Инженерное решение ученых НИТУ «МИСиС» позволит снизить стоимость МРТ-исследования в несколько раз

Центр инжиниринга промышленных технологий НИТУ «МИСиС» разработал инновационную технологию получения магнитных материалов и постоянных магнитов с пониженной себестоимостью. Инженерное решение на ее основе позволит производить бюджетные и эффективные отечественные аппараты магнитно-резонансной томографии для широкого использования в государственных поликлиниках. Стоимость проведения анализа посредством МРТ «нового поколения» по оценкам разработчиков снизится на 50 %.

Магнитно-резонансная томография — это один из самых эффективных диагностических методов современной медицины. С помощью магнитно-резонансного томографа производится диагностика рака, рассеянного склероза, болезней опорно-двигательного аппарата и суставов на ранних стадиях и тд. Средняя стоимость одного анализа с применением МРТ составляет, в зависимости от региона, от 4 тысяч до 12 тысяч рублей.

В силу технической «природы» установки МРТ могут обладать ультраслабым, слабым, средним, сильным и сверхсильным магнитными полями. Наиболее качественные снимки получаются при использовании сверхпроводящих магнитных систем, генерирующих очень сильное магнитное поле. Однако установки МРТ на сверхпроводящих магнитах, обеспечивающих самое высокое разрешение снимка, получаются сложными в изготовлении, а самое главное — дорогими в эксплуатации. Поэтому сама процедура обследования получается малодоступной для пациента по причине высокой стоимости.

Новая группа пользователей МРТ, небольшие клиники и врачи частной практики, будут предпочитать более дешевые слабопольные аппараты МРТ, которые закрывают проведение подавляющего большинства наиболее часто встречающихся диагностических обследований. Большие клиники, в особенности те из них, которые интересуются локальной спектроскопией и исследованиями в области функциональной томографии, сохранят интерес к сильным магнитным полям, но и они будут покупать томографы со слабыми и средними полями в качестве вторых и третьих установок для массовых обследований.

«Научный коллектив под руководством заместителя директора Центра инжиниринга промышленных технологий НИТУ «МИСиС» Евгения Гореликова совместно с индустриальным партнером университета — АО «НПО „МАГНЕТОН“ разработал прототип магнитной системы для экономичного и экологичного магнитно-резонансного томографа на основе материалов и компонентов, выпускаемых в России. Инновационная разработка наших ученых, созданная в рамках государственной программы импортозамещения, позволит организовать производство установок МРТ, независимое от зарубежных поставщиков», — рассказала ректор Алевтина Черникова.

«Мы разработали инновационную технологию производства магнитотвердых магнитных материалов и постоянных магнитов с низкой себестоимостью, изготовленных из сплавов отечественных редкоземельных металлов и их соединений, в том числе полученных при переработке техногенных отходов магнитных производств— рассказал руководитель проекта, заместитель директора Центра инжиниринга промышленных технологий НИТУ „МИСиС“ к.п.н Евгений Гореликов. — За счет использования техногенных отходов магнитного производства и дешевых сплавов редкоземов, при производстве сырья для постоянных магнитов нам удалось снизить их себестоимость почти в 1,5 раза. Использование новых магнитомягких материалов позволило разработать магнитный провод для магнитной системы томографа с низким уровнем потерь при сохранении высокого значения намагниченности насыщения (более 2 Тл). Все это позволило спроектировать и снизить вес постоянных магнитов, использованных в конструкции магнитной системы, почти на 30%, а значит, снизить и стоимость аппарата».

Для эксплуатации новой установки МРТ не потребуется криогенная техника, жидкий азот, жидкий гелий и вода для охлаждения (как в случае с МРТ на сверхпроводящих магнитах или электромагнитах). Потребляемая мощность этого уникального томографа составит менее 1 кВт, поэтому его можно будет питать даже от возобновляемых источников энергии, таких как солнечные батареи и ветрогенераторы.

В настоящее время российские и зарубежные аналоги разработанной магнитной системы уступают по величине индукции магнитного поля при значительно более высокой стоимости (почти в 2 раза). Сегодня основным мировым производителем редкоземельных металлов и редкоземельных постоянных магнитов (до 80%) является Китай.

Реализация проекта обеспечит практическую возможность создания в России конкурентоспособного промышленного производства магнитных материалов с пониженной себестоимостью и собственную базу для автономного производства нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов.

Работа проведена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках выполнения обязательств по Соглашению о предоставлении субсидии от 26 сентября 2017 г. № 14.578.21.0255 (уникальный идентификатор соглашения RFMEFI57817X0255).

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»