2019/05/15 09:32:10

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.

Содержание

Инциденты с томографами

Основная статья: Инциденты с томографами

Мобильные томографы

Основная статья: Мобильные томографы

Ремонт томографов

Основная статья: Ремонт томографов

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.

Денис Мантуров: «Ростех» занимается разработкой российского МР-томографа

Глава Минпромторга РФ Денис Мантуров 13 мая 2019 года сообщил о проекте разработки отечественного магнитно-резонансного томографа (МРТ). Как он отметил, реализацией проекта занимается госкорпорация «Ростех».

Денис Мантуров. Фото: ekburg.tv

По словам Мантурова, на май 2019 года в России производится 23,5 тысячи наименований медицинских изделий.

«
Если мы говорим про рентгенологическое оборудование, мы не только покрываем потребности внутри рынка, но и экспортируем свою продукцию. Это и наши кувезы, это и оборудование для искусственной вентиляции легких, наркозные аппараты и многие другие направления. Единственное, где мы пока еще отстаем — это компьютерные томографы и МРТ. Планируется разработка, и мы с коллегами из «Ростеха» активно занимаемся по магнитно-резонансным томографам, — заявил министр.
»

В ГК «Ростех» на момент публикации новости не смогли сообщить подробности проекта.[1]

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.

Израильские исследователи создали вирус, наносящий на МРТ-снимки изображения опухолей, чтобы привлечь внимание к серьезным проблемам безопасности медицинского оборудования
Израильские исследователи создали вирус, наносящий на МРТ-снимки изображения опухолей, чтобы привлечь внимание к серьезным проблемам безопасности медицинского оборудования

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

Преобразование МРТ-аппаратов для детских больниц

В ноябре 2017 года появилась информация о том, что промышленный дизайнер Дуг Диц (Doug Dietz) совместно со своими коллегами из GE Healthcare реализовал проект по комплексному преобразованию аппаратов для КТ-, МРТ- и ПЭТ-сканирования специально для 27 детских больниц в США. Стараниями работников GE Healthcare приборы были стилизованы под космические корабли, острова пиратов и другие излюбленные места малышей. По оценкам GE Healthcare, воплощение в жизнь этой идеи стоило компании около $50 тыс.[3]

Дизайнер GE Healthcare превратил МРТ-аппарат для детей в остров пиратов
Дизайнер GE Healthcare превратил МРТ-аппарат для детей в остров пиратов

Преображение коснулось не только внешнего вида конструкций, но и создания правильной атмосферы. Например, до начала ПЭТ-сканирования, которое занимает 45 минут, специалисты рассказывают ребёнку мини-историю о том, что он попадёт на космический корабль, двигатели которого работают очень громко. Эти вводные слова и благоприятный вид аппарата существенно успокаивают детей.

«
Мы использовали детское воображение в наших интересах, — рассказала Кэтлин Капсин, директор радиологии Детской больницы Питтсбурга. — Вместо того, чтобы идти на КТ-сканирование, вы отправляетесь на остров пиратов. У нас есть даже обезьяна на качелях, с которой можно играть.
»

Компания GE Healthcare разработала отдельные темы для конкретных больниц. Например, для детской клиники в Сан-Франциско конструкторы спроектировали возле аппарата канатную дорогу. А в других медцентрах детей пытаются заранее подготовить к сканированию, давая им тематические раскраски за день до начала процедуры.

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.

Siemens Healthineers применяет технологию для ускорения МРТ в несколько раз
Siemens Healthineers применяет технологию для ускорения МРТ в несколько раз

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.

Ричард Баранюк (слева) и Кевин Келли
Ричард Баранюк (слева) и Кевин Келли

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.[4]
»

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.

Склонность к депрессии научились определять при помощи МРТ и искусственного интеллекта
Склонность к депрессии научились определять при помощи МРТ и искусственного интеллекта

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. [5]

Европа увидела опасность в контрастных веществах на основе гадолиния

В марте 2017 года европейский регулятор предложил убрать с рынка несколько контрастных агентов на основе гадолиния (GBCA) из-за опасений, что это вещество остается в организме человека после магнитно-резонансной томографии (МРТ). Речь идет о наиболее распространенных в медицинской визуализации препаратах. Подробнее здесь.

Влияние МРТ на ДНК человека

14 февраля 2017 года издание AuntMinnie.com опубликовало статью, посвященную влиянию магнинтно-резонансной томографии (МРТ) на ДНК человека. Ученые изучают этот вопрос несколько лет, однако им удалось найти мало доказательств негативного воздействия МРТ-аппаратов на генетический аппарат человека.

Было изучено около 10 исследований, шесть из которых были опубликованы с 2013 по 2016 годы. В двух из них приводятся данные о повреждении ДНК (генотоксичности) от МРТ, в других работах сделаны противоположные выводы.

Аппарат МРТ
Аппарат МРТ
«
По нашему мнению, опасность не доказана, — говорит Джон Малдер (John Moulder), кандидат технических наук, заслуженный профессор отделения радиационной онкологии в Медицинском колледже штата Висконсин (Medical College of Wisconsin). — Конечно, мы не являемся сторонниками того, чтобы пациенты отказывались от полезной медицинской визуализации из-за этой пока еще гипотетической проблемы.
»

Широкое распространение рентгеновской компьютерной томографии в клинической практике вызывает опасения, связанные с влиянием малых доз радиации на организм. В 2015 году ученые Стэнфордского Института по изучению сердечно-сосудистой системы (Stanford Cardiovascular Institute) сообщили, что диагностические процедуры могут привести к повреждениям ДНК клеток, к мутациям, влекущим за собой развитие опухолей.

Процедура магнитно-резонансной томографии, которая используется для визуализации и диагностики состояния всего организма, подвергает пациентов облучению, по меньшей мере в 150 раз более сильному, чем происходит при рентгене грудной клетки, отмечали исследователи.

В то же время, по словам Джона Малдера, исследования, проведенные с 2007 по 2016 годы, показали неоднозначные результаты генотоксичности при МРТ, а сами работы были достаточно маленькими, им не хватало измерений и сравнений. Что касается потенциальных побочных эффектов от МРТ, в исследованиях в основном сосредотачивались на радиочастотах, статичных и градиентных полях, отметил он. [6]

Риски проведения МРТ для пациентов с имплантируемыми помпами

11 января 2017 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) выпустило официальное предупреждение для пациентов, пользующихся имплантируемыми инфузионными помпами. Им рекомендуется осторожно проходить магнитно-резонансную томографию (МРТ).

FDA опубликовало документ, в котором рассказало о возможных проблемах в работе инфузионных помп после обследований МРТ. В частности, возможны остановка мотора помп без возможности перезапуска и некорректное дозирование медикаментов — чрезмерное или недостаточное, а также непреднамеренное образование комков лекарств в приборах.

Работа имплантируемой инфузионной помпы
Работа имплантируемой инфузионной помпы

Имплантируемые инфузионные устройства, устанавливаемые, как правило, в брюшной области, используются для планового введения препаратов с заданной скоростью и в определенный промежуток времени. Помпы могут применяться для проведения химиотерапии, антибиотикотерапии, регидратации, а также введения противовирусных препаратов и обезболивающих средств. При этом введение лекарственных средств может осуществляться внутривенно, внутриартериально, эпидурально подкожно или внутримышечно.

FDA призывает врачей и пациентов тщательно проверять, можно ли безопасно проводить МРТ при использовании тех или иных помп. Для этого, в первую очередь, нужно обращать внимание на маркировку помпы: в инструкции или на самом устройстве должно стоять обозначение MR-Conditional.

«
Важно отметить, что каждая модель имплантируемых помп может иметь уникальные требования, которые необходимо соблюдать для безопасного прохождения обследования МРТ. В противном случае это может привести к серьезным травмам или смерти, — говорится в заявлении FDA.
»

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов отдельно просит специалистов в области лучевой диагностики тщательно оценивать риски и необходимость проведения МРТ пациентам, которые используют всевозможные медицинские устройства. [7]

2016

Международные правила безопасности для МРТ

В июле 2016 года группа ведущих международных организаций, специализирующихся на вопросах радиологической диагностики, представили проект требований безопасности для медицинских учреждений при использовании магнитно-резонансной томографии (МРТ).

В документе, опубликованном на сайте издания Journal of Magnetic Resonance Imaging, перечисляются обязанности и требования к руководителям научно-исследовательской лаборатории МРТ, директорам и экспертам по безопасности МРТ-обследований. От этих людей будут требоваться высокий уровень подготовки по всем аспектам, связанным с МРТ, продвинутые знания технологии и способность следить за координацией процесса сканирования пациентов.

Руководитель МРТ-лаборатории должен будет контролировать безопасное проведение обследований каждого пациента в любое время дня и ночи, отвечать за работу не одного МРТ-аппарата и быть всегда на связи для операторов МРТ, технологов врачей и рентгенологов.

Роль руководителя по МРТ-безопасности может быть делегирована лаборанту радиологического отделения, МРТ-технологу или другому квалифицированному специалисту, который сможет быть на связи 24 часа в сутки 7 дней в неделю, обеспечивая надлежащие медицинские указания и процедуры. Кроме того, ответственный за безопасность МРТ должен будет гарантировать, что сотрудники учреждения, работающие с магнитно-резонансной томографией, полностью осведомлены о мерах безопасности и поведении в экстренных ситуациях.

Группа ведущих международных организаций, специализирующихся на вопросах радиологической диагностики, представили проект требований безопасности для медицинских учреждений при использовании магнитно-резонансной томографии
Группа ведущих международных организаций, специализирующихся на вопросах радиологической диагностики, представили проект требований безопасности для медицинских учреждений при использовании магнитно-резонансной томографии

Наконец, экспертом по МРТ-безопасности может быть физик или другой специалист с техническим опытом в данной области. От него потребуются высококвалифицированные консультации по инженерным, научным и административным вопросам безопасного использования МРТ-оборудования. Он или она должен обязательно иметь медицинское образование или опыт в части отпуска лекарственных средств по рецепту или в других аспектах, не связанных с МРТ.

«
В этом длинном и нужном документе наконец представлен набор рекомендаций о том, как создать правильную организационную структуру для управления безопасностью при МРТ, а также четкие распределения ролей и обязанностей, — говорит один из авторов проекта Фернандо Каламанте (Fernando Calamante), доктор наук, работающий в Институте неврологии и психического здоровья (штат Виктория, Австралия). — Важно отметить, что этот документ согласован ведущими МРТ-организациями по всему миру, поэтому он имеет сильную значимость и практическую эффективность для рекомендуемой структуры.
»

Старший вице-президент по радиологическому планированию и основатель компании Gilk Radiology Consultants Тобиас Гилк (Tobias Gilk) отмечает, что разработанные в МРТ-сообществе правила имеют широкий охват как с точки зрения географии, так и рынков, на которые рассчитаны новые стандарты.

«
Индустрия охраняет сама себя. Мы понимаем, что нам нужно определить роли и обязанности для того, чтобы защищать пациентов и оберегать учреждения от рисков, связанных с безопасностью МРТ, — отмечает Гилк.
»

Эти руководящие принципы, создававшиеся несколько лет, стали необходимостью из-за увеличения числа побочных эффектов, возникающих после магнитно-резонансной томографии. В 2004 году в США было зафиксировано 40 таких инцидентов, а в 2012-м это количество возросло до 164, свидетельствуют данные Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (U.S. Food and Drug Administration, FDA) и специальной базы данных MAUDE (User Facility Device Experience), куда вносится информация об осложнениях при операциях и медицинских обследованиях.

Между тем, Европейский союз (ЕС) выпустил директиву о предельных значениях электрических и магнитных полей, воздействующих на медицинских работников. Европа поручила МРТ-сообществу разработать собственные правила и эффективные программы профессиональной подготовки специалистов в этой области.

Портал AuntMinne.com отмечает, что к середине июля 2016 года неясно, насколько хорошо рентгенологические отделения и центры медицинской визуализации знакомы с вопросами безопасности МРТ и способны следовать новым инструкциям по безопасности.

Фернандо Каламанте говорит, что трудно судить опыт того или иного учреждения, поскольку они сильно отличаются друг от друга знаниями об МРТ-безопасности, организационной структурой, используемыми процедурами для обеспечения безопасности и ресурсами. [8]

Подтверждение 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.).

МРТ доказало способность молитвы избавить от алкоголизма
МРТ доказало способность молитвы избавить от алкоголизма

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.[9]

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.

Накопление гадолиния в головном мозге при МРТ

В начале 2016 года в Европе начали активно обсуждать негативное влияние гадолиния при использовании в магнитно-резонансной томографии (МРТ). Предполагается, что этот редкоземельный металл может накапливаться в тканях мозга и стать причиной серьезных заболеваний. Подробнее о проблеме здесь.

Примечания