Найпотужніший томограф буде готовий в 2015 році

Думаю, кожному з відвідувачів сучасних медичних установ запам'яталося пристрій великих розмірів, що нагадує не те батискаф з теленарисів про підводний світ Жака Іва Кусто, то чи капсулу для занурення в летаргічний сон з фантастичних фільмів. Насправді ж це «звичайний» магнітно-резонансний томограф.

Звичайним цей апарат став завдяки розробникам теорії магнітно-резонансного дослідження Пітер Менсфілд і Полу Лотербур, за яку вони свого часу були удостоєні Нобелівської премії.

Магнітно-резонансна томографія один із сучасних методів діагностики стану здоров'я людини. З її допомогою можна з високою точністю визначити стан тканин усього організму, виявляючи патологічні зміни на ранніх стадіях.

Принцип дії магнітно-резонансного томографа полягає в створенні намагніченості окремих атомів м'яких і кісткових тканин тіла людини з подальшою реєстрацією придбаних змін. Створюючи по спиралевидной траєкторії намагніченість заданої величини, можна отримати кругові проекції реакцій тканин на радіочастотні поля. Результат сканування являє собою набір відгуків сканера, представлених у вигляді послідовності поперечних знімків тіла. Крок сканування налаштовується перед початком дослідження, а його якість залежить від потужності обладнання.

Саме з метою підвищення якості діагностики, група, що складається з інженерів, медиків і фізиків з Німеччини і Франції, оголосила про те, що проект зі створення найпотужнішого в світі магнітно-резонансного томографа INUMAC досяг ключового етапу - складання надпровідного магніту, який здатний створити магнітне поле рекордної напруженості 11,5 тесла.

Більше 200 кілометрів надпровідного кабелю було використано розробниками для створення головного магніту, що є основою нового потужного інструменту для проведення магнітно-резонансної томографії. Його здатність витримувати струм до півтори тисячі ампер вражає. Допуск, з яким будуть укладатися його витки всередині магніту, повинен становити кілька мікрометрів. Сам же томограф планується побудувати в єдиному екземплярі.

Спочатку інженерами розглядалася можливість виготовлення магніту з кабелю на основі ніобію та олова, це, на їхню думку, повинно було забезпечити поле з ще більшою магнітною індукцією, аж до 20 тесла. Провівши аналіз, вчені прийшли до висновку, що такий сплав володіє набагато більшою крихкістю, що в свою чергу завадить виготовити настільки ж однорідну дріт і намотати її в правильному порядку на котушки магніту. За словами розробників, навіть одне-єдине відхилення на кілька мікрометрів могло зіпсувати всю роботу.

Щоб уникнути технологічних ризиків, пов'язаних з можливими помилками при намотуванні котушок, весь надпровідний магніт був розділений на 170 послідовно з'єднаних секцій. Крім цього, зазори між секціями повинні забезпечити кращу циркуляцію рідкого гелію, що підтримує надпровідники в робочому стані.

Новий магніт, за оцінками інженерів, здатний створити найпотужніше магнітне поле, що дозволяє відірвати від землі 60 тонн. Для компенсації цієї могутності передбачено використання декількох вторинних котушок, встановлених поверх основних.

Пацієнтам і учасникам експериментів належить перебувати в трубі діаметром близько 90 сантиметрів вмонтованою в основну котушку.

Збільшення розмірів магніту потрібно для отримання якомога більш однорідного поля в максимальному обсязі і з максимальною напруженістю. Чим більше величина магнітної індукції, тим більше роздільна здатність томографа; вчені розраховують, що INUMAC дозволить досягти дозволу в 0,1 міліметр на воксель (об'ємний піксель). Це, в свою чергу, дасть можливість вивчати роботу мозку з раніше недоступних рівнем деталізації і надасть можливість простежити за активністю груп всього з декількох сотень нейронів. Крім того, як повідомляє Ieee spectrum, медики не виключають і можливості використовувати прилад для спостереження за нормальними і патологічними процесами в інших органах.

Більшість томографів мають магніти, що створюють поле від 1,5 до 3 тесла, а рекордні на сьогодні установки здатні досягти позначки 9,4 тесла. Надпровідні магніти, використані на Великому адронному колайдері , Давали поле 8,4 тесла, проте в набагато меншому обсязі.