Магнитоиндукционная томография (МИТ) для медицинских приложений А.В. Корженевский, С.А. Сапецкий, Т.С. Туйкин Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН

Концепция МИТ Re Im A0A0 A A1A1

Схема измерений 0 детекторы индуктор Зона чувствительности при фазовых измерениях (теория) L Индуктор Детектор

16-канальная экспериментальная установка 16-канальная экспериментальная установка 1 - катушки 2 – электромагнитный экран 3 – приемно- передающие модули 2 1 3

Визуализация пробного объекта Пробный объект представляет собой бутылку диаметром 10 см, заполненную 5% раствором NaCl

Визуализация фантома (динамическая томограмма) Распределение концентрации NaCl в фантоме Результат реконструкции

Первая магнитоиндукционная томограмма грудной клетки (2002), измеренная на живом объекте – человеке. Она показывает разницу между вдохом и выдохом. Левое -1 и правое –2 легкие видны как более темные участки. Светлое пятно –3 (в передней части грудной клетки) – результат движения передней стенки грудной клетки при дыхании Динамическая МИТ томограмма грудной клетки человека (in-vivo)

Статическая томограмма головного мозга человека Первая импедансная томограмма мозга человека in-vivo (2002). Светлые пятна –это участки с более высокой проводимостью, которые можно идентифицировать как желудочки, заполненные спинномозговой жидкостью Правая сторона Затылок

Возможные применения MИT в медицине Локализация и быстрая диагностика природы инсультов: ишемических от геморрагических Локализация и быстрая диагностика природы инсультов: ишемических от геморрагических Своевременная диагностика онкологических заболеваний и опухолей Своевременная диагностика онкологических заболеваний и опухолей Исследование системы кровообращения человека и его пространственного распределения Исследование системы кровообращения человека и его пространственного распределения В перспективе возможно исследование и локализация биоэлектрических процессов в головном мозге человека В перспективе возможно исследование и локализация биоэлектрических процессов в головном мозге человека

Направления модернизации МИТ Для реализации биомедицинских приложений на основе МИТ, хотелось бы получить разрешающую способность лучше чем 5 см. Для реализации биомедицинских приложений на основе МИТ, хотелось бы получить разрешающую способность лучше чем 5 см. Целесообразным представляется увеличение количества каналов до 128, исходя из соображений сложности и стоимости оборудования Целесообразным представляется увеличение количества каналов до 128, исходя из соображений сложности и стоимости оборудования Планируется усовершенствование оригинальных алгоритмов обработки данных для получения высококачественных томограмм Планируется усовершенствование оригинальных алгоритмов обработки данных для получения высококачественных томограмм Проведение многочастотных исследований позволит различать ткани по характеру изменения их проводимости в зависимости от частоты Проведение многочастотных исследований позволит различать ткани по характеру изменения их проводимости в зависимости от частоты Увеличение скорости, точности измерения и разрешающей способности по проводимости, путём модернизации элементной базы измерительных узлов Увеличение скорости, точности измерения и разрешающей способности по проводимости, путём модернизации элементной базы измерительных узлов Реализация полного алгоритма для замещения томографических срезов на объёмную томограмму Реализация полного алгоритма для замещения томографических срезов на объёмную томограмму Разработка специализированного ПО, дружественных интерфейсов и нейросетевого анализатора изображений Разработка специализированного ПО, дружественных интерфейсов и нейросетевого анализатора изображений

Преимущества МИТ 1.Хорошо диагностируются функциональные нарушения, так как они больше влияют на электрическую проводимость (MIT, EIT, EFT), чем на плотность вещества 2.Чувствительность метода зачастую оказывается лучше чем пространственное разрешений 3.Полная безвредность обследования: магнитное поле значительно меньше фона Земли, не используется радиация и радионуклиды 4.Компактность аппаратуры и её относительно низкой стоимости позволят размещать МИТ в машине скорой помощи и любом кабинете врача 5.Бесконтактность и неинвазивность метода: нет расходных материалов и контакта с пациентом 6.Максимально простая процедура обследования: необходимо только поместить объект исследования в рабочую область томографа и «нажать кнопку» 7.Быстрота обследования – время измерения менее секунды. Обработка результатов занимает несколько секунд 8.Представляется возможным работа в реальном времени

Заключение Практическая реализация метода магнитоиндукционной томографии (МИТ) потребует: Практическая реализация метода магнитоиндукционной томографии (МИТ) потребует: - модернизации измерительных узлов - усовершенствования оригинальных алгоритмов восстановления изображений - разработка специализированного ПО и дружественного интерфейса ИРЭ РАН владеет подобным опытом разработки: МЭМ - маммографа электроимпедансного многочастотного (диагностика заболеваний молочной железы): В сотрудничестве с ведущими медиками мы ищем: - круг наиболее актуальных задач - создание медицинской базы знания Для успешной реализации МИТ в качестве коммерческого продукта.

Благодарим за внимание Корженевский Александр Владимирович Сапецкий Сергей Александрович Туйкин Тимур Салаватович