Μια βελτιωμένη μαγνητική τομογραφία ελπίδα για καλύτερες διαγνώσεις

Πηγή: Πανεπιστήμιο του Γιορκ - Reuters, 26 Μαρτίου 2009

Μια νέα τεχνολογία που βελτιώνει δραματικά την ευαισθησία της μαγνητικής τομογραφίας, συμπεριλαμβανομένης και εκείνης που χρησιμοποιείται σε νοσοκομειακούς τομογράφους και εργαστήρια χημείας, έχει αναπτυχθεί από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Γιορκ.

Η τεχνική, που βασίζεται στην χρησιμοποίηση παραυδρογόνου (μόριο υδρογόνου που τα σπιν των πυρήνων του συνδέονται με ορισμένο τρόπο, ενώ η μορφή αυτή κυριαρχεί σε χαμηλές θερμοκρασίες), που είναι τα καύσιμα του διαστημικού λεωφορείου, αναμένεται να βοηθήσει τους γιατρούς να διαγνώσουν καλύτερα την κατάσταση ενός ασθενούς από ότι η κλασσική μαγνητική τομογραφία. Και μάλιστα σε χαμηλότερο κόστος αυξάνοντας παράλληλα το φάσμα των ιατρικών προβλημάτων που μπορούν να εξεταστούν.

Η έρευνα δημοσιεύεται στην τελευταία έκδοση του περιοδικού Science.

Οι ερευνητές πήραν παραυδρογόνο και, μέσω μιας αναστρέψιμης αλληλεπίδρασης με ένα ειδικά σχεδιασμένο μοριακό πλαίσιο, μετέφεραν τον μαγνητισμό του σε μια σειρά μορίων. Ουσιαστικά γίνεται μεταφορά του μαγνητισμού από το παραϋδρογόνο στα μόρια που ενδιαφέρουν τον ερευνητή. Στη συνέχεια, τα μόρια αυτά καθίστανται ευκολότερα στην ανάλυση, λόγω της παρουσίας του μαγνητισμού, που είναι γενικά εύκολα ανιχνεύσιμη. Μέχρι σήμερα κανείς δεν ήταν σε θέση να χρησιμοποιήσει το παραυδρογόνο με αυτόν τον τρόπο.

Ο Gary Green, Διευθυντής του Κέντρου Νευροαπεικόνισης του Γιορκ, δήλωσε: "Η δική μας μέθοδος έχει τη δυνατότητα να βοηθήσει τους γιατρούς στην ταχύτερη και ακριβέστερη διάγνωση σε ένα ευρύ φάσμα ιατρικών παθήσεων. Τελικά αυτή η τεχνική θα μπορούσε να αντικαταστήσει τις υφιστάμενες τεχνικές κλινικής απεικόνισης, που εξαρτώνται από τη χρήση ραδιενεργών ουσιών ή βαρέων μετάλλων, και που δημιουργούν ανησυχίες για την υγεία των ασθενών."

"Οι λεπτομέρειες που φαίνονται με τη νέα ανάλυση είναι τέτοιες που θα επιτρέψουν την παρατήρηση της αποτελεσματικότητας ενός φαρμάκου ή ακόμη και παρακολούθηση του ρυθμού αύξησης ενός όγκου σε μοριακό επίπεδο", συνεχίζει ο Gary Green.

Η νέα μέθοδος θα έχει επίσης σημαντικές επιπτώσεις για την επιστημονική έρευνα, επειδή μειώνει δραστικά τον χρόνο που απαιτείται για την απόκτηση των αποτελεσμάτων με τη χρήση Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού, την πιο δημοφιλή μέθοδος για τη λήψη αναλυτικών και δομικών πληροφοριών στη χημεία.

Ο Simon Duckett, από το Τμήμα Χημείας και Διευθυντής του Κέντρου για το μαγνητικό συντονισμό, δήλωσε: "Είχαμε τη δυνατότητα να αυξήσουμε την ευαισθησία στην Μαγνητική Τομογραφία NMR πάνω από 1000 φορές σε πειραματόζωα. έτσι στοιχεία που κάναμε για να πάρουμε 90 ημέρες,  μπορεί τώρα να γίνεται σε μόνο πέντε δευτερόλεπτα. Ομοίως, μια εικόνα MRI μπορεί τώρα να συγκεντρώνονται σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου και όχι πάνω από 100 ώρες.

"Η εξέλιξη αυτή ανοίγει τη δυνατότητα χρησιμοποίησης τεχνικών NMR για την καλύτερη κατανόηση και των θεμελιωδών λειτουργιών των βιολογικών συστημάτων."

Ο Ian Greer καθηγητής της Ιατρικής Σχολής στο York, δήλωσε: "Αυτή η τεχνολογική πρόοδος έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στην εφαρμογή της ιατρικής απεικόνισης υψηλής ποιότητας στους ασθενείς. Θα προσφέρει σημαντικά οφέλη για τη διάγνωση και θεραπεία σε όλους σχεδόν τους τομείς της ιατρικής και της χειρουργικής επέμβασης, από τη διάγνωση του καρκίνου έως την ορθοπεδική και τα τραύματα. Συνδυάζει με επιτυχία την υψηλής ποιότητας βασική επιστήμη με την κλινική εφαρμογή. "

Και δεύτερη τεχνική

Υπάρχει όμως και μια δεύτερη αμερικανική ομάδα, που ακολούθησε ελαφρώς διαφορετική πορεία: αυτό που έκαναν ήταν να προκαλέσουν υπερπόλωση των μορίων, ρυθμίζοντας τους ρυθμούς περιστροφής των πυρήνων τους έτσι ώστε αυτοί να «εκπέμπουν» το μεγαλύτερο δυνατό «σήμα» που μπορεί να γίνει αντιληπτό. Η τεχνική αυτή προκαλεί μεγάλες ανισορροπίες ανάμεσα στους ρυθμούς περιστροφής των μορίων, οδηγώντας στην εμφάνιση μαγνητικών δυνάμεων, και κατά συνέπεια επιτρέποντας πιο λεπτομερείς σαρώσεις.

Με αυτό τον τρόπο οι ερευνητές είχαν ένα σήμα το οποίο ήταν δεκάδες χιλιάδες φορές πιο ισχυρό από αυτό που εκπέμπεται από το υδρογόνο, που χρησιμοποιείται τώρα στις συμβατικές τεχνικές που αξιοποιεί η μαγνητική τομογραφία.