Medical Imaging International — MII April 2011

Two Acceleration Methods Allow For Much Faster MRI Brain Scans

An international team of physicists and neuroscientists has reported a breakthrough in magnetic resonance imaging (MRI) that allows brain scans more than seven times faster than currently possible. In an article published December 20, 2011, in the journal PloS ONE, a University of California (UC) Berkeley (USA; http://berkeley.Edu), physicist and colleagues from the University of Minnesota (Twin Cities [Minneapolis-St. Paul], USA; www.umn.edu) and Oxford University (UK; www.ox.ac.uk) described two developments that allow full three-dimensional (3D) brain scans in less than half a second, instead of the typical two to three seconds.
“When we made the first images, it was unbelievable how fast we were going,” said first author Dr. David Feinberg, a physicist and adjunct professor in UC Berkeley’s Helen Wills Neuroscience Institute and president of the company Advanced MRI Technologies (Sebastopol, CA, USA). “It was like stepping out of a prop plane into a jet plane. It was that magnitude of difference.”
For neuroscience, in particular, fast scans are vital for capturing the dynamic activity in the brain. “When a functional MRI [fMRI] study of the brain is performed, about 30 to 60 images covering the entire 3D brain are repeated hundreds of times like the frames of a movie but, with fMRI, a 3D movie,” Dr. Feinberg said. “By multiplexing the image acquisition for higher speed, a higher frame rate is achieved for more information in a shorter period of time.”
“The brain is a moving target, so the more refined you can sample this activity, the better understanding we will have of the real dynamics of what’s going on here,” added Dr. Marc Raichle, a professor of radiology, neurology, neurobiology, biomedical engineering, and psychology at Washington University in St. Louis (MO, USA; http://wustl.edu), who has followed Dr. Feinberg’s work.
Because the technique works on all modern MRI scanners, the impact of the ultrafast imaging technique will be immediate and widespread at research institutions worldwide, according to Dr. Feinberg. In addition to greatly advancing the field of neural imaging, the discovery will have an immediate impact on the Human Connectome Project (http://humanconnectomeproject.org), funded in 2010 by the US National Institutes of Health (NIH; Bethesda, MD, USA) to map the connections of the human brain through fMRI and structural MRI scans of 1,200 healthy adults.
“At the time we submitted our grant proposal for the Human Connectome Project, we had aspirations of acquiring better quality data from our study participants, so this discovery is a tremendous step in helping us accomplish the goals of the project,” said Dr. David Van Essen, a neurobiologist at Washington University and coleader of the project. “It’s vital that we get the highest quality imaging data possible, so we can infer accurately the brain’s circuitry – how connections are established, and how they perform.”
The faster scans are made possible by combining two technical improvements devised in the past decade that separately increased scanning speeds two to four times over what was already the fastest MRI technique, echo planar imaging (EPI). Physical limitations of each method prevented further speed improvements, “but together their image accelerations are multiplied,” Dr. Feinberg said. The researchers can now obtain brain scans considerably faster than the time reductions reported in their study and many times faster than the capabilities of current machines.
Nearly 20 years ago, however, a new type of MRI called functional MRI (fMRI) was developed to highlight areas of the brain using oxygen, and thus seemingly engaged in neuronal activity, such as thinking. Utilizing EPI, fMRI vividly differentiates oxygenated blood funneling into working areas of the brain from deoxygenated blood in less active areas.
With EPI, a single pulse of radio waves is used to excite the hydrogen atoms, but the magnetic fields are rapidly reversed several times to elicit about 50 to 100 echoes before the atoms settle down. The multiple echoes provide a high-resolution image of the brain. In 2002, Dr. Feinberg proposed using a sequence of two radio pulses to obtain twice the number of images in the same amount of time. Called simultaneous image refocusing (SIR) EPI, it has proved useful in fMRI and for 3D imaging of neuronal axonal fiber tracks, though the improvement in scanning speed is limited because with a train of more than four times as many echoes, the signal decays and the image resolution decreases.
Another acceleration advance, multiband excitation of several slices using multiple coil detection, was proposed in the United Kingdom at about the same time by Dr. David Larkmann for spinal imaging. The technique was used for fMRI by Dr. Steen Moeller and colleagues at the University of Minnesota. This technique, too, had limitations, mainly because the multiple coils are relatively widely spaced and cannot differentiate very closely spaced images.
The ability to scan the brain in under 400 ms moves fMRI closer to electroencephalography (EEG) for capturing very rapid sequences of events in the brain. The development will affect general fMRI as well as diffusion imaging of axonal fibers in the brain, both of which are needed to achieve the main goal of the Human Connectome Project. Diffusion imaging reveals the axonal fiber networks that are the main nerve connections between areas of the brain, while fMRI shows which areas of the brain are functionally connected, meaning, which areas are active together or sequentially during various activities.

 

Fonte: http://www.mydigitalpublication.com/.

SUS ganhará aparelho capaz de destruir câncer

 

O aparelho é uma tecnologia inovadora, resultante da fusão do ultrassom de alta intensidade com a ressonância magnética

O SUS irá ganhar um novo equipamento com capacidade para destruir tumores cancerígenos. O aparelho chamado de High Intense Focus Ultrassound (Hifu) será disponibilizado pelo Instituto do Câncer do Estado de São Paulo (Icesp). E, é uma tecnologia inovadora, resultante da fusão do ultrassom de alta intensidade com a ressonância magnética.

Pioneiro na América do Sul, o novo procedimento será utilizado, inicialmente, para tratar miomas e metástases ósseas, mas a ideia é ampliar seu uso para outras áreas da oncologia. O investimento para aquisição do equipamento foi de R$ 1,5 milhão.

O aparelho permitirá investigar novas terapias que, aliando o ultrassom à ressonância magnética, viabilizarão o tratamento de tumores sem a necessidade da realização de cortes e cirurgia ou de internação. Por não ser invasivo, o método, que dura aproximadamente duas horas, permite que o paciente realize o procedimento consciente, permanecendo acordado e podendo voltar para casa no mesmo dia.

O Hifu concentra até 1.000 feixes de energia ultrassônica com extrema precisão em um tumor no interior do corpo. Cada feixe passa através do corpo sem causar lesão, mas, quando convergem para o ponto selecionado, elevam a temperatura nesse local. A ressonância magnética serve para localizar e direcionar essa energia precisamente no tumor, de forma interativa e em tempo real, fornecendo imediata confirmação da eficácia da terapia.

Além disso, estão sendo desenvolvidos no Icesp tratamentos que possibilitam a liberação de drogas quimioterápicas, em que nanopartículas com elevadas concentrações de medicamentos (o que pode ser altamente tóxico ao organismo, inviabilizando sua aplicação intravenosa), são injetadas e liberadas apenas no tumor, a partir do calor produzido pelo aparelho.

Os pacientes que se beneficiarão da novidade integrarão os protocolos de pesquisa clínica do Icesp. Além de esta ser uma novidade na área oncológica, a aquisição do equipamento estabelece inúmeras possibilidades e caminhos no ambiente de pesquisa.

Isto representa um grande avanço não apenas para os pacientes do SUS, como também para a instituição, que se reafirma como referência na área de investigação e tratamento do câncer. Ganha, também, o país, que passa a ser reconhecido por sua produção científica e desenvolvimento de novos protocolos e tratamentos.

 

Fonte: http://www.saudebusinessweb.com.br

Biópsia Virtual usando espectroscopia de MR pode permitir um diagnóstico mais precoce de transtorno cerebral em atletas.

 

Em um estudo com ex-atletas profissionais, pesquisadores descobriram que uma técnica de imagem especializada chamada espectroscopia por ressonância magnética (RM) podem ajudar a diagnosticar traumática crônica en espongiforme bovina (CTE), uma doença causada por traumatismo craniano repetitivo, que atualmente só pode ser diagnosticada na autópsia .
Os resultados do estudo foram apresentados em dezembro de 2010 na reunião anual da Radiological Society of North America (RSNA), realizada em Chicago, IL, EUA. "Os efeitos devastadores das lesões cerebrais sofridas pelos jogadores de futebol profissional que repetidamente sofreram abalos e traumatismos cranianos subconcussive durante suas carreiras colocou os holofotes sobre CTE", disse Alexander P. Lin, PhD, principal investigador do Centro de Clínica Espectroscopia na Brigham and Women's Hospital (Boston, MA, EUA; www.mgh.harvard.edu).
Segundo os Centros de Controle de Doenças dos EUA (CDC, Atlanta, GA, EUA), estima-se 3,8 milhão de esportes e recreação abalos relacionados ocorrem nos Estados Unidos a cada ano. Além disso, os abalos subclínica - lesões que não podem ser diagnosticados como concussões, mas têm efeitos semelhantes - vão frequentemente unrecognized. Estudos têm demonstrado que indivíduos que sofrem trauma crânio-encefálico repetitivos são mais propensos a ter problemas em curso, de dano cerebral permanente de incapacidade a longo prazo.
CTE é uma doença degenerativa do cérebro causada por traumas cerebrais repetidas e marcada por um acúmulo de proteínas anormais no cérebro. CTE tem sido associada à dificuldade de memória, comportamento impulsivo e errático, depressão e, finalmente, a demência. "Traumatismo craniano cumulativa invoca mudanças no cérebro, que ao longo do tempo pode resultar em um declínio progressivo da memória e funções executivas em alguns indivíduos," diz Lin. "MRS pode nos fornecer, detecção não invasiva precoce do CTE antes de mais danos ocorre, permitindo assim uma intervenção precoce".
No estudo de Lin, realizado em colaboração com a Universidade de Boston Center for the Study of Traumatic Encefalopatia (CSTE; www.bu.edu/ CSTE), cinco atletas do sexo masculino profissional aposentado do futebol, wrestling e boxe com o CTE suspeitos e cinco de idade e tamanho controles pareados entre as idades de 32 e 55 foram examinados com a MRS. Na MRS, por vezes referido como "biópsia virtual", um poderoso campo magnético e ondas de rádio são usadas para extrair informações sobre compostos químicos no corpo, usando um scanner de ressonância magnética clínica.
Os resultados revelaram que, em comparação com os cérebros de pacientes do grupo controle, o cérebro dos ex-atletas com CTE suspeitos tinham aumentado os níveis de colina, um nutriente membrana celular que sinaliza a presença de tecido danificado e glutamato / glutamina, ou GLX. MRS também revelou alterações nos níveis de ácido gama-aminobutírico (GABA), aspartato e glutamato no cérebro de ex-atletas. "Ao nos ajudar a identificar os neuroquímicos que podem desempenhar um papel no CTE, este estudo tem contribuído para o nosso entendimento da fisiopatologia da doença," diz Lin.
Por exemplo, os aminoácidos e neurotransmissor glutamato está envolvido na maioria dos aspectos da função cerebral normal e deve estar presente nos lugares certos e na concentração certa para que o cérebro para ser saudável - muito ou pouco pode ser prejudicial. Resultados de estudos neuropathologic CSTE de jogadores de futebol aposentado e outros atletas levaram a mudanças consideráveis ​​na NFL ([dos EUA] da National Football League), bem como esportes universitários e jovens.

Fonte: http://www.mydigitalpublication.com/publication/?i=62726