novice

Trenutno se magnetna resonanca (MRI) razvija od tradicionalnega strukturnega in funkcionalnega slikanja do molekularnega slikanja. Večjedrna MR lahko pridobi različne informacije o presnovkih v človeškem telesu, hkrati pa ohrani prostorsko ločljivost, izboljša specifičnost zaznavanja fizioloških in patoloških procesov in je trenutno edina tehnologija, ki omogoča neinvazivno kvantitativno analizo dinamičnega molekularnega metabolizma pri ljudeh in vivo.

Z poglabljanjem raziskav večjedrnega MR se odpirajo široke možnosti uporabe pri zgodnjem presejanju in diagnosticiranju tumorjev, srčno-žilnih bolezni, nevrodegenerativnih bolezni, bolezni endokrinega sistema, prebavnega sistema in dihal ter pri hitri oceni procesa zdravljenja. Philipsova najnovejša večjedrna klinična raziskovalna platforma bo zdravnikom, specializiranim za slikanje in klinično prakso, pomagala pri izvajanju najsodobnejših kliničnih raziskav. Dr. Sun Peng in dr. Wang Jiazheng iz Philipsovega oddelka za klinično in tehnično podporo sta podrobno predstavila najsodobnejši razvoj večjedrnega NMR in raziskovalno smer Philipsove nove večjedrne MR platforme.

Magnetna resonanca je v svoji zgodovini petkrat prejela Nobelovo nagrado na področjih fizike, kemije, biologije in medicine ter dosegla velik uspeh na področju osnovnih fizikalnih načel, organskih molekularnih struktur, dinamike bioloških makromolekularnih struktur in kliničnega medicinskega slikanja. Med njimi je slikanje z magnetno resonanco postalo ena najpomembnejših tehnologij kliničnega medicinskega slikanja, ki se pogosto uporablja pri diagnosticiranju različnih bolezni v različnih delih človeškega telesa. Z nenehnim izboljševanjem potreb zdravstvene oskrbe veliko povpraševanje po zgodnji diagnozi in hitri oceni učinkovitosti spodbuja razvoj slikanja z magnetno resonanco od tradicionalnega strukturnega slikanja (T1w, T2w, PDw itd.), funkcionalnega slikanja (DWI, PWI itd.) do molekularnega slikanja (1H MRS in večjedrni MRS/MRI).

Kompleksno ozadje MR tehnologije na osnovi 1H, prekrivajoči se spektri in kompresija vode/maščobe omejujejo njen prostor kot tehnologije molekularnega slikanja. Zaznati je mogoče le omejeno število molekul (holin, kreatin, NAA itd.) in težko je pridobiti dinamične molekularne presnovne procese. Večjedrna MR, ki temelji na različnih nuklidih (23Na, 31P, 13C, 129Xe, 17O, 7Li, 19F, 3H, 2H), lahko pridobi različne informacije o presnovkih v človeškem telesu z visoko ločljivostjo in visoko specifičnostjo ter je trenutno edina neinvazivna (stabilni izotopi, brez radioaktivnosti; označevanje endogenih presnovkov (glukoza, aminokisline, maščobne kisline – nestrupeno) metoda za kvantitativno analizo dinamičnih molekularnih presnovnih procesov pri ljudeh.

Z nenehnimi preboji v strojni opremi za magnetno resonanco, metodi hitrega zaporedja (večpasovna, spiralna) in algoritmu pospeševanja (stisnjeno zaznavanje, globoko učenje) večjedrno MR slikanje/spektroskopija postopoma dozoreva: (1) pričakuje se, da bo postalo pomembno orodje za najsodobnejše raziskave molekularne biologije, biokemije in človeškega metabolizma; (2) Ko se premika od znanstvenih raziskav do klinične prakse (v teku so številne klinične študije, ki temeljijo na večjedrnem MR, SLIKA 1), ima široke možnosti pri zgodnjem presejanju in diagnosticiranju raka, srčno-žilnih, nevrodegenerativnih, prebavnih in dihalnih bolezni ter pri hitri oceni učinkovitosti.

Zaradi kompleksnih fizikalnih principov in velike tehnične zahtevnosti področja magnetne resonance (MR) je večjedrna MR edinstveno raziskovalno področje nekaj vrhunskih inženirskih raziskovalnih ustanov. Čeprav je večjedrna MR po desetletjih razvoja dosegla znaten napredek, še vedno primanjkuje dovolj kliničnih podatkov, da bi to področje resnično služilo pacientom.

Na podlagi vztrajnih inovacij na področju MR je Philips končno prebil ozko grlo razvoja večjedrnega MR in izdal novo platformo za klinične raziskave z največjim številom nuklidov v industriji. Platforma je edini večjedrni sistem na svetu, ki je prejel certifikat EU o skladnosti z varnostjo (CE) in certifikat ameriške Uprave za hrano in zdravila (FDA), kar omogoča celovito večjedrno MR rešitev na ravni izdelka: tuljave, odobrene s strani FDA, popolna pokritost zaporedja in rekonstrukcija standardov operaterjeve postaje. Uporabnikom ni treba imeti profesionalnih fizikov magnetne resonance, inženirjev kode in oblikovalcev RF gradientov, kar je lažje kot tradicionalna 1H spektroskopija/slikanje. Maksimalno zmanjšanje obratovalnih stroškov večjedrnega MR, prosto preklapljanje med znanstvenim raziskovanjem in kliničnim načinom, najhitrejše povračilo stroškov, tako da večjedrni MR resnično pride v kliniko.

Večjedrni MR je zdaj ključna smer »14. petletnega načrta razvoja industrije medicinske opreme« in ključna tehnologija za medicinsko slikanje, ki prebija rutino in se združuje z najsodobnejšo biomedicino. Znanstveniška ekipa Philips China je, ki jo vodi izboljšanje znanstvenoraziskovalnih in inovacijskih zmogljivosti strank, izvedla sistematične raziskave večjedrnega MR. Dr. Sun Peng, dr. Wang Jiazheng in sodelavci so prvi predlagali koncept MR-nukleomike v NMR v biomedicini (najboljši časopis prve regije spektroskopije kitajske akademije znanosti), ki lahko uporablja MR na podlagi različnih nuklidov za opazovanje različnih celičnih funkcij in patoloških procesov. Tako je mogoče celovito presojati in ocenjevati bolezni in zdravljenje [1]. Koncept MR multinukleomike bo prihodnja smer razvoja MR. Ta članek je prvi sistematični pregled večjedrnega MR na svetu, ki zajema teoretične osnove večjedrnega MR, predklinične raziskave, klinično transformacijo, razvoj strojne opreme, napredek algoritmov, inženirsko prakso in druge vidike (slika 2). Hkrati je ekipa znanstvenikov sodelovala s profesorjem Songom Binom iz bolnišnice West China pri dokončanju prvega preglednega članka o klinični preobrazbi večjedrnega MR na Kitajskem, ki je bil objavljen v reviji Insights into Imaging [2]. Objava serije člankov o večjedrnem MR kaže, da Philips resnično prinaša meje večjedrnega molekularnega slikanja na Kitajsko, kitajskim strankam in kitajskim pacientom. V skladu z osrednjim konceptom »na Kitajskem, za Kitajsko« bo Philips uporabljal večjedrni MR za spodbujanje razvoja kitajske magnetne resonance in pomoč pri zdravju Kitajske.

Večjedrna magnetna resonanca (MRI) je nova tehnologija. Z razvojem programske in strojne opreme za MRI se je večjedrna magnetna resonanca začela uporabljati v osnovnih in kliničnih translacijskih raziskavah človeških sistemov. Njena edinstvena prednost je, da lahko prikazuje dinamične presnovne procese v realnem času pri različnih patoloških procesih, kar omogoča zgodnje diagnosticiranje bolezni, ocenjevanje učinkovitosti, odločanje o zdravljenju in razvoj zdravil. Morda celo pomaga pri raziskovanju novih mehanizmov patogeneze.

Za spodbujanje nadaljnjega razvoja tega področja je potrebno aktivno sodelovanje kliničnih strokovnjakov. Razvoj klinične analize večjedrnih platform je ključnega pomena, vključno z izgradnjo osnovnih sistemov, standardizacijo tehnologij, kvantifikacijo in standardizacijo rezultatov, raziskovanjem novih sond, integracijo več presnovnih informacij itd., poleg razvoja bolj perspektivnih večcentričnih preskušanj, da bi še bolj spodbudili klinično preobrazbo napredne večjedrne MR tehnologije. Trdno verjamemo, da bo večjedrna MR zagotovila široko oder za strokovnjake s področja slikanja in kliničnih raziskav, njeni rezultati pa bodo koristili pacientom po vsem svetu.