Интервью на финише года

Для старшего научного сотрудника ЛЯП Юрия Александровича Плиса 2002 год заканчивается приятным сообщением о решении городской конкурсной комиссии финансово поддержать инновационный проект, выдвинутый совместно с Виктором Васильевичем Фимушкиным в рамках наукоградской программы г. Дубны. Проект имеет название: "Магнитно-резонансный томограф "Дубна" со слабым магнитным полем на поляризованных изотопах благородных газов".

Исследования ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в изотопах благородных газов гелия-3 и ксенона-129 начались в середине 90-х годов вместе с развитием техники лазерной оптической накачки. В стандартных магнитно-резонансных томографах (МРТ) для получения изображения внутренних органов используется сигнал ЯМР от протонов воды, поляризованных (выстроенных) сильным магнитным полем (до 2,5 Тесла и выше). Величина поляризации протонов пропорциональна полю и составляет не более 10-5. Метод оптической накачки позволяет достичь существенно больших значений поляризации многих газов. При введении их в организм диагностические возможности МРТ существенно расширятся. Это стало реальным после развития техники оптической накачки на базе волоконных лазеров и лазерных усилителей с диодной накачкой. Подобные устройства используются в сетях телекоммуникаций и являются достаточно доступными.

Наиболее подходящими для использования в медицине оказались изотопы благородных газов гелия-3 и ксенона-129, техника поляризации которых была отработана для экспериментов в области ядерной физики и физики частиц. Известно, что на стандартных МРТ трудно получить достаточно четкое изображение легких из-за малой плотности протонов. Поскольку достижимое значение поляризации гелия-3 составляет 0,5-0,7, это компенсирует потери сигнала из-за малой плотности газа, и при вдыхании пациентом поляризованного газа оказывается возможным и на обычных МРТ (после перестройки частоты) получить контрастное изображение легких. Попадая в кровь, поляризованный газ за несколько секунд достигает сердца и мозга. Все это открывает новые возможности измерения физиологических параметров и диагностики заболеваний легких, сердца, мозга и других органов.

Величина лазерной поляризации не зависит от магнитного поля томографа, следовательно, нет необходимости в сильном магнитном поле. Это примерно на порядок удешевляет изготовление и эксплуатацию томографа, делая его компактным и транспортабельным: возможна установка подобного томографа даже на космической станции.

В настоящее время в России действуют около сотни МРТ с сильным магнитным полем (во всем мире - несколько тысяч). Исследования и разработки по созданию МРТ со слабым полем ведутся в Германии, Франции, США и Японии.

Мы планируем создать магнитно-резонансный томограф нового типа со слабым магнитным полем (меньше 0,01 Тесла) за четыре года. Основные работы будут вестись в секторе низких температур (начальник сектора Ю.А.Усов) Лаборатории ядерных проблем с участием сотрудников других лабораторий ОИЯИ, ФИАН, ИЯИ РАН, Кардиоцентра, НИИ пульмонологии, а также научных центров Германии, Франции и Японии. Участники проекта имеют опыт работы по реализации крупных международных проектов в области поляризационной физики и новые идеи для реализации МРТ. Первый образец МРТ "Дубна" будет функционировать в Дубне.

Поздравляю всех с Новым годом и желаю всем здоровья, успехов, счастья!