利用核磁共振操纵放射性原子的“极化核成像”可以实现新的诊断工具
美国科学家已经开发出这是一种高分辨率的医学扫描方法，可以克服广泛使用的磁共振成像(MRI)技术的缺点．发明家戈登·盖茨，威尔逊米勒和他们在弗吉尼亚大学的团队，相信它有可能挑选出单个细胞或分子的群体，这是今天MRI无法做到的。
他们的偏振核成像(PNI)方法有可能集成到核磁共振扫描仪中，或使专用设备更便宜。“这是一种以前根本不存在的成像方式，”凯茨说manbetx手机客户端3.0尽管他承认“我们还没有准备好开始做人体实验”。
弗吉尼亚大学的研究小组已经在一个玻璃细胞中成像了放射性氙原子，但他们希望放射性原子可以成为病人体内的示踪剂，就像今天的氙在“超极化气体成像”中一样。凯茨还参与发明了基于核磁共振成像的技术，该技术使用激光校准氙原子的核自旋。
核自旋是MRI和PNI的核心，从字面上描述了核的旋转，尽管量子力学意味着它们只有特定的“量子化”值。核磁共振成像通常利用磁场使氢原子的核自旋对齐，然后用无线电波和磁脉冲将其翻转。核自旋然后“进动”，就像旋转的陀螺在静止之前以一定角度旋转一样，发射无线电波，经过检测和处理后，可以形成图像。
超极化气体成像涉及稀有气体以不同频率向氢发射无线电波。凯茨解释说，如果患者吸入这些气体，“就可以对他们的肺部进行精细的核磁共振成像”。氙气在血液中溶解得特别好，他本以为氙气可以帮助他更好地看清其他器官，但他很难做到。“如果你看得离肺很远，信号就不是很好，”凯茨说。因此，他寻求“巨大的提升”。
看到潜力
因此，米勒、凯茨和他们的同事转向了更容易探测到的放射性元素的伽马射线发射。他们意识到，自旋值大于1 / 2的放射性原子核，如亚稳态氙-131，只向特定方向发射伽马射线。
在PNI中，激光极化后，科学家们用无线电波和6高斯磁场对对准的氙核进行进动。作为对比，地球的磁场是1高斯，而核磁共振机的磁场范围是5000 - 30000高斯。在探测到伽马射线后，科学家们可以计算出它们是从哪里发射出来的，从而生成图像。
Cates怀疑MRI和PNI可以合并，但他也想象成像“不再需要巨大的磁场和昂贵的设备”。他补充说，示踪剂提供了“在以前从未有过的地方使用磁共振的机会”。例如，含有放射性原子的分子可以在体内寻找特定的目标。
劳拉Harkness-Brennan来自英国利物浦大学的研究人员强调，我们肯定需要新的示踪剂，因为我们必须考虑我们的身体如何处理它们，以及患者将接受多少辐射剂量。尽管如此，她说PNI的高分辨率和高灵敏度“令人兴奋和新颖”。
马拉Cercignani来自英国布莱顿和苏塞克斯医学院的教授也认同这一观点。她说:“核磁共振成像可以提供非常详细的解剖图像，然而，基于核磁共振成像的针对特定细胞或分子的技术还远远不可行。”“使用伽马射线相机的核医学具有很高的特异性，但通常解剖分辨率较低。两者结合是很有吸引力的。然而，她强调PNI的研究是“非常初步的工作”。“获取一张2D图像大约需要60个小时。要证明它的实用性还需要时间。
凯茨意识到成像“生物而不是玻璃细胞”的挑战，但他强调有100种或更多不同的放射性核可以尝试。凯茨说:“希望有些人是合适的。”
参考文献
Y Zueng等，自然， 2016, doi:10.1038 / nature19775
生活在英国埃克塞特的科学作家
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