211service.com
Plnější obraz vašich plic
Magnetická rezonance (MRI) dokáže vytvořit detailní snímky téměř všech tělesných tkání, což umožňuje lékařům sledovat průtok krve v mozku, mapovat hranice nádorů a najít vyklouznuté ploténky. Ale konvenční MRI, která zobrazuje vodu v těle, vytváří špatné obrázky plic, které jsou plné vzduchu, a poskytuje neúplný obraz plicních funkcí. Nyní výzkumníci z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v Cambridge, MA, postavili levný MRI přístroj, který využívá slabé magnetické pole k zobrazení kritických aspektů plicní fyziologie, které jsou pro běžné zobrazovací techniky neviditelné.
Standup MRI: Levný MRI systém pro vizualizaci plicních funkcí využívá díly dostupné v každém železářství. Subjekty sedící a ležící uvnitř skeneru mají na sobě anténu vyrobenou z kartonové trubice, cívek drátu a pryžového krytu. Plotovité uspořádání kovových drátů směřuje slabé magnetické pole k objektu. Na dně je vědec Matthew Rosen z Harvardu, který systém postavil.
Vedené Matthew Rosen , hostující vědec v Harvard-Smithsonian centru, a Ronald Walsworth , docent fyziky na Harvardu, vědci postavili MRI skener, který zobrazuje, jak plyn proudí plícemi a kolik kyslíku je absorbováno plicní tkání. Použili tento systém ke studiu toho, jak se liší funkce plic při ležení, sezení nebo vstávání, a plánují studii astmatu ve spojení s Martinos centrum pro biomedicínské zobrazování v Bostonu. Systém dosud nebyl použit pro srovnání zdravých a nemocných pacientů. Pokud se to v klinických studiích osvědčí, vědci z Harvardu se domnívají, že by to bylo levné a dostatečně jednoduché na to, aby se používalo v ordinacích pulmonologů.
Funkce plic závisí na orientaci těla, ale dříve to nebylo možné studovat, protože konvenční MRI by vyžadovalo, aby pacienti leželi na zádech. (PET lze použít ke sledování některých aspektů fyziologie plic, ale poskytuje omezené informace.) Příznaky astmatu se mohou například zhoršit, když si pacienti lehnou. Harvardský systém umožňuje zobrazení pacienta v jakékoli orientaci, což se nikomu nikdy nepodařilo, říká Bastiaan Driehuys , odborný asistent v Centru pro mikroskopii in vivo na Duke University.
Otevřený systém magnetické rezonance může také umožnit sledování plicních funkcí novorozenců na jednotce intenzivní péče, aniž by je museli vytahovat z inkubátorů. Vědci podali pro tuto přihlášku prozatímní patent.
Na rozdíl od konvenční MRI, která zobrazuje protony v molekulách vody, Harvardský MRI systém monitoruje magneticky polarizované helium vdechované subjekty. Konvenční magnetická rezonance vyžaduje magnet asi 150krát silnější než ten v Harvardském systému k magnetickému uspořádání protonů uvnitř těla. Ale hélium používané v Harvardském systému je magneticky vyrovnáno dříve, než ho pacient vdechne, což umožňuje použití velmi slabého magnetu uvnitř skeneru.
Kontrola plic: Snímky plic zdravého subjektu pořízené systémem Harvardské magnetické rezonance ukazují regionální koncentrace kyslíku vleže (vlevo) a vsedě (vpravo).
V Rosenově zobrazovači je magnetické pole generováno dvěma cívkami namontovanými na něčem, co vypadá jako dvě kovové zahradní mříže. Drátěné mřížky a prstence v těchto strukturách směřují pole k osobě ležící, stojící nebo sedící uprostřed. (V konvenčních MRI přístrojích vytváří silné magnetické pole válcový magnet, který obklopuje pacienta vleže.) Subjekt má na hrudi anténu, která se skládá z kartonové trubice omotané cívkou drátu a potažené gumou. Po vdechnutí směsi polarizovaného helia a vzduchu trubicí musí subjekt nehybně sedět a zadržet dech po dobu až 30 sekund, zatímco anténa zachytí magnetický spin hélia v plicích subjektu. Rosen říká, že vybudování systému stálo méně než 100 000 dolarů.
Rosen a Walsworth ve svém zobrazovači vidí polohu atomů helia v plicích subjektu. Molekuly kyslíku ovlivňují rotaci polarizovaného hélia, takže Harvardský systém může také vizualizovat koncentraci kyslíku v plicích. Pokud je v jedné oblasti plic vysoká, kyslík se špatně vstřebává a subjekt může mít špatnou funkci plic.
Existuje několik dalších skupin, které používají polarizovaný plyn k vytvoření MRI snímků plic, říká Driehuys. Ale všechny ostatní skupiny používají drahé, komerčně dostupné MRI systémy. Driehuys říká, že Rosenova a Walworthova práce je jedinečná v tom, že si postavili svůj vlastní levný, nízkoenergetický MRI skener.
Výzkumníci z Harvard-Smithsonian nyní přizpůsobují svůj systém tak, aby zkrátili dobu potřebnou pro zobrazování. Musíte zůstat v klidu a zadržet dech, říká Rosen, což může být obtížné pro lidi s narušenou funkcí plic.