7 ТЕСЛОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УРОВНЯ НАТРИЯ МОЖЕТ СТАТЬ ПРОРЫВОМ В ОБЛАСТИ МРТ

Магнитно-резонансная томография (МРТ) достигла значительного развития и дальше движется вперед, поскольку новые разработки анонсируют чуть ли не каждый день. До настоящего времени существовала четкая черта между КТ и МРТ, но это черно-белое понятие уже растворяется. С внедрением мощных модулей и программного обеспечения в будущем может наступить час, когда не будет иметь значения какое исследование проводить, при этом нужно, конечно же, учитывать специфические показания и противопоказания. С каждым поколением КТ сканеры излучают меньшую дозу и в то же время, сохраняют или улучшают качество изображения, а МРТ не имеет серьезных побочных действий, связанных с увеличением силы магнита. По этой причине ученые и клиницисты ждут с нетерпением 7Т МРТ и выше.

3Т 23Na-МРТ снимок всего тела (Фото любезно предоставлена Friedrich Wetterling)

Что такое натрий и зачем его исследовать?

МРТ основана на том, что вода находится во всех органах и тканях, что дает возможность получить сигнал и сформировать изображение. Однако многие не знают, что также можно исследовать такие элементы как натрий, фосфор и другие. Натрий очень важный элемент в человеческом теле. 23Na – это единственный стабильный изотоп и поэтому его количество самое обильное в природе. В человеческом теле он регулирует кровоток, кровяное давление, осмотическое давление и pH. Натрий хлорид, более известный как столовая соль, наш главный источник натрия. Вы возможно слышали или читали, что соль вредит здоровью, но низкая концентрация натрия также негативно на него влияет. Американская ассоциация сердца рекомендует употреблять не более 1,500 мг соли в день, что значительно отличается от предыдущих рекомендаций – 2,300 мг. Они это обосновывают тем, что риск гипертензии настолько большой среди американцев, что 1,500 – это цифра, которая отображает идеальное кардиоваскулярное здоровье. Очевидно эта цифра не для всех, потому, что спортсмены и люди, которые работают и пребывают  в условиях повышенной температуры, то есть те, кто много потеет, требуют больше натрия.

Так, куда же в это все вписывается сердце? Уровень натрия повышается в случаях острого и подострого инфаркта миокарда из-за трех механизмов: нарушение ионного гомеостаза с накоплением внутриклеточного натрия, внеклеточное формирование отека в процессе рубцевания, увеличение позаклеточного пространства, когда здоровые кардиомиоциты замещаются соединительной тканью. После проведения многочисленных экспериментов и исследлований было обнаружено, что при гипертензии, особенно при первичном гиперальдостеронизме, дисбаланс гормонов приводит к повышению уровня позаклеточного натрия. Такие исследования могут показать связь между накоплением Na+ и гипертензией.

Визуализация натрия.         

На сегодняшний день технологические достижения позволяют ученым и клиницистам измерять только концентрацию натрия в тканях (КНТ). Как показали несколько работ, 23Na-МРТ осуществимо на аппарате 1,5Т, но время на сканирование и качество изображения не сравнимо с 7Т и выше. Если с помощью этого метода можно будет измерить внутри- и позаклеточную концентрацию натрия, то возможность делать новые находки бесконечная. Существуют определенные моменты, которые требуют внимания. Самый важный – это усовершенствование дизайна катушек. Для того, чтобы укрепить свое место, как клинического инструмента, нужно будет создать катушки конкретно для 23Na, а не лепить катушку Франкенштейна и ожидать хороших результатов. Катушки для 23Na, которые сейчас на рынке, такие, как от компании MRI.TOOLS GmbH, можно улучшить путем добавления каналов приема/передачи, для еще большего увеличения соотношения сигнал-шум и пространственного разрешения.

Оно только для научных исследований?

Визуализация натрия, в целом, ни в коем случаи не предназначена только для науки. Например, это изображение 23Na-МРТ скана пациента до и после химиотерапии, показывает как такую технологию можно применять для мониторинга эффективности лечения. Она также показала отличные результаты для контроля пересадки тканей, что мы подчеркнули в статье про большого брата 7Т – 20Т. Когда речь идет о сердце, безусловно, есть клиническая ценность в таком методе, но вопрос стоит в том может ли 23Na-МРТ предоставить данные, которые другие методы не могут. С точки зрения науки, она имеет много преимуществ над обычной 1Н-МРТ и сможет нас просветить о клеточном метаболизме натрия. Программные обеспечения и электроника на сегодняшний день не на нужном уровне, чтобы раскрыть истинный потенциал клинического МРТ исследования уровня натрия в сердце, но есть к чему стремиться, и по мере увеличения количества аппаратов ≥7.0T, больше методов и возможностей будут доступны.

1) Inglese M, Madelin G, Oesingmann N, Babb JS, Stoeckel B, Herbert J, Johnson G Brain tissue sodium concentration in multiple sclerosis: a sodium imaging study at 3 tesla. Brain. 2010 Mar; 133(Pt 3):847-57. doi: 10.1093/brain/awp334. Epub 2010 Jan 27. PubMed PMID: 20110245; PubMed Central PMCID: PMC2842511.

2) Kopp C, Linz P, Wachsmuth L, Dahlmann A, Horbach T, Schöfl C, Renz W, Santoro D, Niendorf T, Müller DN, Neininger M, Cavallaro A, Eckardt K-U, Schmieder RE, Luft FC, Uder M, Titze J. 23Na Magnetic Resonance Imaging of Tissue Sodium. Hypertension. 2012; 59:167-172, published online before print December 5 2011, doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.111.183517

3) Sandstede J, Pabst T, Beer M, Harre K, Bäurle K, Lipke C, Butter F, Kenn W, Völker W, Neubauer S, Hahn D. (23)sodium MRI for infarct imaging of the human heart. Rofo. 2000 Sep; 172(9):739-43. German. PubMed PMID: 11079085.

4) Wetterling F, Corteville DM, Kalayciyan R, Rennings A, Konstandin S, Nagel AM, Stark H, Schad LR Whole body sodium MRI at 3T using an asymmetric birdcage resonator and short echo time sequence: first images of a male volunteer. Physics in Medicine and Biology. June 22, 2012; 57(14): 4555.

5) http://www.mri.jhmi.edu/~rouwerke/sodium_imaging.html#Anchor-Cardiac-35326

Юрий Саркисов, врач, компания БиМедис