Научно-исследовательская Лаборатория Магнитного Резонанса в Медицине (НИЛ-МРМ)

Научные результаты:

В рамках проекта был спроектирован и апробирован экспериментально с участием добровольцев и пациентов набор радиочастотных (РЧ) устройств на основе перспективных технологий и уникальных материалов для улучшения качества клинической магнитно-резонансной томографии (МРТ) лучезапястного сустава кисти, абдоминальной области и плода (при МРТ беременных), структур сердца и головного мозга.

Данные результаты открывают перед беспроводными РЧ катушками и подкладками на основе «искусственных» материалов большие перспективы для использования в МРТ с применением эффективных, но при этом интенсивных импульсных последовательностей, использование которых в стандартных условиях невозможно из-за превышения норм по РЧ нагрузке, а также значительно повышают диагностическую ценность получаемых МР изображений в части устранения артефактов и повышения детализации снимков. Предложенная концепция может быть полезной в исследовании пациентов с имплантами и детей, для которых обычно применяют компромиссные и менее эффективные варианты импульсных последовательностей из-за необходимости дополнительного снижения РЧ нагрузки.

Кроме того, членами коллектива лаборатории на третьем этапе проекта было показано, что такие РЧ устройства могут быть использованы для задач улучшения диагностической ценности МР скрининга молочных желез.

Помимо разработки РЧ устройств командой проекта был предложен набор методов и разработаны протоколы количественной МРТ сердца и печени для выявления и мониторинга фиброза. Стоит отметить, что открытый доступ к предлагаемым протоколам МР-сканирования, в частности, к протоколу количественной МРТ сердца, совместно с доступом к программному обеспечению для обработки результатов данных, позволит расширить спектр проводимых исследований в НМИЦ им. Алмазова и других медицинских учреждениях РФ, и, возможно, сократить применение контрастных препаратов до критически необходимых случаев, что с одной стороны, сделает кардио-МРТ исследования доступнее, с другой – безопаснее.

В свою очередь результаты исследований по обнаружению и определению стадии перегрузки печени железом показывают, что применение аппаратов МРТ с напряженностью поля 3 Тл с использованием предложенных протоколов сканирования позволит существенно сократить время исследования и потенциально избежать введения медикаментов для диагностической процедуры новорожденным и пациентам дошкольного возраста. В ходе проекта также был разработан метод картирования времени релаксации Т2 для скелетно-мышечной МРТ. Предложенный метод реконструкции Т2 карт основан на использовании многосрезовых словарей, сгенерированных методом численного решения уравнений Блоха. По сравнению с методом, использующим односрезовые словари, новый метод уменьшил вариацию значений Т2 между срезами, а также уменьшил ошибку определения Т2 относительно эталонных значений. Потенциалом разработанного метода является возможность его адаптации для других импульсных последовательностей помимо мульти-эхо спин-эхо. Коллективом лаборатории были разработаны методы постобработки МР-данных с помощью методов глубокого обучения. В области кардио-МРТ был представлен проект по ускорению МР-сканирования путём уменьшения числа шагов фазового кодирования и дальнейшей реконструкции изображений с помощью генеративных сетей.

Образование и переподготовка кадров:

По итогам реализации проекта была разработана дополнительная программа образования «Магнитно-Резонансная Томография: физические основы и современные тенденции» для студентов, аспирантов российских вузов, а также инженеров МРТ.

Сотрудничество:

Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова

Центр магнитного резонанса в биологии и медицине, Университет Экс-Марсель