Νέα φορητή ακριβής απεικονιστική μέθοδος χωρίς ακτινοβολία  

Οι απεικονιστικές μέθοδοι όπως η αξονική τομογραφία, η μαγνητική τομογραφία, η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET Scan) αλλά και οι υπέρηχοι αποτελούν πλέον αναπόσπαστα εργαλεία στην άσκηση της Ιατρικής. Καθεμία από αυτές τις μεθόδους ανοίγει διάπλατα την… πόρτα της απεικόνισης του ανθρώπινου σώματος καθοδηγώντας τους ειδικούς σε έγκαιρη και έγκυρη διάγνωση αλλά και θεραπεία πλήθους νόσων.

Η τεχνική ΡΜΙ

Τώρα μια ομάδα φυσικών και γιατρών από το Πανεπιστήμιο Julius-Maximilians (JMU) στο Βίρτσμπουργκ της Γερμανίας ανέπτυξε μια άλλη νέα – και απαλλαγμένη από τη χρήση ακτινοβολίας – απεικονιστική μέθοδο για χρήση στους ανθρώπους. Ονομάζεται Απεικόνιση Μαγνητικών Σωματιδίων (Μagnetic Particle Imaging, MPI) και διεξάγεται με χρήση μιας φορητής συσκευής η οποία, μεταξύ άλλων, επιτρέπει, την απεικόνιση δυναμικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στον ανθρώπινο οργανισμό, όπως η ροή του αίματος.

Ο καθηγητής Bόλκερ Μπερ και ο δρ Πάτρικ Βόγκελ από το Ινστιτούτο Φυσικής του JMU ήταν οι επικεφαλής σχετικής μελέτης στην επιστημονική επιθεώρηση Scientific Reports του ομίλου Nature όπου παρουσιάστηκε η νέα άκρως υποσχόμενη απεικονιστική μέθοδος.

Η συσκευή iMPI είναι τόσο μικρή και ελαφριά που μπορεί να μεταφερθεί σχεδόν οπουδήποτε (Patrick Vogel / Stefan Herz)

Εναλλακτική με ευαισθησία και ταχύτητα

Η απεικόνιση μαγνητικών σωματιδίων είναι μια τεχνική η οποία, όπως μαρτυρεί το όνομά της, βασίζεται στην άμεση απεικόνιση μαγνητικών νανοσωματιδίων. Τέτοια νανοσωματίδια δεν υπάρχουν φυσικά στο ανθρώπινο σώμα και έτσι πρέπει να χορηγούνται ως δείκτες. «Οπως συμβαίνει με την τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων η οποία βασίζεται σε χορήγηση στον ασθενή ραδιενεργών ουσιών που χρησιμεύουν ως δείκτες, έτσι απαιτούνται δείκτες και για τη νέα μέθοδο η οποία όμως έχει το μεγάλο πλεονέκτημα ότι είναι πολύ ευαίσθητη και ταχεία χωρίς να επηρεάζεται από σήματα υποβάθρου τα οποία παρεμβαίνουν όπως από ιστούς ή οστά» εξήγησε ο καθηγητής Μπερ.

Χρήση μαγνητικών πεδίων

Η μέθοδος ΜΡΙ βασίζεται στην ανίχνευση του σήματος απόκρισης των μαγνητικών νανοσωματιδίων σε μαγνητικά πεδία τα οποία αλλάζουν. «Η μαγνήτιση των νανοσωματιδίων γίνεται με τη βοήθεια εξωτερικών μαγνητικών πεδίων και μπορούμε να ανιχνεύσουμε όχι μόνο την ύπαρξή τους αλλά και την ακριβή θέση τους στο ανθρώπινο σώμα» σημείωσε ο δρ Βόγκελ, πρώτος συγγραφέας της νέας δημοσίευσης.

Μικρή συσκευή, μεγάλες ελπίδες

Η ιδέα για τη μέθοδο ΜΡΙ δεν είναι νέα. Ηδη από το 2005 η εταιρεία Philips είχε παρουσιάσει τις πρώτες εικόνες της προσέγγισης που βασίζονταν όμως σε χρήση μιας συσκευής η οποία δεν είχε μεγάλη ακρίβεια. Και άλλες προσπάθειες που έλαβαν έκτοτε χώρα σκόνταψαν σε εμπόδια οδηγώντας τελικώς σε μεγάλες, βαριές και ακριβές κατασκευές για διεξαγωγή της μεθόδου.

Η ακριβής iMPI

Το 2018 η ομάδα του JMU ανακάλυψε έναν νέο τρόπο ενσωμάτωσης των πολύπλοκων μαγνητικών πεδίων που απαιτούνται για την απεικόνιση σε μια πολύ μικρότερη συσκευή. Ενα πολυετές ερευνητικό πρόγραμμα το οποίο χρηματοδοτήθηκε από το Γερμανικό Ιδρυμα Ερευνας (DFG) οδήγησε τελικώς τους επιστήμονες του JMU στη δημιουργία της μικρής συσκευής iMPI (interventional Magnetic Particle Imaging – iMPI) η οποία είναι κατάλληλη για χρήση στον άνθρωπο και παράγει εικόνες μεγάλης ακρίβειας.

Συγκριτικά αποτελέσματα

«Η συσκευή iMPI που αναπτύξαμε είναι τόσο μικρή και ελαφριά που μπορεί κάποιος να τη μεταφέρει σχεδόν οπουδήποτε» είπε ο δρ Βόγκελ. Μάλιστα η ερευνητική ομάδα συνέκρινε τη συσκευή με μια ειδική συσκευή ακτίνων Χ που χρησιμοποιείται στην αγγειογραφία. Γιατροί του Τμήματος Επεμβατικής Ακτινολογίας στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο του Βίρτσμπουργκ με επικεφαλής τον καθηγητή Θόρστεν Μπλέι και τον δρα Στέφαν Χερτζ ανέλαβαν να διεξαγάγουν τις συγκριτικές μετρήσεις σε ένα ρεαλιστικό μοντέλο αγγείων και εξήγαγαν τις πρώτες εικόνες της ΡΜΙ οι οποίες ήταν άκρως ικανοποιητικές.

Προς σημαντικές αλλαγές στο πεδίο της απεικόνισης

«Κάναμε ένα πρώτο σημαντικό βήμα προς μια νέα μέθοδο απεικόνισης απαλλαγμένη από ακτινοβολία. Η ΜΡΙ έχει τη δυναμική να αλλάξει για τα καλά το πεδίο» ανέφερε ο δρ Χερτζ, κύριος συγγραφέας της νέας μελέτης.

Η ερευνητική ομάδα βρίσκεται αυτή τη στιγμή σε διαδικασία τελειοποίησης της συσκευής της με κύριο στόχο την περαιτέρω βελτίωση της ποιότητας των εικόνων που παράγονται.