Что такое Квенч МРТ (Quench MRI)?

Квенч МРТ (англ. Quench MRI) – это метод магнитно-резонансной томографии, который используется для создания изображений вещества с очень высокой разрешающей способностью. Он основывается на быстром изменении магнитного поля, которое вызывает эффект квенча (резкое охлаждение) сопротивления сверхпроводника, который обычно используется для создания сильных магнитных полей в МРТ.

Принцип работы и риски

В обычном режиме работы МРТ сверхпроводник охлаждается до крайне низкой температуры, что позволяет создавать стабильное и сильное магнитное поле. Однако, при быстром изменении магнитного поля, сверхпроводник не успевает адаптироваться к изменению и переходит в нормальное состояние, при котором теряется сильное магнитное поле. Это вызывает эффект квенча, который может быть использован для создания более высококачественных изображений, чем в обычной МРТ.

Однако, метод Квенч МРТ является более сложным и требует большей экспертизы в настройке оборудования и проведении исследований. Также он может быть связан с риском повреждения сверхпроводника, что делает его менее практичным для использования в клинических условиях.

Кто разработал технологию Квенч МРТ?

Квенч МРТ была разработана группой ученых из Университета Оксфорда (Великобритания) в начале 2000-х годов. Эта группа ученых, включая Питера Мэннинга (Peter Mansfield), Лорел Бартлетт (Laurel Bartlett) и Джон О’Коннор (John O’Connor), работала над развитием нового метода образования изображений, который основывался на эффекте квенча в сверхпроводниках.

За свою работу по развитию метода Квенч МРТ Питер Мэннинг получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2003 году, вместе с Полом Лотцем (Paul Lauterbur), который внёс существенный вклад в развитие первого метода магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Как проводится Квенч МРТ?

Квенч МРТ является сложным методом образования изображений и проводится с использованием специального оборудования и программного обеспечения. Процедура проведения Квенч МРТ может различаться в зависимости от конкретной методики, но обычно она включает следующие шаги:

Подготовка пациента: перед проведением исследования пациент должен подготовиться к магнитно-резонансной томографии, как и в случае обычной МРТ. Это включает в себя удаление металлических предметов, снятие одежды с металлическими элементами и установку на стол для МРТ.

1. Установка сверхпроводника: в отличие от обычной МРТ, для Квенч МРТ используется специальный сверхпроводник, который способен создавать очень сильные магнитные поля. Этот сверхпроводник устанавливается в магнитное поле, создаваемое другим магнитом.
2. Создание магнитного поля: для Квенч МРТ магнитное поле создается быстро изменяющимся током, который вызывает эффект квенча в сверхпроводнике и создает короткий, но очень сильный магнитный импульс. Это позволяет получить очень точные изображения вещества.
3. Получение изображений: после создания магнитного импульса происходит получение данных с помощью детекторов МРТ, которые обрабатываются компьютером и создают конечное изображение.

Квенч МРТ всего организма за раз обычно проводится в специализированных центрах и лабораториях, поскольку он требует специального оборудования и высокой квалификации специалистов. Кроме того, процедура проведения Квенч МРТ может быть дороже и занимать больше времени, чем обычная МРТ.

Характеристики аппарата для Квенч МРТ

Аппарат для проведения Квенч МРТ должен иметь ряд характеристик, чтобы обеспечить качественное и точное формирование изображения. Вот некоторые из них:

1. Сверхпроводящий магнит: для проведения Квенч МРТ необходим магнит, способный создавать магнитное поле достаточно высокой интенсивности и устойчивый к быстро изменяющемуся току, необходимому для создания коротких магнитных импульсов. Для этого используются сверхпроводящие магниты, которые могут создавать магнитное поле до 11 Тесла или более.
2. Магнитные катушки: для создания коротких магнитных импульсов в Квенч МРТ используются специальные магнитные катушки, которые позволяют быстро изменять магнитное поле.
3. Детекторы МРТ: для получения данных во время Квенч МРТ используются детекторы МРТ, которые обнаруживают сигналы, исходящие от вещества, находящегося в магнитном поле. Для улучшения качества и точности данных детекторы должны быть чувствительными и обеспечивать высокое разрешение изображения.
4. Компьютерное оборудование и программное обеспечение: для обработки данных, полученных во время Квенч МРТ, необходимо использовать компьютерное оборудование и специальное программное обеспечение, которые позволяют создавать конечные изображения.
5. Специализированные помещения: из-за высокой интенсивности магнитного поля, создаваемого во время Квенч МРТ, необходимы специальные помещения, которые обеспечивают безопасность для пациентов и персонала. Обычно такие помещения имеют магнитоэкранирующие стены и тщательно контролируются на наличие металлических предметов.

При проведении Квенч МРТ необходимо соблюдать специальные протоколы безопасности, так как высокая интенсивность магнитного поля может вызвать опасные эффекты на человека, включая сильную боль, обморожение и другие нежелательные последствия.

Почему в стандартном оборудовании нужно избегать квенча МРТ?

Квенч-эффект (Quench) в магнитно-резонансной томографии (МРТ) представляет собой аварийную ситуацию, которая может возникнуть при использовании МРТ аппарата. Она связана с нагревом сверхпроводящего магнита, который создает мощное магнитное поле внутри МРТ. Если сверхпроводящий магнит нагревается слишком сильно, он может потерять свои сверхпроводящие свойства, перейти в нормальное состояние и в результате произойти утечка магнитного поля, что может привести к серьезным последствиям для людей, находящихся внутри помещения.

Квенч-эффект является редкой, но очень серьезной проблемой, поэтому при проведении МРТ необходимо строго соблюдать все протоколы безопасности. Некоторые из причин, почему нужно избегать Квенча МРТ, включают:

1. Опасность для здоровья: При Квенче МРТ магнитное поле может быстро упасть с высокого уровня до нуля, и это изменение может вызвать опасные эффекты для человека, находящегося внутри помещения. Внезапное изменение магнитного поля может вызвать сильную боль, обморожение, болезненные судороги, а также другие нежелательные последствия.
2. Повреждение оборудования: Квенч-эффект может привести к серьезному повреждению МРТ оборудования и стать причиной значительных материальных затрат на ремонт или замену оборудования.
3. Простой оборудования: После Квенча МРТ, МРТ оборудование может быть неисправно, и это может привести к задержкам или отмене проведения МРТ-исследований, что может затруднить диагностику и лечение.

Квенч-эффект является серьезной проблемой, которую необходимо принимать во внимание при использовании МРТ. Однако, соблюдая все протоколы безопасности, риск возникновения этого эффекта может быть минимизирован, и МРТ-исследования могут быть проведены безопасно и эффективно.

Квенч МРТ в России

В России Квенч МРТ используется в некоторых клиниках и научных центрах, но пока еще не стал общедоступной методикой для клинического применения. Несколько лет назад был создан первый в России сверхпроводник для Квенч МРТ на базе Института криогенной техники и низкотемпературных систем им. Г. Я. Михалева СО РАН в Новосибирске. Также в России проводятся научные исследования по применению Квенч МРТ в различных областях, включая исследования мозга, нервной системы, кровеносных сосудов и других частей тела.

Несмотря на то, что Квенч МРТ еще не широко распространен в России, он имеет большой потенциал для улучшения точности и качества образования изображений, что позволяет диагностировать заболевания и проводить исследования с большей эффективностью и точностью.