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Attualmente, la risonanza magnetica per immagini (RMI) si sta evolvendo, passando dall'imaging strutturale e funzionale tradizionale all'imaging molecolare. La RM multinucleare può ottenere una varietà di informazioni sui metaboliti del corpo umano, mantenendo la risoluzione spaziale, migliorando la specificità del rilevamento di processi fisiologici e patologici, ed è attualmente l'unica tecnologia in grado di effettuare un'analisi quantitativa non invasiva del metabolismo molecolare dinamico umano in vivo.

Con l'approfondimento della ricerca sulla risonanza magnetica multi-core, si aprono ampie prospettive applicative nello screening precoce e nella diagnosi di tumori, malattie cardiovascolari, malattie neurodegenerative, malattie del sistema endocrino, dell'apparato digerente e respiratorio, nonché nella valutazione rapida del processo di trattamento. La più recente piattaforma di ricerca clinica multi-core di Philips aiuterà i medici specialisti in diagnostica per immagini e i clinici a condurre ricerche cliniche all'avanguardia. Il Dott. Sun Peng e il Dott. Wang Jiazheng del Dipartimento di Supporto Clinico e Tecnico di Philips hanno fornito un'introduzione dettagliata allo sviluppo all'avanguardia della risonanza magnetica multi-core e all'orientamento di ricerca della nuova piattaforma di risonanza magnetica multi-core di Philips.

La risonanza magnetica ha vinto il Premio Nobel cinque volte nella sua storia, nei campi della fisica, della chimica, della biologia e della medicina, e ha ottenuto grandi successi nei principi di fisica di base, nella struttura molecolare organica, nella dinamica delle strutture macromolecolari biologiche e nell'imaging medico clinico. Tra questi, la risonanza magnetica è diventata una delle più importanti tecnologie di imaging medico clinico, ampiamente utilizzata nella diagnosi di varie patologie in diverse parti del corpo umano. Con il continuo miglioramento delle esigenze sanitarie, l'enorme richiesta di diagnosi precoce e di una rapida valutazione dell'efficacia sta promuovendo lo sviluppo della risonanza magnetica dall'imaging strutturale tradizionale (T1w, T2w, PDw, ecc.), all'imaging funzionale (DWI, PWI, ecc.) all'imaging molecolare (1H MRS e MRS/MRI multi-core).

Il complesso background della tecnologia MR basata su 1H, gli spettri sovrapposti e la compressione acqua/grasso ne limitano lo spazio come tecnologia di imaging molecolare. È possibile rilevare solo un numero limitato di molecole (colina, creatina, NAA, ecc.) ed è difficile ottenere processi metabolici molecolari dinamici. Basata su una varietà di nuclidi (23Na, 31P, 13C, 129Xe, 17O, 7Li, 19F, 3H, 2H), la MR multinucleare può ottenere una varietà di informazioni sui metaboliti del corpo umano, con alta risoluzione e alta specificità, ed è attualmente l'unica non invasiva (isotopo stabile, nessuna radioattività; marcatura di metaboliti endogeni (glucosio, amminoacidi, acidi grassi - non tossici) per l'analisi quantitativa dei processi metabolici molecolari dinamici umani.

Grazie ai continui progressi nel sistema hardware di risonanza magnetica, nel metodo di sequenza rapida (multi-banda, spirale) e nell'algoritmo di accelerazione (rilevamento compresso, apprendimento profondo), l'imaging/spettroscopia MR multi-core sta gradualmente maturando: (1) si prevede che diventi uno strumento importante per la ricerca all'avanguardia in biologia molecolare, biochimica e metabolismo umano; (2) passando dalla ricerca scientifica alla pratica clinica (sono in corso numerosi studi clinici basati sulla MR multi-core, FIG. 1), ha ampie prospettive nello screening precoce e nella diagnosi di cancro, malattie cardiovascolari, neurodegenerative, digestive e respiratorie e nella valutazione rapida dell'efficacia.

A causa dei complessi principi fisici e dell'elevata difficoltà tecnica del campo della risonanza magnetica, la risonanza magnetica multi-core è stata un'area di ricerca esclusiva di alcuni importanti istituti di ricerca ingegneristica. Sebbene la risonanza magnetica multi-core abbia compiuto progressi significativi dopo decenni di sviluppo, mancano ancora dati clinici sufficienti per far progredire questo campo e renderlo realmente utile ai pazienti.

Grazie alla sua costante innovazione nel campo della risonanza magnetica, Philips ha finalmente superato il collo di bottiglia nello sviluppo della risonanza magnetica multi-core e ha rilasciato una nuova piattaforma di ricerca clinica con il maggior numero di nuclidi del settore. La piattaforma è l'unico sistema multi-core al mondo ad aver ricevuto la certificazione di conformità alla sicurezza UE (CE) e la certificazione della Food and Drug Administration (FDA) statunitense, consentendo una soluzione di risonanza magnetica multi-core full-stack a livello di prodotto: bobine approvate dalla FDA, copertura completa della sequenza e ricostruzione standard della postazione operatore. Gli utenti non hanno bisogno di essere dotati di fisici di risonanza magnetica professionisti, ingegneri di codice e progettisti di gradienti RF, il che è più semplice rispetto alla tradizionale spettroscopia/imaging 1H. Massimizza la riduzione dei costi operativi della risonanza magnetica multi-core, il passaggio libero tra la ricerca scientifica e la modalità clinica, il recupero dei costi più rapido, in modo che la risonanza magnetica multi-core sia davvero disponibile in clinica.

La risonanza magnetica multi-core è ora la direzione chiave del "14° Piano quinquennale di sviluppo del settore delle apparecchiature mediche" ed è una tecnologia chiave per l'imaging medico che mira a superare la routine e a integrarsi con la biomedicina all'avanguardia. Il team di scienziati di Philips China, guidato dal miglioramento delle capacità di ricerca scientifica e innovazione dei clienti, ha condotto una ricerca sistematica sulla risonanza magnetica multi-core. Il Dott. Sun Peng, il Dott. Wang Jiazheng et al. hanno proposto per primi il concetto di risonanza magnetica-nucleomica nella risonanza magnetica nucleare (NMR) in Biomedicine (la rivista più importante della prima regione di spettroscopia dell'Accademia cinese delle scienze), che può utilizzare la risonanza magnetica basata su diversi nuclidi per osservare una varietà di funzioni cellulari e processi patologici. In questo modo, è possibile formulare un giudizio e una valutazione completi della malattia e del trattamento [1]. Il concetto di risonanza magnetica multinucleomica sarà la direzione futura dello sviluppo della risonanza magnetica. Questo articolo è la prima revisione sistematica della risonanza magnetica multi-core al mondo, che copre le basi teoriche della risonanza magnetica multi-core, la ricerca preclinica, la trasformazione clinica, lo sviluppo hardware, il progresso degli algoritmi, la pratica ingegneristica e altri aspetti (Figura 2). Allo stesso tempo, il team di scienziati ha collaborato con il Professor Song Bin del West China Hospital per completare il primo articolo di revisione sulla trasformazione clinica della risonanza magnetica multi-core in Cina, pubblicato sulla rivista Insights into Imaging [2]. La pubblicazione di una serie di articoli sulla risonanza magnetica multi-core dimostra che Philips porta davvero la frontiera dell'imaging molecolare multi-core in Cina, ai clienti cinesi e ai pazienti cinesi. In linea con il concetto fondamentale di "in Cina, per la Cina", Philips utilizzerà la risonanza magnetica multi-core per promuovere lo sviluppo della risonanza magnetica in Cina e contribuire alla causa della salute in Cina.

La risonanza magnetica multinucleare è una tecnologia emergente. Con lo sviluppo di software e hardware per la risonanza magnetica, la risonanza magnetica multinucleare è stata applicata alla ricerca traslazionale di base e clinica sui sistemi umani. Il suo vantaggio unico è la possibilità di visualizzare in tempo reale i processi metabolici dinamici in diversi processi patologici, offrendo così possibilità per la diagnosi precoce di malattie, la valutazione dell'efficacia, il processo decisionale terapeutico e lo sviluppo di farmaci. Può persino contribuire a esplorare nuovi meccanismi patogenetici.

Per promuovere l'ulteriore sviluppo di questo campo, è necessaria la partecipazione attiva di esperti clinici. Lo sviluppo clinico delle piattaforme multicore è fondamentale, compresa la costruzione di sistemi di base, la standardizzazione delle tecnologie, la quantificazione e la standardizzazione dei risultati, l'esplorazione di nuove sonde, l'integrazione di molteplici informazioni metaboliche, ecc., oltre allo sviluppo di più studi multicentrici prospettici, al fine di promuovere ulteriormente la trasformazione clinica della tecnologia avanzata di risonanza magnetica multicore. Crediamo fermamente che la risonanza magnetica multicore fornirà un ampio palcoscenico per gli esperti di imaging e clinici per condurre ricerche cliniche e i suoi risultati andranno a beneficio dei pazienti di tutto il mondo.