С более высоким разрешением ученые смогут лучше изучать волокна белого вещества или присутствие натрия в нашем мозге.
Новый аппарат был протестирован на… тыкве. Он способен исследовать внутреннюю часть тыквы с точностью до 0,4 миллиметра (мм). Это позволит исследователям анализировать наш мозг с еще большим уровнем детализации: от 0,1 до 0,2 мм, что в десять раз превышает разрешение современной магнитно-резонансной томографии (МРТ).
В подвалах NeuroSpin, исследовательского центра CEA, в котором находится это новое оборудование, ученые наслаждаются моментом. После двадцати лет внутренних разработок в Saclay, а также в Belfort в Alstom, самый мощный в мире аппарат МРТ наконец-то находится в рабочем состоянии!
«Исследователи, изучающие мозг, получат в свое распоряжение уникальный инструмент», - радуется Лайонел Кветтье, инженер и руководитель проекта магнитной части МРТ.
Аппарат составляет 5 метров в длину и весит 130 тонн, он работает с магнитным полем 11,7 тесла, что позволяет ему получать изображение с уникальным в мире разрешением.
«Доступный сигнал - то есть информация, которую мы собираемся восстановить - очень быстро увеличивается с величиной магнитного поля. Когда мы переходим с 3 тесла , используемого в машинах, оснащающих больницы во Франции, - до 11,7 тесла, то результат и качество картинки умножается на десять ", - подтверждает Сесиль Лерман, инженер и руководитель проекта в области МРТ.
Тестирование нового увеличительного стекла, лупы, займет немного времени, чтобы оно могло полностью раскрыть свой потенциал. «Микроскоп работает отлично. У нас есть первое изображение. Однако в следующие несколько месяцев мы поиграем с различными параметрами магнита, чтобы отрегулировать четкость и разрешение», - объясняет Лайонел Кветтье.
«Есть еще много моментов, которые нужно настраивать и развивать в части визуализации ", - добавляет Сесиль Лерман. Например, в устройстве используется антенна на 500 мегагерц, роль которой заключается в том, чтобы посылать радиоволны в мозг и улавливать сигнал, излучаемый тканями». Этот фундаментальный элемент все еще может быть более усовершенствованным. Новая модель должна видеть и распознать свет, что позволит не только гомогенизировать изображения, но и ускорить обследование будущих пациентов », - поясняет Сесиль Лерман.
Мощность, эквивалентная мощности в 230000 раз больше, чем у магнитного поля Земли.
Под воздействием сильного магнитного поля ядра молекулы поляризованы, так же, как стрелка компаса поляризована магнитным полем Земли. Излучение более слабых полей нарушит этот порядок и, в зависимости от частоты сигнала, позволит охарактеризовать и определить местонахождение наблюдаемых тканей. Затем сложные вычисления преобразуют эти данные в изображения.
Изолт уникальная машина, с мощностью 11,7 Тесла, что в 230 000 раз больше магнитного поля Земли.
Для сравнения, исследовательские машины в клиниках, их максимальная мощность составляет 3 Тесла. На изготовление магнита для Изольта ушло шесть лет работы, чтобы собрать тысячи километров из редкого сплава нобий-титан, из которых состоит огромная 45-тонная катушка. Сам магнит поддерживается при температуре, близкой к абсолютному нулю, на уровне -271 градус Цельсия, с помощью цепи из тысяч литров жидкого гелия, которая устраняет любое сопротивление потоку электрического тока в его катушке.
Все это размещено в цилиндре длиной 5 метров и с такой же высотой, это по праву является технологическим подвигом и прогрессом, потому что мы довели до предела различные технологии и материалы, но также разработали новые вычислительные технологии» для получения изображений, - объясняет Лайонел Кветтье, инженер и проектировщик.
Заведующий магнитной частью МРТ в АФП. Изолт, «самый эффективный скрининговый сканер в мире», по словам г-на Кветтье, таким образом становится новой звездой NeuroSpin, исследовательского центра изображений мозга CEA, расположенного в Сакле (Эссонн) и возглавляемого нейробиологом Станисласом Дехане на обложке октябрьский выпуск журнала Sciences et Avenir за 2021 год.
Лучшее понимание нейродегенеративных патологий.
В центре уже есть самые современные аппараты с магнитно-резонансной томографией на 7 Тл и даже 17 Тл, но с небольшим «туннелем» для мелких животных, а Изолт с отверстием 90 см будет самым большим.
- Новая машина МРТ, способна вместить человеческое тело. По словам г-жи Лерман, аппарат стремится к разрешению менее полумиллиметра и особенно к «10-кратному увеличению качества сигнала». Скачок, который позволит «гораздо точнее разобраться в пространственных структурах» мозга, лучше понять его анатомию, но также и его функционирование во время когнитивных задач или перед лицом нейродегенеративных патологий (болезни Паркинсона и Альцгеймера), психиатрические (биполярные) или сосудистые нарушения. Изолт должна дать возможность увидеть «эти атаки на мозг на более ранней стадии, чтобы понять, как эти заболевания развиваются», и, таким образом это позволит фармацевтическим группам разработать лечение.
Почему первое сканирование проводилось на тыкве?
Всё очень просто, но надо ждать, пока органы здравоохранения дадут зеленый свет для обследования людей, аппарату потребуется несколько месяцев на настройку и интеграцию новых инструментов. И что может быть лучше, чем тыква: «У нее такой же диаметр, как у мозга, интересная внутренняя структура, сложная, с зернами и волокнистыми частями - а ещё сейчас тыквенный сезон», - оправдывает г-жа Лерман.
Конечной целью будет получение изображений с разрешением менее двух десятых миллиметра. Это всё является частью проекта European Aroma, запущенного в начале 2021 года, который направлен на оптимизацию инструментов и параметров измерений Iseult. Как, например, с технологией датчиков, позволяющих корректировать мельчайшие движения головы испытуемого или движения, вызванные его сердцебиением.
