CC BY
58
МЕДИЦИНСКИЕ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНЫЕ ТОМОГРАФЫ КФТИ: ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ, ПЕКРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
К.М.Салихов1, Я.В.Фатгахов1, А.Р.Фахрутдинов1, В.Н.Анашкин1, В.А.Шагалов1, Э.Ф.Биктимиров1,
Р.М.Иманаев2, Е.М.Муртазина 3
1 - Казанский физико-технический институт им. Е.К.Завойского КазНЦ РАН,
E-mail: fattakhov@kfti.knc.ru
2 - Казанский химико-технологический университет 3 - ФГУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения»
Медицинские магнитно-резонансные томографы "ТМР-0.06-КФТИ"были разработаны Казанский физико-технический институт им. Е.К.Завойского КазНЦ РАН. Этот аппарат используется для диагностики головного мозга, позвоночника, суставов.
Томограф имеет следующие технические и эксплуатационные характеристики: индукция магнитного поля 0.06 Тл, пространственное разрешение не более 1 мм, минимальная толщина исследуемого слоя 5 мм, максимальное количество получаемых слоев 32.
Этот томограф успешно прошел приемочные технические и медицинские испытания, которые проводились ведущими специалистами Министерства здравоохранения Российской федерации. По заключению комиссии технические и диагностические характеристики томографа соответствуют достигнутому мировому уровню.
В настоящее время в КФТИ разрабатывается новая модель томографа с индукцией магнитного поля 0.12 Тл «на все тело человека», а также специализированные «суставные» томографы.
Важнейшей социально-экономической задачей современного здравоохранения является ранняя диагностика различных заболеваний. При решении этой проблемы особое место отводится лучевым методам диагностики. Общей мировой тенденцией лучевой диагностики в настоящее время является уменьшение дозовой нагрузки на пациента. Одним из основных путей решения этой важной проблемы является постепенная замена рентгеновских аппаратов на магнитно-резонансные томографы.
КФТИ КазНЦ РАН разработал и изготовил магнитно-резонансные томографы с индукцией магнитного поля 0.06 Тл. («ТМР-0.06-КФТИ»), которые установлены и работают в Центральных районных больницах в г. Н. Челны, г. Бугульме и клинике Казанского государственного медицинского университета. Томограф имеет следующие технические и эксплуатационные характеристики: индукция магнитного поля 0.06 Тл, пространственное разрешение не более 1 мм, минимальная толщина исследуемого слоя 5 мм, максимальное количество получаемых слоев 32. Прибор прошел стадию предусмотренных законодательством России приемочных технических и медицинских испытаний, которые проводились ведущими специалистами Министерства здравоохранения Российской Федерации. Эти испытания подтвердили, что томограф «ТМР-0.06-КФТИ» в своем классе низкополевых аппаратов полностью соответствует достигнутому мировому уровню. Получено разрешение Министерства здравоохранения Российской Федерации на серийное производство томографа "ТМР-0.06-КФТИ" и применение его в медицинской практике, Санитарно-эпидемиологическое заключение, Регистрационное удостоверение, Сертификат соответствия.
Важным достоинством томографов КФТИ является их относительно невысокая стоимость и низкие эксплуатационные расходы при достаточных диагностических возможностях. Это дает возможность оснащения подобными диагностическими аппаратами центральных районных больниц и клиник республики, т.е. обеспечить географическую доступность томографического обследования для пациентов. Кроме того, томографы КФТИ могут быть установлены в качестве вторых томографов к импортным томографам со сверхпроводящими магнитами, что позволит разгрузить дорогостоящие аппараты.
Как показывает наш опыт, низкополевые МР-томографы позволяют решить до 80% диагностических задач. Особую важность имеет практическая безвредность низкополевой магнитно-резонансной томографии для организма человека в отличие от рентгеновского излучения [1].
Целью нашего исследования было детально изучить возможности магнитнорезонансной томографии с индукцией магнитного поля 0.06 Тл в визуализации заболеваний головного мозга и позвоночника.
Методы и клинический материал: МРТ исследования головного мозга, шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника были выполнены у 397 пациентов. Исследования проводились в трех ортогональных плоскостях с получением Т1 и Т2 взвешенных изображении.
Результаты.
Было обследовано 75 пациентов с жалобами на боли в пояснице. Возраст больных колебался от 18 до 75 (средний возраст 47 лет), мужчин - 45 пациента (60 %), женщин - 30 пациенток (40 %).
При исследовании позвоночника использовались импульсная последовательность «спин-эхо», ^-контраст 30 мс/300 мс, Т2-контраст 100-120 мс/1500-3000 мс. Изображения получали в трех проекциях: сагиттальной,
коронарной, аксиальной. Число срезов Т1ВИ - 3, Т2ВИ - 9. Число накоплений не менее Т1ВИ - 2, Т2ВИ - 4
В результате исследований разработан алгоритм, позволяющий выявлять дегенеративные заболевания меж позвонковых хрящей и объемных процессов позвоночника и спинного мозга, а также сократить время обследования.
Анализ МР-томограмм позвоночника позволил выявить отклонения у 50 из 75 пациентов. Большинство дегенеративных изменений межпозвонковых хрящей имеют гипоинтенсивный сигнал на Т1 взвешенных изображениях и изоинтенсивный в Т1ВИ по сравнению с окружающими тканями межпозвонковых хрящей соседних ПДС. На Рис. 1 в качестве примера приведена томограмма поясничного отдела позвоночника.
Рис. 1. Томограмма поясничного отдела позвоночника. Выявленные изменения: дегенеративнодистрофические изменения в дисках, протрузия и грыжа диска. Диагноз - Деформирующий спондилез
Исследования МРТ головного мозга было проведено у 322 пациента. Средний возраст 45-50 лет. Из них мужчин - 124 (38,5%), женщин - 198 (61,5%). На Рис. 2 в качестве примера приведена томограмма головы.
Рис. 2. Томограмма головы. Выявленные изменения: дифференциация серого и белого вещества в левой гемисфере снижена, в правой отсутствует. Увеличение объема правой гемисферы. Диагноз - обширное объемное образование (астроцитома?) правой гемисферы. Признаки отека головного мозга.
При исследовании головного мозга использовались импульсная последовательность «спин-эхо», Т1-контраст 30 мс/300 мс, Т2-контраст 100-120 мс/1500-3000 мс. Изображения получали в трех проекциях: сагитальной,
коронарной, аксиальной. Число срезов Т1ВИ - 3, Т2ВИ - 9.
Анализ МРТ-томограмм головного мозга позволил выявить отклонения у 220 человек из 322 пациентов (71,4 % выявлено патологии). Большинство
субарахноидальных кровоизлияний (САК) проявляются расширением субарахноидальных пространств с наличием гиперинтенсивных сигналов в Т2ВИ и гипоинтенсивного сигнала в Т1ВИ. В зависимости от времени проведения МРТ, начала САК, объема кровоизлияния меняется ширина субарахноидального пространства и интенсивность сигнала в Т2ВИ; максимальное значение изменений выявляется через 12 часов от начала субарахноидального кровоизлияния при отсутствии повторного САК. При внутримозговом кровоизлиянии в остром периоде визуализируются гиперинтенсивные очаги в Т2ВИ и изоинтенсивные в Т1 с дальнейшим переходом в гипоинтенсивный сигнал в Т2ВИ.
Трудностей в интерпретации МР-томограмм обычно не возникало. Вопросы возникли в 12 случаях при дифференциации дисциркуляторных и димиелинизирующих процессов. Но такие заболевания обычно диагностируются на высокополевых томографах. Поэтому эти больные с подозрением на объемные процессы были направлены на дообследование на высокополевом МРТ. Количество таких больных составило 3 % от общего числа обследованных и 4.4 % от числа обследованных больных, у которых выявлены патологии.
Таким образом, показана высокая информативность низкополевой томографии в диагностике заболеваний ЦНС в условиях ЦРБ.
В настоящее время мы работаем в двух направлениях - повышение индукции магнитного поля в томографах «на все тело» и разработка специализированных томографов на меньший объем - для исследования суставов.
Работа выполняется при частичной финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки -медицине» (проект № 12П), Программы целевых расходов Президиума РАН «Поддержка инноваций и разработок», Российского фонда фундаментальных
исследований (проект ОФИ № 06-02-08072), Фонда Содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, Резервного фонда Кабинета министров Республики Татарстан, Инвестиционно-венчурного фонда Республики Татарстан.
MEDICAL MAGNET-RESONANCE TOMOGRAPHS OF KPHTI: TECHNICAL CHARACTERISTICS, DIAGNOSTIC POSSIBILITIES, DEVELOPMENT PERSPECTIVES
K.M.Salikhov1, Ya.V.Fattakhov1, A.R.Fakhrutdinov1, V.N.Anashkin1,
V.A.Shagalov1, E.F.Biktimirov1, R.M.Imanaev2, E.M.Murtazina3
1Zavoisky Kazan Physical Technical Institute, Russian Academy of Sciences,
E-mail: fattakhov@kfti.knc.ru
2 Kazan Chemical Technological University
3 Federal Service on Supervision in Sphere of Public Health and Social Development
The medical magnetic resonance tomographs “TMR-0.06-KFTI” were developed and placed in service by Zavoisky Physical Technical Institute. This device can be used for diagnostics of brain, backbone and joints pathology.
The device has following general technical and operating characteristics: magnetic field induction is 0.06 T; spatial resolution is no more than 1 mm; investigation layer’s minimum thickness is 5 mm; maximum number of simultaneously obtained sections is 32;
This tomograph successfully passed technical and medical acceptance tests that where carried out by leading specialists of Russian Ministry of Health. Members of inspection board decided that the magnetic resonance tomograph “TMR-0.06-KFTI” can be recommended for medical applications. It was confirmed that the technical and diagnostics characteristics of this device correspond to standard characteristics accepted in the world for low-field tomographs.
At present in Zavoisky Physical-Technical Institute a new «whole body» model with magnetic field induction of 0.12 T, specialized joint tomographs with permanent and superconductor magnets are developed.
[1] Federal agency adds x-rays to carcinogen warning list // Diagnostic Imaging online, February 1,
2005. Http://www.dimag.com/showNews. Article ID = 59300203
