Pilnesnis jūsų plaučių vaizdas

Magnetinio rezonanso tomografija (MRT) gali sukurti išsamius beveik visų kūno audinių vaizdus, ​​​​leidžia gydytojams stebėti kraujotaką smegenyse, nustatyti navikų ribas ir rasti paslydusius stuburo diskus. Tačiau įprastinė MRT, kuri vaizduoja vandenį organizme, sukuria prastus plaučių vaizdus, ​​kurie yra pilni oro, ir suteikia neišsamų plaučių funkcijų vaizdą. Dabar mokslininkai iš Harvardo-Smithsonian astrofizikos centro Kembridže, MA, sukūrė pigų MRT aparatą, kuris naudoja silpną magnetinį lauką, kad atvaizduotų svarbiausius plaučių fiziologijos aspektus, kurie nematomi įprastiniams vaizdo gavimo metodams.

MRT stovint: Pigioje MRT sistemoje plaučių funkcijai vizualizuoti naudojamos dalys, kurias galima įsigyti bet kurioje techninės įrangos parduotuvėje. Skaitytuvo viduje sėdintys ir gulintys subjektai nešioja anteną, pagamintą iš kartoninio vamzdelio, vielos ritinius ir guminį dangtelį. Tvorą primenantis metalinių laidų išdėstymas nukreipia silpną magnetinį lauką į objektą. Apačioje yra Harvardo kviestinis mokslininkas Matthew Rosenas, kuris sukūrė sistemą.

Vadovavo Matthew Rosen , kviestinis mokslininkas Harvardo-Smitsono centre ir Ronaldas Walsworthas , Harvardo fizikos vyresnysis dėstytojas, mokslininkai sukūrė MRT skaitytuvą, kuris vaizduoja, kaip dujos teka per plaučius ir kiek deguonies absorbuojama visame plaučių audinyje. Jie naudojo sistemą norėdami ištirti, kaip plaučių funkcija skiriasi gulint ir sėdint arba stovint, ir planuoja astmos tyrimą kartu su Martinos biomedicininio vaizdo centras Bostone. Sistema dar nebuvo naudojama sveikiems ir sergantiems pacientams lyginti. Jei jis pasitvirtins klinikiniuose tyrimuose, Harvardo mokslininkai mano, kad jis būtų nebrangus ir pakankamai paprastas, kad jį būtų galima naudoti pulmonologų kabinetuose.

Plaučių funkcija priklauso nuo kūno orientacijos, tačiau anksčiau to nebuvo įmanoma ištirti, nes atliekant įprastinį MRT, pacientai turėtų gulėti ant nugaros. (PET gali būti naudojamas nagrinėjant kai kuriuos plaučių fiziologijos aspektus, tačiau jis suteikia ribotos informacijos.) Astmos simptomai gali paūmėti, kai pacientas guli, pavyzdžiui. Harvardo sistema leidžia vaizduoti pacientą bet kokia kryptimi, ko niekas niekada negalėjo padaryti, sako Bastianas Driehuysas , Duke universiteto In vivo mikroskopijos centro docentas.

Atvira MRT sistema taip pat gali suteikti galimybę stebėti naujagimių plaučių funkciją intensyviosios terapijos skyriuje, neišimant jų iš inkubatorių. Tyrėjai pateikė laikiną šios paraiškos patentą.

Skirtingai nuo įprastinio MRT, kuris vaizduoja protonus vandens molekulėse, Harvardo MRT sistema stebi magnetiškai poliarizuotas helio dujas, kurias įkvepia tiriamieji. Įprastam MRT reikalingas maždaug 150 kartų stipresnis magnetas nei Harvardo sistemoje, kad būtų galima magnetiškai suderinti protonus kūno viduje. Tačiau Harvardo sistemoje naudojamas helis yra magnetiškai sulygiuotas prieš pacientui jo įkvėpus, todėl skaitytuvo viduje galima naudoti labai silpną magnetą.

Plaučių patikrinimas: Sveiko žmogaus plaučių vaizdai, padaryti Harvardo MRT sistema, rodo regioninę deguonies koncentraciją gulint (kairėje) ir sėdint (dešinėje).

Rosen vaizdo įrenginyje magnetinį lauką sukuria dvi ritės, sumontuotos ant dviejų metalinių sodo grotelių. Šiose konstrukcijose esantys vieliniai tinkleliai ir žiedai nukreipia lauką į centre gulintį, stovintį ar sėdintį žmogų. (Įprastuose magnetinio rezonanso tomografijos aparatuose cilindrinis magnetas, supantis gulintį pacientą, sukuria stiprų magnetinį lauką.) Tiriamasis ant krūtinės nešioja anteną, kurią sudaro kartoninis vamzdelis, apvyniotas vielos rite ir padengtas guma. Įkvėpęs poliarizuoto helio ir oro mišinį per vamzdelį, tiriamasis turi ramiai sėdėti ir sulaikyti kvėpavimą iki 30 sekundžių, kol antena paima magnetinį helio sukimąsi tiriamojo plaučiuose. Rosen sako, kad sistemos sukūrimas kainavo mažiau nei 100 000 USD.

Savo vaizduoklyje Rosenas ir Walsworthas gali matyti helio atomų padėtį tiriamojo plaučiuose. Deguonies molekulės daro įtaką poliarizuoto helio sukimuisi, todėl Harvardo sistema taip pat gali vizualizuoti deguonies koncentraciją plaučiuose. Jei viename plaučių regione jis yra aukštas, deguonis nėra gerai absorbuojamas ir tiriamojo plaučių funkcija gali būti bloga.

Yra keletas kitų grupių, naudojančių poliarizuotas dujas, kad sukurtų plaučių MRT vaizdus, ​​​​sako Driehuysas. Tačiau visos kitos grupės naudoja brangias, parduodamas MRT sistemas. Driehuyso teigimu, Roseno ir Walwortho darbai išskirtiniai yra tai, kad jie sukūrė savo pigų, mažos galios MRT skaitytuvą.

„Harvard-Smithsonian“ mokslininkai dabar pritaiko savo sistemą, kad sutrumpintų vaizdavimo laiką. Rozenas sako, kad jūs turite nejudėti ir sulaikyti kvėpavimą, o tai gali būti sunku žmonėms, kurių plaučių funkcija sutrikusi.

paslėpti