Menu Zamknij

Dziecięcy rezonans magnetyczny: kurcząca się technologia pomagająca ratować życie noworodków

W kwietniu 2014 roku Edith skończyła sześć lat i choć nadal jest dość mała jak na swój wiek, nie pojawiły się żadne problemy zdrowotne wynikające z jej traumatycznego porodu. Jest w domu ze swoją dwuletnią siostrą (kolejny burzliwy poród, ale tym razem nie wymagał NICU) i Sophie, podczas gdy ja jestem 4000 mil dalej w Milwaukee, Wisconsin. Nie ma mnie dopiero od jakiegoś dnia, ale już mam trudności z wyobrażeniem ich sobie – zawsze byłam kiepska z twarzami, więc jestem wdzięczna za wszystkie zdjęcia, które mogę zmieścić w telefonie. Ale to nie jest substytut prawdziwej rzeczy, a ja tęsknię za moją rodziną.

Mimo że to początek wiosny, nadal jest tu mroźno. Na rzece Menomonee jest lód, a moje opuszki palców drętwieją, bez względu na to, jak daleko wcisnę je do kieszeni. Milwaukee to miasto przemysłowe, dom dla motocykli Harley-Davidson, piwa Miller i firmy GE Healthcare, która ma zakład rezonansu magnetycznego na przedmieściach Waukesha. To właśnie tam powstają prototypy Projektu Firefly.

© Aaron Tilley i Kerry Hughes

W biurze Projektu Firefly znajduje się pełnowymiarowa makieta nowego skanera. Z pewnością jest on kompaktowy w porównaniu z normalnym skanerem całego ciała, gdzie dorosły człowiek leży na stole i wsuwa się do otworu o średnicy 70 cm. Ten jest mniej więcej tak wysoki jak ja, ale nie ma wbudowanego stołu, na którym można się położyć, a otwór magnesu ma 18 cm, czyli wystarczająco dużo, by zmieściła się w nim głowa dużego dziecka. Albo pomarańczy, o czym zaraz się przekonam.

Zostaję zabrany do maszynowni nr 3, gdzie znajduje się pierwsza działająca wersja nowego projektu. Przypuszczam, że dzięki temu jest to sala porodowa dla prototypów, ale to był długi okres ciąży i podatny na komplikacje.

W sercu każdej maszyny MRI znajduje się potężny bączek magnetyczny, który wykorzystuje pole magnetyczne około 100 000 razy silniejsze od ziemskiego. Działa on poprzez zmuszanie protonów w wodzie w tkankach do dostosowania się do tego pola; specjalne cewki stymulują protony poprzez emitowanie impulsów fal radiowych, a czujniki MRI wykrywają różnice w sposobie ich reagowania, gdy prąd jest wyłączony. Ujawnia to różnice między różnymi rodzajami tkanek i tworzy trójwymiarowy obraz.

Do 2011 roku firma GE dysponowała nowo opracowanym małym magnesem, który był w stanie, po drobnych zmianach, wygenerować pole magnetyczne o natężeniu 3 Tesli – takie samo jak w standardowej maszynie dla dorosłych. Zaprojektowano go z myślą o skanowaniu rąk i nóg, więc jego wielkość była odpowiednia także dla niemowląt, ale trzeba było go przystosować do pracy z mózgami, a nie prostymi kończynami. Dodanie nowej cewki gradientowej do ogniskowania pola magnetycznego oraz cewek powierzchniowych do wzmacniania sygnałów o częstotliwości radiowej było stosunkowo proste, choć wymagało połączenia elementów pochodzących z różnych systemów MRI, ale wciąż pojawiały się kolejne nieoczekiwane problemy. Okazało się, że trzeba było dokładniej przemyśleć, w jaki sposób te dzieci dostaną się do skanera.

Niektóre z rozwiązań były zachwycająco mało zaawansowane technicznie. Aby zarządzać liniami – przewodami do monitorów i rurkami podłączonymi do kroplówek – po prostu wycięto nacięcie z boku drzwi do pokoju skanowania. Przewody umieszcza się w wycięciu, a drzwi można zamknąć bez konieczności odłączania dziecka. Jeszcze bardziej pomysłowe było specjalne zawinięcie i chusta do podnoszenia dziecka z inkubatora i przenoszenia go na mały stół, który wsuwa się do skanera. Kiedy jednak przetestowano to rozwiązanie z pielęgniarkami, powiedziano im, że hałas towarzyszący odpinaniu rzepów zabezpieczających dziecko może je zdenerwować.

Dla personelu pielęgniarskiego nowością było konsultowanie się z firmą taką jak GE w sprawie projektu takiego zestawu. Julie Bathie pamięta, że miała okazję prosić o materiały odporne na zużycie oraz o to, aby jak najwięcej rzeczy było jednorazowych lub łatwych do czyszczenia, w przeciwnym razie nie byłyby one używane. Chusta ma teraz jednorazową wyściółkę wewnętrzną oraz mocniejszą warstwę zewnętrzną, ściśle otulającą dziecko, aby pomóc utrzymać je w bezruchu podczas skanowania i utrzymywaną na miejscu za pomocą specjalnej, cichszej opaski na rzepy. Istnieją nowe elementy mocujące, które pomagają w uporządkowanym łączeniu przewodów i kabli. Pielęgniarki są bardzo zadowolone z unowocześnionego projektu.

Pojawiło się również kilka bardziej technicznych wyzwań. Po pierwsze, hałas. Nikt, kto poddawany jest skanowaniu MRI, nie powinien odczuwać hałasu większego niż 99 decybeli, ale te maszyny mogą z łatwością przekroczyć ten poziom, zwłaszcza jeśli próbujesz jak najszybciej zeskanować gibkie i wrażliwe dziecko. Dzieci potrzebują więc ochronników słuchu i silikonowych zatyczek do uszu, aby utrzymać hałas w granicach normy.

Potem pojawiła się wentylacja. Zespół nie był pewien, czy dwutlenek węgla będzie gromadził się w otworze skanera, gdy będzie w nim znajdowało się dziecko. Głowa dziecka zajmuje znacznie więcej miejsca wewnątrz magnesu niż dorosły (lub nawet dziecko) w skanerze całego ciała. Rozwiązaniem było pompowanie powietrza, aby zapobiec gromadzeniu się toksycznego CO2 – z tą różnicą, że nie można było wdmuchiwać powietrza zbyt szybko, gdyż mogłoby to spowodować wychłodzenie lub wysuszenie dziecka. Po zaadaptowaniu elementów wentylacji używanych w większych maszynach, muszą teraz poczekać, aż dzieci będą skanowane, aby wiedzieć na pewno, jak dobrze to działa.

Zważywszy, że nie można używać rzeczywistych noworodków do testowania skanera w fazie rozwoju, okazuje się, że owoce cytrusowe są naprawdę dobrym substytutem. Pomarańcza, na przykład, jest mniej więcej tej samej wielkości co głowa płodu w 26 tygodniu i ma dużo wody, jak mózg noworodka. Ponadto ma wewnętrzne struktury – segmenty, pęcherzyki sokowe i kolumnę centralną – które pokazują, jak dobra jest rozdzielczość.

Jessica Buzek, menedżer ds. globalnego marketingu zastosowań klinicznych w firmie GE, umieszcza pomarańczę w otworze maszyny w zatoce 3 i podnosi ją na odpowiednią wysokość za pomocą kilku papierowych serwetek. Skaner przechodzi przez precyzyjnie kontrolowaną sekwencję sygnałów dźwiękowych, gwizdów i warkotów i wkrótce na ekranie komputera mogę zobaczyć plastry (nieobranej i nienaruszonej) pomarańczy w niewiarygodnych szczegółach. To oczywiste, że za pomocą takiego skanu można zbadać mózg dziecka, jego oczy, a nawet nerwy wzrokowe. Nerwy zazwyczaj znajdują się wokół płynu, więc naprawdę wyskakują jako czarna linia, jak mi powiedziano, dzięki kontrastowi między płynem a strukturą w mózgu. Mógłbyś łatwo sprawdzić dla pęknięcia albo rozdarcia w sposób , który tylko nie byłby możliwy z ultradźwiękiem.

„Czy chciałbyś zobaczyć coś jeszcze?” pyta Buzek.

„Nie”, odpowiadam. „Jestem pod wielkim wrażeniem pomarańczy.”

„Miała zamiar zjeść ją na lunch”, żartuje ktoś inny.

„Racja”, mówi Buzek. „Wygląda na wystarczająco zdrową, żeby ją zjeść!”

Po lunchu odwiedzamy halę inżynieryjną 7B, żeby zobaczyć pierwsze prototypy. Na podłodze żółtą taśmą zaznaczono dokładny kształt pomieszczenia w Sheffield, w którym zostanie zainstalowany, a przerywaną pomarańczową taśmą zaznaczono krawędź pola 5 gaussów – to linia, której nie należy przekraczać bez uprzedniego usunięcia metalowych przedmiotów. Maszyna emituje już jednostajny szum, a syczenie sprężarki helowej sygnalizuje, że magnes jest zimny i w pełni sił.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *