סריקות MRI: בדרך לחוויה אחרת?

ד"ר ליאור ויצמן, פוסט-דוקטורנט במעבדתה של פרופ' יונינה אלדר מהפקולטה להנדסת חשמל בטכניון, מפתח טכנולוגיית MRI מהירה, שקטה ומדויקת.

צילום הדמיה - שתי התמונות מימין מציגות חתכים סמוכים של המוח בהדמיית MRI, והשתיים משמאל הן גירסאות משופרות שלהן. הדמיון בין שני החתכים מנוצל לשיפור איכות התמונה וקיצור דרמטי של 85% במשך הסריקה.

צילום הדמיה – שתי התמונות מימין מציגות חתכים סמוכים של המוח בהדמיית MRI, והשתיים משמאל הן גירסאות משופרות שלהן. הדמיון בין שני החתכים מנוצל לשיפור איכות התמונה וקיצור דרמטי של 85% במשך הסריקה.

צילום תמונת סטילס – משימה שאנו מבצעים כיום כלאחר יד באמצעות הסמארטפון – היה אתגר קשה ומעיק לפני כ-150 שנה. ראשית נדרש הלקוח להזמין תור בסטודיו מיוחד לצילום, ובהגיע תורו היה נאלץ לשבת זמן רב ללא ניע, בסיוע מייצבי ראש, בחדר אפוף עשן – העשן שהפיצו מבזקים מסורבלים ופרימיטיביים. בסוף התהליך הארוך והיקר המתינה לו תמונה בגוני שחור-לבן.

סריקות ה-MRI המקובלות כיום מזכירות את חווית הצילום המיושנת: עלינו להזמין תור – לעתים חודשים מראש – ואז לשכב ללא ניע כ-50 דקות לפחות בתוך מכשיר צר שאינו מומלץ לסובלים מקלסטרופוביה. המטופל, הסובל במשך כל הזמן הזה מרעשים צורמים המסוגלים לחדור מבעד לאוזניות ולאטמי אוזניים, מוזהר כי כל תזוזה שלו עלולה לפגום באיכות התמונה.

האם יבוא יום שבו סריקת MRI תדמה, מנקודת ראותו של המטופל, לצילום סטילס באמצעות הסמראטפון? אין ספק כי היום הזה עוד רחוק, אולם לאחרונה התקצרה הדרך אליו הודות למחקר משותף שנערך במימון מלגת אשכול (משרד המדע) ובחסות תכנית מרכזי המצוינות (i-core) של ות"ת וממשלת ישראל. במחקר השתתפו פרופ' יונינה אלדר וד"ר ליאור ויצמן מהטכניון, ד"ר דפנה בן בעש"ט מבית החולים איכילוב וד"ר אסף טל ממכון ויצמן.

הנחת המוצא של המחקר היא כי חלק גדול מן המידע הנאסף בסריקות ה-MRI הקיימות אינו נחוץ לאיבחון המדויק. מידע זה כולל חתכים (תמונות דו-ממדיות) המקובצות ברצפים. כל רצף בנוי מחתכים רבים, ההופכים אותו ל"תמונה נפחית" מלאה של האיבר כולו. השיטה הקיימת, שבה נסרקים כל הרצפים במלואם, צורכת זמן סריקה ממושך מאוד.

ד"ר ליאור ויצמן

ד"ר ליאור ויצמן

הגישה שנבחנה במחקר המשותף מבוססת על ניצול הדמיון בין חתכים שונים ובין רצפים שונים. מאחר שבין חתכים קרובים ורצפים עוקבים שורר דמיון רב, אפשר לדגום רק חלק מהמידע הכולל וכך לקצר את זמן הסריקה מבלי להפסיד מידע משמעותי. יתר על כן, תהליך זה משפר משמעותית את איכות התמונה – שינוי המסייע רבות לצוות הרפואי.

במחקר נבחנה דרך נוספת לקיצור זמן הסריקה: שימוש בסריקות שבוצעו במטופל בעבר. באמצעות אלגוריתם שפיתחה קבוצת המחקר בודקת המערכת את הדמיון בין הסריקה הנוכחית לסריקות קודמות, ועל סמך בדיקה זו מאפשרת חיסכון רב במידע שיש לרכוש עבור הסריקה הנוכחית.

השימוש בשיטות החדשות הובילו לצמצום דרמטי (של עד 85%) בכמות המידע שיש לאסוף בסריקת MRI. פירוש הדבר הוא קיצור משך הסריקה ב-85%. יתר על כן, במחקר נוסף הצליחה הקבוצה להפחית בכ-18% (18 דציבל) את הרעש הנוצר בתוך מכשיר ה-MRI.

"האצה והשקטה של סריקות MRI מעסיקים חוקרים רבים כבר זמן רב," מסביר ד"ר ויצמן, "אולם מרבית הפתרונות מצריכים חומרה ייעודית יקרה, וכן אינם מאפשרים קיצור של זמן הסריקה בלי לאבד מידע חיוני רב. הרעיון שלנו – ניצול דמיון בין רצף לרצף ובין חתך לחתך, ושימוש בסריקות קודמות – מאפשר לצמצם דרמטית את זמן הסריקה תוך שיפור איכותה. תוצאות המחקר התפרסמו לאחרונה בכתב העת היוקרתי Medical Physics, וכעת אנו מקווים כי מרכזים רפואיים ויצרנים של מכשירי MRI יאמצו את תוצאותיו וישפרו בכך את סריקת ה-MRI ואת 'חווית המשתמש'."

למאמר:

http://scitation.aip.org/content/aapm/journal/medphys/42/9/10.1118/1.4928148