На смену ЭКГ

Магнитная комната из Сколково ускорит диагностику заболеваний сердца

Фото: предоставлено РКЦ

В Российском квантовом центре (РКЦ) в Сколково появилась магнитная комната. С ее помощью ученые собираются разработать производство датчиков для диагностирования заболеваний сердца. По словам физиков, используемая ими магнитокардиография (МКГ) намного эффективнее, чем распространенная электрокардиография (ЭКГ). Кроме того, ученые собираются сделать МКГ доступной широким слоям населения.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, сердечно-сосудистые заболевания уносят в среднем за год жизни 17 миллионов человек. Одна из причин этого — несвоевременная или некорректная диагностика заболевания. Обычная ЭКГ эффективно отслеживает текущее состояние больного, однако она ограничена в предсказании развития заболевания. В отличие от нее, МКГ намного эффективнее, однако чрезвычайно дорога.

Так, в большинстве современных МКГ-установках используются сверхпроводящие магнитные сенсоры (СКВИДы, сверхпроводящие квантовые интерферометры — SQUID, Superconducting Quantum Interference Device), которым необходимо дорогостоящее криогенное охлаждение. Стоимость таких аппаратов достигает 1,5 миллиона долларов, что значительно ограничивает распространение перспективной технологии.

МКГ предполагает измерение магнитного поля сердца и позволяет отследить патологические изменения в нем лучше, чем ЭКГ. Эффективность нового метода превосходит ультразвуковое исследование и приближается к методам ядерной медицины (позитронно-эмиссионной томографии).

СКВИД был открыт в 1960-х годах, а механизм его действия основан на законах квантовой механики. Чувствительность такого интерферометра к магнитным полям в сотни раз выше, чем у несверхпроводящего магнитометра, и находится на пороге фонового значения магнитного поля. СКВИД использует интерференцию токов, протекающих через сверхпроводящее кольцо в переменном магнитном поле. Величина критического тока, возникающего при этом, связана со значением внешнего магнитного поля, для измерения которого и предназначен СКВИД.

Эта система позволяет преобразовывать сигналы слабых магнитных полей в электрический ток. Точность МКГ существенно выше, чем ЭКГ, поскольку на результате почти не сказывается электрическая проводимость кожи. Кроме того, МКГ— бесконтактный метод наблюдения за состоянием пациента.

Ученые из РКЦ решили уменьшить стоимость МКГ-установок. Группа под руководством доктора физико-математических наук Владимира Белотелова работает над созданием сверхчувствительных сенсоров из небольших монокристаллических пленок ферритов-гранатов, не требующих криогенного охлаждения и действующих при комнатной температуре. МКГ-установка с такими сенсорами, как ожидается, будет примерно в сто раз дешевле, чем установка с криогенным охлаждением.

«Мы создаем эти сенсоры для медицинских целей — они будут использоваться для контроля магнитных полей сердца. Этот метод намного информативнее и точнее обычной электрокардиографии, он позволит, например, за сутки предсказать инфаркт и заранее предпринять все необходимые меры», — говорит генеральный директор РКЦ Руслан Юнусов.

Однако первые (и последующие) образцы таких сенсоров требуют точных калибровки и настройки. Это можно произвести только в условиях отсутствия внешних магнитных полей (по-крайней мере, сведению их влияния к минимуму). С этой целью в РКЦ и построили свою магнитную комнату. Стенки комнаты сделаны из особого сплава никеля и железа (пермаллоя), который слабо пропускает магнитные поля.

«Мы выбирали нужный нам коэффициент подавления — это где-то три порядка величины, то есть магнитное поле внутри камеры слабее в тысячу раз», — отметил Белотелов.

Магнитная комната просторна — 3 x 4 x 2 метров, так что в ней могут поместиться до трех человек. Это существенно облегчает лабораторные эксперименты. Стоимость безмагнитной камеры — 275 тысяч евро. Она была приобретена за счет средств гранта Российского научного фонда. РКЦ удалось договориться с партнерами о существенной скидке (рыночная цена приближается к 500 тысячам евро). Всего в мире, по словам Юнусова, аналогичных комнат не более 15-ти.

В ближайшее время ученые собираются приступить к калибровке и настройке сенсоров и провести измерения магнитного поля сердец мышей и крыс. Затем — эксперименты с человеком.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 26 февраля 2017
После большевистской попытки захвата власти 3-4 июля 1917 года в Петрограде

«События в столице застали Ильича врасплох»

Как Сталин, Ленин и Троцкий провели «жаркий» июль 1917 года
Больно, но полезно
Китай готовится к реформе госкорпораций, чреватой социальным взрывом
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Demonstrators take part in a protest aimed at showing London's solidarity with the European Union following the recent EU referendum, inTrafalgar Square, central London, Britain June 28, 2016. REUTERS/Dylan Martinez TPX IMAGES OF THE DAYСпасет ли уход Меркель Европу?
Свое 60-летие Европейский союз встречает в состоянии экзистенциального кризиса
Luxury watches are seen at a shop window in Geneva August 2, 2011. REUTERS/Denis Balibouse (SWITZERLAND - Tags: SOCIETY BUSINESS)«Если русский — значит, соришь деньгами»
Рассказ финансиста из Самары, перебравшегося в Женеву
Идеал со сроком годности
От Монро до Кардашьян: как менялись пропорции женской фигуры каждые 10 лет
Спортзал для двоих
Лондонская пара прославилась в сети как самая тренированная в мире
Тест: когда появились «поворотники» и ночное видение?
Непроходимый тест на знание истории… автомобиля!
Самые доступные семейные машины
Восемь недорогих автомобилей на семь и более мест
Невспаханная «Нива»
12 модификаций легендарного внедорожника, о которых вы не знали
Они из будущего
Объясняем, почему «Мерседесы» выглядят так, как выглядят, и какими они станут
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше