Томограф без гелия, клетки Фарадея и капитальной инфраструктуры может изменить доступность МРТ-диагностики в регионах
Ученые ИТМО создали экспериментальный образец первого в России портативного магнитно-резонансного томографа. Устройство работает на сверхнизком магнитном поле, не требует гелиевого охлаждения и специальной экранированной комнаты, может подключаться к обычной сети 220 В и потенциально позволит проводить МРТ непосредственно у постели пациента. Если проект достигнет стадии серийного производства, он способен существенно расширить доступность томографической диагностики в небольших медицинских учреждениях и снизить стоимость владения оборудованием.
 |
| Разработка ИТМО может сделать МРТ доступнее для региональных клиник, реанимаций и пациентов, которых сложно транспортировать. |
ИТМО делает ставку на перенос диагностики к пациенту, а не пациента к диагностике
Большинство современных магнитно-резонансных томографов остаются стационарными комплексами, для которых требуется дорогостоящая инфраструктура. Помимо самого аппарата необходимы экранированное помещение, системы охлаждения и специализированное энергоснабжение.
Разработчики из ИТМО предложили другую концепцию. Вместо сверхпроводящего магнита с жидким гелием используется постоянный магнит со слабым магнитным полем. Это позволяет отказаться от криогенной инфраструктуры и существенно уменьшить размеры системы.
По словам руководителя разработки аппаратной части Анны Хуршкайнен, такой аппарат можно доставить непосредственно в палату, разместить рабочую зону возле головы пациента и провести исследование без транспортировки больного в диагностическое отделение.
Для реанимационных отделений это особенно важно. Перемещение пациентов в тяжелом состоянии всегда связано с дополнительными рисками, а в ряде случаев становится практически невозможным.
Сверхнизкое поле открывает доступ для пациентов с металлическими имплантатами
Одной из наиболее интересных особенностей проекта стало использование магнитного поля величиной около 70 миллитеслов.
Для сравнения, большинство клинических систем работают на уровне 1,5–3 Тесла, а некоторые исследовательские установки используют еще более высокие значения.
Слабое магнитное поле значительно снижает риск взаимодействия с металлическими конструкциями внутри организма. Согласно требованиям ГОСТ Р 59093-2020, системы до 0,5 Тесла считаются безопасными для большинства металлических имплантов.
Это расширяет круг потенциальных пациентов. Речь может идти о людях с протезами, металлическими осколками, рядом видов имплантируемых устройств и пациентах, подключенных к аппаратуре интенсивной терапии.
Дополнительным направлением разработчики называют ветеринарию, где строительство специализированных помещений для МРТ экономически оправдано далеко не всегда.
Искусственный интеллект становится заменой дорогостоящей экранировке
Слабое магнитное поле создает не только преимущества, но и серьезную техническую проблему.
Чем ниже напряженность поля, тем слабее полезный сигнал, поступающий от тканей организма. В традиционных системах борьба с помехами решается за счет клетки Фарадея — специальной экранированной комнаты, которая защищает оборудование от внешнего электромагнитного воздействия.
В проекте ИТМО используется другой подход. Дополнительные антенны фиксируют электромагнитные шумы окружающей среды, а алгоритмы машинного обучения в режиме реального времени отделяют их от полезного сигнала.
Особенность решения состоит в том, что нейросеть работает не с уже сформированным изображением, а с исходными радиочастотными данными. Это снижает вероятность появления артефактов и несуществующих структур на итоговом снимке.
Руководитель разработки алгоритмической части Екатерина Бруй отмечает, что для обучения моделей используются синтетические МРТ-данные, на которые накладываются характерные шумы и искажения, возникающие в условиях слабого магнитного поля.
От лабораторного образца к полноценному томографу остается один ключевой этап
На текущем этапе проект находится между исследовательской и инженерной стадиями.
Созданный образец уже способен регистрировать МР-сигнал и функционирует как спектрометр. Однако система пока не формирует полноценное медицинское изображение.
Сейчас специалисты завершают интеграцию градиентной системы, которая отвечает за пространственное кодирование сигнала и реконструкцию снимков.
Первые изображения разработчики рассчитывают получить до конца 2026 года.
Если этот этап будет успешно завершен, следующим шагом станут испытания, доработка конструкции и подготовка к серийному производству.
Экономика проекта может оказаться не менее важной, чем сама технология
Стоимость современного стационарного томографа нередко превышает 100 млн рублей. Дополнительно медицинские организации несут значительные расходы на обслуживание, охлаждение и содержание инфраструктуры.
По оценкам команды ИТМО, серийная версия портативного аппарата может стоить около 25 млн рублей. Ежегодные затраты на обслуживание прогнозируются на уровне 1–2 млн рублей.
Даже если реальные коммерческие показатели будут отличаться от предварительных оценок, разница в капитальных и эксплуатационных расходах остается значительной.
Для небольших региональных больниц именно стоимость владения часто становится главным ограничением при закупке диагностического оборудования.
Где российское здравоохранение может почувствовать эффект раньше всего
Наиболее заметный эффект технология способна дать не в крупнейших федеральных центрах, где доступ к высокопольным томографам уже относительно высокий, а в небольших городах и районных медицинских учреждениях.
Появление компактных систем может изменить модель организации диагностики инсультов, нейродегенеративных заболеваний и других патологий головного мозга. Вместо направления пациента в крупный центр часть исследований потенциально сможет выполняться на месте.
Дополнительный интерес представляют мобильные медицинские комплексы, санитарный транспорт и реанимобили. Если технология подтвердит клиническую эффективность, появится возможность проводить обследования непосредственно в точке оказания помощи.
Для отечественного рынка медицинского оборудования проект также важен как пример разработки сложной диагностической техники внутри страны. Сегодня сегмент МРТ остается одним из наиболее технологически сложных направлений медицинского приборостроения.
Какие барьеры предстоит преодолеть до выхода на рынок
Несмотря на высокий потенциал проекта, до коммерческого внедрения остается несколько важных этапов.
Необходимо подтвердить качество получаемых изображений, воспроизводимость результатов и диагностическую ценность исследований в сравнении с существующими клиническими системами.
Кроме того, потребуется прохождение регуляторных процедур, клинических испытаний и подготовка серийного производства.
На мировом рынке подобные решения пока остаются редкостью. Разработчики отмечают, что единственный сопоставимый аппарат, получивший разрешение FDA на клиническое применение, был создан в США.
Это показывает одновременно и перспективность направления, и сложность пути от научной разработки до массового использования.
Данная публикация предназначена для specialists здравоохранения и участников фармрынка. Аналитические выводы редакции носят информационный характер и не являются призывом к самолечению или заменой очной консультации врача. При работе с лекарственными препаратами необходимо руководствоваться официальной инструкцией и мнением профильного специалиста. Полный текст дисклеймера.