Actualmente, la resonancia magnética (RM) está evolucionando desde la imagen estructural y funcional tradicional hacia la imagen molecular. La RM multinuclear permite obtener información diversa sobre metabolitos en el cuerpo humano, manteniendo la resolución espacial, mejorando la especificidad de la detección de procesos fisiológicos y patológicos, y es actualmente la única tecnología que permite el análisis cuantitativo no invasivo del metabolismo molecular dinámico humano in vivo.
Con la profundización de la investigación en RM multinúcleo, esta presenta amplias perspectivas de aplicación en la detección temprana y el diagnóstico de tumores, enfermedades cardiovasculares, neurodegenerativas, enfermedades del sistema endocrino, digestivo y respiratorio, así como en la evaluación rápida del proceso de tratamiento. La nueva plataforma de investigación clínica multinúcleo de Philips ayudará a los profesionales de la imagenología y la clínica a realizar investigaciones clínicas de vanguardia. Los Dres. Sun Peng y Wang Jiazheng, del Departamento de Soporte Clínico y Técnico de Philips, presentaron una introducción detallada al desarrollo innovador de la RM multinúcleo y la dirección de investigación de la nueva plataforma de RM multinúcleo de Philips.
La resonancia magnética ha ganado el Premio Nobel cinco veces en su historia, en los campos de la física, la química, la biología y la medicina, y ha logrado un gran éxito en los principios básicos de la física, la estructura molecular orgánica, la dinámica de la estructura macromolecular biológica y la imagenología médica clínica. Entre ellos, la resonancia magnética se ha convertido en una de las tecnologías de imagenología médica clínica más importantes, ampliamente utilizada en el diagnóstico de diversas enfermedades en varias partes del cuerpo humano. Con la mejora continua de las necesidades de atención médica, la enorme demanda de diagnóstico temprano y evaluación rápida de la eficacia está promoviendo el desarrollo de la resonancia magnética desde la imagenología estructural tradicional (T1w, T2w, PDw, etc.), la imagenología funcional (DWI, PWI, etc.) hasta la imagenología molecular (1H MRS y MRS/MRI multinúcleo).
El complejo trasfondo de la tecnología de RM basada en 1H, los espectros superpuestos y la compresión de agua/grasa limitan su espacio como tecnología de imágenes moleculares. Solo se puede detectar un número limitado de moléculas (colina, creatina, NAA, etc.) y es difícil obtener procesos metabólicos moleculares dinámicos. Basado en una variedad de nucleidos (23Na, 31P, 13C, 129Xe, 17O, 7Li, 19F, 3H, 2H), la RM multinuclear puede obtener una variedad de información de metabolitos del cuerpo humano, con alta resolución y alta especificidad, y actualmente es el único no invasivo (isótopo estable, sin radiactividad; Marcaje de metabolitos endógenos (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos - no tóxicos) para el análisis cuantitativo de los procesos metabólicos moleculares dinámicos humanos.
Con los continuos avances en el sistema de hardware de resonancia magnética, el método de secuencia rápida (multibanda, espiral) y el algoritmo de aceleración (detección comprimida, aprendizaje profundo), la resonancia magnética/espectroscopia de múltiples núcleos está madurando gradualmente: (1) se espera que se convierta en una herramienta importante para la investigación de vanguardia en biología molecular, bioquímica y metabolismo humano; (2) a medida que pasa de la investigación científica a la práctica clínica (hay varios ensayos clínicos basados en resonancia magnética de múltiples núcleos en curso, FIG. 1), tiene amplias perspectivas en la detección temprana y el diagnóstico de cáncer, enfermedades cardiovasculares, neurodegenerativas, digestivas y respiratorias, y en la evaluación rápida de la eficacia.
Debido a los complejos principios físicos y la alta dificultad técnica del campo de la resonancia magnética (RM), la RM multinúcleo ha sido un área de investigación exclusiva de algunas instituciones de investigación en ingeniería de primer nivel. Si bien la RM multinúcleo ha logrado avances significativos tras décadas de desarrollo, aún faltan datos clínicos suficientes para impulsar este campo y que realmente beneficie a los pacientes.
Basándose en la innovación persistente en el campo de la RM, Philips finalmente rompió el cuello de botella del desarrollo de la RM multinúcleo y lanzó una nueva plataforma de investigación clínica con la mayor cantidad de nucleidos de la industria. La plataforma es el único sistema multinúcleo del mundo en recibir la Certificación de Conformidad de Seguridad de la UE (CE) y la certificación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA), lo que permite una solución de RM multinúcleo de pila completa a nivel de producto: bobinas aprobadas por la FDA, cobertura de secuencia completa y reconstrucción estándar de la estación del operador. Los usuarios no necesitan estar equipados con físicos profesionales de resonancia magnética, ingenieros de código y diseñadores de gradiente de RF, lo que es más fácil que la espectroscopia/imagen 1H tradicional. Maximice la reducción de los costos operativos de RM multinúcleo, cambie libremente entre la investigación científica y el modo clínico, la recuperación de costos más rápida, para que la RM multinúcleo realmente en la clínica.
La RM multinúcleo es ahora la dirección clave del “14º Plan Quinquenal de Desarrollo de la Industria de Equipos Médicos”, y es una tecnología clave para que las imágenes médicas rompan con la rutina y se combinen con la biomedicina de vanguardia. El equipo de científicos de Philips China, impulsado por mejorar las capacidades de investigación e innovación científica de los clientes, realizó una investigación sistemática sobre RM multinúcleo. El Dr. Sun Peng, el Dr. Wang Jiazheng et al. propusieron por primera vez el concepto de RM-nucleómica en RMN en Biomedicina (la principal revista de la Primera Región de Espectroscopía de la Academia China de Ciencias), que puede usar RM basada en diferentes nucleidos para observar una variedad de funciones celulares y procesos patológicos. Por lo tanto, se puede realizar un juicio y una evaluación integrales de la enfermedad y el tratamiento [1]. El concepto de RM multinucleómica será la dirección futura del desarrollo de RM. Este documento es la primera revisión sistemática de RM multinúcleo en el mundo, que cubre la base teórica de RM multinúcleo, la investigación preclínica, la transformación clínica, el desarrollo de hardware, el progreso del algoritmo, la práctica de ingeniería y otros aspectos (Figura 2). Al mismo tiempo, el equipo de científicos colaboró con el profesor Song Bin del Hospital de China Occidental para completar el primer artículo de revisión sobre la transformación clínica de la resonancia magnética multinúcleo en China, publicado en la revista Insights into Imaging [2]. La publicación de una serie de artículos sobre la resonancia magnética multinúcleo demuestra que Philips realmente lleva la vanguardia de la imagenología molecular multinúcleo a China, a los clientes y pacientes chinos. En línea con el concepto central de "en China, para China", Philips utilizará la resonancia magnética multinúcleo para promover el desarrollo de la resonancia magnética en China y contribuir a la causa de una China saludable.
La resonancia magnética multinuclear es una tecnología emergente. Con el desarrollo del software y el hardware de resonancia magnética, se ha aplicado a la investigación básica y clínica traslacional de sistemas humanos. Su ventaja única reside en que permite visualizar procesos metabólicos dinámicos en tiempo real en diferentes procesos patológicos, lo que ofrece posibilidades para el diagnóstico precoz de enfermedades, la evaluación de la eficacia, la toma de decisiones terapéuticas y el desarrollo de fármacos. Incluso podría ayudar a explorar nuevos mecanismos de patogénesis.
Para impulsar el desarrollo de este campo, se requiere la participación activa de expertos clínicos. El desarrollo clínico de plataformas multinúcleo es crucial, incluyendo la construcción de sistemas básicos, la estandarización de tecnologías, la cuantificación y estandarización de resultados, la exploración de nuevas sondas, la integración de información metabólica múltiple, etc., además del desarrollo de ensayos multicéntricos más prospectivos, con el fin de impulsar la transformación clínica de la tecnología avanzada de RM multinúcleo. Creemos firmemente que la RM multinúcleo brindará un amplio escenario para que los expertos en imagenología y clínica realicen investigación clínica, y sus resultados beneficiarán a pacientes de todo el mundo.
Hora de publicación: 09-dic-2023