ГЕЙНСВИЛЛ, Флорида - - Исследователи из Института мозга Университета Флориды «загрузили» сегодня (9 ноября) самый мощный в мире магнит визуализации для исследований - - для использования в исследовании длинного списка головного и позвоночника -сопутствующие заболевания и травмы.
Весом 24 тонны и ценой в 2,4 миллиона долларов магнит был осторожно поднят из полуприцепа строительным краном и опущен через открытую крышу здания со стальным корпусом в Институте мозга UF. Дополнительные компьютеры и вспомогательные компоненты на сумму от 700 000 до 800 000 долларов будут установлены в течение следующих двух месяцев, прежде чем система заработает.
Новый магнит обладает уникальным сочетанием напряженности магнитного поля 11,7 тесла - - в 234 000 раз сильнее естественной магнитной силы Земли - - и 40-сантиметровой цилиндрической камеры, в которой могут разместиться анестезированные животные размером до приматов весом от 15 до 18 фунтов. Следующая по мощности система магнитно-резонансной томографии (МРТ), расположенная в Университете Миннесоты, оснащена магнитом мощностью 9,4 Тл и камерой диаметром 31 сантиметр.
«Уровень магнитной силы сильно влияет на возможности визуализации, и, таким образом, эта технология совершит революцию в исследованиях всех частей центральной нервной системы», - сказал д-р Уильям Латтге, исполнительный директор Института мозга Университета штата Флорида..
«Эти новые возможности визуализации усилят исследования травм головного и спинного мозга, инсульта, эпилепсии, опухолей и различных нейродегенеративных заболеваний, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона», - сказал Латтге.«Благодаря этой технологии ученые также смогут оценить безопасность и потенциальные преимущества мощного МРТ-сканирования для клинического использования при выявлении заболеваний и хирургическом вмешательстве, а также при доставке терапевтических препаратов или радиации».
Как только магнит будет электрически заряжен и подключен к компьютерам, которые будут управлять его функциями, он будет генерировать трехмерные изображения тканей животных и образцов тканей человека/животных с гораздо более высоким разрешением, чем может быть достигнуто с помощью обычного МРТ-сканеры мощностью 1,5 тесла, используемые в медицине.
Министерства обороны и по делам ветеранов США поддержали покупку UF Brain Institute магнита и его компонентов, выделив в 1996 году совместное вознаграждение в размере 13,3 миллиона долларов. Ученые UF надеются расширить сотрудничество с обоими агентствами в исследованиях травм и заболеваний головного и спинного мозга, поражающих ветеранов вооруженных сил.
Доктор. Об этом заявил исполняющий обязанности вице-президента UF по вопросам здравоохранения Кеннет Бернс. Магнит на 7 тесла усилит новаторские исследования UF-VA, проводимые в настоящее время для оценки безопасности и эффективности трансплантации эмбриональной нервной ткани у пациентов с осложненными ранами, полученными в результате травмы спинного мозга. Новый магнит позволит исследователям оценить на животных моделях, что происходит с нервными тканями, имплантированными в месте повреждения спинного мозга или рядом с ним.
Большое количество ученых, связанных с Институтом мозга, в том числе преподаватели Центра структурной биологии под руководством Томаса Маречи, с нетерпением ждут возможности использовать новый сканер для достижения большей четкости медицинских изображений. Эта технология позволит им:
генерировать очень подробные изображения структурных, химических и электрических процессов, происходящих внутри головного и спинного мозга у живых животных - - без необходимости жертвовать животных для анализа их органов и тканей;
посмотрите, как мозговая ткань анестезированных животных реагирует на различные раздражители, включая звуки, движения, прикосновения, зрительные образы и введение лекарств или других видов терапии;
локализуйте и нанесите границы опухолей и других поражений, чтобы терапевтическое облучение или хирургическое вмешательство могли быть направлены непосредственно на проблемный участок; и
измеряют изменения физиологических функций, таких как кровоток и движение клеточной воды, вызванные травмами и инсультом.
Стив Блэкбэнд, физик, который руководит Усовершенствованным центром магнитно-резонансной томографии и спектроскопии Института мозга, говорит, что магнит очень поможет ему в исследованиях инсульта на животных моделях. Он планирует использовать его для определения механизма и масштаба повреждения головного мозга и нервной системы, вызванного инсультом, - информации, которую нельзя получить с помощью стандартных клинических МРТ-сканеров. Используя функциональную визуализацию живых животных, он надеется ответить на вопросы о том, как инсульт повреждает ткани головного мозга с течением времени и что происходит в области, поврежденной инсультом, после введения лекарств, чтобы остановить разрушение клеток мозга.
Бен Инглис, нейробиолог из Университета штата Флорида, воодушевлен открывающимися возможностями для улучшения технологии визуализации, чтобы помочь открытиям, которые можно применить в лечении пациентов. Он является частью команды, которая разработала методы получения дополнительной информации на клеточном уровне из изображений, полученных с помощью МРТ.
Магнит становится пятым в ряду специализированных систем МРТ в Институте мозга, предлагающих различную силу магнитного поля для использования в различных исследованиях. Дополнительный человеческий МРТ-сканер мощностью 3 Тесла в Медицинском центре Гейнсвилля, штат Вирджиния, используется совместно с UF.
Новая система визуализации UF также станет дополнительным ресурсом для Национальной лаборатории сильного магнитного поля в Таллахасси, биологическим подразделением которой является Институт мозга UF.
Самый мощный в мире инструмент для исследования изображений проделал долгий путь в UF - от завода Magnex Scientific недалеко от Оксфорда, Англия, до порта в Майами, где он прошел таможенный досмотр перед отправкой грузовиком в Гейнсвилл.
- - - - - - - - - - - - - - - - -Боковая панель
Что такое МРТ?
Для пациентов магнитно-резонансная томография, или МРТ, является безболезненной процедурой, во время которой пациента помещают на стол, который можно скользить внутри камеры. Мощное магнитное поле внутри камеры заставляет ядра в клетках по всему телу выстраиваться в линию, как стрелки компаса. Затем вводится второе, менее мощное магнитное поле, заставляющее ядра вращаться, как волчки, и тем самым генерировать регистрируемые сигналы. Компьютеры улавливают сигналы и переводят их в изображение. Чем мощнее магнит, тем больше откликающихся ядер, что, в свою очередь, увеличивает мощность сигнала и четкость изображения.
Ученые могут определить химический состав и структуру образцов человека, животного или ткани, подвергающихся МРТ, потому что ядра различных типов молекул колеблются с разными характерными частотами. Используя математические методы и сложное компьютерное оборудование и программное обеспечение, ученые могут определять частоты, составляющие данный сигнал, выяснять, какой тип молекул они представляют, и преобразовывать информацию в изображение..
Поскольку человеческое тело состоит в основном из воды, большинство изображений МРТ человека в основном показывают распределение воды в тканях. В то время как рентгеновские лучи обеспечивают четкое изображение твердых тканей, таких как кости, МРТ позволяет ученым и медицинским работникам видеть мягкие ткани с постоянно улучшающейся четкостью, что в значительной степени способствует познанию живой анатомии. Современные мощные МРТ-сканеры, используемые в исследованиях, могут генерировать трехмерные изображения, раскрывающие не только анатомическую структуру, но и химические и электрические процессы, происходящие в живых животных.