νέα

Προς το παρόν, η μαγνητική τομογραφία (MRI) εξελίσσεται από την παραδοσιακή δομική απεικόνιση και τη λειτουργική απεικόνιση στη μοριακή απεικόνιση. Η πολυπυρηνική μαγνητική τομογραφία μπορεί να λάβει μια ποικιλία πληροφοριών για τους μεταβολίτες στο ανθρώπινο σώμα, διατηρώντας παράλληλα τη χωρική ανάλυση, βελτιώνοντας την εξειδίκευση της ανίχνευσης φυσιολογικών και παθολογικών διεργασιών και είναι σήμερα η μόνη τεχνολογία που μπορεί να πραγματοποιήσει μη επεμβατική ποσοτική ανάλυση του ανθρώπινου δυναμικού μοριακού μεταβολισμού in vivo.

Με την εμβάθυνση της έρευνας για την πολυπύρηνη μαγνητική τομογραφία, έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής στον έγκαιρο έλεγχο και διάγνωση όγκων, καρδιαγγειακών παθήσεων, νευροεκφυλιστικών παθήσεων, παθήσεων του ενδοκρινικού συστήματος, του πεπτικού συστήματος και του αναπνευστικού συστήματος, καθώς και στην ταχεία αξιολόγηση της θεραπευτικής διαδικασίας. Η τελευταία πλατφόρμα κλινικής έρευνας πολλαπλών πυρήνων της Philips θα βοηθήσει τους απεικονιστές και τους κλινικούς ιατρούς να διεξάγουν κλινική έρευνα αιχμής. Οι Δρ. Sun Peng και Δρ. Wang Jiazheng από το Τμήμα Κλινικής και Τεχνικής Υποστήριξης της Philips έδωσαν μια λεπτομερή εισαγωγή στην πρωτοποριακή ανάπτυξη της πολυ-NMR και την ερευνητική κατεύθυνση της νέας πλατφόρμας πολυπύρηνης μαγνητικής τομογραφίας της Philips.

Η μαγνητική τομογραφία έχει κερδίσει το βραβείο Νόμπελ πέντε φορές στην ιστορία της, σε όλους τους τομείς της φυσικής, της χημείας, της βιολογίας και της ιατρικής, και έχει σημειώσει μεγάλη επιτυχία στις βασικές αρχές της φυσικής, στην οργανική μοριακή δομή, στη δυναμική της βιολογικής μακρομοριακής δομής και στην κλινική ιατρική απεικόνιση. Μεταξύ αυτών, η μαγνητική τομογραφία έχει γίνει μια από τις σημαντικότερες τεχνολογίες κλινικής ιατρικής απεικόνισης, που χρησιμοποιείται ευρέως στη διάγνωση διαφόρων ασθενειών σε διάφορα μέρη του ανθρώπινου σώματος. Με τη συνεχή βελτίωση των αναγκών υγειονομικής περίθαλψης, η τεράστια ζήτηση για έγκαιρη διάγνωση και ταχεία αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας προωθεί την ανάπτυξη της μαγνητικής τομογραφίας από την παραδοσιακή δομική απεικόνιση (T1w, T2w, PDw, κ.λπ.), τη λειτουργική απεικόνιση (DWI, PWI, κ.λπ.) έως τη μοριακή απεικόνιση (1H MRS και πολυπύρηνη MRS/MRI).

Το σύνθετο υπόβαθρο της τεχνολογίας μαγνητικής τομογραφίας που βασίζεται στην 1H, τα επικαλυπτόμενα φάσματα και η συμπίεση νερού/λίπους περιορίζουν τον χώρο της ως τεχνολογία μοριακής απεικόνισης. Μόνο ένας περιορισμένος αριθμός μορίων (χολίνη, κρεατίνη, NAA, κ.λπ.) μπορεί να ανιχνευθεί και είναι δύσκολο να ληφθούν δυναμικές μοριακές μεταβολικές διεργασίες. Βασισμένη σε μια ποικιλία νουκλεϊδίων (23Na, 31P, 13C, 129Xe, 17O, 7Li, 19F, 3H, 2H), η πολυπυρηνική μαγνητική τομογραφία μπορεί να λάβει μια ποικιλία πληροφοριών για τους μεταβολίτες του ανθρώπινου σώματος, με υψηλή ανάλυση και υψηλή ειδικότητα, και είναι προς το παρόν η μόνη μη επεμβατική (σταθερό ισότοπο, χωρίς ραδιενέργεια· σήμανση ενδογενών μεταβολιτών (γλυκόζη, αμινοξέα, λιπαρά οξέα - μη τοξικά) για ποσοτική ανάλυση δυναμικών μοριακών μεταβολικών διεργασιών του ανθρώπου.

Με τις συνεχείς εξελίξεις στα συστήματα υλικού μαγνητικού συντονισμού, τη μέθοδο γρήγορης αλληλουχίας (Multi-Band, Spiral) και τον αλγόριθμο επιτάχυνσης (συμπιεσμένη ανίχνευση, βαθιά μάθηση), η απεικόνιση/φασματοσκοπία μαγνητικής τομογραφίας πολλαπλών πυρήνων ωριμάζει σταδιακά: (1) αναμένεται να γίνει ένα σημαντικό εργαλείο για την πρωτοποριακή έρευνα στη μοριακή βιολογία, τη βιοχημεία και τον ανθρώπινο μεταβολισμό· (2) Καθώς μεταβαίνει από την επιστημονική έρευνα στην κλινική πρακτική (υπάρχουν αρκετές κλινικές δοκιμές που βασίζονται σε μαγνητική τομογραφία πολλαπλών πυρήνων, ΣΧ. 1), έχει ευρείες προοπτικές στον έγκαιρο έλεγχο και διάγνωση καρκίνου, καρδιαγγειακών, νευροεκφυλιστικών, πεπτικών και αναπνευστικών παθήσεων, καθώς και στην ταχεία αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας.

Λόγω των πολύπλοκων φυσικών αρχών και της υψηλής τεχνικής δυσκολίας του πεδίου της μαγνητικής τομογραφίας, η πολυπύρηνη μαγνητική τομογραφία έχει αποτελέσει μοναδικό ερευνητικό πεδίο για μερικά κορυφαία ερευνητικά ιδρύματα μηχανικής. Παρόλο που η πολυπύρηνη μαγνητική τομογραφία έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο μετά από δεκαετίες ανάπτυξης, εξακολουθεί να υπάρχει έλλειψη επαρκών κλινικών δεδομένων για την προώθηση αυτού του πεδίου ώστε να εξυπηρετεί πραγματικά τους ασθενείς.

Βασιζόμενη στην επίμονη καινοτομία στον τομέα της μαγνητικής τομογραφίας, η Philips έσπασε επιτέλους το εμπόδιο ανάπτυξης της πολυπύρηνης μαγνητικής τομογραφίας και κυκλοφόρησε μια νέα πλατφόρμα κλινικής έρευνας με τα περισσότερα νουκλίδια στον κλάδο. Η πλατφόρμα είναι το μόνο πολυπύρηνο σύστημα στον κόσμο που λαμβάνει Πιστοποίηση Συμμόρφωσης με την Ασφάλεια της ΕΕ (CE) και πιστοποίηση από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA), επιτρέποντας μια λύση μαγνητικής τομογραφίας πολλαπλών πυρήνων πλήρους στοίβας σε επίπεδο προϊόντος: πηνία εγκεκριμένα από τον FDA, πλήρης κάλυψη ακολουθίας και ανακατασκευή προτύπου σταθμού χειριστή. Οι χρήστες δεν χρειάζεται να είναι εξοπλισμένοι με επαγγελματίες φυσικούς μαγνητικού συντονισμού, μηχανικούς κώδικα και σχεδιαστές διαβάθμισης RF, κάτι που είναι ευκολότερο από την παραδοσιακή φασματοσκοπία/απεικόνιση 1H. Μεγιστοποιήστε τη μείωση του λειτουργικού κόστους μαγνητικής τομογραφίας πολλαπλών πυρήνων, ελεύθερη εναλλαγή μεταξύ επιστημονικής έρευνας και κλινικής λειτουργίας, την ταχύτερη ανάκτηση κόστους, έτσι ώστε η μαγνητική τομογραφία πολλαπλών πυρήνων να εισέρχεται πραγματικά στην κλινική.

Η πολυπύρηνη μαγνητική τομογραφία αποτελεί πλέον την βασική κατεύθυνση του «14ου Πενταετούς Σχεδίου Ανάπτυξης της Βιομηχανίας Ιατρικού Εξοπλισμού» και αποτελεί βασική τεχνολογία για την ιατρική απεικόνιση, η οποία μπορεί να ξεπεράσει τα συνηθισμένα και να συνδυαστεί με την πρωτοποριακή βιοϊατρική. Η ομάδα επιστημόνων της Philips China, καθοδηγούμενη από τη βελτίωση των δυνατοτήτων επιστημονικής έρευνας και καινοτομίας των πελατών, διεξήγαγε συστηματική έρευνα στην πολυπύρηνη μαγνητική τομογραφία. Οι Δρ. Sun Peng, Δρ. Wang Jiazheng κ.ά. πρότειναν για πρώτη φορά την έννοια της μαγνητικής τομογραφίας-νουκλεοτιδίων σε NMR στη Βιοϊατρική (κορυφαίο περιοδικό της Πρώτης Περιοχής Φασματοσκοπίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών), η οποία μπορεί να χρησιμοποιήσει μαγνητική τομογραφία με βάση διαφορετικά νουκλίδια για την παρατήρηση μιας ποικιλίας κυτταρικών λειτουργιών και παθολογικών διεργασιών. Έτσι, μπορεί να γίνει ολοκληρωμένη κρίση και αξιολόγηση ασθενειών και θεραπειών [1]. Η έννοια της πολυπυρηνομετρίας μαγνητικής τομογραφίας θα είναι η μελλοντική κατεύθυνση της ανάπτυξης μαγνητικής τομογραφίας. Αυτή η εργασία αποτελεί την πρώτη συστηματική ανασκόπηση της πολυπύρηνης μαγνητικής τομογραφίας στον κόσμο, καλύπτοντας τη θεωρητική βάση της πολυπύρηνης μαγνητικής τομογραφίας, την προκλινική έρευνα, τον κλινικό μετασχηματισμό, την ανάπτυξη υλικού, την πρόοδο αλγορίθμων, την πρακτική της μηχανικής και άλλες πτυχές (Σχήμα 2). Ταυτόχρονα, η ομάδα επιστημόνων συνεργάστηκε με τον καθηγητή Song Bin του Νοσοκομείου West China για να ολοκληρώσει το πρώτο άρθρο ανασκόπησης σχετικά με τον κλινικό μετασχηματισμό της πολυπύρηνης μαγνητικής τομογραφίας στην Κίνα, το οποίο δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Insights into Imaging [2]. Η δημοσίευση μιας σειράς άρθρων σχετικά με την πολυπύρηνη μαγνητική τομογραφία δείχνει ότι η Philips φέρνει πραγματικά τα όρια της πολυπύρηνης μοριακής απεικόνισης στην Κίνα, στους Κινέζους πελάτες και στους Κινέζους ασθενείς. Σύμφωνα με την βασική ιδέα «στην Κίνα, για την Κίνα», η Philips θα χρησιμοποιήσει την πολυπύρηνη μαγνητική τομογραφία για να προωθήσει την ανάπτυξη του μαγνητικού συντονισμού της Κίνας και να βοηθήσει τον σκοπό της υγιούς Κίνας.

Η πολυπυρηνική μαγνητική τομογραφία (MRI) είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία. Με την ανάπτυξη λογισμικού και υλικού μαγνητικής τομογραφίας, η πολυπυρηνική μαγνητική τομογραφία έχει εφαρμοστεί στη βασική και κλινική μεταφραστική έρευνα ανθρώπινων συστημάτων. Το μοναδικό της πλεονέκτημα είναι ότι μπορεί να απεικονίσει δυναμικές μεταβολικές διεργασίες σε πραγματικό χρόνο σε διαφορετικές παθολογικές διεργασίες, παρέχοντας έτσι δυνατότητες για έγκαιρη διάγνωση ασθενειών, αξιολόγηση αποτελεσματικότητας, λήψη αποφάσεων θεραπείας και ανάπτυξη φαρμάκων. Μπορεί ακόμη και να βοηθήσει στην εξερεύνηση νέων μηχανισμών παθογένεσης.

Προκειμένου να προωθηθεί η περαιτέρω ανάπτυξη αυτού του τομέα, απαιτείται η ενεργός συμμετοχή κλινικών εμπειρογνωμόνων. Η ανάπτυξη κλινικής εφαρμογής πολυπύρηνων πλατφορμών είναι ζωτικής σημασίας, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής βασικών συστημάτων, της τυποποίησης των τεχνολογιών, της ποσοτικοποίησης και της τυποποίησης των αποτελεσμάτων, της εξερεύνησης νέων ανιχνευτών, της ενσωμάτωσης πολλαπλών μεταβολικών πληροφοριών κ.λπ., εκτός από την ανάπτυξη περισσότερων προοπτικών πολυκεντρικών δοκιμών, ώστε να προωθηθεί περαιτέρω ο κλινικός μετασχηματισμός της προηγμένης τεχνολογίας πολυπύρηνης μαγνητικής τομογραφίας. Πιστεύουμε ακράδαντα ότι η πολυπύρηνη μαγνητική τομογραφία θα παρέχει ένα ευρύ πεδίο για τους ειδικούς απεικόνισης και κλινικούς εμπειρογνώμονες να διεξάγουν κλινική έρευνα και τα αποτελέσματά της θα ωφελήσουν ασθενείς σε όλο τον κόσμο.