Magnetresonanztomographie ( MRI ) Ist eine Technik in der Medizin verwendet werden, um Bilder der inneren Organe wie das Herz, die Lungen , die Leber und das Gehirn selbst erstellen. Seit seiner Erfindung im Jahr 1977 hat MRT zu einem Grundnahrungs klinischer Radiologie , Auf der ganzen Welt verwendet werden, um Gesundheitsprobleme weltweit Millionen von Patienten zu identifizieren. Trotz seiner Bedeutung leidet MRI von niedriger Empfindlichkeit , die durch die Injektion von Patienten mit potentiell toxischen Mitteln verbessert werden kann . Die Veröffentlichung in PNAS, haben Forscher der EPFL eine Möglichkeit, räumlich und zeitlich hochauflösenden MRT mit einer sicheren Verbindung, die natürlich im Körper produziert wird erreichen gefunden.
MRI arbeitet durch Manipulation der Ausrichtung des Körperwasserstoffatome, die empfindlich auf Magnetfelder reagieren . Normalerweise unsere körpereigenen Atome drehen sich nach dem Zufallsprinzip , ohne beobachtbare Richtung. Bei einer MRT-Untersuchung ist ein starker Magnet verwendet, um ein magnetisches Feld, das bis zu 40.000 mal stärker als das der Erde sein kann, zu erzeugen. Dies bewirkt, dass etwa die Hälfte der Atome in Richtung des Kopfes des Patienten und die andere Hälfte zu den Füßen hin auszurichten.
Die entgegengesetzte Ausrichtung der Körperatomeaufhebt viel Hintergrund "Rauschen" , da für jedes Atom bis eine Möglichkeit gibt es eine die entgegengesetzte Weise ausgekleidet . Doch ein paar Atome pro Million ( immer noch eine riesige Menge insgesamt) reihen sich in beide Richtungen ohne Abbruch Gegenstück. Durch Auslesen der Energieniveaus dieser Atome kann die MRI -Computer detaillierte Bilder des Körpers, der zentral in der Diagnose von Erkrankungen sein können erzeugen .
Eine bekannte Schwäche der MRT ist eine geringe Empfindlichkeit . Dies kann mit der Verwendung von hyperpolarisations -Techniken, die Injektion von Patienten mit Substraten , die einen stabilen Kohlenstoffisotop , das fast perfekt mit dem Magnetfeld der Maschine ausgerichtet ist, enthalten beinhalten richten. Die Herstellung dieser Kontrastmittel erfordert jedoch die Verwendung von hochreaktiven Chemikalien genannt persistente Radikale , die potentiell toxisch sein kann. Folglich müssen sie auch vor dem Einspritzen der Substrate gefiltert werden und erfordern zusätzliche pharmakologischen Tests , die alle das MRI-Kontrast deutlich verringern, ohne ein Risiko für den Patienten.
Forscher ersetzen giftige Chemikalien mit einer natürlichen Substanz
Ein Forscherteam um Arnaud Kommentar führte entwickelt eine bahnbrechende Lösung für dieses Problem . Sie fanden, daß eine hohe Auflösung in der kontrastverstärkten MR noch mit Brenztraubensäure, einer organischen Chemikalie, die in dem Körper als Folge der Zuckerbruchnatürlicherweiseerreicht werden , ohne die Notwendigkeit von persistenten Radikale.
Die Wissenschaftler ausgesetzt gefroren, reine Brenztraubensäure mit ultraviolettem Licht für eine Stunde, was zu der Erzeugung von nicht-persistente Radikale in hoher Konzentration geführt. Die Reste automatisch rekombinieren , um eine Lösung an, die nur Verbindungen, die natürlicherweise im Körper vorhanden sind, aber in viel geringeren Konzentrationen zu erzeugen. Es wurde verwendet, um hochaufgelöste MR auf einer Mausgehirn auszuführen. Die resultierenden Bilder zeigten detaillierte räumliche und zeitliche Auflösung bis zur Nachführung des Metabolismus von Brenztraubensäure in das Gehirn des Tieres .
Der neue Hyperpolarisation Methode eröffnet einen Weg, um MRI mit Verbindungen , die nicht toxisch sind , damit Verringerung oder ganz eliminiert damit verbundenen gesundheitlichen Risiken führen . Darüber hinaus , da es nicht die Filterung oder zusätzliche Tests erforderlich , wird das Verfahren über die Zeit und Kosten der kontrastverstärkten MR -Protokolle verringern , wodurch die Qualität der Scans und der Diagnose zu verbessern. Die Autoren glauben, dass die Technik schnell in klinischen Umfeld integriert werden und nennen es " ein wesentlicher Schritt in Richtung klinische Radiologie frei von Nebenwirkungen " .