Российские ученые представили будущую замену МРТ и ПЭТ
Команда ученых из компании-разработчика сверхчувствительных магнитных сенсоров для медицинских применений QLU, Сколковского института науки и технологий и ряда других университетов успешно завершила лабораторные испытания по использованию датчика нового типа для анализа магнитных наночастиц. Исследователям удалось визуализировать сигнал как в пробирках, так и в тканях живых организмов.
Различные методы медицинской визуализации живых организмов широко применяются для диагностики большого числа заболеваний. Эти методы можно разделить на магнитно-резонансную томографию (МРТ), позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), компьютерную томографию (КТ) и другие. МРТ и ПЭТ являются одними из наиболее информативных методов диагностики злокачественных новообразований, а также сосудистых и дистрофических заболеваний. Однако, несмотря на свои преимущества, эти методы имеют определенные недостатки: так, техническая сложность, высокая стоимость и громоздкость оборудования значительно снижают их доступность.
Альтернативой являются приборы на сверхчувствительных магнитометрах, работа которых основана на регистрации сигналов (как времени релаксации, так и остаточной намагниченности) от контрастных веществ (специальных маркеров), вводимых в кровеносную систему. Как правило, эти маркеры представляют собой суперпарамагнитные или ферромагнитные нано- или микрочастицы. Метод магниторелаксометрии нацелен на то, чтобы визуализировать магнитные включения, отслеживая их распределение в теле живого существа. Преимущество метода состоит в том, что он позволяет быстро и эффективно оценить интенсивность кровотока, обнаружить опухолевые узлы на масштабе десятков тысяч клеток, а также участки ишемии тканей.
![](https://img.ixbt.site/live/images/original/00/06/21/2023/01/18/ac59c188b2.png?w=877)
В ходе исследования ученые использовали метод магниторелаксометрии, чтобы оценить распределение наночастиц в теле лабораторных мышей после инъекции. Для этого впервые был использован новый тип датчика для анализа магнитных наночастиц как в пробирках, так и внутри живых организмов. Датчик основан на микропленке из железо-иттриевого граната с оптической системой регистрации сигнала. Результаты показали, что сенсор позволяет эффективно регистрировать остаточную намагниченность магнитных наночастиц как в пробирке, так и локально введённых в организм лабораторных мышей, что поможет в перспективе разработать недорогую и инновационную систему медицинской диагностики, в том числе и онкологии, на более ранних стадиях заболевания.
«Небольшой размер чувствительного элемента в сочетании с коротким временем восстановления после отключения катушек возбуждения обеспечивают потенциально высокое пространственное и временное разрешение измерений. В среднесрочной перспективе, повышая чувствительность нашего сенсора, мы способны создать прибор по аналогии с ПЭТ, который позволил бы быстро и эффективно, с минимальными побочными эффектами, определять как наличие, так и расположение раковых клеток, а также и более точно на них воздействовать», — добавил Максим Острась, руководитель QLU.
Ранее в 2021 году команда QLU совместно с учеными из Сколковского института науки и технологий и НИУ ВШЭ продемонстрировали работу первого в мире твердотельного сверхчувствительного магнитометра, работающего при комнатной температуре. С помощью квантового сенсора исследователи смогли зарегистрировать активность нейронов головного мозга.
9 комментариев
Добавить комментарий
Врать не устали? Первый отечественный МР-томограф Образ1 был установлен 1991 году. Кому интересно нагуглит и остальную информацию.
https://vademec.ru/article/sushi_tesla-_kto_sochinil_pervyy_v_rossii_magnitno-rezonansnyy_tomograf_mirovogo_klassa/
Но знаете, думаю, что сути это сильно не меняет. Это всё равно, что вспоминать про ё-мобиль, говоря о разработках отечественных гибридов. Как факт — разработка была, а вот покататься мало кому удалось.
Из-за этого всё застопорилось. Хотя остальное оборудование для отечественного МРТ СССР уже делал сам. Эти датчики philips удалось только получить в 1978, да и то очень ограниченном количестве. Потом случился Афганистан и на СССР наложили ещё более тяжкие санкции с максимальными ограничениями.
Там проблема не столько в магнитометрах: походящие существуют и так на любой вкус и цвет, от тупых и не очень катушек до квантовых с оптической накачкой или на эффекте Джозефсона (только всем, кроме последних, по-хорошему, не хватает чувствительности, а уж этим гранатовым плёнкам и подавно).
Главная проблема, что эти магнитые «маркеры» уже десятилетиями, даже магнетито-мегамитовые, не могут протащить через медицинские разрешительные органы во всём мире. Вроде ограничено принимают где-то какой-то конкретный продукт, но потом либо аврально отзывают, либо производитель сам снимает. В этой области даже ISO стандартов нету, какая уж там медицина, это всё по большому счету лабораторные артефакты. Да, всё лучше чем радиоактивные маркеры, но токсичность тоже под вопросом, больно богатая там динамика, никому тромбы в кровеносных сосудах и отваливающаяся печень не нужны.
Выпячивание медицинской диагностики на магнитных маркерах, магниторелаксометрической или томографической (MPI), — от бедности приложений для сверхчувствительной магнитометрии, уж слишком слабые сигналы и слишком много шумов в актульном низкочастотном диапазоне.
Добавить комментарий