По сложности — как спутник. Чем уникален первый российский аппарат МРТ

МОСКВА, 27 окт — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. В Физическом институте имени П. Н. Лебедева РАН представили аппарат МРТ нового поколения, который по многим параметрам превосходит импортные аналоги и при этом на четверть дешевле. В серию пойдет уже через три года. Об уникальной российской разработке — в материале РИА Новости.

Незаменимый резонанс

Сегодня без лучевых методов диагностики качественное медицинское обследование невозможно. Практически в каждом крупном медицинском центре есть магнитно-резонансные томографы.

МРТ действует на основе ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Протоны — атомы водорода, имеющиеся во всех органических материалах, в том числе в тканях человеческого организма, — в магнитном поле высокой мощности перемещаются. Аппарат фиксирует плотность этих потоков, преобразуя результат в трехмерные картинки.

Магнитную томографию применяют для исследования мягких тканей, кровеносных сосудов, выявления опухолей и нарушений мозгового кровообращения. При инсульте оценивают степень поражения и локализуют зоны, которые уже подверглись необратимым изменениям, при онкологических заболеваниях — уточняют расположение и характер метастазов.

В отличие от рентгена, компьютерной (КТ) и позитронно-эмиссионной (ПЭТ) томографии, МРТ абсолютно безопасен, поскольку не использует вредное излучение. А на четких снимках видны даже малейшие изменения в тканях.

Россия — родина МРТ

В 1973-м американский химик Пол Лотербур опубликовал в журнале Nature статью "Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса". Позже британский физик Питер Мэнсфилд усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения. В 2003-м обоим за открытие МРТ присудили Нобелевскую премию по физиологии или медицине.

И сразу разразился скандал. Оказалось, что американский ученый Реймонд Дамадьян еще в 1971-м создал первый коммерческий МРТ-сканер и получил на него патент. Но сами принципы магнитно-резонансных изображений человеческого тела задолго до него разработал лейтенант Советской армии Владислав Иванов.

В 1960-м, после Военно-космической академии, он служил в Приморском крае. Изучал зависимость навигации летающих объектов от магнитного поля Земли. Один из приборов использовал эффект ЯМР в воде. Иванов понял, что то же самое можно применить к человеческому телу, которое на 78 процентов состоит из воды, и подал в Комитет по делам изобретений и открытий СССР заявку на регистрацию "Способа определения внутреннего строения материальных объектов" с помощью ядерного магнитного резонанса. Ее отклонили. Значимость открытия оценили лишь в 2000-х, но приоритет уже был утрачен.

За рубежом томографы появились в 1980-х. Их называли ЯМР, но после Чернобыльской аварии в 1986-м людей стало пугать слово "ядерный" — ограничились "магнитным". Индукция магнитного поля первых аппаратов не превышала 0,005 Тл, качество изображений было очень низким. У современных томографов мощные источники магнитного поля с индукцией до 3 Тл.

Работа государственной важности

Собственная МРТ-технология необходима, поскольку иностранное оборудование без должной сервисной поддержки может выйти из строя в любой момент. Кроме того, для всех западных томографов предусмотрено дистанционное управление.

"Это для того, чтобы оперативно устранять неполадки, — объясняет заведующий криогенным отделом ФИАН, доктор физико-математических наук, профессор Евгений Демихов. — Но в результате оператор, скажем, в Голландии может управлять аппаратом в России и получать с него информацию. То есть болезни россиян становятся известными всему миру".

О разработке магнитно-резонансного томографа в рамках программы импортозамещения задумались еще в 2010-м. Выделили 900 миллионов рублей. К 2017-му были готовы и сама технология, и прототип. Дело застопорилось на стадии внедрения в производство. Тогда решили, что проще покупать оборудование на Западе. Теперь о проекте вспомнили. На мартовском заседании Президиума РАН его назвали "работой государственной важности".

© РИА Новости / Владислав Стрекопытов

Аппарат МРТ RTI FullScan в лаборатории ФИАН

Как зарубежный, только лучше

Представленный в ФИАНе томограф — полностью рабочий, действующий образец. Его уже опробовали в Центре неврологии РАН и Центре нейрохирургии РАН. Медики довольны.

Внешне аппарат похож на иностранные аналоги, но технология полностью отечественная. Кроме того, он дешевле импортных и делает более качественные снимки.

"В успех мало кто верил, — рассказывает Демихов. — По сложности аппарат можно сравнить с космическим спутником. Очень много разных систем, и каждая требует отдельной разработки. Поэтому участвовали самые разные специалисты. Проект удалось реализовать благодаря высокой технологической культуре, которая, к счастью, сохранилась в нашей Академии наук".

В серию собираются запустить в течение трех лет. Проект согласован с Минздравом, часть необходимой суммы выделил Росатом, заинтересованность проявили Ростех и частные инвесторы. Можно было бы и раньше, но надо разобраться с комплектующими. Прототип на 70 процентов состоит из отечественных деталей. Его главный и самый дорогой элемент — огромный магнит — собран полностью из российских полупроводников. Но некоторые радиоэлектронные блоки — импортные. Нужно не просто найти им замену, а организовать выпуск внутри страны.

"Наша задача — выйти на локализацию в 95 процентов. Это потребует очень большой работы, — отмечает ученый. — Мы планируем изготавливать около 100 аппаратов МРТ ежегодно. Это полностью покрывает внутреннюю потребность, которая сейчас составляет 60-70 штук в год, и открывает перспективы экспорта. Наш томограф вполне способен конкурировать с западными изделиями. В этой комплектации он стоит 80-100 миллионов рублей — примерно на четверть дешевле среднерыночной цены. Уже есть компания, которая займется сервисом. Еще одно преимущество собственной разработки — можно делать специализированные модели под определенные задачи".

© РИА Новости / Владислав Стрекопытов

Разработчик аппарата, заведующий криогенным отделом ФИАН РАН, профессор Евгений Демихов

С прицелом на будущее

Действующая версия аппарата, как и большинство аналогов на рынке, требует заливки жидкого гелия. Это сложная и дорогостоящая процедура. Мировой тренд — переход к "сухим" МРТ. В ФИАНе уже подготовили технологию безгелиевого прибора и собрали небольшой прототип.

"Наш МРТ способен на так называемых сухих магнитах, — говорит Демихов. — Это революционная технология, сразу делающая томограф дешевле и проще в обслуживании. С ним управится обычная медсестра. А за счет оригинального российского программного обеспечения при мощности 1,5 тесла он дает результаты, как импортный с тремя тесла".

Индукция в 1,5 Тл — самая распространенная, примерно три четверти на рынке. Три тесла требуется для специальных задач, в основном при исследованиях головного мозга. Если возникнет необходимость в таких, более мощных МРТ, наладить производство несложно, считают разработчики. Технологии те же, просто катушка больше.

"Все вопросы на уровне "железа" мы уже решили. Пространственное разрешение 0,5 мм позволяет диагностировать большую часть патологий. Стабильность у нас даже лучше, чем у западных аналогов. Это важный параметр, определяющий результат, точность диагноза. Дальнейшее связано с развитием программного обеспечения, — уверен профессор. — А для этого нам нужны около двухсот квалифицированных сотрудников. Пока только пятьдесят. Остальных нужно готовить, обучать".

Предварительная стоимость создания производственной линии по выпуску российских аппаратов МРТ — 4,5 миллиарда рублей. Дорожную карту разработали и согласовали со всеми участниками проекта. В ближайшее время приступят к реализации.

© ФИАН

Прототип безгелиевого аппарата МРТ и полученный с его помощью снимок колена