ης Νικολέτας Ντάμπου
Ερευνητές και ιατροί διαθέτουν πλέον ένα νέο εργαλείο που τους βοηθά να επεκτείνουν την γνώση τους σχετικά με την ασθένεια και την πολυπλοκότητα του ανθρωπίνου σώματος.
Η εικόνα αυτή, δημιουργημένη από έναν GE SIGNA Premier, απεικονίζει τις εγκεφαλικές ίνες (γνωστή και ως δεσμιδογραφία). Χορηγός εικόνας: Alan McMillan, PhD, Wisconsin Institutes for Medical Research, Department of Radiology, University of Wisconsin – Madison.
Οι επιστήμονες έχουν πραγματοποιήσει εξαιρετικές προόδους για την κατανόηση του κόσμου γύρω μας. Έχουν στείλει αστροναύτες στο διάστημα, έχουν εξερευνήσει τα βάθη των ωκεανών και έχουν κατασκευάσει πανίσχυρους υπολογιστές σε μέγεθος τσέπης. Το σύμπαν μπορεί πλέον να χαρτογραφηθεί όμως η θεραπεία του καρκίνου βρίσκεται ακόμη υπό έρευνα ενώ τώρα αρχίζουν να γίνονται κατανοητές οι περίπλοκες διασυνδέσεις του εγκεφάλου.
Η έρευνα είναι πολύ σημαντική ώστε να ξεπεραστούν τα υφιστάμενα εμπόδια στο χώρο της ιατρικής και να δοθούν καθοριστικής σημασίας απαντήσεις σε εκατομμύρια ανθρώπους ανά τον κόσμο. Η μαγνητική τομογραφία αποτελεί ένα εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο για τους ερευνητές προκειμένου να κατανοήσουν τον τρόπο που λειτουργεί το ανθρώπινο σώμα με έναν μη επεμβατικό τρόπο, ωστόσο παραμένει μία αρκετά νέα τεχνολογία. Οι ερευνητές και οι ιατροί έχουν πλέον στη διάθεσή τους ένα εργαλείο που τους βοηθά να επεκτείνουν την γνώση τους σχετικά με την ασθένεια και την πολυπλοκότητα του ανθρωπίνου σώματος.
Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin – Madison χρησιμοποιούν νέα τεχνολογία μαγνητικής τομογραφίας που τους επιτρέπει να δουν καλύτερα τον εγκέφαλο και να διεξάγουν έρευνες που θα τους βοηθήσουν να κατανοήσουν την ασθένεια και τον τρόπο για να την θεραπεύσουν. Ο νέος, “ultra-premium”, μαγνητικός τομογράφος SIGNA Premier 3.0T της GE Healthcare είναι το αποτέλεσμα της συνεργασίας ερευνητικών κέντρων ανά τον κόσμο που εργάστηκαν για τον σχεδιασμό νέων απεικονιστικών εργαλείων, κυρίως για να βοηθήσουν τους ερευνητές στον εντοπισμό των βιοδεικτών για την πιθανή διάγνωση της ήπιας Τραυματικής Εγκεφαλικής Βλάβης – ΤΕΒ (Traumatic Brain Injury).
Samuel A. Hurley, Ph.D., Μεταδιδακτορικός Φοιτητής Φυσικής PET/MR, Τμήμα Νευροεπιστήμης, Τμήμα Ακτινολογίας, University of Wisconsin – Madison & Alan McMillan, PhD, Wisconsin Institutes for Medical Research, Τμήμα Ακτινολογίας, University of Wisconsin – Madison φωτογραφημένοι με τον SIGNA Premier.
Φτάνοντας στη «λευκή» ουσία
Οι Δρ. Alan McMillan και Δρ. Samuel Hurley, ερευνητές στο Τμήμα Ακτινολογίας του Πανεπιστημίου του Wisconsin, χρησιμοποιούν τον SIGNA Premier στη νευρολογική έρευνα με παρόμοιο τρόπο με εκείνον του Human Connectome Project, έργο που επικεντρώνεται στην κατασκευή ενός χάρτη πλήρους αποτύπωσης των δομικών και λειτουργικών νευρικών διασυνδέσεων του εγκεφάλου.
Οι Δρ. McMillan και Δρ. Hurley χρησιμοποιούν τον SIGNA Premier σε ερευνητικό περιβάλλον για να βοηθήσουν στην ανάπτυξη ποσοτικών μεθόδων που μετρούν την λευκή ουσία του εγκεφάλου κατά την εξέλιξη της ασθένειας. Ωθούν το σύστημα στα όριά του προκειμένου να επιτύχουν περισσότερο σήμα και καλύτερη χωρική ανάλυση, κάτι που βοηθά στην ταυτοποίηση των μικρότερων νευρικών διαδρομών.
«Μέχρι στιγμής είμαστε πολύ ικανοποιημένοι» μας λέει ο Δρ. Hurley. «Μπορούμε να ρυθμίσουμε τα πρωτόκολλα της μαγνητικής τομογραφίας που χρειαζόμαστε και να τα αναλύσουμε βάσει των προτύπων του υπάρχοντος “Human Connectome Project”. Και παίρνουμε αποτελέσματα που δείχνουν ακόμη και καλύτερα αυτών που έχουμε λάβει στο παρελθόν.»
Βλέποντας ακόμη και τις μικρότερες λεπτομέρειες, οι ερευνητές μπορούν πλέον να δουν περισσότερα από ποτέ, συμπεριλαμβανομένης της λευκής ουσίας και των διασταυρούμενων ινών (“crossing fibers”) του εγκεφάλου. Η έρευνα του Δρ. Hurley μετρά τις φυσικές διασυνδέσεις μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου, όπου η λευκή ουσία λειτουργεί ως η καλωδίωση που τις ενώνει και στη συνέχεια συνδέει τον εγκέφαλο με το σώμα μέσω του νωτιαίου μυελού.
«Η καλωδίωση αυτή δεν ειναι τακτοποιημένη και οργανωμένη. Είναι εξαιρετικά περίπλοκη και διαθέτει πολλά διασταυρούμενα μονοπάτια», λέει ο ίδιος. «Άρα, για να είμαστε σε θέση να λάβουμε ακριβή εικόνα του πως επικοινωνούν μεταξύ τους οι διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου και του πως συνδέονται μεταξύ τους, χρειάζεται να είμαστε σε θέση να δούμε τις διασταυρούμενες ίνες και να δούμε που οδηγούν αυτές οι συνδέσεις.»
Ο SIGNA Premier επιτρέπει στην ερευνητική ομάδα να διακρίνει αυτές τις μικρές δομές του εγκεφάλου και να συγκρίνει τις πληροφορίες με τις υπάρχουσες βάσεις δεδομένων υγιούς δείγματος, κάτι που πιθανά θα προσθέσει πολύτιμες πληροφορίες στην εξέλιξη της νευρολογικής έρευνας. Για τον Δρ. Hurley, αυτός ο τύπος απεικόνισης είναι κρίσιμος για την κατανόηση του τρόπου λετουργίας του σώματος και ιδιαίτερα του εγκεφάλου.
«Λαμβάνουμε μία πολύ πιο ρεαλιστική οπτική του πως οι διασυνδέσεις του εγκεφάλου επικοινωνούν μεταξύ τους κάτι που μας βοηθά στο να μετρήσουμε τον εγκέφαλο με μη παρεμβατικό τρόπο.» αναφέρει ο Δρ. Hurley. «Ωθούμε την τεχνολογία της απεικόνισης ώστε να δημιουργήσουμε ένα χάρτη των διασυνδέσεων του εγκεφάλου και ένα χάρτη των καλωδιώσεων που φαίνεται να είναι ο πιο ακριβής που έχουμε δει έως σήμερα.»
Ο Δρ. Scott Reeder, καθηγητής, Αντιπρόεδρος έρευνας και Επικεφαλής του τμήματος μαγνητικής τομογραφίας στο University of Wisconsin-Madison, χρησιμοποιεί τον SIGNA Premier στην έρευνα του πάνω στην ογκολογία και τις παθήσεις του ήπατος.
”Η υψηλή αποδοτικότητα του συστήματος θα μας επιτρέψει όχι μόνο να ωθήσουμε τις τρέχουσες ερευνητικές εφαρμογές σε νέα επίπεδα, σε όρους χωρικής ανάλυσης, χρόνου σάρωσης και απόδοσης σήματος προς θόρυβο, αλλά δύναται να προσφέρει νέες εφαρμογές που δεν μπορούσαν να πραγματοποιηθούν παλαιότερα.» αναφέρει ο Δρ. Scott Reeder.
Ο καλύτερος τρόπος για να κατανοήσει κανείς τον βελτιωμένο λόγο σήματος προς θόρυβο είναι να τον συγκρίνει με την φωτογράφηση ενός αναμμένου κεριού σε ένα σκοτεινό δωμάτιο. Τυπικά, με μία συνηθισμένη φωτογραφική μηχανή, το αποτέλεσμα θα ήταν μία φτωχή απεικόνιση λόγω του περιορισμένου φωτός από τη φλόγα του κεριού (ή στην περίπτωση της μαγνητικής τομογραφίας, του σήματος) όπως απεικονίζεται στην παραπάνω εικόνα δεξιά. Εν τούτοις, με μία πολύ καλή φωτογραφική μηχανή, η εικόνα που μπορεί να απεικονιστεί διαθέτει καθαρότερα σχήματα και όρια, όπως διαφαίνεται στην εικόνα πάνω αριστερά. Το γεγονός αυτό μπορεί να βοηθήσει στο να ωθηθούν τα όρια της έρευνας στη μαγνητική τομογραφία.
Το “go–to” σύστημα της νευρολογικής έρευνας
Ο SIGNA Premier είναι το αποτέλεσμα τετραετούς συνεργασίας με τη National Football League (NFL) και ερευνητικών κέντρων ανά τον κόσμο που εργάστηκαν για να σχεδιάσουν νέα απεικονιστικά εργαλεία, πρωτίστως για να βοηθήσουν τους ερευνητές στον εντοπισμό των βιοδεικτών για την πιθανή διάγνωση της ήπιας Τραυματικής Εγκεφαλικής Βλάβης. Ο SIGNA Premier προσφέρει ένα νέο επίπεδο κλινικής αποδοτικότητας με επιπρόσθετες ερευνητικές δυνατότητες, ιδιαίτερα για την νευρολογική έρευνα.
Με όλο και αυξανόμενες αναφορές ήπιων Τραυματικών Εγκεφαλικών Βλαβών στους αθλητές, διαπιστώνεται μία συνεχόμενη πίεση να κατανοήσουμε τον εγκέφαλο ώστε να θεραπεύσουμε και να αποτρέψουμε αυτού του είδους τις κακώσεις. «Ο SIGNA Premier θα γίνει το δικό μας “go-to” νευροαπεικονιστικό σύστημα για πολλές από τις κλινικές και ερευνητικές εφαρμογές μας» αναφέρει ο Δρ. Reeder. «Υπάρχει η ελπίδα πως θα βελτιωθεί η κατανόησή μας σχετικά με ασθένειες όπως η χρόνια τραυματική εγκεφαλοπάθεια και η ήπια Τραυματική Εγκεφαλική Βλάβη. Είναι το καλύτερο εργαλείο που διάθετουμε για την πραγματοποίηση νευροαπεικονιστικών εξετάσεων σε αυτούς τους ασθενείς.»
Μεγάλο άνοιγμα για αυξημένη άνεση. Κανένα όριο.
Ο SIGNA Premier διαθέτει Gantry μεγάλης διαμέτρου που επιτρέπει την εξέταση και των πλέον μεγαλόσωμων ασθενών αλλά και όσων υποφέρουν από κλειστοφοβία. Περιλαμβάνει ψηφιακή αρχιτεκτονική μετάδοσης και λήψης ραδιοσυχνοτήτων, επιτρέποντας στους ερευνητές να αποκτούν, ταυτόχρονα, δεδομένα ασθενών από πολλαπλά πηνία υψηλής πυκνότητας καναλιών. Ο SIGNA Premier είναι εξοπλισμένος με την τεχνολογία βαθμιδωτών πηνίων SuperG, η οποία προσφέρει ανώτερη απόδοση και εξέχουσα σταθερότητα καθώς και με τον τελευταίας γενιάς short-bore υπεραγώγιμο, υψηλής ομοιογένειας μαγνήτη 3.0Τ.
«Είναι πραγματικά τέλειο το γεγονός πως υπάρχει ένα σύστημα διαμέτρου 70cm που δεν διάθετει κανέναν περιορισμό στην απόδοση συγκριτικά με άλλα συστήματα» αναφέρει ο Δρ. McMillan. «Το σύστημα αυτό είναι μακράν το πιο αποδοτικό σύστημα που διαθέτουμε στο ίδρυμά μας, αναφορικά με τις τελευταίες εξελίξεις στα πηνία RF και στο συνολικό σύστημα βαθμιδωτών πηνίων.»
Ακριβής μετάφραση από το πρωτότυπο κείμενο: “Untangling the wires: Using MRI research to help understand the brain”, GE Healthcare Newsroom .