Az ISMRM (Nemzetközi Társaság a Mágnes-rezonanciás Képalkotás Gyógyászati Alkalmazására) Szingapúrban tartott, 24. éves találkozóján a Case Western Reserve Egyetem (CWRU) és a Siemens Healthcare bejelenti exkluzív kutatási partnerségét, amelynek célja a mágnes-rezonanciás lenyomatképzés (MRF, mágnes-rezonanciás fingerprinting) néven ismert kvantitatív képalkotási módszer továbbfejlesztése. A clevelandi egyetemen (Ohio állam, USA) dolgozó kutatók és a Siemens fejlesztői tovább finomítják majd a szövetek kvantitatív elemzésének ezt az igen ígéretes eljárását.
A mágnes-rezonanciás lenyomatképzést kifejezetten arra tervezték, hogy meghatározza az egyes szöveteket és betegségeket, hasonlóan az emberi ujjlenyomatok azonosításához a kriminalisztika területén. A törvényszéki esetben minden egyes ujjlenyomat a vele kapcsolatba hozható személy azonosító jegyeire mutat, mint például a név, súly, szemszín, születési dátum stb. Az MRF módszernél az egyes lenyomatok a szóban forgó szövet mennyiségileg kifejezett, MR technológiával meghatározott azonosító jegyeire engednek következtetni.
„Már több mint harminc éve dolgozunk együtt a Siemensszel az újonnan megjelenő MRI technológiák fejlesztése és alkalmazása terén, és türelmetlenül várjuk ennek a nagyszerű partneri viszonynak a folytatását” – jelentette ki Mark Griswold, a Case Western Reserve Egyetem radiológia professzora, az idei ISMRM találkozó programjának elnöke. „Rendkívül büszkévé és izgatottá tesz minket, hogy a Case Western Reserve Egyetem kizárólagos partnereként tovább fejleszthetjük a mágnes-rezonanciás lenyomatképzést (MR Fingerprinting: MRF)” – fűzte hozzá Christoph Zindel, a Siemens Healthcare Mágnes Rezonancia (Magnetic Resonance) üzletágának vezetője.
„A leginkább innovatív alkalmazások csak az ipar és a kutatás közös erőfeszítései révén jöhetnek létre” – mondta Zindel.
„A mágnes-rezonanciás lenyomatképzés célja az egyes szövetek és betegségek specifikus azonosítása és jellemzése” – jelentette ki Griswold.
Az MRF innovatív, rendkívül sokrétű és mélyreható mérési módszer, amely révén nem invazív, valamint felhasználótól és vizsgáló berendezéstől (szkennertől) független módon végezhető el a szövetek jellemzőinek mennyiségi meghatározása. Az MRF eljárást a paraméterek széles skálájának egyidejű mérésére tervezték, lehetővé téve a szövetek számos fontos sajátosságának mennyiségi kifejezését.
Jelenleg a mágnes-rezonanciás (MR) képek kiértékelése általában kvalitatív módon történik. Ennek során a patológiai jellemzőket a szövetek kontrasztbeli eltéréseinek megfigyelésével határozzák meg ahelyett, hogy az eljárás az egyedi szövet sajátosságok tényleges mérésén alapulna. Léteznek ugyan kvantitatív megközelítések, ideértve például a diffúzió (szétterjedés), zsír- és vaslerakódások, illetve perfúziós (átáramlási) vagy relaxációs idők mérését. Azonban ezek a szekvenciák (sorozat-felvételek) gyakran nagy vizsgálati (szkennelési) időt tesznek szükségessé, az eredmények pedig a vizsgáló-berendezés (szkenner) és a felhasználó függvényében változnak. Tekintve a nagyszámú vizsgálat során tapasztalható, potenciálisan kismértékű eltéréseket, valamint a vizsgáló berendezésektől és intézményektől független, várható reprodukálhatóságot, az MRF módszerrel a betegek kezelésének pontosabb megfigyelését és kiértékelését lehetne elérni.
Az MRF technika alkalmazása során nem hagyományos klinikai képeket kapnak; ehelyett a módszert arra a célra tervezték, hogy a szövetekről gyűjtsön információkat az egyes három-dimenziós képelemek (pixelek) jelváltozásai alapján. Az adatgyűjtési paraméterek álvéletlen (pszeudorandom) módon váltakoznak, mialatt a jelváltozásokat rögzítik. Ezeket aztán összehasonlítják egy adatbázissal vagy „szótárral”, hogy megtalálják azt az elemet, amelyik a legjobban reprezentálja az egyes háromdimenziós képelemekről gyűjtött jelek alakulását.
A jelváltozások sok tekintetben megfelelnek a szövetjellemzők „ujjlenyomatainak”, amelyeket – hasonlóan a kriminalisztikában alkalmazott emberi ujjlenyomatok azonosításához – csak akkor elemezhetünk, ha összevetjük őket egy olyan állománnyal, amely tartalmazza az összes ismert ujjlenyomatot. A fent említett szótár megfelel annak az adatbázisnak, ahol az összes ismert ujjlenyomat tárolva van, az egyes személyekre vonatkozó valamennyi információval egyetemben. A törvényszéki esetben minden egyes ujjlenyomat a vele kapcsolatba hozható személy azonosító jegyeire mutat, mint például a név, súly, szemszín, születési dátum, stb. Az MRF módszernél a szótárban található egyes lenyomatok a szóban forgó szövet MR technológiával meghatározott azonosító jegyeire engednek következtetni (mint például T1, T2, relatív spin sűrűség, B0, diffúzió stb.).
A CWRU kutatócsoportja azon dolgozik, hogy ezt a módszert kiterjessze a különféle szövetjellemzők korábbinál szélesebb skálájára. Ugyanakkor az egyetem igyekszik elérni azt, hogy további alkalmazási területeken is használható legyen ez a technológia. A kutatócsoport sikeres kezdeti kísérleteket végzett agydaganatos és prosztatarákos páciensekkel, valamint olyan mellrákos betegekkel, akiknél májáttétel volt kimutatható. Az MRF módszer használható a szív vizsgálatainál és sclerosis multiplexben szenvedő betegeknél is.
A Siemens számára az együttműködés központi kérdése a reprodukálhatóság fokozása, valamint az eljárás kiterjesztése különböző MR vizsgálóberendezésekre és térerősségekre. A Case Western Reserve Egyetem számos Siemens rendszert használ; ennek a kutatási projektnek a céljaira pedig a Magnetom Skyra 3-tesla rendszert veszi igénybe.
Ennek a 2015 szeptemberében indult együttműködési folyamatnak az első eredménye egy „fejlesztési (Work-in-Progress: WIP)” csomag, amely a kutatásban alkalmazott, kiválasztott Siemens szkennerekre valósítja meg a képalkotást. 2016. január óta ezeket a WIP csomagokat sikeresen tesztelték további Siemens MRI rendszerek használatával Németországban, az Esseni Egyetemi Kórházban és Ausztriában, a Bécsi Orvostudományi Egyetemen.
„Az MR lenyomatképzés technikája révén több részletet láthatunk, mint a standard képalkotási folyamat során, és a módszer alkalmas az MRI újradefiniálására is” – jelentette ki Siegfried Trattnig professzor, a Bécsi Orvostudományi Egyetemen létesített Nagy Térerősségű Mágnes-rezonanciás Vizsgálatok Kiválósági Központjának munkatársa, hivatkozva a kezdeti kutatási tanulmányokra, amelyek keretében rosszindulatú agydaganatban és kezdeti (kisfokú) gliómában szenvedő betegekkel végeztek vizsgálatokat. „Ily módon az MRF segíthet minket, radiológusokat a kvalitatív képalkotásból a kvantitatív irányába történő paradigmaváltás során, és abban, hogy a mennyiségi adatok beépüljenek mindennapi tevékenységeinkbe.” Ezzel lehetővé válik a vizsgálati (szkennelési) idők csökkentése, másrészt a módszerrel jelentős költségmegtakarítás érhető el a jövőben.