Магнитно-резонансная томография: сканирование должно стать проще и быстрее
Не секрет, что медицинские организации стремятся обследовать как можно больше пациентов, сокращая временные и финансовые затраты на одну процедуру.
Как только на рынке появляются новые системы МРТ, которые могут значительно ускорить процесс сканирования, они сразу привлекают внимание клиник.
«Это очень быстрая установка, – говорит доктор Марк Уинклер из клиники визуальной диагностики «Стайнберг» (Steinberg Diagnostic Medical Imaging) в Лас-Вегасе, США, описывая аппарат Vantage Galan 3T MR производства компании Toshiba Medical. – Максимальная продолжительность применяемого нами протокола составляет две минуты, и это без ущерба для толщины среза или пространственного разрешения».
По сравнению с другими системами, данный сканер оказывается почти вдвое быстрее и позволяет Уинклеру и его коллегам сократить процесс обследования пациентов, высвобождая время для других важных задач.
Специалисты используют этот аппарат для диагностики в неврологии, выявления проблем скелетно-мышечной системы, а также – онкологических патологий тела любого уровня сложности. С точки зрения доктора Уинклера, установка незаменима для выполнения нетривиальных диагностических манипуляций, таких, как исследование потока спинномозговой жидкости или спектроскопия мозга и тела.
«Одна из проблем томографов уровня 3Т заключается в том, что продвинутые приложения для последовательностей могут быть очень шумными», – говорит Уинклер. Vantage Galan 3T использует технологию Pianissimo Zen Toshiba для снижения уровня шума, что делает процедуру обследования более комфортной для человека.
Новая установка SIGNA Premier 3Т MRI с широким внутренним диаметром компании GE Healthcare, в августе 2017 года получившая разрешение агентства FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США), также отличается повышенной скоростью сканирования.
«Пациенты часто плохо себя чувствуют, им некомфортно или они задают много вопросов. Мало приятного находиться в сканере, вам хочется быстрее завершить процедуру, – говорит Эрик Стар, президент и генеральный директор программы МРТ в компании GE. – От повышения скорости исследования в восемь раз выигрывают все: пациент более короткое время находится в магните, он меньше движется, отчего улучшается качество изображений, а производительность кабинета МРТ возрастает».
Установка Signa Premier, которая может просканировать весь объем мозга менее чем за пять минут, появилась в результате четырехлетней совместной работы GE с Национальной футбольной лигой США и научными институтами. Целью партнерства была разработка новых инструментов визуализации для обнаружения биомаркеров, которые позволяли бы увидеть последствия легкой черепно-мозговой травмы.
Установка использует технологию HyperSense, являющуюся частью пакета приложений HyperWorks компании GE, а также обладает высокопроизводительными градиентами SuperG, которые могут переключаться быстрее, чем в предыдущих системах, и имеют более высокую прочность. Совокупность этих факторов способствует сокращению времени сканирования.
Университет Висконсин-Мэдисон (The University of Wisconsin-Madison) приобрел SIGNA Premier по исследовательскому соглашению с GE. Он просканировал от 120 до 150 здоровых добровольцев и 230 лечащихся пациентов для проведения оценки оборудования экспертным советом организации.
Другим преимуществом градиентов SuperG является то, что они могут использоваться с диффузионно-взвешенным изображением (DWI – diffusion-weighted imaging) в качестве мощного инструмента для обнаружения участков сниженной диффузии молекул свободной жидкости, характерных для инсульта и рака.
«Диффузионно-взвешенное изображение предъявляет очень высокие требования к системе и наличие высокопроизводительных градиентов, – говорит доктор Скотт Ридер, руководитель отделения МРТ диагностики и вице-президент по исследованиям Университета Висконти. – Мы заметили значительное повышение чувствительности DWI, в основном из-за улучшенных характеристик градиентной системы».
В феврале 2017 года Siemens Healthiners согласовал с FDA свою технологию ускорения и сжатия сигнала MRТ Compressed Sensing, которая доступна на установках MAGNETOM Aera 1,5T и MAGNETOM Skyra 3T. С помощью этой технологии томография сердца в кинорежиме может быть выполнена за 16 секунд по сравнению с обычными четырьмя минутами.
Есть и другие плюсы технологии. Она позволяет пациентам свободно дышать во время обследования, вместо того, чтобы задерживать дыхание от 10 до 14 раз, как приходится делать при прохождении диагностики на других аппаратах. Это устраняет артефакты движения, создаваемые дыханием и сердечными сокращениями, и особенно полезно при обследовании пожилых пациентов с тяжелыми заболеваниями и детей.
«Выполняя обследование достаточно быстро и не требуя от человека задерживать дыхание, вы тем самым расширяете свои клинические возможности и контингент потенциальных пациентов, – говорит Крис Фарисон, менеджер по МРТ продукции в Siemens. – Больные, у которых, ранее не было возможности пройти обследование из-за проблем с сердцем, теперь смогут получить такую услугу».
Сокращение времени сканирования – отнюдь не отвлеченный результат, могущий порадовать только ученых. В феврале 2017 года Siemens получил разрешение FDA на MAGNETOM Sempra, установку, которая может выполнить сканирование мозга за 10 минут. Sempra, если верить рекламе, является «самым экономически рентабельным» 1,5 Т МР сканером.
Велик ли спрос на 3Т установки?
Новые высокопроизводительные бюджетные модели с более быстрым сканированием, такие как MAGNETOM Sempra, могут изменить подходы медицинских учреждений к выбору МРТ.
«Если центр визуальной диагностики решил заменить старую систему и не ставит задачу приобрести аппарат с 70-сантиметровым внутренним диаметром, так как ищет недорогое решение, то Sempra – именно то, что нужно, – говорит Фарисон. – Это томограф с низкой совокупной ценой владения, от установки до эксплуатации».
Рабочие процессы установки, оптимизирующие пропускную способность за день (Day optimizing throughput, DOT) для обследования мозга, позвоночника и крупных суставов корректируют клинические случаи для каждого пациента. Эти случаи составляют до 75 процентов среднего объема изображений МРТ, то есть, большинство обследований можно проводить быстрее и зачастую избегать повторного сканирования. На встрече RSNA 2016 представитель Siemens сказал, что движения пациентов обходятся медицинскому центру в среднем в 100 тыс. долларов в год из-за количества требуемых повторных сканирований.
Но если система 1,5T обеспечивает такой уровень производительности, кому нужны 3Т системы?
В 2013 году 60% членов ECRI интересовались системами 1,5T, а 35% – томографами уровня 3T. Но в 2016 году интерес к системам 1,5Т вырос до 68%, а к аппаратам 3Т, соответственно, упал.
По словам Джейсона Лондерса, директора по операциям Группы медицинских приборов Health Devices Group в ECRI, усложнение финансовой ситуации привело к тому, что больницы стали гораздо более экономными. Лондерс объяснил, что разница в цене между системами 1,5Т и 3Т достигает 500 тыс. долларов. Трехтесловая машина, безусловно, дает лучшее качество изображения и поставляется с большим количеством инструментов, но технология 1,5Т тоже продвинулась вперед за последние годы.
Производители оценивают рынок по-разному. Например, компания GE сообщает о снижении количества учреждений, приобретающих новые 1,5Т-системы. «Мы по-прежнему видим, что 3Т теснит 1,5Т. Я думаю, что сдвиг спроса происходит из-за количества расширенных функций МРТ, которых в трехтесловых аппаратах становится все больше», – говорит Стар.
«Если где-то и есть спад, – добавляет он, – то в закупке новых аппаратов 1,5Т по сравнению с восстановленными системами». По данным Национальной ассоциации электрических производителей (National Electrical Manufacturers Association, NEMA), соотношение покупок новых 1.5Т систем против 3Т систем составляет 2 к 1, и доля трехтесловых машин продолжает расти.
На фото: Vantage Galan 3T использует технологию Pianissimo Zen Toshiba для снижения уровня шума
Приложения для неврологических исследований становятся удобнее
Ожидается, что к 2025 году глобальный рынок МРТ достигнет примерно 5,6 млрд долларов США, согласно январскому отчету Grand View Research. В диагностике неврологических расстройств по-прежнему доминируют магнитно-резонансные томографы, поскольку альтернативного инструмента сканирования для этих целей не существует.
Другое исследование, опубликованное ТМТG в прошлом году, выявило, что 70 % радиологов испытывают трудности в использовании нейродиагностических инструментов, потому что им не хватает эффективных техник сканирования и визуализации.
Чтобы помочь врачам в этом вопросе, Philips запустил три новых программных приложения для неврологии на базе МРТ для своих цифровых томографов систем Ingenia. Эти инструменты должны облегчить радиологам постановку более точных диагнозов.
«МРТ традиционно использовалась для характеристики мягких тканей в онкологии и сосудистых заболеваний в головном мозге, – говорит Мартин Хартес, старший директор и руководитель отдела маркетинга МРТ компании Philips. – Мы видим, что развиваются новые направления в неврологии, например нейропсихиатрия или изучение нейродегенеративных типов заболеваний, к примеру, болезни Альцгеймера, травматических повреждений головного мозга».
Новый пакет нейродиагностических приложений оснащен уникальными функциями, такими как MultiBand SENSE, что позволяет одновременно получать множественные срезы мозга во время обследования. Он также дает радиологам возможность увеличить охват или разрешение без продления времени сканирования.
Функция Black Blood Imaging снижает сигнал крови, что позволяет получить трехмерный снимок мозга с высоким разрешением, а 4-D-TRANCE дает 4-мерный снимок сосудистой анатомии мозга без применения контраста.
«Основным движителем для разработки пакета была мысль, что многие радиологи испытывают трудности с исследованиями более сложных случаев из области неврологии, – говорит Хартес. – Мы провели некоторые оценки основных областей и создали продукт, отвечающий запросам врачей».
МРТ: движение к персонализации
Персонализированная медицина начинает играть все большую роль в заботе о здоровье населения. И речь идет не только об индивидуальной «настройке» лечения: диагностика также вовлечена в этот процесс.
Лондерс из ECRI объясняет, что тренд к узкой специализации МР исследований наблюдается последние 10-15 лет. Он начался со специальных катушек, затем появились катушки общего назначения и матричные, которые легче позиционировать на пациентах.
В марте прошлого года Siemens запустил свою систему Magnetom Vida 3T MR в университетской больнице (University Hospital Tübingen) в Германии. Это первая установка, оснащенная технологией BioMatrix компании Siemens, которая позволяет корректировать процесс исследования в соответствии с анатомией и физиологией каждого пациента.
Установка использует модели тела для автоматического перемещения стола в оптимальное для сканирования положение. Встроенные датчики BioMatrix отслеживают дыхательные движения пациентов, чтобы оценить, есть ли необходимость задерживать дыхание во время обследования.
Тюнеры BioMatrix улучшают качество диффузии всего тела, что помогает избежать повторного сканирования. Они также контролируют параметры сканирования в реальном времени, чтобы согласовывать их с анатомией пациента и исключить возможность искажений, которые делают диффузное изображение непригодным для диагностики.
«Новые технологии Siemens выглядят очень многообещающе, но пройдет немало времени, прежде чем мы увидим их широкое внедрение в практику», – говорит Лондерс.
На фото: MAGNETOM Sempra – новый полуторатесловый томограф Siemens
Он добавляет, что тот же путь прошли установки с широким внутренним диаметром, которые Toshiba Medical внедрила 10 лет назад, а также с технологиями, снижающими шумность сканирования.
Вывод на рынок новых катушек
Siemens представил новые катушки для Magnetom Vida, включая сверхгибкие модели для плеч, коленей и других частей тела, изготавливаемые из вспененного материала с эффектом памяти. Компания также предложила медикам специализированную коленную катушку, которая имеет больший внутренний диаметр по сравнению с образцами предыдущего поколения и подходит для более крупных пациентов.
«Все эти устройства предназначены для диагностики индивидуального состояния пациента, – говорит Фарисон. – По отдельности они, возможно, не создают впечатления персонализированного подхода в медицине, но если рассмотреть все технологии в комплексе, очевидно, что мы движемся в этом направлении».
В 2016 году GE представил свою поверхностную катушку AIR Coil для SIGNA Premier, которая оказалась на две трети легче стандартных приспособлений. Ее можно сравнить с одеялом, которым накрывают пациента, чтобы облегчить работу оператора по настройке исследования в соответствии с физическими особенностями обследуемого.
«Представьте, что вы – пациент внутри установки, а технолог накрывает ваше тело защитой, чтобы обеспечить прием МР сигнала встроенной антенной. Покрытие может оказаться очень громоздким и тяжелым, что создаст неудобство как вам, так и оператору, которому придется двигать все это приспособление», – говорит Стар из компании GE.
Кроме более легкого веса, AIR Coil отличается также тем, что, находясь вплотную к телу, может получать более сильный МР сигнал. Стар утверждает, что AIR Coil является крупным прорывом для отрасли и что в ближайшие пару лет технологии будут развиваться в этом направлении.
МРТ без применения гелия
GE работает над другой новейшей технологией, которую также представила на конференции RSNA. Freelium magnet позволяет в сто раз сократить количество жидкого гелия, необходимого для работы магнитов, а именно – с 2000 литров до 20-ти.
С этой технологией больнице не нужно будет устанавливать мощную систему вентиляции, которая обычно требуется при строительстве кабинета МРТ. Freelium magnet, кроме того, нет необходимости заправлять во время транспортировки или даже на протяжении всего жизненного цикла.
У GE есть прототип, работающий в клинике Майо в Рочестере, США. Он используется только для исследовательских целей, так как пока не получил одобрения FDA.
«Гелий – это ограниченный ресурс, цена на который перманентно растет, – говорит Лондерс из ECRI. – Если смогут устранить необходимость заправки, это будет очень полезно».
Новые МРТ системы поставляются с технологией нулевого испарения, которая повторно конденсирует гелий при помощи охлаждающей головки. Проблема в том, что она потребляет много энергии, а в случае отключения питания объект теряет весь гелий.
Лондерс видит потенциальные преимущества технология Freelium, но подчеркивает, что компания GE сперва должна доказать ее работоспособность, прежде чем отрасль сможет назвать это прорывом.
