МРТ является универсальным диагностическим методом, однако и у него есть свои ограничения. Например, визуализация легких: в воздушных полостях легких находится очень мало объектов, которые можно визуализировать на МРТ. Речь идет о протонах — ядрах водорода, которые есть во всех тканях организма. Именно они дают сигнал на МРТ. Для визуализации невидимых областей в МРТ применяют контрастные вещества (в основном жидкие на основе гадолиния). В случае воздушных полостей контрастным веществом является газ. Плотность его частиц также мала. Некоторые газы, а именно благородные — гелий 3Не. криптон 83Kr, ксенон 129Хе, возможно визуализировать на МРТ, переведя их в гиперполяризованное состояние. Гиперполяризация газов создается путем оптической накачки мощными лазерами. На выходе получается высокополяризованный газ, который безопасен для дыхания, не радиоактивен и не токсичен.
На изображении слева показано изображение 3Не МРТ от гелия в легких, справа обычное МРТ. Дополнительным преимуществом МРТ благородных газов является отсутствие фонового сигнала от протонов тканей организма. Клиническую информацию получают с совмещенных изображений 3Не и обычного протонного 1Н МРТ.
Благородный газ 129Хе проявляет различные свойства в пустых полостях, тканях и плазме крови. За счет этого можно провести уникальные исследования состояния легких.
На серии 129Хе МРТ изображений (60-летний мужчина с одышкой после COVID-19 в анамнезе, через 172 дня после выписки) наглядно демонстрируется преимущество использования гиперполяризованных газов при контроле постковидных изменений: (A) КТ, (B) вентиляция и (C) фазовая визуализация эритроцитов. (D) газ и (E) фазовая визуализация эритроцитов для здорового контроля. МРТ-изображения 129Xe показаны в корональной проекции для обоих пациентов с разрушенными эритроцитами у пациента.
Данный метод широко распространен за рубежом, в Великобритании входит в рутинную клиническую практику. В России ведутся разработки по внедрению гиперполяризованных методов в МГУ им. М.В. Ломоносова, Институте проблем лазерных и информационных технологий РАН, Международном томографическом центре (г. Новосибирск).
