффузионно-подготовленной маркировкой спинов артериальной крови (DP-ASL). Новый метод выявляет даже минимальную дисфункцию ГЭБ, связанную с изменением скорости водообмена.
Результаты исследования показали, что низкий уровень бета-амилоида в спинномозговой жидкости был связан с низкой скоростью водообмена ГЭБ, оцененной с помощью метода DP-ASL. Избыточное накопление бета-амилоида в головном мозге считается отличительной чертой болезни Альцгеймера, а также наблюдается во многих случаях церебральной микроангиопатии. Результаты исследования согласуются с теориями, предполагающими, что недостаточный выход бета-амилоида через ГЭБ может нарушать функцию ГЭБ, что, в свою очередь, может усугубить накопление бета-амилоида в головном мозге и развивающуюся деменцию.[1]
Квантовый сенсор повысит точность измерения магнитных полей при исследовании мозга
5 апреля 2021 года стало известно о том, что физики из МФТИ и компании Terra Quantum вместе с коллегами из США и Швейцарии разработали алгоритм, который позволяет проводить измерения с помощью искусственных многоуровневых атомов. Такой квантовый сенсор позволяет получить необходимую точность при измерении магнитных полей. Он также найдет применение при исследовании мозга и в изучении дальнего космоса.
На видео ниже томография головного мозга.
Более того, система из нескольких квантовых магнитометров может работать как сверхчувствительный пространственный детектор. Такие приборы нужны, чтобы делать томографию пациентам, анализировать месторождения руды, изучать структуру биомолекул и неорганических материалов. Подробнее здесь.
Анонс системы для трехмерных реконструкций травм по снимкам КТ и МРТ
В конце марта 2021 года SFR Medical, предоставляющая полиции Великобритании отчеты о медицинских доказательствах, сообщила о создании масштабируемого решения для трехмерных реконструкций травм. Подробнее здесь.
Определение пороков развития детей в утробе матери через МРТ
В середине марта 2021 года исследователи продемонстрировали, что МРТ позволяет более точно определять и обнаруживать пороки развития головы, шеи, грудной клетки, брюшной полости и позвоночника плода, чем традиционные методы обследования детей в утробе матери. Подробнее здесь.
2020
Врачи начали видеть сердце ребенка в утробе в формате 4D через новую методику МРТ-обследования
В конце октября 2020 года исследователи из Королевского колледжа Лондона представили новую методику обследования на основе МРТ, которая позволит клиницистам увидеть сердце еще не родившегося ребенка в формате 4D. Специально разработанные математические модели коррекции движений устраняют проблемы, с которыми сталкиваются врачи при проведении традиционного УЗИ крупных сосудов и сердца плода. Подробнее здесь.
Анонс системы производства газа для МРТ Polarean
В середине сентября 2020 года компания Polarean Imaging представила оборудование для производства гиперполяризованного газа, который усиливает МРТ-сигнал в 100 000 раз. Технология должна помочь врачам быстрее и точнее диагностировать респираторные заболевания, особенно во время продолжающейся пандемии COVID-19. Подробнее здесь.
Canon выпустила ПО, ускоряющее МРТ-сканирование
В середине июня 2020 года компания Canon Medical Systems выпустила программное обеспечение Compressed Speeder, которое, по словам разработчиков, позволяет ускорить МРТ-сканирование и обслуживать больше пациентов. Технология уже нашла применение в сканерах Vantage Orian 1.5T. Подробнее здесь.
2019
Благодаря САПР можно избежать ненужного введения контраста при МРТ
В конце мая 2019 года специалисты по 3D-рентгенологии использовали систему автоматизированного проектирования (САПР), чтобы оценить, нужно ли вводить пациентам с рассеянным склерозом контрастное вещество при МРТ головного мозга. Подробнее здесь.
Создан вирус, наносящий на МРТ-снимки изображения раковых опухолей
В начале апреля 2019 года израильские исследователи создали вирус, наносящий на МРТ-снимки изображения опухолей, чтобы привлечь внимание к серьезным проблемам безопасности медицинского оборудования.
Созданное ими вредоносное ПО показывает, как легко злоумышленникам автоматически добавлять реалистичные злокачественные новообразования на КТ- или МРТ-снимки. Кроме того, вирус умеет находить и удалять изображения настоящих опухолей. Такие вмешательства приводят к неправильной диагностике и отказе в своевременной помощи.
Ученые из Исследовательского центра кибербезопасности Университета им. Бен-Гуриона в Израиле провели слепое исследование с реальными КТ-изображениями легких. Три квалифицированных рентгенолога не сумели отличить 70 измененных изображений от обычных: если вирус добавлял опухоль на снимок, специалисты в 99% случаях диагностировали рак, если вирус убирал настоящую опухоль, в 94% случаев рентгенологи считали этих пациентов здоровыми. Даже после того, как рентгенологам сказали о вмешательстве вредоносного ПО и предоставили второй набор из 20 снимков, половина из которых тоже была изменена, специалисты продолжали настаивать на ошибочном диагнозе в 60% случаев. Кроме того, вирусу удалось обмануть программу для выявления рака легких, которую рентгенологи часто используют для подтверждения диагнозов.
Исследование было сосредоточено только на выявлении рака легких, но ученые предупреждают, что мишенью может оказаться что угодно – опухоли головного мозга, болезни сердца, тромбы на коронарографии, травмы позвоночника, переломы костей. При этом злоумышленники легко могут внедрить вирус в больничную сеть благодаря уязвимостям в системе защиты. В идеале больницы должны обеспечивать сквозное шифрование в сети PACS и ставить цифровую подпись на все изображения.[2]
2018: МРТ выявляет ранние повреждения головного мозга при употреблении кокаина
25 апреля 2018 года были опубликованы результаты клинического исследования, согласно которому МРТ-сканирование с использованием диффузионно-тензорной методики визуализации (DTI) способно выявить микроструктурные изменения в белом веществе головного мозга у людей, употребляющих кокаин. Подробнее здесь.
2017
Технология сжатого зондирования для ускорения МРТ
В октябре 2017 года немецкий производитель медицинского оборудования Siemens Healthineers приобрел лицензию на использование технологии сжатого зондирования, которая позволяет существенно снизить время пребывания пациента в сканере магнитно-резонансной томографии (МРТ) — с 45 до нескольких минут или даже секунд — без ущерба качеству исследований. Новую разработку создали и запатентовали в Университете Райса (Rice University) в Техасе (США).
Благодаря технологии сжатого зондирования время, необходимое для сканирования сердца в МРТ-аппарате, составляет всего 25 секунд. При этом пациенту не нужно задерживать дыхания или как-то по-другому изменять его, чтобы получить точные результаты.
В другом МРТ-оборудовании, оснащенном традиционными методами ускорения исследований, пациенты должны неподвижно лежать в течение четырех минут или дольше, задерживать дыхание от 7 до 12 раз в течение одной процедуры оценки сердечно-сосудистых паталогий.
По мнению разработчиков, методика сжатого зондирования может изменить процессы магнитно-резонансной томографии брюшной полости, что очень важно для некоторых групп пациентов.
Например, детям и людям с проблемами с легкими нельзя делать МРТ органов брюшной полости из-за их неспособности в течение короткого промежутка времени несколько раз задерживать дыхание на длительное время. При сжатом зондировании количество данных, необходимых для качественной диагностической визуализации, существенно сокращается, позволяя пациентам свободно дышать и получать при этом контрастные изображения брюшной полости в высоком разрешении.
По словам профессора Университета Райса Ричарда Баранюка (Richard Baraniuk), современные МРТ-устройства используют математические алгоритмы, созданные еще в 1930-х годах и обеспечивающие сканирование в течение до 45 минут, при этом пациентам нужно лежать неподвижно, что непросто для детей и испытывающих сильные боли людей.
 | Новая технология также поможет пациентам с сердечными проблемами. Прежде низкое качество диагностики не позволяла множеству таких пациентов получать пользу от МРТ сердца, но теперь можно регистрировать весь сердечный цикл в режиме реального времени за один вдох-выдох, — отметил Баранюк. |  |
По его словам, сжатое зондирование может найти применение за пределами медицины — например, в радиолокации и системах безопасности — благодаря быстрой обработке информации и созданию качественных изображений из меньшего количества вводных данных.
Доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Университета Райса Кевин Келли (Kevin Kelly) добавляет, что к октябрю 2017 года его лаборатория также задействует технологию в нелинейной оптической микроскопии.
Издание Phys.org пишет, что Баранюк и Келли занимаются исследованиями технологии сжатого зондирования уже давно. Еще в 2006 году они создали первую в миру однопиксельную камеру, которая стала доказательством эффективности технологии. По словам ученых, их разработка является «большой победой» для медицины.
В 2016 году Siemens Healthineers представила МРТ-сканеры, использующие механизмы сжатого зондирования, благодаря которым компания добилась ускоренного взятия образцов для формирования изображений, высокой разрешающей способности визуализации и снижения времени всей процедуры сканирования.
| | Приятно видеть, что идея перешла от теории к практике, что позволит улучшить жизнь пациентов во всем мире, — говорится в совместном заявлении Баранюка и Келли.[3] | |
Использование МРТ для определения склонности к депрессии
В конце марте 2017 года ученые из Университета Техаса рассказали о технологии, позволяющей выявить склонность к депрессии при помощи магнитно-резонансной томографии и искусственного интеллекта.
Исследователи используют суперкомпьютер для совершенствования алгоритма машинного обучения, позволяющего искать общие признаки у людей, у которых может развиться депрессия. Для этого в вычислительную систему загружаются МРТ-изображения головного мозга, данные по генам и другая необходимая информация.
Тестируемая технология получила название Support Vector Machine Learning. Она предоставляет компьютеру набор обучающих примеров, описывающих признаки, свойственные здоровым людям и больным депрессией.
Во время исследования были проанализированы данные с мозга 52 человек с психическим расстройством и 45 здоровых людей. Для точности эксперимента сравнивались люди, разделенные на группы в зависимости от возраста и пола.
По результатам процесса диффузионной тензорной МРТ ученые сравнили уровень фракционной анизотропии, показывающий наличие и плотность белого вещества (то есть скоплений нервных клеток) внутри головного мозга.
Результаты исследования подтвердили предположение ученых о том, что по анализу карт фракционной анизотропии можно определить риск развития депрессии. Масштабы и сложность исследования не позволили команде вручную пересмотреть все медицинские изображения, поэтому для автоматизации процесса использовалось машинное обучение, отмечает портал DOTmed.com.
Дэвид Шнайер (David Schnyer), ведущий исследователь, когнитивный нейробиолог и профессор Университета Техаса, говорит, что полученные результаты являются многообещающими, однако их пока нельзя использовать в качестве средства для клинических измерений. По словам Шнайера, алгоритм сможет работать намного лучше после увеличения числа обработанных геномных данных. [4]
2016
Подтверждение с помощью МРТ влияния молитвы на алкоголиков
В конце марта 2016 года в Американском журнале наркомании и алкоголизма (American Journal of Drug and Alcohol Abuse) были опубликованы результаты исследования, показавшие, что молитвы помогают уменьшить тягу к спиртному у людей, имеющих эту вредную привычку. К такому выводу пришли специалисты Медицинского центра Лангон при Университете Нью-Йорка после проведения процедуры магнитно-резонансной томографии (МРТ) мозга бывших алкоголиков.
Исследователи проанализировали 20 членов одного из клуба анонимных алкоголиков, которые пили не один год. В ходе эксперимента их просили зачитывать специальные молитвы, разработанные Обществом анонимных алкоголиков, после просмотра изображений, связанных с выпивкой (бутылки с алкоголем, процесс употребления спиртных напитков и т. п.).
Анонимные алкоголики молились в течение недели после появления желания выпить. Они признали, что молитвы резко уменьшали тягу к алкоголю, порождая равнодушие к нему. Это же показали результаты МРТ головного мозга.
По словам ученых, данные МРТ продемонстрировали положительные изменения в префронтальной коре, которая контролирует внимание, а также области, отвечающей за контроль эмоций.
| | Страстное желание выпить у членов общества анонимных алкоголиков после молитвы снизилось по сравнению с пациентами, которые прекратили пить на определенный период времени, но подвержены повторно уйти в запой, — сообщил автор исследования, профессор психиатрии и заведующий кафедрой наркологической зависимости Нью-Йоркского университета Марк Галантер (Marc Galanter). | |
По его словам, результаты эксперимента открывают новое направление исследований, связанных с влиянием религии на физиологию, а также помогут разработать эффективные методики лечения алкоголизма и других болезней.[5]
Создание Siemens ПО для быстрой МРТ
В марте 2016 года компания Siemens Healthcare представила новое программное обеспечение, способное ускорить проведение магнитно-резонансной томографии в неврологии. Подробнее здесь.
Примечания
- ↑ New MRI Technique can Detect Early Dysfunction of the Blood-brain Barrier with Small Vessel Disease
- ↑ Hospital viruses: Fake cancerous nodes in CT scans, created by malware, trick radiologists
- ↑ New technology could cut MRI scan times
- ↑ Training computers to identify a depression candidate's brain MR scan
- ↑ Brain MRI reveals how AA prayers work
