22 6 月, 2024

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“像谷歌街景”:NVision 的量子技术让 MRI 扫描显示新陈代谢的异常

“像谷歌街景”:NVision 的量子技术让 MRI 扫描显示新陈代谢的异常

NVision 利用现有机器利用量子技术使 MRI 的准确性提高 100,000 倍。

一家德国增压 MRI 初创公司可以通过让医生查看癌症治疗是否有效来挽救生命。

NVision 的“超极化”技术利用量子物理学将人体内分子的磁信号提高至标准 MRI 扫描的 100,000 倍。

这项技术允许 MRI 显示细胞在代谢水平的变化,提供比组织水平更多的信息,并在几天而不是几个月内揭示癌症治疗是否有效或肿瘤是否正在转移。

“有些患者没有时间。一次失败的治疗几乎就像被判了死刑,因为你没有足够的时间改变治疗方案,”首席执行官 Sylla Brosh 告诉 Euronews.next。

NVision 的技术旨在将 MRI 变成“完全不同的球赛”,他说。

MRI 机器如何工作,这项技术有何不同之处?

MRI 使用水的磁性特征来确定它在体内的位置以及它如何受到周围组织的影响。 血液中的水看起来与肌肉或皮肤中的水不同,从而产生不同的磁信号,从而产生身体的解剖图。

我们体内的水太多,所以这个信号非常强。 Brosh 解释说,MRI 缺乏的地方在于检测我们体内的其他小分子,也称为代谢物。

“新陈代谢就是生命,我们如何生活,以及癌性肿瘤如何利用能量生存和生长,”Brosh 解释说。 “我们正在做的是让 MRI 设备成为大规模的代谢成像设备。”

NVision 的技术不是让 MRI 机器更强大或更灵敏,而是专注于使来自这些代谢物的信号更强,从而更容易被现有机器读取。

这家初创公司选择了丙酮酸的代谢物,它基本上是螃蟹喜欢的一种糖。 NVision 所做的是获取糖,并操纵碳原子上的核自旋,以在标准 MRI 中将分子的磁信号增强 100,000 倍。

NVision 的首席技术官 Ellie Schwartz 说:“MRI 真正捕捉到的是原子上发生的这些自旋。” “MRI 的问题是大多数旋转都没有指向一个方向,然后你将它们全部旋转并一起很好地操纵它们。你有一些在顶部,一些在底部,它们相互抵消彼此出去。”

“我们为我们的糖所做的是,我们将它们全部——或几乎所有——指向一个方向,”他解释道。

听起来很复杂? 想象一下,您正在数数散落在地上的小士兵。 如果他们都站成一条整齐的直线,数起来就容易多了。

就像单元格的谷歌街景

MRI 机器不仅更容易接收这些信号,而且可以从中解读更多信息。

额外信息层的一个例子是使用谷歌地图和谷歌街景视图之间的区别。 在地图上,一条街道只是一条线。 但如果你像在谷歌街景中一样放大和探索它,你可以看到它在现实中的样子,什么看起来有条理,什么没有。

在 MRI 中显示代谢物至关重要; 它允许卫生专业人员跟踪身体如何处理它们以及哪些地方没有按应有的方式工作。

当丙酮酸进入正常细胞后,其中一部分转化为乳酸,但只有少量。 然而,癌细胞比正常细胞产生更多的乳酸。 因此,检测这种过量的乳酸生成可以让医生自信地识别肿瘤并查看它在哪里生长。

“实时地,当糖进入细胞并转化为其他代谢物时,你正在追踪糖,”Brosh 解释说。 “这是 MRI 可以给你的一个全新的维度。”

将 MRI 想象成停车场中汽车的快照。 它们仍然存在,所以我们看到了它们的样子,但我们对它们的工作原理一无所知。 但是给他们加油,看他们开车,你会看到出问题的地方,即那些没有保持车道的人,或者那些加速并带来风险的人。

“这正是我们在这里所做的。我们正在为细胞提供燃料,我们正在研究如何使用它们,”Brosh 说。

这样安全吗?

在其位于德国乌尔姆的实验室中,NVision 准备并提纯了这种“量子糖”,使其可以安全地用于注射。

NMR(核磁共振)超极化高级主任安娜·帕克说:“这些都是体内的天然物质,在正常生理条件下注射,所以完全无害。”

她补充说,MRI 的最大优势在于它是无害的,您可以根据需要进行多次,而不会随着时间的推移造成损害,这与 PET-CT 扫描或 X 射线不同,它们会使您暴露在辐射之下。

但 NVision 技术的去极化效果仅持续几分钟,因此必须在 MRI 扫描之前进行。

卫生工作者需要做的就是将一小瓶 NVision 的“量子糖”放入超极化器中。 该机器使用仲氢在不到两分钟的时间内为液体充电,之后就可以将其注射到患者体内。

NVision 表示,一些世界领先的癌症研究中心已经尝试过其技术,包括美国的 Memorial Sloan Kettering 和 MD Anderson and Mass General(麻省总医院),以及欧洲的伦敦大学学院、剑桥大学和苏黎世联邦理工学院。 首批系统计划于 2024 年第一季度采购和交付。

处理癌症以及阿尔茨海默氏病

通用电气开发了一种已经投入使用的竞争性超极化技术,但与 NVision 不同,它需要的温度要低得多,而且也更紧凑。

因此,这家德国初创公司希望能够迅速扩大规模,让数十万患者使用其技术,遵循“Nespresso 模式”,在该模式下,它提供偏光机和用于注射到每个患者的套件(相当于咖啡包)病人。

癌症是 NVision 目前的主要目标,但他说,在成像中跟踪新陈代谢的能力可以帮助检测许多其他疾病,例如心脏病、阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病,甚至风湿性疾病,早在症状出现之前。 .

“我们认为所有这些疾病都先于新陈代谢的变化,”布罗什说。

NVision 还在探索该技术如何帮助了解移植后如何吸收新器官,以及如何将其用作使用核磁共振波谱的强大化学分析工具。 简单来说,它可以帮助科学家通过分析未知分子的化学特征来识别未知分子的混合物。

“它是许多不同类型科学研究的支柱,因此我们希望我们也能提供一种全新的方法来进行核磁共振光谱和化学分析,”帕克说。

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