Magnetická rezonance s ultra vysokou magnetickou indukcí

Vyšetření magnetickou rezonancí se používá na diagnostiku prakticky v každém oboru medicíny. Snímky získané s pomocí tohoto přístroje poskytují nejlepší rozlišení měkkých tkání ze všech zobrazovacích způsobů zejména při vyšetřeních mozku, míchy, srdce, cév, kloubů i svalů. Toto zobrazení navíc probíhá bez možného škodlivého ionizujícího záření. V současné době se ke klinickým účelům používají magnety o indukci 1,5 a 3 tesla (T), pole o vyšší intenzitě sloužila pouze pro výzkum. Siemens Healthcare nyní uvedl první magnetickou rezonanci s intenzitou 7T pro klinické využití.

Nový přístroj nese název MAGNETOM Terra a jednou z jeho unikátních vlastností je funkce duálního režimu. Uživatelům umožňuje za méně než 10 minut přepnout z nejmodernějších výzkumných módů do specifických klinických protokolů. Tento mód obsahuje ověřené klinické protokoly a umožňuje tak v jednom zařízení spojit klinickou praxi a špičkový výzkum.

Rotace jader vodíku v magnetickém poli

Fungování magnetické rezonance objevili nezávisle na sobě v roce 1946 dva fyzici – Felix Bloch a Edward Mills Purcell. Zjednodušeně řečeno její princip spočívá v měření působení silného magnetického pole na atomy vodíku v lidském těle. Radiofrekvenční vlny v magnetickém poli způsobí rozkmitání atomů prvků, ze kterých je složená tkáň. Jelikož tkáně lidského těla mají různou hustotu a obsah vodíku, projevují se i odlišným „magnetismem“. Když je toto vysokofrekvenční pole vypnuto, excitované atomy uvolní absorbovanou energii a vrátí se do svého původního stavu. Tyto změny jsou počítačově zpracovány a je z nich vytvořen trojrozměrný obraz tkáně.

Čím silnější je magnetické pole, tím lepší je poměr měřeného signálu magnetické rezonance a okolních šumů. Poměr 7T je asi dvakrát vyšší než u 3T – poskytuje tedy podstatně vyšší prostorové rozlišení a lepší kontrast obrazu. To umožňuje zobrazit nejjemnější detaily mozkových struktur, které nemohou být viděny při nižší síle pole. Také morfologické změny ve chrupavce nebo svalové tkáni mohou být rozpoznány mnohem přesněji a v dřívější fázi. Dané magnetické pole také zlepšuje magnetickou rezonanční spektroskopii, techniku, která umožňuje detekovat přítomnost chemických sloučenin. To je důležité mj. pro sledování metabolických procesů.

Technologie optimalizována pro 7 tesla

MAGNETOM Terra je výsledkem mnohaletého vývojového projektu firmy Siemens Magnet Technologies v Oxfordu, společnosti, které více než 20 let vyrábí 1,5T a 3T magnety. V minulosti získával Siemens Healthcare magnety pro vyšší sílu pole od jiných dodavatelů. V roce 2014 ale firma oznámila, že bude vyrábět své vlastní sedmiteslové magnety a její vývojáři dostali za úkol navrhnout takový magnet, který by byl vhodný jak pro vědecké účely, tak pro klinické prostředí. To v praxi znamenalo především maximálně snížit váhu celého zařízení. Výsledkem je nejlehčí celotělový sedmiteslový magnet na světě o hmotnosti 17 tun. Pro představu, je o celých 50 % lehčí než předešlé generace magnetů 7 tesla s aktivním stíněním. Celé zařízení váží přibližně 20 tun, díky čemuž je instalace a začlenění do nemocničního prostředí mnohem snazší.

Pro dosažení takové vysoké síly pole jsou cívky magnetu vyrobeny ze supravodivých materiálů. Během provozu a v pohotovostním režimu proto musí být udržovány na teplotě kapalného helia, jsou ponořeny v nádrži zvané kryostat. Navzdory faktu, že je kryostat skvěle tepelně izolovaný, se malé množství helia stále odpařuje a v magnetech starší konstrukce se musí doplňovat. MAGNETOM Terra ale disponuje technologií nulového odpařování hélia, již dříve aplikovanou na Siemens 1,5T a 3T rezonance.

Rozlišení 0,2 milimetrů

Ve výzkumném módu má MAGNETOM Terra k dispozici 8 paralelních vysílacích kanálů – toto řešení bylo zamýšleno pro čistě výzkumné přístroje, běžné nemocniční rezonance pracovaly pouze s jedním, maximálně dvěma kanály. Vícenásobné vysílací kanály umožňují vybudit vyšetřovanou oblast rovnoměrněji a tak získat lepší kontrast. Vícekanálová excitace je dostupná pouze ve výzkumném módu. V obou dvou režimech MAGNETOM Terra přijímá vysokofrekvenční signály od atomů s pomocí až 64 antén, které umožňují velmi vysoké prostorové rozlišení až 0, 2 mm ve všech směrech.