Früherkennung von Krankheiten durch neue MRI Fingerprint -Methode
Ein neues Verfahren der Magnetresonanztomographie ( MRI ) Routinemäßig vor Ort bestimmte Krebsarten, multiple sklerose . herzkrankheit und anderen Krankheiten früh, wenn sie die meisten behandelbar, Forscher an der Case Western Reserve University und University Hospitals (UH) Fall Medical Center schlagen in der Zeitschrift Der Natur.
Jedes Körpergewebe und Krankheit hat einen einzigartigen Fingerabdruck, der verwendet werden kann , um schnell Probleme zu diagnostizieren , sagen die Wissenschaftler .
Durch den Einsatz neuer MRT -Technologien für die verschiedenen physikalischen Eigenschaften gleichzeitig zu scannen, differenziert sich das Team der weißen Substanz aus der grauen Substanz von Liquor im Gehirn in etwa 12 Sekunden , mit dem Versprechen, dies zu tun, viel schneller in der nahen Zukunft .
Die Technologie hat das Potenzial, eine MRT-Untersuchung Standardverfahren in der jährlichen Check-ups zu machen, glauben die Autoren. Ein Ganzkörper- Scan dauert nur Minuten wäre viel mehr Informationen liefern und erfordern keine Radiologen , die Daten zu interpretieren , so dass Diagnose billig, im Vergleich zu heutigen Scans behaupten sie .
" Das übergeordnete Ziel ist es, spezifisch identifizieren einzelnen Geweben und Erkrankungen , um hoffentlich die Dinge zu sehen und zu quantifizieren, die Dinge , bevor sie zu einem Problem werden ", sagte Mark Griswold , ein Radiologie Professor an der Case Western Reserve School of Medicine und UH Case Medical Center. "Aber zu versuchen, dorthin zu gelangen, mussten wir aufgeben, alles, was wir über die MRI kannte und von vorn beginnen . "
Griswold hat auf dieses Ziel mit der Case Western Reserve Vikas Gulani , MD, Assistant Professor für Radiologie und Nicole Seiberlich , Assistant Professor für Biomedizinische Technik arbeitet , für ein Jahrzehnt. Während der letzten drei Jahre , entwickelten sie die Technologie und das Konzept bewiesen mit Student Dan Ma ; Kecheng Liu , PhD, Kooperationen Manager von Siemens Medical Solutions Inc .; Jeffrey L. Sonnenschein, MD, Professor für Radiologie und Radiologe am UH Fall Medical Center ; und Jeffrey L. Duerk , Dekan der Fall School of Engineering und Professor für Biomedizinische Technik .
Magnetresonanz- Abbildungsvorrichtung verwendet ein Magnetfeld und Impulse von Radiowellen , um Bilder von Körpergewebe und Strukturen. Magnet-Resonanz- Fingerprinting, MRF zu kurz ist, kann viel mehr Informationen bei jeder Messung als eine herkömmliche MRI erhalten.
Griswold vergleicht den Unterschied in Technologien, um ein Paar von Chören.
" In der traditionellen MRI , jeder ist das gleiche Lied singen und man kann sagen , die lauter singen wird , der off- Pitch ist , der weicher Gesang ist ", sagte er . "Aber das war es . "
Je lauter , weicher und off- Pitch- Gesang wird von dunkel, hell oder helle Punkte in der Prüfung aus, die ein Radiologe muss interpretieren vertreten. Zum Beispiel würde ein MRI Schwellung als heller Bereich in einem Bild anzuzeigen . Aber Helligkeit nicht unbedingt gleichzusetzen mit der Schwere oder Ursache.
"Mit einer MRF " Griswold sagte: " Wir hoffen, dass mit dem ersten Schritt können wir den Schweregrad und sagen genau, was in diesem Bereich geschieht. "
Der Fingerabdruck jedes Gewebes , jede Krankheit und jedes Material im Inneren des Körpers ist daher ein anderer Song . In einer MRF , jedes Mitglied der Chor singt ein anderes Lied gleichzeitig , sagte Griswold . " Was es klingt insgesamt ist eine randomisierte Durcheinander. "
Die Forscher erzeugen einzigartige Songs gleichzeitig unterschiedliche verschiedenen Teilen der Eingangs elektromagnetische Felder, die das Gewebe zu untersuchen. Diese Variationen machen das empfangene Signal empfindlich vier physikalischen Eigenschaften, die von Gewebe zu Gewebe variieren. Diese Unterschiede - die verschiedenen Noten und Texte ihrer Songs - sich herausgestellt, bei der Anwendung von Mustererkennungsprogrammemit der gleichen Mathematik in Gesichtserkennungssoftware .
Die Muster werden dann kartiert . Anstatt auf relative Messungen von einem Bild , das Griswold quantitative Schätzungen sagte ein Gewebe von einem anderen. Da die Technologie fortschreitet, werden diese Ergebnisse zu ermitteln, ob Gewebe gesund oder krank , wie schlecht und durch das, was .
Die Wissenschaftler glauben, dass sie in der Lage, insgesamt acht oder neun physikalische Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, die Songs von einer Vielzahl von Geweben , Krankheiten und Materialien hervorruft verhören.
Für einen Patienten würde eine MRF wie eine schnelle MRT scheint . Wenn der Scan abgeschlossen ist, würden alle Songs des Patienten mit dem Gesangbuch , die Ärzte mit einer Reihe von Diagnoseinformationen werden verglichen.
"Wenn Man Darmkrebs ist "Happy Birthday" und wir wollen nicht hören, " alles Gute zum Geburtstag ", der Patient muss nicht Darmkrebs ", sagte Griswold .
Andere Forscher haben versucht, mehrere Parameter in der MRT zu verwenden, aber diese Gruppe war in der Lage , schnell und mit höherer Empfindlichkeit als bei früheren Versuchen zu scannen, fuhr er fort. "Diese Forschung gibt uns Hoffnung . Wir können sehen, dass es möglich ist die MRT kann alle möglichen Dinge zu sehen."
Die Gruppe geht davon aus, Scan-Zeit zu reduzieren und weiterhin die Songbook , oder Bibliothek von Fingerabdrücken in den nächsten Jahren zu bauen, .