Конкурс научно-исследовательских работ молодых ученых проходил в рамках V Всероссийского форума «Наука будущего — наука молодых», который организует Министерство науки и высшего образования РФ. Аспирант Нового физтеха ИТМО Евгений Корешин занял первое место в секции «Медицина и фармакология».

Евгений Корешин

Жюри секции отметило его работу под названием «Разработка радиочастотного резонатора для клинической МРТ в урологии и андрологии». Эта разработка имеет большое прикладное значение ― она позволяет повысить эффективность и безопасность процедуры МРТ, а также диагностировать заболевания мужского полового органа с большей точностью.

Евгений Корешин рассказал ITMO.NEWS о том, как улучшить существующие методы МРТ, почему для урологи нужны особенные катушки, а также о своих разработках и участии в форуме для молодых ученых в смешанном формате.

Для начала расскажите, пожалуйста, как проходила конференция?

Я участвовал в форуме дистанционно. К счастью, ученые за время карантина придумали, как проводить онлайн-мероприятия (смеется). На конференции можно было быстро переключаться между секциями, а также участвовать в так называемых комнатах для общения. Но встречи вживую все-таки интереснее.

В моей секции участвовали 42 человека — магистры и аспиранты, у всех были очень серьезные доклады. Конкуренция была очень высока. Я не так осведомлен в медицине и фармакологии, как они, и сначала даже немного расстроился, а потом победителем выбрали меня.

Конкурс докладов проходил в два тура, во время первого нужно было представить свою работу за три минуты. Я заранее написал речь и долго тренировался.

Как вы думаете, почему на конференции отметили вашу работу?

По совету своего научного руководителя выступление я начал с описания того, чем занимается наша научная группа в целом: катушками для руки, резонаторами для других частей тела, нейросетями и микроскопией. К тому же, моя тема была хорошо проработана и в совокупности получилась сильная работа, которая, я надеюсь, понятна каждому. Я старался говорить простым языком и думаю, что это дало результат. Председатель нашей секции, уважаемый профессор Борис Животовский, сказал мне очень теплые слова. Я был поражен.

О чем было ваше выступление на конференции?

Я обратился к теме, которой в основном занимался в магистратуре — МРТ. По ней я написал диссертацию, несколько статей и патентов. Мы разрабатывали специальную катушку, которая нужна в урологии. Работу о ней я и подал на конференцию.

Я разрабатываю приборы для МРТ и создания анатомических изображений. Например, рентген позволяет видеть плотные ткани, такие как кости, а МРТ — мягкие, например, мышцы, жир, можно даже увидеть сосуды.

Для каждой части тела нужны разные устройства. Вследствие чего спектр наших исследований достаточно широк. Очень успешный пример — специализированная беспроводная катушка для диагностики рака молочной железы, которую разработали мои коллеги.

Однажды мой научный руководитель предложил мне разрабатывать катушку для МРТ в урологии. Мужчины сталкиваются со специфическими заболеваниями полового органа — это проблема, которую решают медики. Однако для этого нет специализированных устройств. Мы их и разрабатываем.

Источник: vk.com/sfy.conf

В чем преимущества ваших разработок?

Я знаю, что диагностику проводят методом УЗИ, однако в этом методе очень многое зависит от навыков врача, который проводит диагностику. МРТ — это качественный метод, он позволяет достичь большей точности в неинвазивной диагностике, оценить функциональность тканей и проводить другие невероятно информативные диагностические процедуры. С его помощью можно получить больше информации.

Мы делаем катушки небольшого размера. Чем меньше они будут, тем лучше, потому что от размера зависит качество изображения. Она должна быть максимально близко к области исследований. Например, катушка для головы огибает ее, катушка для колена закрепляется максимально плотно к ноге — это позволяет получить качественные изображения с низким уровнем шума.

Для урологии специальных катушек нет. Стандартная техника проведения исследований заключается в том, что пациента кладут на спину и фиксируют половой орган на животе, а сверху накладывают приемную катушку. Появляются перегибы и движения, что отрицательно влияет на результаты исследования.

Мы придумали переворачивать пациента на живот и класть на специальную платформу, которая позволяет получить доступ именно к половому органу и одновременно избежать недостатков, о которых я сказал.

Кроме того, МРТ может нагреть пациента, этого нужно избегать. Мы провели численное моделирование, а также МРТ кактуса для подтверждения безопасности. Когда убедились, что пациентам ничего не грозит — приступили к испытаниям in-vivo.

Новый физтех ИТМО

Что еще нужно для успешного проведения МРТ?

Сама процедура проводится так: человек помещается в сильное магнитное поле. Потом передающая антенна, которая встроена в томограф, пересылает радиочастотный сигнал в ткани, а приемная регистрирует ответ. Обычно для этого используется другая катушка, а мы используем беспроводную катушку — резонатор.

Наш вклад небольшой, но очень значительный, поскольку важен на последнем этапе — получении изображений.

Для чего нужен резонатор?

Резонаторы, которые мы разрабатываем, могут использоваться людьми с металлическими протезами внутри тела. Тем, у кого они есть, обычно нельзя делать МРТ, потому что металлические элементы могут перегреваться из-за концентрации вблизи металла высокого электрического поля. Когда мы применяем резонатор, мы концентрируем всю энергию в малой области, при этом на остальные области тела мы никак не влияем. Получается, мы увеличиваем безопасность проведения процедуры, и ее могут использовать те, кто не мог раньше — не только в урологии.

Когда человек лежит в томографе без резонатора, мы собираем полезный сигнал, но также много шума. При этом сигнал собирается из области исследования, а шум — со всего тела. Вся приемо-передача происходит в малой области, и изображение становится качественнее.

Евгений Корешин

Какие сложности есть у вашей разработки на пути к рынку?

Коммерческие катушки проще в обращении, а наше устройство — чуть сложнее и нуждается в настройке. Однако нет ничего невозможного, мы видим шаги, которые нужно пройти. Например, в самой катушке можно улучшить качество принимаемых изображений, потому что сейчас она в целом не является оптимальной. А сейчас наша главная цель — сделать катушку проще, чтобы ее могли использовать доктора.

И тогда их можно будет применять в больницах?

Да. Если сейчас подойти к врачу-рентгенологу и спросить об импользовании МРТ в урологии, он расскажет про такие заболевания, как рак предстательной железы или болезни мочевыводящих путей (эти области находятся внутри тела). Именно половой орган методами МРТ изучали очень мало — на эту тему есть всего около 10 весомых научных статей.

Есть ряд специфических заболеваний, которые можно увидеть при помощи МРТ. Если вовремя распознать, что нервная ткань работает плохо, можно заранее начать лечить, например эректильную дисфункцию. Другим примером заболевания является болезнь Пейрони, которая может приводить к искривлениям и переломам половго члена.

Как вы думаете, чем вам поможет победа в конкурсе?

Наука у нас устроена так, что мы работаем по грантам. Примут заявку на грант или нет, зависит от признания научным сообществом результатов вашей работы. Победа в конференции — это очень высокая оценка, она повышает шансы на дальнейшее успешное развитие проекта.

Ольга Сафонова

Журналист