超靈敏MRI技術(shù):幫助肺癌患者早期診斷
人口健康直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。據(jù)我國(guó)2013年發(fā)布的腫瘤發(fā)病率統(tǒng)計(jì)年報(bào)表明,肺癌是我國(guó)目前首位惡性腫瘤,是癌癥死亡的頭號(hào)殺手,目前城市中每4名死亡的癌癥患者中,約有1名是肺癌。如何開發(fā)儀器進(jìn)行肺部疾病的早期診斷成為當(dāng)前國(guó)際醫(yī)學(xué)界和科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。
癌癥的發(fā)生和發(fā)展通常是先發(fā)生功能病變,然后演化成結(jié)構(gòu)病變,即功能性變化是發(fā)生在結(jié)構(gòu)變化之前,這也是為什么當(dāng)發(fā)現(xiàn)肺部結(jié)構(gòu)病變時(shí),通常都已經(jīng)到了癌癥中晚期的原因。然而,目前還沒有一種能對(duì)肺部氣體交換功能可視化的成像設(shè)備,這極大地阻礙了對(duì)肺部重大疾病早期的深入研究。
目前的胸透、CT和PET儀器均可用于肺部成像,但由于它們所放射出的射線都屬于高能射線,會(huì)殺死人體內(nèi)的白細(xì)胞,對(duì)人體造成一定傷害,所以不宜短時(shí)間內(nèi)多做。另一方面,肺部氣—?dú)饨粨Q和氣—血交換的功能信息是衡量肺部健康狀態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo),而CT和PET等成像技術(shù)都不能提供這兩大功能信息。
我們這項(xiàng)研究不僅獲得肺部的結(jié)構(gòu)信息,還將對(duì)肺部氣體交換功能進(jìn)行可視化研究,從而展開人體肺部重大疾病的診斷前研究?!敝苄勒f,“其主要原理是:先利用激光技術(shù)增強(qiáng)電子自旋信號(hào),然后將電子信號(hào)轉(zhuǎn)移增強(qiáng)惰性氣體的磁共振信號(hào),進(jìn)而對(duì)肺部氣體進(jìn)行成像。
在實(shí)驗(yàn)室里,專家展示了他和團(tuán)隊(duì)開發(fā)出來的針對(duì)于肺部重大疾病診療的高端醫(yī)療設(shè)備肺部磁共振成像儀。這種超低濃度物質(zhì)檢測(cè)的分子探針和分子影像技術(shù),能夠用于癌癥和腫瘤分子的早期檢測(cè)。“傳統(tǒng)的磁共振技術(shù)通常只能檢測(cè)液體、固體樣品或組織,而不能檢測(cè)氣態(tài)的磁共振信號(hào),因?yàn)闅怏w的密度通常比液體或固體低1000倍左右?!?/p>
超極化129Xe和3He技術(shù)及裝置,能夠克服這個(gè)磁共振的核心挑戰(zhàn),且無放射性,并對(duì)肺部氣體的交換進(jìn)行可視化觀測(cè),點(diǎn)亮肺部影像。
他解釋,目前的所有臨床影像學(xué)方法(胸透、CT等)僅僅能獲得肺部的結(jié)構(gòu)信息,但具有高靈敏磁共振信號(hào)的超極化Xe,卻能使肺部MRI清晰可見,不僅能作為氣體示蹤劑被人自然呼入,并且安全地溶于血液和組織,因此超極化XeMRI也成為目前唯一能對(duì)肺部功能進(jìn)行成像的影像技術(shù)。
目前,世界上掌握著超極化儀器關(guān)鍵技術(shù)的人屈指可數(shù)。這是一項(xiàng)自主研發(fā)、具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù),屬于世界領(lǐng)先,它的成功建立在幾代科學(xué)家在核磁共振技術(shù)上的30年基礎(chǔ)工作上。目前該設(shè)備已實(shí)現(xiàn)XeNMR信號(hào)增強(qiáng)10000倍,并成功獲得國(guó)內(nèi)首幅小動(dòng)物活體肺部MRI影像。預(yù)計(jì)再過一年左右,就能獲得對(duì)人體肺部的MRI影像,預(yù)計(jì)4年以后可以開展臨床研究。
(責(zé)任編輯:付子顏 )
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