7 BADANIE POZIOMU SODU MOŻE BYĆ PRZEŁOMEM W REZONANSIE MAGNETYCZNYM

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) poczyniło znaczne postępy i wciąż idzie naprzód, a nowe rozwiązania są ogłaszane niemal każdego dnia. Do tej pory istniało wyraźne rozróżnienie między CT i MRI, ale ta czarno-biała koncepcja już się rozpływa. Wraz z wprowadzeniem zaawansowanych modułów i oprogramowania, w przyszłości może nadejść czas, kiedy nie będzie miało znaczenia, które badanie jest wykonywane, choć oczywiście należy wziąć pod uwagę konkretne wskazania i przeciwwskazania. Z każdą generacją skanerów CT, dawka jest niższa, a jednocześnie jakość obrazu jest utrzymywana lub poprawiana, a MRI nie ma poważnych skutków ubocznych związanych ze zwiększoną siłą magnesu. Z tego powodu naukowcy i klinicyści z niecierpliwością czekają na 7T MRI i nowsze.

3T 23Na-MRI obraz całego ciała (zdjęcie dzięki uprzejmości Friedricha Wetterlinga)

Co to jest sód i dlaczego powinniśmy go badać?

MRI opiera się na fakcie, że woda jest obecna we wszystkich narządach i tkankach, co umożliwia odbieranie sygnału i tworzenie obrazu. Jednak wiele osób nie wie, że możliwe jest również badanie takich pierwiastków jak sód, fosfor i inne. Sód jest bardzo ważnym pierwiastkiem w organizmie człowieka. 23Na jest jedynym stabilnym izotopem, a zatem najbardziej rozpowszechnionym w przyrodzie. W organizmie człowieka reguluje przepływ krwi, ciśnienie krwi, ciśnienie osmotyczne i pH. Chlorek sodu, bardziej znany jako sól kuchenna, jest naszym głównym źródłem sodu. Być może słyszałeś lub czytałeś, że sól jest szkodliwa dla zdrowia, ale niskie stężenie sodu może mieć również negatywny wpływ. American Heart Association zaleca spożywanie nie więcej niż 1500 mg soli dziennie, co znacznie różni się od poprzedniego zalecenia wynoszącego 2300 mg. Uzasadniają to tym, że ryzyko nadciśnienia tętniczego jest tak wysokie wśród Amerykanów, że 1500 to liczba, która odzwierciedla idealne zdrowie układu sercowo-naczyniowego. Oczywiście liczba ta nie jest dla wszystkich, ponieważ sportowcy i osoby pracujące i przebywające w warunkach wysokiej temperatury, czyli ci, którzy dużo się pocą, potrzebują więcej sodu.

Więc gdzie w tym wszystkim jest serce? Poziom sodu wzrasta w przypadkach ostrego i podostrego zawału mięśnia sercowego poprzez trzy mechanizmy: zaburzenie homeostazy jonowej z akumulacją wewnątrzkomórkowego sodu, tworzenie się obrzęku zewnątrzkomórkowego podczas bliznowacenia oraz wzrost przestrzeni zewnątrzkomórkowej, gdy zdrowe kardiomiocyty są zastępowane przez tkankę łączną. Liczne eksperymenty i badania wykazały, że w nadciśnieniu tętniczym, zwłaszcza w pierwotnym hiperaldosteronizmie, brak równowagi hormonalnej prowadzi do wzrostu pozakomórkowego poziomu sodu. Takie badania mogą wykazać związek między akumulacją Na+ a nadciśnieniem tętniczym.

Wizualizacja sodu             

Do tej pory postęp technologiczny pozwolił naukowcom i klinicystom mierzyć jedynie stężenie sodu w tkankach (TSC). Jak wykazało kilka badań, 23Na-MRI jest wykonalne na maszynie 1,5T, ale czas skanowania i jakość obrazu nie są porównywalne z 7T i wyższymi. Jeśli ta metoda może być stosowana do pomiaru wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych stężeń sodu, możliwości dokonywania nowych odkryć są nieograniczone. Istnieją pewne punkty, które wymagają uwagi. Najważniejszym z nich jest poprawa konstrukcji cewek. Aby wzmocnić jej miejsce jako narzędzia klinicznego, konieczne będzie stworzenie cewek specjalnie dla 23Na, a nie rzeźbienie cewki Frankensteina i oczekiwanie dobrych wyników. Cewki dla 23Na, które są obecnie dostępne na rynku, takie jak te z MRI.TOOLS GmbH, można ulepszyć poprzez dodanie kanałów nadawczych/odbiorczych w celu dalszego zwiększenia stosunku sygnału do szumu i rozdzielczości przestrzennej.

Służy wyłącznie do badań naukowych?

Obrazowanie sodu nie jest bynajmniej przeznaczone wyłącznie do celów naukowych. Na przykład ten skan 23Na-MRI pacjenta przed i po chemioterapii pokazuje, w jaki sposób technologia ta może być wykorzystywana do monitorowania skuteczności leczenia. Wykazała również doskonałe wyniki w monitorowaniu przeszczepów tkanek, co podkreśliliśmy w artykule o większym bracie 7T, 20T. Jeśli chodzi o serce, metoda ta z pewnością ma wartość kliniczną, ale pytanie brzmi, czy 23Na-MRI może dostarczyć danych, których inne metody nie mogą. Z naukowego punktu widzenia ma ona wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnym 1H-MRI i będzie w stanie wyjaśnić nam komórkowy metabolizm sodu. Oprogramowanie i elektronika nie są obecnie na odpowiednim poziomie, aby uwolnić prawdziwy potencjał klinicznego MRI do badań sodu w sercu, ale jest wiele do życzenia, a wraz ze wzrostem liczby maszyn 7.0T, pojawi się ich więcej.

1) Inglese M, Madelin G, Oesingmann N, Babb JS, Stoeckel B, Herbert J, Johnson G Stężenie sodu w tkance mózgowej w wielokrotnym sclerosis: badaniu obrazowania sodu przy 3 teslach. 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 ahead of 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. 22 June 2012; 57(14): 4555.

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

Yuriy Sarkisov, MD, BiMedis