Исследователь UNM запатентовал лучший метод проведения МРТ пациентов, перенесших операцию по удалению опухоли головного мозга

«Интересно то, что он предоставляет массу функциональной и метаболической информации за одно сканирование и очень совместим с существующими клиническими МРТ-сканерами», — сказал Поссе. «Мы можем получить клинически значимое сканирование пациента с опухолью головного мозга всего за три минуты».

МРТ-сканирование основано на повсеместном распространении водорода в живых тканях (вода – H2O – является наиболее распространенной молекулой в организме) и на том факте, что ядро ​​атома водорода содержит единственный протон. По словам Поссе, аппараты МРТ создают мощное магнитное поле, которое в сочетании с радиоволнами на короткое время поляризует протоны, заставляя их излучать радиосигналы, которые можно преобразовать в изображение.

Структурные МРТ-сканирования создают картину, отражающую различную плотность тканей и свойства релаксации сигналов в организме, например в мозге.

Другой метод МРТ – функциональная МРТ (фМРТ) – выявляет ткани, которые метаболически активны. По словам Поссе, при фМРТ-визуализации мозга сканер обнаруживает повышенный кровоток, который возникает, когда мозговая сеть становится активной. Кроме того, фМРТ может обнаружить более тонкую активность функциональных сетей, даже когда мозг отдыхает.

МРТ также можно использовать для спектроскопической визуализации, которая идентифицирует органические молекулы, уникальные для определенного типа опухоли головного мозга, что помогает онкологам-радиологам направить свои усилия по лечению. «Недавнее исследование, в котором эта биохимическая информация помогла онкологам-радиологам направить свои усилия на лечение активных опухолей, показало улучшение выживаемости пациентов», — сказал он.

По словам Поссе, нейрохирурги могут использовать функциональные и спектроскопические МРТ-сканирования, чтобы направлять их при удалении раковой ткани, стараясь при этом не повредить близлежащие ткани, необходимые для нормального неврологического функционирования. Но оба эти метода отнимают много времени, поскольку каждое сканирование обычно проводится в отдельных сеансах.

Патент Поссе представляет собой новый способ программирования сканеров МРТ, позволяющий им выполнять обе задачи одновременно с помощью сложного инструмента анализа данных.

«Цель этого конкретного патента — выйти за рамки существующей парадигмы сбора данных одного типа за раз путем одновременного сбора нескольких модальностей изображений», — сказал он. «Мы сочетаем функциональную МРТ с метаболической визуализацией – спектроскопической визуализацией. Это значительно сокращает общее время сканирования. У нас есть очень мощный способ очень быстрого сбора данных с помощью нашей высокоскоростной техники функциональной и спектроскопической визуализации».

В настоящее время нейрохирургия часто проводится пациентам, которые бодрствуют и отвечают на вопросы или выполняют задание, чтобы определить, повредит ли следующий разрез критическую структуру, сказал Поссе. Сочетание функционального и спектроскопического МРТ-сканирования предоставит нейрохирургам более качественную информацию и позволит провести анестезию пациента.

«Нейрохирурги всегда уделяли особое внимание двигательной системе, языковой системе и, возможно, зрительной и слуховой сенсорной системе», — сказал он. «Но лобная кора всегда была областью, на которую у них не было большого влияния.

«Именно здесь на помощь приходит МРТ в состоянии покоя. Она позволяет нам составить полную карту мозга во всех областях — в частности, в лобной коре, что невозможно с помощью обычного функционального МРТ-сканирования мозга на основе задач. Если вы соберете достаточно данных, вы сможете разделить до 100 различных сетей состояний покоя, которые представляют разные функции мозга. 

Предварительные результаты исследования, проведенного Поссе и его коллегами из Университета Миннесоты и Питтсбурга, показывают, что МРТ в состоянии покоя работает даже у пациентов под наркозом. «Вы можете оставить пациента под наркозом, и вы все равно сможете видеть сети в состоянии покоя», — сказал он. «Это открывает много возможностей в лечении пациентов».

Недавно Поссе получил значительный грант на передачу технологий малому бизнесу от Национальных институтов здравоохранения для дальнейшей разработки своей инновационной методологии фМРТ-визуализации мозга в состоянии покоя в реальном времени. Его исследования находятся на стыке физики и современной медицины, но его больше всего беспокоит то, как его работа улучшит результаты лечения пациентов в реальных клинических условиях.