اخبار

در حال حاضر، تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) از تصویربرداری ساختاری سنتی و تصویربرداری عملکردی به تصویربرداری مولکولی در حال توسعه است. MR چند هسته‌ای می‌تواند اطلاعات متنوعی از متابولیت‌ها را در بدن انسان به دست آورد، ضمن حفظ وضوح مکانی، اختصاصیت تشخیص فرآیندهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیک را بهبود بخشد و در حال حاضر تنها فناوری است که می‌تواند تجزیه و تحلیل کمی غیرتهاجمی متابولیسم مولکولی پویای انسان را در داخل بدن انجام دهد.

با تعمیق تحقیقات MR چند هسته‌ای، این فناوری چشم‌اندازهای کاربردی گسترده‌ای در غربالگری و تشخیص زودهنگام تومورها، بیماری‌های قلبی عروقی، بیماری‌های عصبی، بیماری‌های سیستم غدد درون‌ریز، دستگاه گوارش و دستگاه تنفسی و ارزیابی سریع روند درمان دارد. جدیدترین پلتفرم تحقیقات بالینی چند هسته‌ای فیلیپس به پزشکان تصویربرداری و بالینی کمک خواهد کرد تا تحقیقات بالینی پیشرفته‌ای را انجام دهند. دکتر سان پنگ و دکتر وانگ جیاژنگ از بخش پشتیبانی بالینی و فنی فیلیپس، مقدمه‌ای مفصل در مورد توسعه پیشرفته multi-NMR و جهت‌گیری تحقیقاتی پلتفرم MR چند هسته‌ای جدید فیلیپس ارائه دادند.

رزونانس مغناطیسی در طول تاریخ خود پنج بار جایزه نوبل را در زمینه‌های فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و پزشکی دریافت کرده است و در اصول فیزیک پایه، ساختار مولکولی آلی، دینامیک ساختار ماکرومولکولی بیولوژیکی و تصویربرداری پزشکی بالینی به موفقیت‌های بزرگی دست یافته است. در میان آنها، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی به یکی از مهمترین فناوری‌های تصویربرداری پزشکی بالینی تبدیل شده است که به طور گسترده در تشخیص بیماری‌های مختلف در قسمت‌های مختلف بدن انسان مورد استفاده قرار می‌گیرد. با بهبود مستمر نیازهای مراقبت‌های بهداشتی، تقاضای زیاد برای تشخیص زودهنگام و ارزیابی سریع اثربخشی، توسعه تصویربرداری رزونانس مغناطیسی را از تصویربرداری ساختاری سنتی (T1w، T2w، PDw و غیره)، تصویربرداری عملکردی (DWI، PWI و غیره) به تصویربرداری مولکولی (MRS 1H و MRS/MRI چند هسته‌ای) ارتقا می‌دهد.

پیشینه پیچیده فناوری MR مبتنی بر 1H، طیف‌های همپوشانی و فشرده‌سازی آب/چربی، فضای آن را به عنوان یک فناوری تصویربرداری مولکولی محدود می‌کند. تنها تعداد محدودی از مولکول‌ها (کولین، کراتین، NAA و غیره) قابل تشخیص هستند و به دست آوردن فرآیندهای متابولیک مولکولی پویا دشوار است. MR چند هسته‌ای که بر اساس انواع نوکلئیدها (23Na، 31P، 13C، 129Xe، 17O، 7Li، 19F، 3H، 2H) ساخته شده است، می‌تواند اطلاعات متابولیتی متنوعی از بدن انسان را با وضوح و اختصاصیت بالا به دست آورد و در حال حاضر تنها روش غیرتهاجمی (ایزوتوپ پایدار، بدون رادیواکتیویته؛ برچسب‌گذاری متابولیت‌های درون‌زا (گلوکز، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب - غیرسمی) برای تجزیه و تحلیل کمی فرآیندهای متابولیک مولکولی پویای انسان است.

با پیشرفت‌های مداوم در سیستم‌های سخت‌افزاری تشدید مغناطیسی، روش توالی سریع (چند باندی، مارپیچی) و الگوریتم شتاب (حسگر فشرده، یادگیری عمیق)، تصویربرداری/طیف‌سنجی MR چند هسته‌ای به تدریج در حال تکامل است: (1) انتظار می‌رود که به ابزاری مهم برای تحقیقات پیشرفته زیست‌شناسی مولکولی، بیوشیمی و متابولیسم انسان تبدیل شود؛ (2) با حرکت از تحقیقات علمی به عمل بالینی (تعدادی از آزمایش‌های بالینی مبتنی بر MR چند هسته‌ای در حال انجام است، شکل 1)، چشم‌اندازهای گسترده‌ای در غربالگری و تشخیص زودهنگام سرطان، بیماری‌های قلبی عروقی، عصبی، گوارشی و تنفسی و ارزیابی سریع اثربخشی دارد.

با توجه به اصول فیزیکی پیچیده و دشواری فنی بالای حوزه MR، MR چند هسته‌ای یک حوزه تحقیقاتی منحصر به فرد در چند موسسه تحقیقاتی مهندسی برتر بوده است. اگرچه MR چند هسته‌ای پس از دهه‌ها توسعه، پیشرفت قابل توجهی داشته است، اما هنوز داده‌های بالینی کافی برای پیشبرد این حوزه جهت خدمت‌رسانی واقعی به بیماران وجود ندارد.

بر اساس نوآوری مداوم در زمینه MR، فیلیپس سرانجام تنگنای توسعه MR چند هسته‌ای را شکست و یک پلتفرم تحقیقات بالینی جدید با بیشترین نوکلئیدها در صنعت منتشر کرد. این پلتفرم تنها سیستم چند هسته‌ای در جهان است که گواهینامه انطباق ایمنی اتحادیه اروپا (CE) و گواهینامه سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) را دریافت کرده و امکان یک راهکار MR چند هسته‌ای تمام‌عیار در سطح محصول را فراهم می‌کند: کویل‌های تأیید شده توسط FDA، پوشش کامل توالی و بازسازی استاندارد ایستگاه اپراتور. کاربران نیازی به مجهز بودن به فیزیکدانان رزونانس مغناطیسی حرفه‌ای، مهندسان کد و طراحان گرادیان RF ندارند، که آسان‌تر از طیف‌سنجی/تصویربرداری سنتی 1H است. کاهش هزینه‌های عملیاتی MR چند هسته‌ای را به حداکثر برسانید، بدون نیاز به جابجایی بین حالت تحقیقات علمی و بالینی، سریع‌ترین بازیابی هزینه را داشته باشید، به طوری که MR چند هسته‌ای واقعاً وارد کلینیک شود.

تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای اکنون جهت‌گیری کلیدی «چهاردهمین برنامه توسعه پنج ساله صنعت تجهیزات پزشکی» است و یک فناوری کلیدی برای تصویربرداری پزشکی جهت عبور از روال‌های معمول و ترکیب آن با زیست‌پزشکی پیشرفته محسوب می‌شود. تیم دانشمندان فیلیپس چین، با انگیزه بهبود تحقیقات علمی و قابلیت‌های نوآوری مشتریان، تحقیقات سیستماتیکی در مورد تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای انجام دادند. دکتر سان پنگ، دکتر وانگ جیاژنگ و همکارانش برای اولین بار مفهوم تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای را در NMR در زیست‌پزشکی (مجله برتر منطقه اول طیف‌سنجی آکادمی علوم چین) پیشنهاد کردند که می‌تواند از تصویربرداری تشدید مغناطیسی مبتنی بر هسته‌های مختلف برای مشاهده انواع عملکردهای سلولی و فرآیندهای پاتولوژیک استفاده کند. بنابراین، می‌توان قضاوت و ارزیابی جامعی از بیماری و درمان انجام داد [1]. مفهوم تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای جهت‌گیری آینده توسعه تصویربرداری تشدید مغناطیسی خواهد بود. این مقاله اولین بررسی سیستماتیک تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای در جهان است که مبانی نظری تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای، تحقیقات پیش بالینی، تحول بالینی، توسعه سخت‌افزار، پیشرفت الگوریتم، عملکرد مهندسی و سایر جنبه‌ها را پوشش می‌دهد (شکل 2). همزمان، تیم دانشمندان با پروفسور سونگ بین از بیمارستان وست چاینا همکاری کردند تا اولین مقاله مروری در مورد تحول بالینی تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای در چین را تکمیل کنند که در مجله Insights into Imaging [2] منتشر شد. انتشار مجموعه‌ای از مقالات در مورد تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای نشان می‌دهد که فیلیپس واقعاً مرز تصویربرداری مولکولی چند هسته‌ای را به چین، به مشتریان چینی و به بیماران چینی می‌آورد. در راستای مفهوم اصلی «در چین، برای چین»، فیلیپس از تصویربرداری تشدید مغناطیسی چند هسته‌ای برای ترویج توسعه رزونانس مغناطیسی چین و کمک به آرمان چین سالم استفاده خواهد کرد.

ام آر آی چند هسته‌ای یک فناوری نوظهور است. با توسعه نرم‌افزار و سخت‌افزار ام آر آی، ام آر آی چند هسته‌ای در تحقیقات پایه و بالینی سیستم‌های انسانی به کار گرفته شده است. مزیت منحصر به فرد آن این است که می‌تواند فرآیندهای متابولیک پویا را در زمان واقعی در فرآیندهای مختلف پاتولوژیک نمایش دهد، بنابراین امکان تشخیص زودهنگام بیماری‌ها، ارزیابی اثربخشی، تصمیم‌گیری در مورد درمان و توسعه دارو را فراهم می‌کند. حتی ممکن است به کشف مکانیسم‌های جدید پاتوژنز کمک کند.

برای توسعه بیشتر این حوزه، مشارکت فعال متخصصان بالینی ضروری است. توسعه بالینی پلتفرم‌های چند هسته‌ای بسیار مهم است، از جمله ساخت سیستم‌های پایه، استانداردسازی فناوری‌ها، کمی‌سازی و استانداردسازی نتایج، کاوش پروب‌های جدید، ادغام اطلاعات متابولیکی متعدد و غیره، علاوه بر توسعه کارآزمایی‌های چند مرکزی آینده‌نگرتر، تا تحول بالینی فناوری پیشرفته MR چند هسته‌ای بیشتر ارتقا یابد. ما قاطعانه معتقدیم که MR چند هسته‌ای، زمینه گسترده‌ای را برای متخصصان تصویربرداری و بالینی جهت انجام تحقیقات بالینی فراهم می‌کند و نتایج آن برای بیماران در سراسر جهان مفید خواهد بود.