Новости

08.08.2014 13:24
Рубрика: Общество
Проект: Наука

Прорваться в лидеры

Российские физики создают уникальный томограф
Избавиться от жидкого гелия в магнитно-резонансном томографе (МРТ) - задача номер один для всех, кто создает такую технику. Над решением вот уже много лет бьются ведущие фирмы мира.

Напомним, что за изобретение магнитно-резонансной томографии Питер Мэнсфилд и Пол Лотербур получили в 2003 году Нобелевскую премию в области медицины. С тех пор она стала одним из самых эффективных методов диагностики, в частности, выявления на ранней стадии онкологических заболеваний. Но томограф еще и головная боль для тех, кто эксплуатирует эту технику. Он стоит около миллиона долларов, его вес 4-5 тонн, но главная проблема - жидкий гелий. Дело в том, что обследование пациента ведется в сильных магнитных полях. Чтобы их создать, требуется сверхпроводящие магниты. А, как известно, эффект сверхпроводимости возникает при температуре минус 270 градусов Цельсия. Именно ее и создает жидкий гелий.

Работа с ним - большая морока, требует особых навыков. Чтобы первоначально заполнить томограф жидкостью и периодически ее пополнять, в клиники приглашаются специалисты со стороны. Да и цена жидкого гелия очень приличная, за 2 тысячи литров на заливку томографа надо выложить около 1,5 миллионов рублей.

Российским ученым удалось решить проблему. Вместо жидкого гелия в томограф закачивается газообразный. Казалось бы, в чем разница?

- На самом деле, она принципиальная, - говорит доктор физико-математических наук из Физического института РАН Евгений Демихов. - Наш "морозильник" работает как обычный холодильник, только вместо фреона гоняет газообразный гелий. Он промораживает до температуры минус 270 градусов зону диаметром в 5 сантиметров. На первый взгляд, это мизер по сравнению с размерами катушки сверхпроводящего магнита: ее длина 1,7 метра, внутренний диаметр один метр, внешний - два.

Как же такой гигант заморозить из одной точки, да еще до температуры почти абсолютного нуля? Задача выглядит нерешаемой. Казалось бы, физики зачем-то сами себя загнали в ловушку. Ведь вроде бы есть очевидный выход: надо морозить катушку не в одной, а сразу в нескольких точках. "Вариант напрашивающийся, но очень дорогой, каждая точка заморозки обходится примерно в 1,5 миллиона рублей, - говорит Демихов. - Тогда вся система получится "золотой", и будет никому не нужна. Мы пошли иным путем".

Каким - это ноу-хау российских физиков. Скажем только, что холод из одной точки распространяется на всю конструкцию с помощью специальных хладопроводов. Таким образом при огромных размерах катушки удалось создать в ней равномерное холодное поле с температурой минус 270 градусов и добиться эффекта сверхпроводимости.

- Пока задача решена на макете с магнитом диаметром 70 см, - говорит Демихов. - Сейчас готовим полномасштабный вариант. Чтобы его реализовать, нужна очень серьезная математика, расчеты магнитных полей, теплообмена и.т.д. Думаю, что через 1-2 года можно ожидать первый результат.

Эта разработка позволит России выйти в мировые лидеры по созданию этого вида высокотехнологичной медицинской техники. Кстати, как только информация о первых результатах стала выходить за стены института сюда стали наезжать специалисты ведущих мировых фирм. Опасаются, как бы на рынке не появился новый опасный конкурент. Ведь  Россия своих классических МРТ с применением сверхпроводимости пока не производит. Но замахнулась сразу на конструкцию, которая, работая на новом принципе, будет дешевле, проще и надежней существующих.