Прошло 50 лет с тех пор, как Пол Лаутербур опубликовал свою  основополагающую   статью в Nature , в  которой утверждается , что зевматография — теперь известная большинству как магнитно-резонансная томография или просто МРТ — как жизнеспособный способ визуализации объектов с помощью магнитного поля и радиочастотных сигналов.

Преподаватель Университета Стоуни-Брук в Нью-Йорке на момент открытия, Лаутербур был принят на работу в Иллинойсский университет Урбана-Шампейн в 1980-х годах и получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2003 года за разработку МРТ вместе с британским физиком сэром Питером. Мэнсфилд.

Первый человеческий МРТ-сканер Лаутербура хранится на  выставке МРТ в Иллинойсе  в Институте передовых наук и технологий Бекмана, где передовые достижения в области медицинской визуализации включают:

• Усовершенствованная визуализация кровотока в головном мозге для лучшего понимания шума в ушах .
• Первый атлас МРТ головного мозга бородатой агамы .
• Усилия по демократизации данных нейровизуализации в различных сообществах .

Совсем недавно исследователи открыли возможность  проводить сканирование в режиме реального времени  и видеть физическую механику таких действий, как речь, пение и глотание. Они также разработали методы использования МРТ для  визуализации экспрессии генов  в мозге при обучении.

Брэд Саттон , профессор биоинженерии Иллинойского университета в Урбана-Шампейне и технический директор Центра биомедицинской визуализации в Институте Бекмана, делится своими мыслями по поводу знаменательной годовщины. С ним можно связаться по электронной почте  bsutton@illinois.edu . 

Как технология МРТ изменила сферу медицинских исследований за последние 50 лет?

МРТ стала одним из самых важных инструментов, позволяющих врачам заглянуть внутрь организма, чтобы понять, что происходит при заболевании. МРТ показывает мягкие ткани, такие как мозг, сердце и другие мышцы и органы. Он предоставляет несколько способов просмотра состояния ткани, таких как просмотр формы, изменений в структуре, кровотока и воспаления. Возможность быстро и четко заглянуть внутрь тела привела к передовым методам лечения и более продолжительной и здоровой жизни. МРТ — это гибкий метод визуализации, и многие врачи, ученые и инженеры продолжают разрабатывать новые способы раннего выявления заболеваний, что позволяет проводить более эффективное лечение.

Сами МРТ-сканеры продолжают совершенствоваться. Одним из способов изменения сканеров является напряженность магнитного поля. Это измеряется в Теслах как единица измерения — магнитное поле Земли составляет примерно 0,00005 Тесла. Первый человеческий магнит МРТ Пола Лаутербура был 0,09 Тесла, или примерно в 2000 раз больше магнитного поля Земли. Это позволило ему видеть структуры тела, но зернистые и с низким разрешением. Современные клинические МРТ-системы имеют мощность 3 Тесла. Недавно Иллинойсский университет Урбана-Шампейн и больница Карле совместно приобрели магнит МРТ мощностью 7 тесла. Благодаря этой более высокой напряженности магнитного поля, в 75 раз сильнее, чем первоначальный магнит Лаутербура, мы можем локализовать функцию в мозге примерно до 0,5 миллиметра, четко и с превосходным контрастом.

Как развитие технологии МРТ помогает защитить здоровье человека, особенно в условиях все более стареющего населения?

Новые технологии визуализации с использованием МРТ позволяют нам увидеть, как тело меняется с возрастом и болезнью, и как организм реагирует на вмешательства. Например, мы можем видеть, как мозг меняется по мере того, как мы становимся старше. Дело не только в том, что важные части мозга уменьшаются в размерах; способ, которым различные части мозга взаимодействуют друг с другом, также меняется. Это приводит к менее эффективной обработке информации и может привести к сбоям в таких вещах, как принятие решений.

По мере того, как население стареет, нам нужны эффективные вмешательства, которые позволят нам поддерживать работу нашего мозга в позднем возрасте. МРТ также помогает в этом, позволяя проводить клинические испытания лекарств, влияющих на мозг, а также нефармацевтических вмешательств, таких как аэробные упражнения, йога и специальные тренировки для мозга.

Что мы можем ожидать или на что надеяться от следующих 50 лет исследований МРТ?

В ближайшие несколько лет мы увидим новые системы МРТ с еще более сильным магнитным полем, обеспечивающие изображения тела и мозга с еще более высоким пространственным разрешением.

В то же время мы также видим новые системы МРТ, небольшие и портативные, которые можно разместить в кабинете врача для быстрого доступа. Мы увидим системы, которые объединяют информацию обо всех пациентах, чтобы лучше понять, что мы видим на изображении и что это значит для здоровья пациента. Мы также увидим новую информацию при просмотре изображений с помощью новых методов, ведущих к изображениям, где интенсивность сигнала на изображении представляет количественную информацию о состоянии ткани, включая концентрации ключевых молекул в каждом пикселе изображения, механических и электрических свойства тканей, информация о том, как мозг выполняет свою деятельность, включая изменения в структуре ткани и генетической экспрессии,

Учитывая темпы развития с момента, когда Пол Лаутербур изобразил свой первый живой образец (моллюска) до настоящего времени, я уверен, что мы увидим эти разработки еще через 50 лет.

Источник