Ученым удалось ускорить процедуру МРТ-сканирования с помощью метаповерхности

Коллектив ученых из Нидерландов и России впервые испытал на людях новую технологию для усиления чувствительности МРТ-сканера с помощью метаповерхности - тонкой периодической структуры из медных полосок-резонаторов. Поместив разработанную подложку под голову пациента, исследователи получили более качественные изображения его головного мозга.

Результаты эксперимента, опубликованные в журнале Scientific Reports, показывают, что использование метаповерхности значительно ускоряет процедуру МРТ и позволяет получать снимки в лучшем разрешении, что поможет диагностировать заболевания на более ранней стадии.

Метод визуализации внутренних органов с помощью магнитно-резонансной томографии широко используется в медицине для диагностики раковых опухолей, а также повреждений головного мозга и скелета. Однако МРТ-исследование занимает больше времени, чем компьютерная томография или УЗИ. В течение 25-50 минут человек должен неподвижно лежать в тесном аппарате, испытывая дискомфорт. Это связано с тем, что у явления магнитного резонанса малое соотношение сигнал/шум, и, чтобы его повысить, нужно накапливать сигнал. В результате в больницах, где установлены МРТ-сканеры, большие очереди на эту процедуру.

Специалистам Медицинского центра Лейденского Университета в Нидерландах и Университета ИТМО в Санкт-Петербурге удалось ускорить процесс с помощью метаповерхности - периодической структуры из медных полосок, прикрепив их к гибкой и тонкой подложке, чтобы внедрить разработанное устройство в приемные МР-катушки аппарата.

«Мы разместили такую подкладку внутри установки под головой пациента, после чего чувствительность прибора выросла на 50%. Это позволило нам получать детальные снимки коры головного мозга в два раза быстрее. Внедренные повсеместно, такие усилители могут значительно снизить время процедуры МРТ и повысить ее комфорт», - пояснила ведущий автор исследования, сотрудница кафедры радиологии Медицинского центра при Лейденском университете Рита Шмидт (Rita Schmidt).

Оказавшись между пациентом и приемными катушками, метаповерхность увеличивает соотношение сигнал/шум в интересующей области. «Низкие показатели этого соотношения ограничивают метод МРТ и делают его таким долгим, - уточнил сотрудник лаборатории прикладной радиофизики Университета ИТМО Алексей Слобожанюк. - Чтобы различить полезный сигнал на фоне случайного шума, врачи повторяют сканирование много раз. Но с метаповерхностью необходимость в этом отпадает. Если сейчас обследование, условно, занимает 20 минут, то в будущем врачам хватит 10. Если сегодня клиника обслуживает 10 пациентов в день, то с данной разработкой примет 20».

Кроме того, метаповерхность способна повысить разрешение получаемых изображений. «Размер вокселей, трехмерных пикселей, также ограничен соотношением сигнал/шум. Вместо ускорения процедуры можно пойти по иному пути и за то же время снимать более детальные изображения, которые позволят выявлять опухоли на самой ранней стадии», - отмечает руководитель исследования, профессор кафедры радиологии Медицинского центра Лейденского университета Эндрю Вебб (Andrew Webb).

До сих пор ученым не удавалось поместить внутрь сканера метаматериалы. Их толщина значительно превышала расстояние в полтора сантиметра, которое остается между магнитно-резонансными катушками и пациентом. Ультратонкий дизайн новой подкладки (ее толщина всего 8 мм) помог решить эту проблему. «По нашей технологии можно создать ультратонкие устройства для большинства МРТ-сканеров, но в каждом случае необходимо предварительно провести ряд компьютерных симуляций, как мы делали в этой работе. Нужно убедиться, что параметры установки не повлияют на работу метаповерхности», - добавила Рита Шмидт.

Ученые намерены продолжать исследования в Лейдене и Санкт-Петербурге. Они надеются превратить лабораторию прикладной радиофизики в Университете ИТМО в центр передовых разработок в данной сфере, чтобы создавать прототипы устройств и внедрять их в клиническую практику. Для этого они направили заявку на грант Российского научного фонда.

источник: medvestnik.ru

 
По теме
Более 350 соцработников прошли обучение по работе с паллиативными пациентами - Здравоохранение С мая в регионе стартовала сессия образовательных семинаров «Купирование хронического болевого синдрома» для сотрудников центров социальной поддержки и комплексного центра социального обслуживания.
19.06.2018
Умные, добрые и самоотверженные - Научно-клинический центр 15 июня в уютном зале Театра для детей и юношества отметили свой профессиональный праздник – День медицинского работника – сотрудники СибФНКЦ ФМБА России.
19.06.2018
 
ssmp glavnaya1 e71be - Научно-клинический центр О работе Станции скорой медицинской помощи за период с 11 по 18 июня 2018 года За период с 11 по 18 июня 2018 года на ССМП поступило 728 обращений от жителей ЗАТО Северск, из них 130 – по оказанию медицинской помощи детям.
19.06.2018
Умные, добрые и самоотверженные - Научно-клинический центр 15 июня в уютном зале Театра для детей и юношества отметили свой профессиональный праздник – День медицинского работника – сотрудники СибФНКЦ ФМБА России.
19.06.2018 Научно-клинический центр
ssmp glavnaya1 e71be - Научно-клинический центр О работе Станции скорой медицинской помощи за период с 11 по 18 июня 2018 года За период с 11 по 18 июня 2018 года на ССМП поступило 728 обращений от жителей ЗАТО Северск, из них 130 – по оказанию медицинской помощи детям.
19.06.2018 Научно-клинический центр
Ученые медико-генетического центра Genotek выяснили, что популярные препараты для снижения уровня холестерина опасны для жизни примерно 36% россиян, обладающих генетической предрасположенностью к развитию болезней мышц.
18.06.2018 Красное знамя
С начала эпидсезона в медицинские учреждения региона с укусами клещей обратились 4 553 человека, сообщается на сайте управления Роспотребнадзора по Томской области.
05.06.2018 Красное знамя
Газета “Томская НЕДЕЛЯ” продолжает публиковать материалы о войне в связи с предстоящей памятной датой 22 июня.
29.05.2018 Томская неделя
В Тегульдетском районе Томской области местный житель осужден к лишению свободы за истязание престарелой пенсионерки - Прокуратура Томской области Тегульдетский районный суд Томской области признал ранее судимого 48-летнего жителя поселка Берегаево виновным в совершении  преступления, предусмотренного п.«г» ч.2 ст.117 УК РФ (истязание,
19.06.2018 Прокуратура Томской области
Сегодня состоялся четвертый Открытый форум прокуратуры Томской области по вопросам профилактики правонарушений и преступлений в регионе - Прокуратура Томской области Сегодня, 19 июня 2018 года, в г.Томске прошел четвертый Открытый форум прокуратуры Томской области на тему «Профилактика правонарушений и преступлений в регионе».
19.06.2018 Прокуратура Томской области
Астрахань глазами артистов томского Драмтеатра Значительным событием этого сезона для всего театрального Томска стали обменные гастроли Томского и Астраханского драматических театров.
17.06.2018 Томская неделя
Юлия Астафурова: «Все мое творчество помимо церковной росписи – эксперименты» С 2006 г. и по настоящее время Юлия Викторовна Астафурова занимается монументальной церковной живописью.
16.06.2018 Томская неделя
Image - Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту 14 и 15 июня в рамках программы Всероссийской спартакиады среди осужденных, содержащихся в ФКУ Томская ВК-2 УФСИН России по Томской области,
19.06.2018 Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту
Мастер спорта международного класса, чемпион России, призер чемпионата Европы Сергей Усов завоевал победу на Кубке России по жиму лежа в Гурьевске (Кемеровская область),
18.06.2018 Красное знамя
Работа общественного транспорта в дни открытых трансляций Чемпионата мира по футболу будет продлена.
15.06.2018 Красное знамя
Теперь можно признаться: волнения были большими. Но организаторы сделали все возможное (а местами и невозможное), чтобы Томский международный марафон, посвященный Дню города, прошел на уровне лучших марафонов России и мира.
14.06.2018 Красное знамя
Томский губернатор обещал поддержку аграриям - Администрация Томской области Сегодня, 19 июня, губернатор Томской области Сергей Жвачкин обсудил с руководителями аграрных предприятий и главами муниципалитетов итоги весенних полевых работ и проблемы нынешнего сельскохозяйственного сезона.
19.06.2018 Администрация Томской области
Прокуратура Парабельского района провела проверку исполнения законодательства о противодействии коррупции в деятельности районного нефтепроводного управления «Парабель» АО «Транснефть – Центральная Сибирь».
19.06.2018 Прокуратура Томской области
В июне муниципальное «Спецавтохозяйство» приступило к обновлению проезжей части на дорогах третьей категории с помощью асфальтобетонной крошки, полученной после снятия прежнего покрытия на участках ключевых магистралей.
19.06.2018 Красное знамя