Представьте, что вам в 2002 году поставили запчасть в сердце, и вроде металлическую. А в 2026 вам надо на МРТ. И никто не знает уже, из чего запчасть точно. Если она магнитится — может кончиться печально.
А магнитно-резонансный томограф весело магнитит. Если у пациента внутри есть металлический имплант из ферромагнитного материала, то его вырвет или хотя бы сдвинет. Или нагреет.
Если что, это реальный вопрос, с которым пришли коллеги с пациенткой (нашей читательницей) под руку. А до этого исторически такой же вопрос задавали про солдат, у которых в голове остались незапланированные экзогенные металлические фрагменты.
В случае мозга, сердца и других непарных органов проблема в том, что нельзя использовать активные детекторы. Если использовать активное, пациент может окститься, то есть ручной металлодетектор — рисковый путь к патологу. Поэтому нельзя даже пытаться сдвинуть деталь. Нужно что-то вроде компаса, проверяющего магнитное поле. Проблема в том, что компас нечувствительный.
Но! Есть квантовые детекторы магнитного поля. Их используют для той же геофизики, материаловедения и, внезапно, магнитоэнцефалографии. Внимание, вопрос: можно ли сверхточным сквидом (сверхпроводящим квантовым интерферометрическим детектором) померить, что там за железяка в пациенте?
Идея в следующем:
1. Ставим пациента в магнитно-экранированную комнату, чтобы не было тех же наводок от проводов.
2. Прикладываем к пациенту очень слабое поле, слабее магнитного поля Земли.
3. Если металл ферромагнитный (например, сталь) — он откликнется на это слабое поле. Он временно намагнитится, и после отключения внешнего поля СКВИД зафиксирует, как это остаточное магнитное поле металла медленно затухает (релаксирует). Характер и скорость этого затухания — уникальная "подпись" ферромагнетика.
4. Если металл неферромагнитный (например, титан, медицинская нержавеющая сталь) — практически никак не отреагирует на слабое внешнее поле. Его магнитный отклик будет в тысячи раз слабее, либо его не будет вовсе. СКВИД не зафиксирует значимого сигнала.
Вот работа.
Из 67 протестированных объектов:
— Чувствительность — 92%. То есть система правильно нашла 92% ферромагнитных объектов, которые ей показали.
— Специфичность: 100%. Ошибки были на MR Conditional-импланты (очень слабомагнитные, МРТ-совместимые, например, до 1,5 Тесла).
Такая прикладная штука есть в Физико-техническом федеральном институте Германии (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB) в Берлине.
Вот ещё про внедрение, а вот потенциальный задел на будущее. Во внедрении оборудование получше, пациенты без краевых случаев, поэтому на 1032 измерения 977 пациентов 100% чувствительность и 98% специфичность. Ни одной ошибки, которая привела бы к тому, что пациента с железякой засунули бы в аппарат, когда нельзя.
Так что вот! И это ещё не всё, на что способна квантовая физика!
--
Вступайте в ряды Фурье!
— Ну как, пациент, шум не страшный?
— Да вообще! У меня так первый компьютер загружался!
А магнитно-резонансный томограф весело магнитит. Если у пациента внутри есть металлический имплант из ферромагнитного материала, то его вырвет или хотя бы сдвинет. Или нагреет.
Если что, это реальный вопрос, с которым пришли коллеги с пациенткой (нашей читательницей) под руку. А до этого исторически такой же вопрос задавали про солдат, у которых в голове остались незапланированные экзогенные металлические фрагменты.
В случае мозга, сердца и других непарных органов проблема в том, что нельзя использовать активные детекторы. Если использовать активное, пациент может окститься, то есть ручной металлодетектор — рисковый путь к патологу. Поэтому нельзя даже пытаться сдвинуть деталь. Нужно что-то вроде компаса, проверяющего магнитное поле. Проблема в том, что компас нечувствительный.
Но! Есть квантовые детекторы магнитного поля. Их используют для той же геофизики, материаловедения и, внезапно, магнитоэнцефалографии. Внимание, вопрос: можно ли сверхточным сквидом (сверхпроводящим квантовым интерферометрическим детектором) померить, что там за железяка в пациенте?
Идея в следующем:
1. Ставим пациента в магнитно-экранированную комнату, чтобы не было тех же наводок от проводов.
2. Прикладываем к пациенту очень слабое поле, слабее магнитного поля Земли.
3. Если металл ферромагнитный (например, сталь) — он откликнется на это слабое поле. Он временно намагнитится, и после отключения внешнего поля СКВИД зафиксирует, как это остаточное магнитное поле металла медленно затухает (релаксирует). Характер и скорость этого затухания — уникальная "подпись" ферромагнетика.
4. Если металл неферромагнитный (например, титан, медицинская нержавеющая сталь) — практически никак не отреагирует на слабое внешнее поле. Его магнитный отклик будет в тысячи раз слабее, либо его не будет вовсе. СКВИД не зафиксирует значимого сигнала.
Вот работа.
Из 67 протестированных объектов:
— Чувствительность — 92%. То есть система правильно нашла 92% ферромагнитных объектов, которые ей показали.
— Специфичность: 100%. Ошибки были на MR Conditional-импланты (очень слабомагнитные, МРТ-совместимые, например, до 1,5 Тесла).
Такая прикладная штука есть в Физико-техническом федеральном институте Германии (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB) в Берлине.
Вот ещё про внедрение, а вот потенциальный задел на будущее. Во внедрении оборудование получше, пациенты без краевых случаев, поэтому на 1032 измерения 977 пациентов 100% чувствительность и 98% специфичность. Ни одной ошибки, которая привела бы к тому, что пациента с железякой засунули бы в аппарат, когда нельзя.
Так что вот! И это ещё не всё, на что способна квантовая физика!
--
Вступайте в ряды Фурье!
— Ну как, пациент, шум не страшный?
— Да вообще! У меня так первый компьютер загружался!