7T NATRIUM-HJÄRTMRI KAN VARA EN GAME CHANGER
Magnetisk resonanstomografi (MRI) har kommit långt och går fortfarande framåt med nya utvecklingar som tillkännages nästan varje dag. Tidigare fanns det en tydlig linje mellan CT och MRI, men det svartvita konceptet håller på att försvinna. Med introduktionen av kraftfulla moduler och programvara kan det komma en tid i framtiden då det inte spelar någon roll vilken diagnostisk metod som utförs, förutsatt att det finns specifika indikationer eller kontraindikationer. Med nyare generationers CT-skannrar kan dosen sänkas samtidigt som kvaliteten höjs, men MR har inga allvarliga biverkningar relaterade till ökad fältstyrka. Det är därför som forskare och kliniker väntar med öppna armar på 7T MRI och framåt.
3T natrium-MRI för hela kroppen (foto med tillstånd av Friedrich Wetterling)
Vad är natrium och varför studera det?
MRI utnyttjar det faktum att vatten finns i alla vävnader och organ och skapar en signal som sedan formas till en bild. Många är dock inte medvetna om att MR kan användas för att studera andra grundämnen, som natrium, fosfor och andra. Natrium är ett mycket viktigt grundämne i människokroppen. Den enda isotopen som är stabil är 23Na, som är den vanligaste formen. I människokroppen reglerar det blodflödet, blodtrycket, det osmotiska trycket och pH-värdet. Natriumklorid, mer känt som bordssalt, är vår huvudsakliga källa till natrium. Du kanske har hört eller läst att salt är dåligt för hälsan, men onormalt låga natriumnivåer kan också påverka hälsan negativt. American Heart Association rekommenderar ett intag på mindre än 1 500 mg per dag, vilket är betydligt mindre än deras tidigare rekommendation på 2 300 mg per dag. De förklarar att eftersom risken för högt blodtryck är så hög bland amerikaner är 1.500 det antal som exemplifierar perfekt kardiovaskulär hälsa. Det är uppenbart att denna siffra inte passar alla, eftersom tävlingsidrottare och personer som arbetar under förhållanden med förhöjda temperaturer, dvs. de som svettas mycket, kommer att behöva ett större natriumintag.
Så var kommer hjärtat in i allt detta? Natriumnivåerna är förhöjda vid akut och subakut hjärtinfarkt på grund av tre mechanisms: orsaker mechanisms: nedbrytning av jonhomeostasen med ackumulering av intracellulärt natrium, extracellulär ödembildning och i processen med ärrbildning, ökning av extracellulärt kontra intracellulärt utrymme när hjärtceller ersätts av bindväv. Genom många experiment och studier har det också visat sig att vid högt blodtryck, i synnerhet primär aldosteronism, en hormonell obalans, leder till ökat extracellulärt natrium. Studier som dessa kan visa sambandet mellan Na+ -ackumulering och högt blodtryck.
Avbildning av natrium
För närvarande tillåter tekniska framsteg forskare och kliniker att endast mäta vävnadens natriumkoncentration eller TSC.23Na-MRI är delvis genomförbart vid 1,5T, vilket visas i flera studier, men skanningstiden och bildkvaliteten är inte riktigt i nivå med 7T och därefter. Om denna metod får förmågan att mäta intra- och extracellulärt natriuminnehåll kan möjligheterna att få kunskap vara oändliga. Det finns vissa punkter som kräver omedelbar uppmärksamhet. Den viktigaste är att förbättra spoldesignen. För att cementera dess plats som ett kliniskt verktyg måste det finnas dedikerade spolar, inte att släpa ihop en Frankenstein-liknande spole och förvänta sig goda resultat. De spolar som finns på marknaden, till exempel de från MRI.TOOLS GmbH, skulle behöva fler sändar- och mottagarkanaler för att öka signal/brusförhållandet och den spatiala upplösningen ytterligare.
Är det ren forskning?
Natriumavbildning är på det hela taget inte på något sätt ren forskning. Till exempel visar denna bild av en 23Na MRI-scanning av en patient före och efter kemoterapi hur denna teknik kan användas för att övervaka effekten av behandlingen. Den har också visat fantastiska resultat vid övervakning av vävnadstransplantation, vilket vi har visat i vår artikel om 7.0T’s storebror 20T. När det gäller hjärtat finns det definitivt ett kliniskt värde i den här metoden, men frågan är om 23Na-MRI kan ge information som andra mer praktiska metoder inte kan. Men ur forskningssynpunkt har den många fördelar jämfört med vanlig 1H-MRI och kan ge oss insikter i natriumets cellulära metabolism. I dagsläget är mjukvaran och elektroniken inte på den nivå som krävs för att visa den verkliga potentialen hos klinisk natriumhjärtMRI, men det finns utrymme att växa, och i takt med att fler ≥7,0T-maskiner blir tillgängliga kommer fler metoder och finjusteringar att dyka upp.
1) Inglese M, Madelin G, Oesingmann N, Babb JS, Stoeckel B, Herbert J, Johnson G Natriumkoncentration i hjärnvävnad i multipel sclerosis: en natriumavbildningsstudie vid 3 tesla. Hjärna. 2010 Mar; 133(Pt 3):847-57. doi: 10.1093/brain/awp334. Epub 2010 Jan 27. PubMed PMID: 20110245; PubMed Central PMCID: PMC2842511.
2) Kopp C, Linz P, Wachsmuth L, Dahlmann A, Horbach T, Schöfl C, Renz W, Santoro D, Niendorf T, Müller DN, Neininger M, Cavallaro A, Eckardt K-U, Schmieder RE, Luft FC, Uder M, Titze J. 23Na Magnetic Resonance Imaging of Tissue Sodium. Hypertension. 2012; 59:167-172, publicerad online före tryckning 5 december 2011, doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.111.183517
3) Sandstede J, Pabst T, Beer M, Harre K, Bäurle K, Lipke C, Butter F, Kenn W, Völker W, Neubauer S, Hahn D. (23)sodium MRI for infarct imaging of the human heart. Rofo. 2000 sep; 172(9):739-43. Tysk. PubMed PMID: 11079085.
4) Wetterling F, Corteville DM, Kalayciyan R, Rennings A, Konstandin S, Nagel AM, Stark H, Schad LR Natrium-MRI för hela kroppen vid 3T med asymmetrisk birdcage-resonator och kort ekotid sequence: Första bilderna av en manlig volontär. Physics in Medicine and Biology. 22 juni 2012; 57(14): 4555.
5) http://www.mri.jhmi.edu/~rouwerke/sodium_imaging.html#Anchor-Cardiac-35326
22.09.2015