КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 19-75-10104
НазваниеДоклиническая гетероядерная магнитно-резонансная томография с регистрацией сигнала от широкого набора диагностически ценных изотопов
РуководительЗубков Михаил Александрович, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD)
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО", г Санкт-Петербург
| Период выполнения при поддержке РНФ | 07.2022 - 06.2024 |
Конкурс Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными (41).
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-602 - Физические методы медицинской диагностики. Томография
Ключевые словаЯМР, МРТ, томография, метаматериалы, радиочастотные устройства, гетероядерный ЯМР, приёмопередающие антенны, новообразования
Код ГРНТИ76.13.17
СтатусЗакрыт досрочно
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Магнитно-резонансная томография (МРТ) – уникальная технология медицинской диагностики. Как правило, протонная МРТ с использованием ядер водорода (протонов) предоставляет достаточно информации для постановки клинического диагноза. Однако сама по себе информация, получаемая в ходе стандартной МРТ, обычно представляет лишь структурную информацию об исследуемом организме. Сочетание информации от ядер водорода и ядер других изотопов, например, натрия-23 или фосфора-31 может предоставить также функциональную информацию об исследуемых органах или системах такую как данные о целостности клеток или о скорости энергетического обмена тканей. Вследствие этого одной из центральных задач только входящей в клиническую практику сверхвысокопольной МРТ, проводимой в полях 7 Тесла и выше, является визуализация изотопов, отличных от водорода.
В этом проекте будут разработаны новейшие методики для сверхвысокопольной МРТ на ядрах 1Н, в сочетании с данными, полученными на изотопах 23Na, 31P и иных ядрах отличных от водорода, и их применения в биомедицине. Будут исследованы новые способы сканирования с использованием современных радиочастотных устройств, позволяющих проводить регистрацию сигналов ядерного магнитного резонанса широкого спектра изотопов, а также методики построения новых устройств, способствующих более эффективному проведению гетероядерых МР-исследований, что позволит при современном темпе развития сверхвысокопольной МРТ скорее внедрить их в клиническую практику. В части применений, особое внимание будет уделено неврологическим и онкологическим заболеваниям, а также нарушениям энергетического обмена.
Ожидаемые результаты
Данный проект направлен на создание методов магнитнорезонансной визуализации ядер, отличных от ядер водорода, которые позволят в ходе сканирования живых организмов достичь повышенного разрешения отношения сигнал/шум, а также устранить артефакты, связанные с несовпадением позиционирования исследуемого организма при получении данных о распределении нескольких различных изотопов. Данное направление исследования является конкурентным на мировом уровне вследствие наличия научных групп Гейдельбергского университета, Университет Гачон и других, работающих в схожих направлениях.
В ходе проекта будет осуществлена разработка новых методов регистрации сигналов ядер водорода, совместимых как с представленными в ходе проекта 2019 года методами регистрации сигналов ядерного магнитного резонанса широкого спектра неводородных изотопов, так и с существующими системами сверхвысокопольного магнитнорезонансного сканирования, что позволит беспрепятственно использовать полученные комбинированные системы для сканирования живых организмов в уже существующих МР-томографах.
Далее, будет представлены новые устройства для регистрации изотопов, отличных от водорода, разработанные под конкретные задачи: например, РЧ-катушки со скоростным переключением режимов регистрации сигналов ядер натрия и фосфора для анализа степени поражения нервной ткани при рассеянном склерозе, режимов регистрации сигналов ядер бора и фосфора для анализа выживаемости тканей при лучевой терапии или режимов регистрации сигналов ядер ксенона и натрия для анализа функции лёгких.
Также результатом работы над проектом станет создание протокола сбора данных многоядерного сканирования, предполагающего одновременное получение сигналов ядерного магнитного резонанса с нескольких изотопов благодаря использованию многоканального сбора данных и согласованию частот дискретизации сигнала в различных каналах или благодаря неравномерному заполнению фазовых пространств, соответствующих изображениям распределений различных изотопов.
Будут получены данный МР-спектроскопии или МР-томографии живых организмов с использованием сигналов ядерного магнитного резонанса в норме и при наличии неврологических, онкологических заболеваниям или нарушений энергетического обмена. Будет также сделано заключение об эффективности предлагаемых методик в анализе исследованного состояния организма.
Таким образом, будет произведена разработка метода для обнаружения и оценки спектра нарушений методом гетероядерной магнитно-резонансной томографии для дальнейшего его применения в клинической или доклинической МРТ, что в свою очередь позволит улучшить раннюю диагностику социально значимых заболеваний и снизить экономическую нагрузку на сферы здравоохранения, связанные с необходимостью проведения терапии при поздней стадии выявления.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ