المسح المستهدف

التصوير بالرنين المغناطيسي أو بالعبرية - التصوير بالرنين المغناطيسي هو طريقة تشخيصية معترف بها تعتمد على خصائص الدوران للبروتونات. تعمل التطبيقات المبتكرة والمتنوعة لهذه الأداة على تحسين القدرة على تشخيص الأمراض المختلفة، والسماح بإجراء فحص محدد للعلاج الطبي والمساهمة بشكل كبير في الأبحاث الطبية الحيوية

بقلم: د. افرات ساسون، د. تمار كاتسير
تحرير المقال: ليهي كوفمان lihik10@gmail.com

يتضمن تشخيص المرض الأساسي بشكل أساسي التقييم السريري للمرض والقياسات النسيجية أو البيوكيميائية للأنسجة. واليوم، أصبحت طرق التشخيص الأكثر تحديدًا في طليعة التكنولوجيا. تتيح طرق التصوير المختلفة، بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي، تصوير الأنسجة ثلاثي الأبعاد عالي الدقة، وتوفر العديد من المعلمات الكمية.

التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) هو فحص غير جراحي، يستخدم لتصوير الأعضاء الداخلية في الجسم دون استخدام الأشعة السينية. تجمع الطريقة بين مجال مغناطيسي قوي (أعلى من 1 تسلا) وموجات الراديو للتأثير على دوران البروتونات في ذرات الهيدروجين الموجودة في جزيئات الماء في الجسم. يعتمد التغير في خصائص الدوران على نوع النسيج الموجود فيه. بمساعدة قياس تغير الدوران يمكن الحصول على فصل واضح بين الأنسجة المختلفة، وذلك في جميع أنواع الأقسام: السهمي، (التقسيم إلى الجانب الأيسر والأيمن)، الأمامي، (الإكليلي، الأمامي والخلفي) ) ، أفقيًا (محوري، علوي وسفلي) أو في إعادة الإعمار ثلاثي الأبعاد (الشكل 1). تم استخدام طريقة التصوير بالرنين المغناطيسي لعدة عقود لتشخيص العديد من الأمراض، مثل مرض التصلب المتعدد، والأورام السرطانية، وانفتاق الأقراص الفقرية.

أحد أكبر التحديات في أبحاث الطب الحيوي هو تحديد المؤشرات الحيوية، من أجل وصف العمليات البيولوجية والمرضية المختلفة واختبار فعالية العلاج الدوائي أو أي تدخل آخر. توفر فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي المتقدمة قيمًا كمية تستخدم كمؤشرات حيوية. في السنوات الأخيرة، تم تطوير طرق التصوير بالرنين المغناطيسي بشكل متقدم، والتي توفر مؤشرات كمية عديدة ومتنوعة.

المجال الرئيسي الذي تستخدم فيه طرق التصوير بالرنين المغناطيسي المختلفة على نطاق واسع هو أبحاث السرطان. أحد الاستخدامات الكلاسيكية للتصوير بالرنين المغناطيسي هو تتبع حجم الورم السرطاني بشكل ثلاثي الأبعاد، قبل وبعد تناول الدواء. الاستخدام الآخر للتصوير بالرنين المغناطيسي هو التصوير الموزون للانتشار (DWI)، والذي يوفر قياسات لكثافة الأنسجة. تشير الزيادة في قيم هذا الفحص إلى عملية موت الخلايا السرطانية، حتى قبل اكتشاف تقلص الورم، على سبيل المثال بعد العلاج الكيميائي أو العلاج الإشعاعي. (الشكل 2). مجال آخر رائع في تصوير الأورام هو قياس نفاذية الأوعية الدموية في الورم. تعمل العديد من الأدوية على تدمير الأوعية الدموية التي تغذي الورم، مما يؤدي إلى موت الخلايا السرطانية نفسها. تسمح طرق التصوير بالرنين المغناطيسي المتقدمة بقياس تدفق الدم ونفاذية الأوعية الدموية في الأنسجة السرطانية (الشكل 3).

 المسح متعدد التخصصات

كما ذكرنا سابقًا، يمكن لطرق التصوير بالرنين المغناطيسي المتقدمة أن توفر مؤشرات كمية، وهي علامات بيولوجية لمختلف الظواهر البيولوجية، ولكن ليس فقط في أبحاث السرطان. تقدم BioImage مجموعة متنوعة من خدمات أبحاث التصوير بالرنين المغناطيسي لشركات الأدوية والباحثين في مجال الطب الحيوي. إحدى الطرق هي DTI (Diffusion Tensor Imaging)، وهي طريقة حساسة لكثافة الخلايا في الأنسجة. ففي مرض الزهايمر، على سبيل المثال، يحدث ضمور، وزيادة موت الخلايا في الدماغ. في فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي باستخدام طريقة DTI التي أجرتها الدكتورة تمار كاتسير من مقر الشركة، على فئران معدلة وراثيا كنموذج لمرض الزهايمر، وجد اختلاف كبير في شكل الخلايا في الدماغ بين الفئران النموذجية والفئران العادية . وتركز التغيير، من بين أمور أخرى، في منطقة الحصين، المسؤولة عن وظيفة الذاكرة، والمعروف أنها تتأثر بمرض الزهايمر. تم إجراء هذا البحث بالتعاون مع البروفيسور داني مايكلسون كجزء من رسالة الدكتوراه للدكتور كاتسير في مختبر البروفيسور يانيف عساف في جامعة تل أبيب. قامت الدكتورة إفرات ساسون، أحد مؤسسي الشركة، في بحثها بمقارنة فحوصات DTI للأشخاص ذوي وظيفة الذاكرة الطبيعية وفحوصات الأشخاص الذين عانوا من انخفاض في وظيفة الذاكرة. كانت مؤشرات DTI أعلى في الأشخاص الذين يعانون من انخفاض وظيفة الذاكرة في منطقة الحصين في الدماغ، مما يشير إلى انخفاض في كثافة أنسجة المخ في هذه المنطقة. تم إجراء البحث كجزء من أطروحة الدكتوراه للدكتور ساسون في مختبر البروفيسور يانيف عساف في جامعة تل أبيب.

تعتبر طريقة DTI أيضًا حساسة للتغيرات الدقيقة والمعقدة: في نفس الدراسة، تم العثور على تطابق بين درجة نجاح الأشخاص في تمارين الرياضيات ومؤشرات التصوير بالرنين المغناطيسي الحساسة لاتجاه الأنسجة في نظام الألياف الحزامية. هي منطقة من المادة البيضاء في الدماغ تربط المناطق الأمامية من الدماغ بمناطق في الفص الجداري، والتي ترتبط بالحسابات الرياضية. كما قامت دراسة أخرى أجريت على الفئران بفحص المراسلات بين البنية والوظيفة. قامت الفئران بمهمة الذاكرة المكانية (متاهة الماء) وتم فحصها مرتين: قبل وبعد أداء المهمة. والمثير للدهشة أنه تم العثور على اختلافات بين الفحصين: بعد العملية، تم العثور على زيادة في كثافة الأنسجة. ومن ثم، فإن التصوير بالرنين المغناطيسي حساس للتغيرات في مرونة الدماغ. من التحليلات النسيجية التي أجريت في نهاية التجربة، تم العثور على نتيجة أخرى مثيرة للدهشة: مرونة الدماغ المقاسة بواسطة التصوير بالرنين المغناطيسي، ربما تنشأ من زيادة كثافة الخلايا النجمية (الشكل 4)، وهي أكبر الخلايا وأكثرها شيوعًا في الجهاز العصبي المركزي، وله العديد من الوظائف، بما في ذلك إمداد الخلايا العصبية بالمواد المغذية.

تتميز طريقة التصوير بالرنين المغناطيسي بالعديد من المزايا مقارنة بطرق التصوير الأخرى، بما في ذلك القدرة على تصوير نفس العضو بتباينات مختلفة. تسلط التباينات المختلفة الضوء على أنسجة مختلفة، وبالتالي ستكون حساسة لعمليات المرض المختلفة. على سبيل المثال، الكبد الدهني هو مرض يصيب حوالي 30٪ من السكان. لتشخيصه عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي، يتم إجراء مسحين: أحدهما حساس لجزيئات الماء وجزيئات الدهون، والآخر حساس لجزيئات الماء فقط. تركيز الكبد الدهني خفيف بالنسبة للأنسجة. لكن من الصعب في الفحص الأول تحديد ما إذا كان الأمر عبارة عن تكوين دهون أو تلف في الأنسجة (الثغرة) والتي تظهر أيضًا بلون فاتح. للقيام بذلك، يتم إجراء فحص ثانٍ، حساس للماء فقط، حيث يتم "إلغاء" الإشارة الصادرة من الدهون بشكل أساسي. لذا فإن التركيز الدهني سيبدو داكنًا بينما ستبدو الثغرة فاتحة. مثال آخر هو السكتة الدماغية. أحد التباين (T2) حساس للأمراض الناجمة عن الاحتشاء ويظهر زيادة في الإشارة. لتحديد ما إذا كان الاحتشاء ناتجًا عن انسداد الأوعية الدموية أو النزيف، يتم استخدام تباين آخر (T2*) حساس لجزيئات الحديد، وسيظهر النزيف باللون الأسود. يمكن أن يشير التباين الإضافي (T1)، بعد إعطاء عامل التباين، إلى الأوعية الدموية التي تم اختراق الحاجز الدموي الدماغي (BBB).

يؤدي التصوير بالرنين المغناطيسي إلى تقدم الدراسات السريرية

يمكن استخدام المقاييس الكمية للتصوير بالرنين المغناطيسي كعلامات بيولوجية للتغيرات في الأنسجة بعد إدارة العلاج الدوائي. يمكن للتصوير بالرنين المغناطيسي أن يعلمنا عن آلية المرض وبالتالي يبحث عن مرشحين لجزيء يمكن استخدامه كدواء. على سبيل المثال، في دراسة أجريت على نموذج للسرطان على الفئران، أجريت في ماربورغ بألمانيا، تم إسكات جين معين يشارك في تكوين الأوعية الدموية. وبالفعل، باستخدام طريقة التصوير بالرنين المغناطيسي المتقدمة، تم العثور على انخفاض في مؤشرات نفاذية الأوعية الدموية لدى هذه الفئران، مما يشير إلى أن الورم يحتوي على أوعية دموية أقل مقارنة بفئران السيطرة، حيث تطور الورم والأوعية الدموية التي تغذيه دون انقطاع. تم تعريف نفس البروتين الذي تم إسكات الجين المسؤول عن إنشائه، على أنه مرشح لربط دواء من شأنه أن يدمر الأوعية الدموية في الورم وبالتالي يؤدي إلى موت الخلايا السرطانية. أيضًا، نظرًا لأن طرق التصوير بالرنين المغناطيسي المتقدمة تسمح بالحصول على متغيرات كمية، فيمكن استخدامها كوسيلة للمقارنة بين مجموعات من العلاجات المختلفة وبين جرعات العلاج المختلفة.

المجال الآخر هو التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، والذي يجعل من الممكن قياس نشاط الدماغ بعد تناول الدواء بطريقة غير جراحية. وذلك من خلال طريقة التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي fMRI (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي). يتم تحديد الإشارة المقاسة بطريقة الرنين المغناطيسي الوظيفي من خلال التغيرات المحلية في النسبة بين الهيموجلوبين المؤكسج والهيموجلوبين غير المؤكسج. تشير هذه النسبة إلى المنطقة التي يزداد فيها نشاط الدماغ. تتيح هذه الطريقة رسم خريطة لتأثيرات الأدوية على نشاط الشبكات العصبية في الدماغ، سواء عن طريق قياس نشاط الدماغ أثناء الراحة، قبل وبعد إعطاء العلاج، أو عن طريق قياس نشاط الدماغ أثناء أداء بعض المهام.

المجال الجديد الذي تطور في السنوات الأخيرة هو الجسيمات النانوية المغناطيسية. تتيح هذه الجسيمات تحديد الخلايا أو الجزيئات؛ إذا كانت مرتبطة بجزيء يستخدم لعلاج السرطان، على سبيل المثال، فإنها تستخدم في دورين: كحاملات للدواء مباشرة إلى العضو المستهدف، وكعلامات تمكن من مراقبة انتقال الدواء في الجسم إلى الجسم عبر التصوير بالرنين المغناطيسي. التأكد من وصوله بالفعل إلى العضو المستهدف. ولهذا استخدامات عديدة، على سبيل المثال عندما تكون وسيلة العلاج هي الخلايا الجذعية. عادة ما يتم حقن الخلايا في الحيوان، ولكن للتأكد من وصولها إلى العضو المستهدف، يتم ربطها بالجزيئات النانوية المغناطيسية وبعد الحقن يتم إجراء فحص التصوير بالرنين المغناطيسي: تتسبب الجزيئات المغناطيسية في تغيير في الإشارة التي يستقبلها الجهاز، وبالتالي يمكن تتبع هذه الخلايا. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي أيضًا في تطوير الأجهزة الطبية: من الممكن فحص موضع الغرسة أو الجهاز في الأنسجة، وهنا أيضًا من الممكن الحصول على مؤشرات كمية تعلمنا عن العملية العلاجية.

نظرًا لأن التصوير بالرنين المغناطيسي يتيح تصورًا مثيرًا للإعجاب ويقدم النتائج بسرعة نسبية مقارنة بالطرق التقليدية في البحث، فإنه يمكن أن يساعد في عمليات صنع القرار في مراحل مهمة في البحث الطبي. يمكن للقرارات الصحيحة في المراحل الأولى من البحث أن توفر الكثير من الموارد. ومن الممكن الحصول على نتائج أولية مقنعة ومثيرة للإعجاب في مرحلة مبكرة وبالتالي المساعدة في جمع الموارد اللازمة للبحث.

شركة BioImage، بإدارة الدكتورة تمار كاتسير والدكتورة إفرات ساسون، هي الشركة الوحيدة من نوعها في إسرائيل التي تقدم لشركات الأدوية والباحثين في مجال الطب الحيوي خدمات أبحاث التصوير بالرنين المغناطيسي، بما في ذلك طرق التصوير بالرنين المغناطيسي المتقدمة، والتي توفر مجموعة متنوعة من العلامات البيولوجية لتوصيف الأنسجة والأمراض وفحص فعالية الأدوية أو العلاجات المختلفة. وفي فترة قصيرة من وجودها، تمكنت الشركة من إجراء دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي للعملاء في صناعة الطب الحيوي والأوساط الأكاديمية. ومن بين عملائها شركات رائدة في الاقتصاد في العديد من المجالات، مثل أمراض الأوعية الدموية وأبحاث السرطان وغيرها، وباحثون أكاديميون رائدون في مجالات أمراض المناعة الذاتية والشلل الدماغي والأمراض النفسية وغيرها.
www.bioimage.co.il
Info@bioimage.co.il
افرات ساسون 054-7890639
تمار كاتسير 054-6257724