nyheter

För närvarande utvecklas magnetisk resonanstomografi (MRT) från traditionell strukturell avbildning och funktionell avbildning till molekylär avbildning. Multinukleär MR kan erhålla information om en mängd olika metaboliter i människokroppen, samtidigt som den bibehåller den rumsliga upplösningen, förbättrar specificiteten för detektion av fysiologiska och patologiska processer, och är för närvarande den enda tekniken som kan utföra icke-invasiv kvantitativ analys av mänsklig dynamisk molekylär metabolism in vivo.

Med fördjupningen av multi-core MR-forskning har den breda tillämpningsmöjligheter inom tidig screening och diagnos av tumörer, hjärt-kärlsjukdomar, neurodegenerativa sjukdomar, det endokrina systemet, matsmältningssystemet och andningssystemets sjukdomar, samt snabb utvärdering av behandlingsprocessen. Philips senaste multi-core kliniska forskningsplattform kommer att hjälpa bilddiagnostiska och kliniska läkare att utföra banbrytande klinisk forskning. Dr. Sun Peng och Dr. Wang Jiazheng från Philips kliniska och tekniska supportavdelning gav en detaljerad introduktion till den banbrytande utvecklingen av multi-NMR och forskningsinriktningen för Philips nya multi-core MR-plattform.

Magnetisk resonanstomografi har vunnit Nobelpriset fem gånger i sin historia, inom områdena fysik, kemi, biologi och medicin, och har uppnått stora framgångar inom grundläggande fysikprinciper, organisk molekylstruktur, biologisk makromolekylär strukturdynamik och klinisk medicinsk avbildning. Bland dessa har magnetisk resonanstomografi blivit en av de viktigaste kliniska medicinska avbildningsteknikerna, som används i stor utsträckning vid diagnos av olika sjukdomar i olika delar av människokroppen. Med den kontinuerliga förbättringen av hälsovårdsbehoven främjar den enorma efterfrågan på tidig diagnos och snabb effektutvärdering utvecklingen av magnetisk resonanstomografi från traditionell strukturell avbildning (T1w, T2w, PDw, etc.), funktionell avbildning (DWI, PWI, etc.) till molekylär avbildning (1H MRS och multi-core MRS/MRI).

Den komplexa bakgrunden för 1H-baserad MR-teknik, överlappande spektra och vatten/fett-kompression begränsar dess utrymme som molekylär avbildningsteknik. Endast ett begränsat antal molekyler (kolin, kreatin, NAA, etc.) kan detekteras, och det är svårt att erhålla dynamiska molekylära metaboliska processer. Baserat på en mängd olika nuklider (23Na, 31P, 13C, 129Xe, 17O, 7Li, 19F, 3H, 2H), kan multinukleär MR erhålla en mängd olika metabolitinformation från människokroppen, med hög upplösning och hög specificitet, och är för närvarande den enda icke-invasiva (stabil isotop, ingen radioaktivitet; märkning av endogena metaboliter (glukos, aminosyror, fettsyror – giftfria)) för kvantitativ analys av mänskliga dynamiska molekylära metaboliska processer.

Med de kontinuerliga genombrotten inom hårdvarusystem för magnetisk resonans, snabbsekvensmetoden (Multi-Band, Spiral) och accelerationsalgoritmer (komprimerad avkänning, djupinlärning) mognar flerkärnig MR-avbildning/spektroskopi gradvis: (1) det förväntas bli ett viktigt verktyg för banbrytande forskning inom molekylärbiologi, biokemi och mänsklig metabolism; (2) När det går från vetenskaplig forskning till klinisk praxis (ett antal kliniska prövningar baserade på flerkärnig MR pågår, FIG. 1), har det breda möjligheter för tidig screening och diagnos av cancer, hjärt-kärlsjukdomar, neurodegenerativa sjukdomar, matsmältnings- och luftvägssjukdomar, samt snabb utvärdering av effekt.

På grund av de komplexa fysikaliska principerna och den höga tekniska svårighetsgraden inom MR-området har multicore-MR varit ett unikt forskningsområde för ett fåtal ledande tekniska forskningsinstitutioner. Även om multicore-MR har gjort betydande framsteg efter årtionden av utveckling, saknas det fortfarande tillräckliga kliniska data för att utveckla detta område för att verkligen betjäna patienter.

Baserat på ihållande innovation inom MR-området har Philips äntligen brutit utvecklingsflaskhalsen för flerkärnig MR och lanserat en ny klinisk forskningsplattform med flest nuklider i branschen. Plattformen är det enda flerkärniga systemet i världen som har fått EU:s säkerhetscertifiering (CE) och certifiering från amerikanska livsmedels- och läkemedelsmyndigheten (FDA), vilket möjliggör en fullstack-flerkärnig MR-lösning på produktnivå: FDA-godkända spolar, fullständig sekvenstäckning och standardrekonstruktion för operatörsstationer. Användare behöver inte vara utrustade med professionella magnetresonansfysiker, kodingenjörer och RF-gradientdesigners, vilket är enklare än traditionell 1H-spektroskopi/avbildning. Maximera minskningen av driftskostnaderna för flerkärnig MR, fritt växling mellan vetenskaplig forskning och kliniskt läge, snabbast kostnadstäckning, så att flerkärnig MR verkligen når kliniken.

Flerkärnig MR är nu den viktigaste inriktningen för den "14:e femåriga utvecklingsplanen för medicinsk utrustningsindustrin" och är en viktig kärnteknik för medicinsk avbildning för att bryta igenom rutinen och kombinera med banbrytande biomedicin. Philips kinesiska forskarteam, drivet av att förbättra kundernas vetenskapliga forsknings- och innovationsförmåga, genomförde systematisk forskning om flerkärnig MR. Dr. Sun Peng, Dr. Wang Jiazheng et al. föreslog först konceptet med MR-nukleomik i NMR inom biomedicin (topplistad i Journal of the First Region of Spectroscopy of Chinese Academy of Sciences), som kan använda MR baserat på olika nuklider för att observera en mängd olika cellfunktioner och patologiska processer. Således kan en omfattande bedömning och utvärdering av sjukdomar och behandling göras [1]. Konceptet med MR-multinukleomik kommer att vara den framtida inriktningen för MR-utveckling. Denna artikel är den första systematiska översikten av flerkärnig MR i världen och täcker den teoretiska grunden för flerkärnig MR, preklinisk forskning, klinisk transformation, hårdvaruutveckling, algoritmutveckling, ingenjörspraxis och andra aspekter (Figur 2). Samtidigt samarbetade forskargruppen med professor Song Bin från West China Hospital för att färdigställa den första översiktsartikeln om den kliniska omvandlingen av multikärnig MR i Kina, vilken publicerades i tidskriften Insights into Imaging [2]. Publiceringen av en artikelserie om multikärnig MR visar att Philips verkligen tar gränsen för multikärnig molekylär avbildning till Kina, till kinesiska kunder och till kinesiska patienter. I linje med kärnkonceptet "i Kina, för Kina" kommer Philips att använda multikärnig MR för att främja utvecklingen av Kinas magnetiska resonans och bidra till ett hälsosamt Kina.

Multinukleär MRI är en framväxande teknik. Med utvecklingen av MR-programvara och hårdvara har multinukleär MRI tillämpats på grundläggande och klinisk translationell forskning av mänskliga system. Dess unika fördel är att den kan visa dynamiska metaboliska processer i realtid i olika patologiska processer, vilket ger möjligheter till tidig diagnos av sjukdomar, effektutvärdering, behandlingsbeslut och läkemedelsutveckling. Det kan till och med bidra till att utforska nya mekanismer för patogenes.

För att främja vidareutvecklingen av detta område behövs aktivt deltagande från kliniska experter. Klinisk utveckling av multikärnplattformar är avgörande, inklusive konstruktion av grundläggande system, standardisering av tekniker, kvantifiering och standardisering av resultat, utforskning av nya prober, integration av multimetabolisk information etc., utöver utveckling av mer prospektiva multicenterstudier, för att ytterligare främja den kliniska omvandlingen av avancerad multikärnig MR-teknik. Vi är övertygade om att multikärnig MR kommer att ge en bred scen för bilddiagnostiska och kliniska experter att utföra klinisk forskning, och dess resultat kommer att gynna patienter runt om i världen.