nieuws

Momenteel ontwikkelt Magnetic Resonance Imaging (MRI) zich van traditionele structurele en functionele beeldvorming naar moleculaire beeldvorming. Multinucleaire MRI kan een breed scala aan metabolietinformatie in het menselijk lichaam verkrijgen, met behoud van ruimtelijke resolutie, de specificiteit van de detectie van fysiologische en pathologische processen verbeteren en is momenteel de enige technologie die niet-invasieve kwantitatieve analyse van het dynamische moleculaire metabolisme van de mens in vivo mogelijk maakt.

Met de verdieping van multi-core MR-onderzoek biedt het brede toepassingsmogelijkheden bij de vroege screening en diagnose van tumoren, hart- en vaatziekten, neurodegeneratieve aandoeningen, aandoeningen van het endocriene systeem, het spijsverteringsstelsel en de luchtwegen, en bij de snelle evaluatie van behandelprocessen. Philips' nieuwste multi-core klinische onderzoeksplatform zal beeldvormende artsen en klinische artsen helpen bij het uitvoeren van baanbrekend klinisch onderzoek. Dr. Sun Peng en Dr. Wang Jiazheng van de afdeling Klinische en Technische Ondersteuning van Philips gaven een gedetailleerde introductie tot de baanbrekende ontwikkeling van multi-NMR en de onderzoeksrichting van Philips' nieuwe multi-core MR-platform.

Magnetische resonantie heeft in haar geschiedenis vijf keer de Nobelprijs gewonnen, in de vakgebieden natuurkunde, scheikunde, biologie en geneeskunde, en heeft grote successen behaald in fundamentele natuurkundige principes, organische moleculaire structuur, biologische macromoleculaire structuurdynamiek en klinische medische beeldvorming. Magnetische resonantiebeeldvorming is onder deze technologieën uitgegroeid tot een van de belangrijkste klinische medische beeldvormingstechnologieën, die veel wordt gebruikt bij de diagnose van diverse ziekten in verschillende delen van het menselijk lichaam. Met de voortdurende verbetering van de behoeften in de gezondheidszorg, bevordert de enorme vraag naar vroege diagnose en snelle evaluatie van de werkzaamheid de ontwikkeling van magnetische resonantiebeeldvorming van traditionele structurele beeldvorming (T1w, T2w, PDw, enz.), functionele beeldvorming (DWI, PWI, enz.) naar moleculaire beeldvorming (1H MRS en multi-core MRS/MRI).

De complexe achtergrond van 1H-gebaseerde MR-technologie, overlappende spectra en water-/vetcompressie beperken de ruimte als moleculaire beeldvormingstechnologie. Slechts een beperkt aantal moleculen (choline, creatine, NAA, enz.) kan worden gedetecteerd en het is moeilijk om dynamische moleculaire metabole processen te meten. Gebaseerd op diverse nucliden (23Na, 31P, 13C, 129Xe, 17O, 7Li, 19F, 3H, 2H), kan multi-nucleaire MR diverse metabolietinformatie van het menselijk lichaam verkrijgen, met hoge resolutie en specificiteit, en is momenteel de enige niet-invasieve (stabiele isotoop, geen radioactiviteit; labeling van endogene metabolieten (glucose, aminozuren, vetzuren – niet-toxisch) voor kwantitatieve analyse van menselijke dynamische moleculaire metabole processen.

Dankzij de voortdurende doorbraken in hardwaresystemen voor magnetische resonantie, de snelle sequentiemethode (Multi-Band, Spiraal) en het versnellingsalgoritme (gecomprimeerde detectie, deep learning) wordt multi-core MR-beeldvorming/spectroscopie geleidelijk volwassen: (1) men verwacht dat het een belangrijk hulpmiddel zal worden voor baanbrekend onderzoek op het gebied van moleculaire biologie, biochemie en menselijk metabolisme; (2) nu het de overstap maakt van wetenschappelijk onderzoek naar klinische praktijk (er zijn een aantal klinische onderzoeken op basis van multi-core MR gaande, FIG. 1), heeft het brede perspectieven voor de vroege screening en diagnose van kanker, cardiovasculaire en neurodegeneratieve aandoeningen, spijsverterings- en luchtwegaandoeningen en voor een snelle evaluatie van de werkzaamheid.

Vanwege de complexe fysische principes en de hoge technische moeilijkheidsgraad van MR is multi-core MR een uniek onderzoeksgebied van enkele vooraanstaande technische onderzoeksinstellingen. Hoewel multi-core MR na tientallen jaren van ontwikkeling aanzienlijke vooruitgang heeft geboekt, ontbreekt het nog steeds aan voldoende klinische gegevens om dit vakgebied daadwerkelijk te ontwikkelen en patiënten te helpen.

Gebaseerd op voortdurende innovatie op het gebied van MR, heeft Philips eindelijk de ontwikkelingsbottleneck van multi-core MR doorbroken en een nieuw klinisch onderzoeksplatform uitgebracht met de meeste nucliden in de industrie. Het platform is het enige multi-core systeem ter wereld dat de EU Safety Conformity Certification (CE) en de US Food and Drug Administration (FDA) certificering heeft ontvangen, wat een full-stack multi-core MR-oplossing op productniveau mogelijk maakt: FDA-goedgekeurde spoelen, volledige sequentiedekking en standaard reconstructie van het operatorstation. Gebruikers hoeven niet te beschikken over professionele magnetische resonantiefysici, code-engineers en RF-gradiëntontwerpers, wat eenvoudiger is dan traditionele 1H-spectroscopie/beeldvorming. Maximaliseer de reductie van multi-core MR Bedrijfskosten, gratis schakelen tussen wetenschappelijk onderzoek en klinische modus, de snelste kostendekking, zodat multi-core MR Echt in de kliniek terechtkomt.

Multi-core MR is nu de belangrijkste richting van het "14e Vijfjarenplan voor de Ontwikkeling van de Medische Apparatuurindustrie" en is een belangrijke kerntechnologie voor medische beeldvorming om de routine te doorbreken en te combineren met geavanceerde biomedische technologie. Het team van wetenschappers van Philips China, gedreven door het verbeteren van de wetenschappelijke onderzoeks- en innovatiemogelijkheden van klanten, voerde systematisch onderzoek uit naar multi-core MR. Dr. Sun Peng, Dr. Wang Jiazheng et al. stelden als eersten het concept van MR-nucleomics voor in NMR in Biomedicine (toptijdschrift van de First Region of Spectroscopy van de Chinese Academie van Wetenschappen), dat MR kan gebruiken op basis van verschillende nucliden om een ​​verscheidenheid aan celfuncties en pathologische processen te observeren. Zo kan een alomvattend oordeel en evaluatie van ziekte en behandeling worden gemaakt [1]. Het concept van MR-multinucleomics zal de toekomstige richting van MR-ontwikkeling zijn. Dit artikel is de eerste systematische review van multi-core MR ter wereld, die de theoretische basis van multi-core MR, preklinisch onderzoek, klinische transformatie, hardwareontwikkeling, algoritmevoortgang, technische praktijk en andere aspecten behandelt (Figuur 2). Tegelijkertijd werkte het team van wetenschappers samen met professor Song Bin van het West China Hospital om het eerste reviewartikel over de klinische transformatie van multi-core MR in China te voltooien, dat werd gepubliceerd in het tijdschrift Insights into Imaging [2]. De publicatie van een reeks artikelen over multicore MR toont aan dat Philips echt de grens van multicore moleculaire beeldvorming naar China, naar Chinese klanten en naar Chinese patiënten brengt. In lijn met het kernconcept van "in China, voor China", zal Philips multi-core MR gebruiken om de ontwikkeling van China's magnetische resonantie te bevorderen en de zaak van een gezond China te helpen.

Multinucleaire MRI is een opkomende technologie. Met de ontwikkeling van MRI-software en -hardware wordt multinucleaire MRI toegepast in fundamenteel en klinisch translationeel onderzoek van menselijke systemen. Het unieke voordeel is dat het realtime dynamische metabole processen in verschillende pathologische processen kan weergeven, wat mogelijkheden biedt voor vroege diagnose van ziekten, evaluatie van de werkzaamheid, besluitvorming over behandelingen en geneesmiddelenontwikkeling. Het kan zelfs helpen bij het verkennen van nieuwe mechanismen van pathogenese.

Om de verdere ontwikkeling van dit vakgebied te bevorderen, is de actieve deelname van klinische experts noodzakelijk. De klinische ontwikkeling van multicore-platforms is cruciaal, inclusief de constructie van basissystemen, de standaardisatie van technologieën, de kwantificering en standaardisatie van resultaten, de verkenning van nieuwe probes, de integratie van meerdere metabole informatie, enz., naast de ontwikkeling van meer prospectieve multicenterstudies, om zo de klinische transformatie van geavanceerde multicore-MR-technologie verder te bevorderen. Wij zijn er vast van overtuigd dat multicore-MR een breed platform zal bieden voor beeldvormings- en klinische experts om klinisch onderzoek uit te voeren, en dat de resultaten ervan patiënten wereldwijd ten goede zullen komen.