A világ első hordozható MRI készüléke

Az FDA február 13-án 510(k) típusú forgalmazási engedélyt adott a világ első hordozható MRI készülékének. A Hyperfine Research Inc. terméke, a POC MRI nevű képalkotó eszköz tömege mindössze tizede a hagyományos MRI készülékekének, egy személy is könnyedén a betegágyhoz képes tolni, és vezeték nélküli eszközről, például laptopról vagy tabletről vezérelhető. Állandó mágneseinek köszönhetően nem igényel extra hűtést, ami 35%-kal csökkenti energiaigényét, így közönséges fali csatlakozóaljzatról, azaz sima konnektorról is működtethető.

Méreteinél és kompakt kialakításánál fogva a készülék hússzor olcsóbb, mint egy hagyományos alagutas rendszerű MR berendezés. A POC (point-of-care), vagyis az ellátás helyén használható MRI készülék először 2019 októberében, a Denverben megrendezett ACEP (American College of Emergency Physicians) tudományos találkozóján mutatkozott be a nagyközönség előtt, akkor még mint engedélyeztetési eljárás alatt álló orvosi eszköz. Az Egyesült Államokban átlagosan 15 óra a várakozási idő egy MR vizsgálatra (a világ népességének pedig 90%-a nem jut hozzá ilyen vizsgálathoz), ezzel szemben a mobil eszköz 2 perc alatt vizsgálatra kész üzemmódba helyezhető, és nincs szükség a fekvő beteg további mozgatására, a készülék megy az ágyhoz. A gyártó Hyperfine szerint a POC MRI elsősorban akkor lehet hasznos, ha az agyról kell felvételeket készíteni, például fejfájás, stroke, nem-specifikus izomgyengeség vagy enkefalopátia esetén, de a cég már dolgozik azon, hogy gerincvelői érintettség, diabéteszes láb, vagy váz-izomrendszeri traumák diagnosztizálására is használni lehessen a készülék által készített képeket – erre mesterséges intelligenciát alkalmazó algoritmust fejlesztenek. A berendezést egy 2 éves vizsgálat keretében már használja a Yale Egyetem New Havenben működő kórházának intenzív osztálya, hogy elemezze a készülék rutin alkalmazásának hasznát olyan betegeknél, akik neurológiai okokból nem, vagy csak igen körülményesen mozgathatók. A Hyperfine a Connecticut államban megalapított 4Catalizer orvostechnológiai inkubátor cég leányvállalata. A POC MRI várhatóan idén nyáron kerül majd kereskedelmi forgalomba.

 Az MRI képalkotás elvéről

Az MRI (Magnetic Resonance Imaging), azaz mágneses rezonanciás képalkotás az 1970-es évek nagy jelentőségű felfedezése volt, a klinikai gyakorlatban az 1980-as években terjedt el. Működésének alapja az 1946-ban leírt ún. mágneses magrezonancia (nuclear magnetic resonance, NMR) jelenség. Ennek lényege, hogy az emberi szervezetben nagy mennyiségben jelen lévő páratlan nukleonszámú hidrogénatomok erős mágneses térbe kerülve a velük rezonanciában levő nagyfrekvenciájú rádióhullámokat felveszik, azaz gerjednek, majd a rádióhullámokat kisugározzák. Ezeket a kisugárzott rádióhullámokat képpontonként kell mérni és egy nagy teljesítményű számítógéppel, bonyolult matematikai algoritmusokkal (Fourier-transzformáció) képpé alakítani. A vizsgálatban alapvető jelentőségű a hidrogén, mivel az összes elem közül ennek van a legerősebb mágneses momentuma, az emberi test 70%-a pedig vízből áll. Egyéb páratlan nukleonszámú atomok (pl. szén, nátrium, foszfor) is sugároznak ugyan, de sokkal gyengébben. Jelenlegi tudásunk szerint sem az állandó mágneses mezőnek, sem pedig a rádióhullámoknak nincs a szervezetre olyan káros hatása, mint pl. a röntgen- vagy egyéb ionizáló sugárzásoknak. Bár a jelenség felfedezése már 1952-ben fizikai Nobel-díjat ért (Felix Bloch és Edward Mills Purcell) a képalkotó eljárás kidolgozásáért Sir Peter Mansfield (Nottingham University) és Paul Lauterbur (Illinois University) 2003-ban kapta meg az orvosi Nobel-díjat.

Az MR alapvetően tomográfiás eljárás, tehát segítségével a CT-hez hasonlóan szeletkép-sorozatok készíthetők, de az egyik lényeges különbség éppen az, hogy nemcsak transzverzálisan (mint a CT-vel), hanem bármilyen síkban. Ráadásul az MR többféle olyan, egymástól teljesen különböző kontraszttartalmú felvétel készítésére alkalmas, amelyek a szövetek legkülönfélébb biokémiai, biofizikai tulajdonságait tükrözik. Az orvosi képalkotó diagnosztikában a felhasználási lehetősége már ma is óriási, de fejlesztése továbbra is intenzíven folyik, szinte naponta születnek új mérési módszerek, melyek folyamatosan kerülnek klinikai alkalmazásra, egyre nagyobb területet kanyarítva le a többi képalkotó modalitástól.

Az MR készülék fő része a mágnes, ami úgy van kialakítva, hogy a beteg a mágneses tér közepén fekve helyezkedhessen el. Technikailag kétféle típus létezik, az alagút rendszerű és az ún. nyitott mágnes. Az alagút tulajdonképpen egy tekercs, ennek a közepe szolgál a pacienstér számára, ami meglehetősen szűk, klausztrofóbiás beteg számára nehezen elviselhető. A tekercs szupravezető anyagból készül, amit héliumfürdő tart az abszolút nulla fok közelében. A nyitott mágnes kissé kényelmesebb az alagúthoz képest, ami a klausztrofóbiás, vagy rossz állapotú betegek és a gyermekek vizsgálata szempontjából előnyt jelent. Az alagút rendszerű, szupravezetős mágnes térereje általában nagyobb, 1,0, 1,5, 3 Tesla térerejű készülékek vannak forgalomban. A nyitott mágnes térereje ennél jóval kisebb (0,1-0,3 Tesla), bár újabban készítenek közel 1,0 Tesla térerejű nyitott mágneseket is szupravezetős technikával. Budapesten az Országos Gerincgyógyászati Központban például sokáig egy 0,4 Tesla térerejű nyitott készüléket használtak, majd 2015-ben az intézetben egy zárt, alagutas rendszerű 1,5 Teslás, csúcskategóriájú berendezést is üzembe helyeztek.

A térerő az MR berendezés egyik legfontosabb jellemzője, mivel erősebb mágneses térben a nyerhető jel lényegesen nagyobb, így jobb minőségű MR képeket kaphatunk, és a mérés is rövidebb ideig tart. Rutin, vagy normál vizsgálatoknak általában az 1,5 Tesla térerejű vizsgálatokat tekintik, de a klinikai gyakorlatban 7 Tesla körül vannak a legerősebb gépek. Drága készülékekről van szó: egy csak a végtagok vizsgálatára alkalmas, 0,2 T teljesítményű gép ára 30-80 ezer euró közötti (10-27 millió Ft), egy teljes testszkenre alkalmas gép 80-120 ezer eurót kóstál, míg egy 2008-2012 között gyártott 1,5 Teslás alagút rendszerű modell a 250-300 ezer eurós ársávban érhető el. A 2008 utáni 3 Teslás modellek 400 ezer euró feletti áron (135 millió Ft) érhetők el, de nagyon sok függ az aktuális modelltől és egyéb feltételektől, ezeket a körülbelüli árakat csak a nagyságrendek érzékeltetésére említettük.

Az eljárás egyik legfontosabb előnye, hogy nem használ röntgensugarat, hanem mágneses térben rádióhullámok segítségével, a szervezet protontartalmával összefüggően történik a képalkotás. Az MRI-vel olyan betegségek is kimutathatók, amelyek röntgennel nem vizsgálhatók. MRI-vel csaknem minden szerv vizsgálható, ám a nagy mágnes miatt nagyon balesetveszélyes lehet, mivel ferromágneses tárgyakat magához ránt, amelyek lövedék sebességre gyorsulhatnak, így életveszélyt jelenthetnek a beteg és a személyzet számára, valamint jelentős anyagi kárt okozhatnak a berendezésben. Emiatt a biztonsági rendszabályok betartása különösen fontos: például pacemakerrel rendelkező betegek vizsgálata kizárt (bár egyes szigorú előírásokat tartalmazó protokollokat betartva kivételes esetben ez is lehetséges) és nem vizsgálhatók egyéb fémes implantátumokkal rendelkező betegek, valamint fémes idegen testek – de például a beültetett titán nem mágnesezhető, ezért ilyen esetben a vizsgálat biztonságos. Az MRI a csontelváltozásoknál a kialakuló vizenyőre (ödéma) kifejezetten érzékeny, mely miatt korai diagnózis adható gyulladásos vagy daganatos folyamatoknál. Az MRI megjelenése a diagnosztikában alapvető változást hozott, mind a klinikusok, mind a kutatók számára. A morfológiai képalkotás mellett az MRI-vel olyan vizsgálatok is végezhetők, melyek korábban elképzelhetetlenek voltak, például az emberi agy kognitív funkcióinak vizsgálata jó térbeli és időbeli felbontással, agyi idegpályák kimutatása vagy agyi metabolit szintek in vivo mérése.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Hyperfine’s Bedside MRI System Nabs 510(k) Clearance

Going mobile: FDA clears world's first bedside MRI scanner-on-wheels

Industry-First Bedside MRI Secures FDA 510(k) Clearance

Hyperfine Research gets FDA approval for bedside MRI system

FDA grants 510(k) clearance to Hyperfine Research’s MRI system

Bedside MRI system receives green light from the FDA

Hyperfine and Yale School of Medicine Collaborate on World’s First Portable MRI Technology

Hyperfine introduces world's first point-of-care MRI system at the American College of Emergency Physicians (ACEP) Scientific Assembly 2019

Smaller, lighter, cheaper: A serial entrepreneur wants his portable MRI to transform medicine

Országos Gerincgyógyászati Központ – Mi az az MRI?

Mágneses rezonancián alapuló képalkotás alkalmazása és fejlesztése idegsebészeti kórképekben

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003

The Nobel Prize in Physics 1952 was awarded jointly to Felix Bloch and Edward Mills Purcell "for their development of new methods for nuclear magnetic precision measurements and discoveries in connection therewith."

How Much Does an MRI Machine Cost? (Updated 2019)