uudised

Praegu areneb magnetresonantstomograafia (MRI) traditsioonilisest struktuuri- ja funktsionaalsest pildistamisest molekulaarse pildistamiseni. Mitme tuumaga MRI võimaldab saada mitmesugust teavet inimkeha metaboliitide kohta, säilitades samal ajal ruumilise eraldusvõime, parandades füsioloogiliste ja patoloogiliste protsesside tuvastamise spetsiifilisust ning on praegu ainus tehnoloogia, mis võimaldab inimese dünaamilise molekulaarse metabolismi mitteinvasiivset kvantitatiivset analüüsi in vivo.

Mitmetuumalise magnetresonantstomograafia (MRT) uuringute süvenemisega on sellel laialdased rakendusvõimalused kasvajate, südame-veresoonkonna haiguste, neurodegeneratiivsete haiguste, endokriinsüsteemi, seedesüsteemi ja hingamissüsteemi haiguste varajases sõeluuringus ja diagnoosimises ning raviprotsessi kiires hindamises. Philipsi uusim mitmetuumaline kliiniliste uuringute platvorm aitab pildi- ja kliinilistel arstidel läbi viia tipptasemel kliinilisi uuringuid. Dr Sun Peng ja dr Wang Jiazheng Philipsi kliinilise ja tehnilise toe osakonnast andsid üksikasjaliku ülevaate mitme-NMR-i tipptasemel arengust ja Philipsi uue mitmetuumalise MRT-platvormi uurimissuunast.

Magnetresonants on oma ajaloo jooksul võitnud Nobeli preemia viis korda füüsika, keemia, bioloogia ja meditsiini valdkonnas ning on saavutanud suurt edu füüsika põhiprintsiipide, orgaanilise molekulaarstruktuuri, bioloogilise makromolekulaarse struktuuri dünaamika ja kliinilise meditsiinilise pildistamise valdkonnas. Nende hulgas on magnetresonantstomograafiast saanud üks olulisemaid kliinilise meditsiinilise pildistamise tehnoloogiaid, mida kasutatakse laialdaselt mitmesuguste haiguste diagnoosimisel inimkeha erinevates osades. Tervishoiuvajaduste pideva paranemisega soodustab varajase diagnoosimise ja kiire efektiivsuse hindamise tohutu nõudlus magnetresonantstomograafia arengut traditsioonilisest struktuurikuvamisest (T1w, T2w, PDw jne) ja funktsionaalsest pildistamisest (DWI, PWI jne) kuni molekulaarse pildistamiseni (1H MRS ja mitmetuumaline MRS/MRI).

1H-põhise MR-tehnoloogia keeruline taust, kattuvad spektrid ja vee/rasva kokkusurumine piiravad selle ulatust molekulaarse pildistamistehnoloogiana. Tuvastada saab ainult piiratud arvu molekule (koliin, kreatiin, NAA jne) ja dünaamilisi molekulaarseid ainevahetusprotsesse on keeruline saada. Mitme tuumaga MR, mis põhineb mitmesugustel nukliididel (23Na, 31P, 13C, 129Xe, 17O, 7Li, 19F, 3H, 2H), võimaldab saada mitmesugust teavet inimkeha metaboliitide kohta kõrge eraldusvõime ja spetsiifilisusega ning on praegu ainus mitteinvasiivne (stabiilne isotoop, radioaktiivsuseta; endogeensete metaboliitide (glükoos, aminohapped, rasvhapped – mittetoksiline) märgistamine inimese dünaamiliste molekulaarsete ainevahetusprotsesside kvantitatiivseks analüüsiks.

Tänu pidevatele läbimurretele magnetresonantsi riistvarasüsteemides, kiirjärjestusmeetodites (mitmeribaline, spiraal) ja kiirendusalgoritmides (tihendatud tuvastamine, süvaõpe) on mitmetuumaline MR-kuvamine/spektroskoopia järk-järgult küps: (1) eeldatavasti saab sellest oluline tööriist tipptasemel molekulaarbioloogia, biokeemia ja inimese ainevahetuse uuringutes; (2) liikudes teadusuuringutest kliinilisse praktikasse (käimas on mitu mitmetuumalisel MR-il põhinevat kliinilist uuringut, joonis 1), on sellel laialdased väljavaated vähi, südame-veresoonkonna, neurodegeneratiivsete, seedetrakti ja hingamisteede haiguste varajases sõeluuringus ja diagnoosimises ning kiire efektiivsuse hindamises.

Magnetresonantstomograafia (MR) valdkonna keerukate füüsikaliste põhimõtete ja suure tehnilise keerukuse tõttu on mitmetuumaline magnetresonantstomograafia olnud ainulaadne uurimisvaldkond, mida on kasutanud vaid mõned tipptasemel inseneriteadusasutused. Kuigi mitmetuumaline magnetresonantstomograafia on pärast aastakümneid kestnud arendustööd märkimisväärselt edasi arenenud, puuduvad endiselt piisavad kliinilised andmed, et seda valdkonda patsientide jaoks tõeliselt hästi teenindada.

Lähtudes järjepidevast innovatsioonist magnetresonantstomograafia (MR) valdkonnas, murdis Philips lõpuks mitmetuumalise MR-i arenduse kitsaskoha ja avaldas uue kliiniliste uuringute platvormi, mis sisaldab tööstuses kõige rohkem nukliide. Platvorm on maailmas ainus mitmetuumaline süsteem, mis on saanud ELi ohutusnõuetele vastavuse sertifikaadi (CE) ja USA Toidu- ja Ravimiameti (FDA) sertifikaadi, võimaldades tootetasemel täiskomplekti mitmetuumalist MR-lahendust: FDA poolt heakskiidetud mähised, täielik järjestuse katvus ja operaatori jaama standardne rekonstrueerimine. Kasutajatel ei pea olema professionaalseid magnetresonantsfüüsikuid, koodiinsenere ega raadiosagedusgradiendi disainereid, mis on lihtsam kui traditsiooniline 1H-spektroskoopia/kuvamine. Mitmetuumalise MR-i tegevuskulude maksimaalne vähendamine, vaba ümberlülitus teadusliku uurimistöö ja kliinilise režiimi vahel ning kiireim kulude katmine, et mitmetuumaline MR saaks tõeliselt kliinikusse jõuda.

Mitmetuumaline magnetresonantstomograafia (MR) on nüüdseks „14. viieaastase meditsiiniseadmete tööstuse arengukava” põhisuund ning meditsiinilise pildistamise võtmetehnoloogia, mis peaks rutiinist läbi murdma ja tipptasemel biomeditsiini külge ühenduma. Philipsi Hiina teadlaste meeskond, keda ajendas klientide teadus- ja innovatsioonivõimekuse parandamine, viis läbi süstemaatilisi uuringuid mitmetuumalise MR-i kohta. Dr Sun Peng, dr Wang Jiazheng jt pakkusid esimesena välja MR-nukleoomika kontseptsiooni biomeditsiinis kasutatavas NMR-is (Hiina Teaduste Akadeemia Esimese Spektroskoopia Piirkonna ajakiri), mis võimaldab erinevatel nukliididel põhinevat MR-i kasutada mitmesuguste rakkude funktsioonide ja patoloogiliste protsesside jälgimiseks. Seega saab haiguste ja ravi kohta teha põhjaliku otsuse ja hindamise [1]. MR-multinukleoomika kontseptsioon on MR-i arendamise tulevane suund. See artikkel on maailma esimene mitmetuumalise MR-i süstemaatiline ülevaade, mis hõlmab mitmetuumalise MR-i teoreetilist alust, prekliinilisi uuringuid, kliinilist transformatsiooni, riistvara arendust, algoritmide arengut, inseneripraktikat ja muid aspekte (joonis 2). Samal ajal tegi teadlaste meeskond koostööd Lääne-Hiina haigla professor Song Biniga, et lõpetada esimene ülevaateartikkel mitmetuumalise magnetresonantstomograafia kliinilisest muutumisest Hiinas, mis avaldati ajakirjas Insights into Imaging [2]. Mitmetuumalise magnetresonantstomograafia artiklite seeria avaldamine näitab, et Philips toob mitmetuumalise molekulaarse pildistamise piiri Hiinasse, Hiina klientidele ja Hiina patsientidele. Kooskõlas põhikontseptsiooniga „Hiinas, Hiina heaks“ kasutab Philips mitmetuumalist magnetresonantstomograafiat Hiina magnetresonantsi arengu edendamiseks ja terve Hiina toetamiseks.

Mitmetuumaline magnetresonantstomograafia (MRT) on arenev tehnoloogia. Tänu MRT-tarkvara ja -riistvara arengule on mitmetuumalist MRT-d rakendatud inimese süsteemide fundamentaalsetes ja kliinilistes translatiivsetes uuringutes. Selle ainulaadne eelis on see, et see suudab kuvada reaalajas dünaamilisi ainevahetusprotsesse erinevates patoloogilistes protsessides, pakkudes seega võimalusi haiguste varajaseks diagnoosimiseks, efektiivsuse hindamiseks, raviotsuste tegemiseks ja ravimite väljatöötamiseks. See võib isegi aidata uurida uusi patogeneesi mehhanisme.

Selle valdkonna edasiseks arenguks on vaja kliiniliste ekspertide aktiivset osalemist. Mitmetuumaliste platvormide kliiniliseks rakendamiseks mõeldud arendus on ülioluline, sealhulgas baassüsteemide loomine, tehnoloogiate standardiseerimine, tulemuste kvantifitseerimine ja standardiseerimine, uute sondide uurimine, mitme ainevahetusinfo integreerimine jne, lisaks perspektiivikamate mitmekeskuseliste uuringute väljatöötamisele, et veelgi edendada täiustatud mitmetuumalise magnetresonantstomograafia (MR) tehnoloogia kliinilist ümberkujundamist. Usume kindlalt, et mitmetuumaline magnetresonantstomograafia (MR) pakub pildindus- ja kliinilistele ekspertidele laiaulatuslikke võimalusi kliiniliste uuringute läbiviimiseks ning selle tulemused toovad kasu patsientidele kogu maailmas.