МРТ: курс на повышение доступности систем и качества изображения

Согласно отчету агентства Persistence Market Research, мировой рынок систем МРТ оценивался в 8 млрд долларов в 2020 году. В течение следующих десяти лет он будет расти со среднегодовым темпом в 6,5%. Расширению рынка будет способствовать появлению мобильных и прикроватных аппаратов МРТ, которые не требуют особых условий установки и питаются от обычной розетки. О других инновациях и новинках рынка, — в сегодняшнем обзоре evercare.ru.

Состояние рынка

По оценкам маркетингового агентства Persistence Market Research, увеличение числа случаев аневризмы головного мозга и черепно-мозговой травмы, рост распространенности хронических заболеваний, исследования и разработки в области разработки инновационных МРТ-сканеров, увеличение количества продуктов и их признание благодаря улучшенным гарантиям и планам обслуживания производителями — вот некоторые из движущих факторов для систем МРТ.

Производители МРТ-сканеров предоставляют покупателям расширенные гарантии после установки, услуги по ремонту и другие планы обслуживания, такие как управление системой МРТ, планирование площадки, установка и демонтаж. Лидеры отрасли, такие как Siemens, Philips Healthcare и GE Healthcare, предлагают услуги мобильной МРТ (которую можно транспортировать из одного места в другое) через своих сертифицированных партнеров — производителей мобильных прицепов. Новые возможности привели к увеличению признания продукции, что способствовало росту рынка.

Например, компания Hyperfine (США) в феврале 2020 года получила одобрение FDA 510(k) США на свою прикроватную МРТ-систему. Эта инновационная прикроватная система представляет собой портативное МРТ-устройство для оказания медицинской помощи, которым можно управлять с помощью Apple iPad.

Портативное устройство МРТ Hyperfine можно перемещать напрямую и подключать к обычным электрическим розеткам. Кроме того, эта система в 20 раз дешевле, потребляет в 35 раз меньше энергии и имеет в 10 раз меньший вес.

Дороговизна систем (как самого оборудования, так и его последующего обслуживания), особые условия к помещениям, где их устанавливают, дефицит специалистов МРТ-диагностики по-прежнему выступают сдерживающими факторами. 

Традиционно лидером мирового рынка выступает Северная Америка. А на европейском рынке систем МРТ доминирует Германия с долей рынка более 20%. Так, немецкий стартап DeepSpin GmbH разрабатывает экономичные портативные аппараты МРТ на основе искусственного интеллекта. С помощью этой разработки компания стремится обеспечить наличие и доступность этих машин по всему миру. Ожидается, что такие разработки будут стимулировать продажи систем МРТ на немецком рынке в ближайшие годы.

По типу архитектуры открытые системы МРТ занимают около 57,6% доли рынка, и эта тенденция вероятнее всего сохранится в течение прогнозируемого периода. Открытые устройства уменьшают клаустрофобию и обеспечивают оптимальный комфорт для пациентов, особенно для лиц с избыточным весом или ожирением.

Кроме того, безкриогенные открытые МРТ-системы, в которых используются постоянные магниты, сокращают расходы на техническое обслуживание и являются экономически эффективным решением. 

Чудо-шлем

Согласно исследованию, недавно опубликованному в Advanced Materials, новый инновационный шлем, который можно носить во время МРТ головного мозга, делает сканирование быстрее и тише, а также улучшает качество изображения. 

Шлем является детищем профессора Инженерного колледжа Бостонского университета Синь Чжан и ее команды исследователей. Он сделан из магнитных метаматериалов. Эксперты предположили, что при приближении к нужной части тела (в данном случае к мозгу) во время МРТ последовательность сканирования может быть завершена вдвое быстрее, чем обычно. Это обеспечивает лучшее общее качество изображения за счет увеличения отношения сигнал/шум. 

«Экспериментальная проверка проводится в клинической системе МРТ 3T, демонстрируя, что метаматериалы позволяют заметно повысить напряженность радиочастотного поля в условиях, согласованных с резонансом, что в конечном итоге приводит к резкому увеличению отношения сигнал/шум МРТ», — объяснил Чжан. 

Метаматериалы — это инженерные структуры, состоящие из небольших элементарных ячеек, называемых резонаторами. Они бывают разных размеров и форм и расположены в виде повторяющихся узоров. Когда они сгруппированы вместе, то могут поглощать звуки и электромагнитные волны. 

Носимое устройство было построено из серии магнитных резонаторов из метаматериала, изготовленных из пластиковых трубок, напечатанных на 3D-принтере. Каждый из них покрыт медными проводами и расположен так, чтобы выровняться с магнитным полем МРТ-сканера. 

Шлем может сделать МРТ головного мозга более эффективным и, следовательно, менее затратным. Исследователи надеются, что в будущем это устройство можно будет включить в протоколы для низкопольных МРТ-сканеров, что сделает технологию более доступной для большего числа пациентов и поставщиков медицинских услуг. 

Компактность и универсальность

Компания Esaote North America, Inc. получила одобрение FDA своей новой открытой МРТ-системы Magnifico™ Open MRI, которая теперь доступна для покупки в США. Аппарат Magnifico™ Open был разработан с учетом пожеланий пользователей, чтобы преодолеть разрыв между традиционной визуализацией опорно-двигательного аппарата и визуализацией всего тела.

Magnifico™ Open оснащен новыми передовыми технологиями, которые обеспечивают универсальность визуализации в широком диапазоне клинических применений:

• Повышение скорости — помогает обеспечить оптимальное качество диагностических изображений и сократить время обследования.
• True-Motion — инновационное решение для визуализации суставов в режиме реального времени, идеально подходящее для лечения травм в спортивной медицине.
• Снижение металлических артефактов (MAR) — обеспечивает превосходное качество изображения для послеоперационных пациентов с металлическими имплантатами.

«Magnifico™ Open разработан для обеспечения комфорта пациентов, — говорит Стивен Гиббс , менеджер по продажам и маркетингу МРТ Esaote в Северной Америке. — Благодаря конструкции с открытым гентри он идеально подходит для визуализации детей, крупных пациентов и пациентов с клаустрофобией. Компактный размер идеально подходит для больниц, центров визуализации и стационарных клиник».

Поскольку количество невыполненных работ по МРТ продолжает расти, спрос на высокопроизводительные МРТ находится на рекордно высоком уровне, отмечает Роберт Льюис, президент и генеральный директор Esaote в Северной Америке.  Сейчас самое подходящее время, чтобы вывести на рынок США открытую МРТ всего тела, чтобы облегчить планирование, обслужить больше пациентов в местах оказания медицинской помощи.

Повысить доступность

Магнитно-резонансная томография является широко используемым, хотя и дорогостоящим инструментом диагностики травм головного мозга и инсультов. Однако его высокие затраты на закупку, установку и эксплуатацию означают, что большая часть развивающегося мира не имеет к нему доступа. 

Обычный аппарат МРТ может стоить до 3 млн долларов. Подсчитано, что в настоящее время более 90% МРТ-сканеров расположены в странах с высоким уровнем дохода, а две трети населения мира и вовсе не имеют к ним доступа. Общее количество клинических сканеров оценивается примерно в 50 тыс. по всему миру.

В ответ на этот вызов исследователи из Университета Гонконга (HKU) разработали новую технологию МРТ: сверхнизкопольную (УНЧ) МРТ головного мозга 0,055 Тесла, которая может работать от стандартной сетевой розетки переменного тока и не требует отдельного помещения с магнитным экранированием. 

Команда HKU сделала дизайн и алгоритмы МРТ головного мозга с УНЧ 0,055 Тесла открытым исходным кодом, доступным для всех, кто заинтересован в дальнейшем развитии технологии или применении ее в различных областях. Это фактически открывает двери для достижения прогресса в различных аспектах оказания медицинской помощи с точки зрения приложений МРТ.

С помощью алгоритма глубокого обучения команда устранила ограничение обычной МРТ, а именно необходимость экранирования от внешнего радиочастотного сигнала, что приводит к громоздкой неподвижной установке. Существующие МРТ-сканеры, по сути, представляют собой гигантские магниты и нуждаются в специально построенном помещении, чтобы защитить их от внешних сигналов и сдержать мощные магнитные поля, создаваемые их сверхпроводящими магнитами, для чего требуются дорогостоящие системы охлаждения с жидким гелием. 

Вычисления и большие данные станут неотъемлемой и неизбежной частью будущей технологии МРТ, говорят авторы исследования. А широкое распространение МРТ в будущем откроет огромные возможности благодаря формированию и диагностике МРТ-изображений на основе данных в здравоохранении. Это приведет к недорогим, эффективным и более интеллектуальным клиническим приложениям МРТ, что в конечном итоге принесет пользу большему количеству пациентов.

Результаты исследования были опубликованы в Nature Communications и освещены в  журналах Nature Asia и Scientific American.

Летом прошлого года компания Huami, известная своими умными часами Amazfit, сделала громкое заявление в рамках форума Future of Tech. Она пообещала вскоре представить общественности первый в мире портативный МРТ, описание которого напоминает разработку HKU. 

Оборудование Huami будет иметь высоту 1,5 метра, занимать площадь менее 2 м2 и весить менее 800 кг (обычные больничные МРТ-сканеры весят около 6,8 тонны, а более тяжелые модели — до 37 тонн, занимают до 35 м2 и имеют высоту 2,5 метра).

Huami также анонсировала, что ее МРТ-сканер не будет нуждаться в специальном экранированном помещении, что снизит расходы на установки. К тому же МРТ-сканер Huami будет иметь среднее энергопотребление 1 кВт/ч по сравнению с существующими сканерами, потребляющими от 50 до 120 кВт/ч. Ожидается, что новый аппарат будет значительно дешевле, чем существующие на рынке модели, но качество изображения при этом будет сопоставимым.

Корреспондент МВ и ФВ Екатерина Погонцева специально для evercare.ru