ştiri

În prezent, imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) se dezvoltă de la imagistica structurală și funcțională tradițională la imagistica moleculară. IRM-ul multinuclear poate obține o varietate de informații despre metaboliți în corpul uman, menținând în același timp rezoluția spațială, îmbunătățind specificitatea detectării proceselor fiziologice și patologice și este în prezent singura tehnologie care poate realiza o analiză cantitativă neinvazivă a metabolismului molecular dinamic uman in vivo.

Odată cu aprofundarea cercetării RMN multi-core, aceasta are perspective largi de aplicare în screening-ul și diagnosticarea precoce a tumorilor, bolilor cardiovasculare, bolilor neurodegenerative, bolilor sistemului endocrin, digestiv și respirator, precum și în evaluarea rapidă a procesului de tratament. Cea mai recentă platformă de cercetare clinică multi-core de la Philips va ajuta medicii imagistici și clinicieni să desfășoare cercetări clinice de ultimă generație. Dr. Sun Peng și Dr. Wang Jiazheng de la Departamentul de Asistență Clinică și Tehnică Philips au oferit o introducere detaliată a dezvoltării de ultimă generație a RMN-ului multi-core și a direcției de cercetare a noii platforme RMN multi-core de la Philips.

Rezonanța magnetică a câștigat Premiul Nobel de cinci ori de-a lungul istoriei sale, în domeniile fizicii, chimiei, biologiei și medicinei și a obținut succese remarcabile în principiile fizicii de bază, structura moleculară organică, dinamica structurilor macromoleculare biologice și imagistica medicală clinică. Printre acestea, imagistica prin rezonanță magnetică a devenit una dintre cele mai importante tehnologii de imagistică medicală clinică, utilizată pe scară largă în diagnosticarea diferitelor boli în diferite părți ale corpului uman. Odată cu îmbunătățirea continuă a nevoilor de asistență medicală, cererea uriașă de diagnosticare precoce și evaluare rapidă a eficacității promovează dezvoltarea imagisticii prin rezonanță magnetică de la imagistica structurală tradițională (T1w, T2w, PDw etc.), imagistica funcțională (DWI, PWI etc.) la imagistica moleculară (1H MRS și MRS/RMN multi-core).

Complexitatea tehnologiei RMN bazate pe 1H, spectrele suprapuse și compresia apă/grăsime îi limitează spațiul ca tehnologie de imagistică moleculară. Poate fi detectat doar un număr limitat de molecule (colină, creatină, NAA etc.), fiind dificil să se obțină procese metabolice moleculare dinamice. Bazată pe o varietate de nuclizi (23Na, 31P, 13C, 129Xe, 17O, 7Li, 19F, 3H, 2H), RMN multinucleară poate obține o varietate de informații despre metaboliții corpului uman, cu rezoluție ridicată și specificitate ridicată și este în prezent singura metodă neinvazivă (izotop stabil, fără radioactivitate; marcarea metaboliților endogeni (glucoză, aminoacizi, acizi grași - netoxică) pentru analiza cantitativă a proceselor metabolice moleculare dinamice umane.

Odată cu progresele continue înregistrate în domeniul sistemelor hardware de rezonanță magnetică, al metodei de secvență rapidă (Multi-Band, Spiral) și al algoritmului de accelerare (compressed sensing, deep learning), imagistica/spectroscopia RMN multi-core se maturizează treptat: (1) se așteaptă să devină un instrument important pentru cercetarea de ultimă generație în biologie moleculară, biochimie și metabolism uman; (2) Pe măsură ce trece de la cercetarea științifică la practica clinică (o serie de studii clinice bazate pe RMN multi-core sunt în desfășurare, FIG. 1), are perspective largi în screening-ul și diagnosticarea precoce a cancerului, a bolilor cardiovasculare, neurodegenerative, digestive și respiratorii, precum și în evaluarea rapidă a eficacității.

Datorită principiilor fizice complexe și dificultății tehnice ridicate ale domeniului RMN, RMN-ul multi-core a reprezentat un domeniu de cercetare unic pentru câteva instituții de cercetare inginerească de top. Deși RMN-ul multi-core a înregistrat progrese semnificative după decenii de dezvoltare, există încă o lipsă de date clinice suficiente pentru a avansa acest domeniu și a-l ajuta cu adevărat pe pacienți.

Bazându-se pe inovația persistentă în domeniul RMN-ului, Philips a depășit în sfârșit blocajul dezvoltării RMN-ului multi-core și a lansat o nouă platformă de cercetare clinică cu cei mai mulți nuclizi din industrie. Platforma este singurul sistem multi-core din lume care a primit Certificarea de Conformitate a Siguranței UE (CE) și certificarea Administrației pentru Alimente și Medicamente din SUA (FDA), permițând o soluție RMN multi-core full-stack la nivel de produs: bobine aprobate de FDA, acoperire completă a secvenței și reconstrucție standard a stației operatorului. Utilizatorii nu trebuie să fie echipați cu fizicieni profesioniști în rezonanță magnetică, ingineri de cod și proiectanți de gradienți RF, ceea ce este mai ușor decât spectroscopia/imagistica 1H tradițională. Maximizarea reducerii costurilor de operare RMN multi-core, comutarea liberă între cercetarea științifică și modul clinic, cea mai rapidă recuperare a costurilor, astfel încât RMN-ul multi-core să intre cu adevărat în clinică.

RMN-ul multi-core este acum direcția cheie a „celui de-al 14-lea Plan cincinal de dezvoltare a industriei echipamentelor medicale” și este o tehnologie de bază cheie pentru imagistica medicală, menită să iasă din rutină și să se combine cu biomedicina de ultimă generație. Echipa de oameni de știință Philips China, motivată de îmbunătățirea capacităților de cercetare și inovare științifică ale clienților, a efectuat cercetări sistematice asupra RMN-ului multi-core. Dr. Sun Peng, Dr. Wang Jiazheng și colab. au propus pentru prima dată conceptul de RMN-nucleomici în RMN în biomedicină (revista de top a Primei Regiuni de Spectroscopie a Academiei Chineze de Științe), care poate utiliza RMN-ul pe baza a diferiților nuclizi pentru a observa o varietate de funcții celulare și procese patologice. Astfel, se poate face o judecată și o evaluare cuprinzătoare a bolilor și a tratamentului [1]. Conceptul de RMN multinucleomici va fi direcția viitoare a dezvoltării RMN. Această lucrare este prima revizuire sistematică a RMN-ului multi-core din lume, acoperind baza teoretică a RMN-ului multi-core, cercetarea preclinică, transformarea clinică, dezvoltarea hardware-ului, progresul algoritmilor, practica inginerească și alte aspecte (Figura 2). În același timp, echipa de oameni de știință a colaborat cu profesorul Song Bin de la Spitalul West China pentru a finaliza primul articol de sinteză despre transformarea clinică a rezonanței magnetice multi-core în China, care a fost publicat în revista Insights into Imaging [2]. Publicarea unei serii de articole despre RMN-ul multi-core arată că Philips aduce cu adevărat frontiera imagisticii moleculare multi-core în China, către clienții chinezi și pacienții chinezi. În conformitate cu conceptul de bază „în China, pentru China”, Philips va utiliza RMN-ul multi-core pentru a promova dezvoltarea rezonanței magnetice în China și a sprijini cauza unei Chine sănătoase.

RMN-ul multinuclear este o tehnologie emergentă. Odată cu dezvoltarea software-ului și hardware-ului RMN, RMN-ul multinuclear a fost aplicat în cercetarea translațională fundamentală și clinică a sistemelor umane. Avantajul său unic este că poate afișa procesele metabolice dinamice în timp real în diferite procese patologice, oferind astfel posibilități pentru diagnosticarea precoce a bolilor, evaluarea eficacității, luarea deciziilor de tratament și dezvoltarea de medicamente. Ar putea chiar ajuta la explorarea de noi mecanisme de patogeneză.

Pentru a promova dezvoltarea în continuare a acestui domeniu, este necesară participarea activă a experților clinicieni. Clinicalizarea dezvoltării platformelor multicore este crucială, inclusiv construirea sistemelor de bază, standardizarea tehnologiilor, cuantificarea și standardizarea rezultatelor, explorarea de noi sonde, integrarea mai multor informații metabolice etc., pe lângă dezvoltarea mai multor studii multicentrice prospective, astfel încât să se promoveze în continuare transformarea clinică a tehnologiei avansate de RMN multicore. Credem cu tărie că RMN-ul multicore va oferi o platformă largă pentru experții în imagistică și clinicieni pentru a desfășura cercetări clinice, iar rezultatele sale vor aduce beneficii pacienților din întreaga lume.