Oddział V. Zakład Tomografii Magnetyczno-Rezonansowej. W.P. Węglarz

Transkrypt

1 Oddział V Zakład Tomografii Magnetyczno-Rezonansowej W.P. Węglarz

2 Prof. dr hab. Andrzej Jasiński ( ) pierwsze obrazowanie MR w Polsce magnes stały 0.6T, elektronika spektrometru Bruker MSL, konsola sterująca CAMAC

3 Aparatura pomiarowa Tomograf MR z magnesem nadprzewodzącym 4,7T/310 (Bruker, Niemcy) Konsola MARAN DRX (Resonance Instruments Ltd., Wielka Brytania), 3 zestawy cewek gradientowych (140mm, 90mm, 60 mm) Szereg cewek nadawczo-odbiorczych objętościowych i powierzchniowych Urządzenie do monitorowania funkcji życiowych badanych zwierząt (SA Instruments Ltd, USA) Zestaw do podtrzymywania funkcji życiowych zwierzęcia w warunkach anestezji

4 Nowa aparatura pomiarowa (POIG; Działanie JCET) Tomograf MR (Bruker Biospec) z magnesem nadprzewodzącym 9,4T Zalety: Wyższe pole lepszy SNR Bogatsze oprogramowanie sterujące i wyposażenie (cewki macierzowe, kriocewka) Znacznie szerszy zakres możliwych do zastosowania technik obrazowania i spektroskopii zlokalizowanej Zastosowanie: Badania biomedyczne (modele zwierzęce) Badania materiałowe Planowana instalacja kwiecień 2011

5 Wykorzystanie metod Obrazowania Magnetyczno-Rezonansowego do rozwoju terapii chorób cywilizacyjnych Badania na modelach zwierzęcych (etap przedkliniczny) -Układ nerwowy -Układ naczyniowy

6 Centralny Układ Nerwowy Uszkodzenie rdzenia -> zmiana struktury

7 Dyfuzja swobodna i ograniczona R = 2 D H 2 O, 21 o C D = 2x10-3 mm 2 /s czas dyfuzji R średnie przemieszczenie D współczynnik dyfuzji [ms] R [µm] R 2

8 Uszkodzenie rdzenia - DW MRI 1 istota biała istota szara 3 istota biała istota szara 0,0024 0,0024 DL [mm 2 /s] 0,0020 0,0016 0,0012 0,0008 DL [mm 2 /s] 0,0020 0,0016 0,0012 0,0008 0,0004 0,0004 0, numer pomiaru 0, numer pomiaru 0, istota biała istota szara 0, istota biała istota szara 0,0020 0,0020 DT [mm 2 /s] 0,0016 0,0012 DT [mm 2 /s] 0,0016 0,0012 0,0008 0,0008 0,0004 0,0004 0, numer pomiaru 0, numer pomiaru Pomiar kontrolny Uszkodzenie rdzenia

9 Uszkodzenie rdzenia T2 cysta cysta + blizna T2 DT DL 5 mm

10 Ograniczanie skutków urazu (terapie farmakologiczne i komórkowe) Współpraca: Śląski Uniwersytet Medyczny

11 Zapalenie śródbłonka (dysfunkcja śródbłonka) przez upośledzenie mechanizmów przeciwzakrzepowych śródbłonka prowadzi do aktywacji płytek krwi i powstawania zakrzepów wewnątrznaczyniowych CO EETs TFPI mediatory płytkowe np. TXA 2, ADP, PDGF scd40l, RANTES, IL-1, selektyna P prazakrzepowe mechanizmy ściany naczyniowej np. vwf, TF, PAI-1 Ruggeri, Nature Medicine 2002, 8 (11),

12 zespół metaboliczny oporność na insulinę otyłość hipertriglicerydemia inne dyslipidemie czynniki infekcyjne/zapalne zapalenie tkanki tłuszczowej ENDOTELIOCENTRYCZNE SPOJRZENIE NA ATEROTROMBOZĘ hipercholesterolemia nadciśnienie lokalne i ogólnoustrojowe czynniki modulujące skutki działania czynników ryzyka Zapalenie śródbłonka (dysfunkcja śródbłonka) ZAKRZEP ZAPALENIE cukrzyca palenie hiperhomocysteinemia wiek menopauza stres psychiczny bezdech senny odpowiedz zapalna wątroby Aterotromboza (miażdżyca) zawał serca udar choroby naczyń obwod. S.Chlopicki, KpD 2005

13 Model zwierzęcy Prawy przedsionek Prawa komora Powierzchnia przekroju LV [mm 2 ] EDA Regresja liniowa ER FR FAC ESA Czas [ms] Odcinkowa zmiana pola powierzchni (%) Lewy przedsionek Lewa komora 30 mm Masa myszy mieści się w granicach g, masa serca wynosi ok. 0,1 g, a jego wielkość to 13 mm w przekroju podłużnym i 8 mm w przekroju poprzecznym. Częstość akcji serca wynosi bpm (RR ms).

14 Modele niewydolności serca Mysz TGαq*44 Szczurzy model nadciśnienia płucnego Mysz dzika FVB Mysz TG Zaawansowana niewydolność Fractional Area Change - TG Mice FAC [%] # # * * # * # # # # basal Dobutamine dose [mg/kg] TG18 Mean TG16

15 Miażdżyca Obrazowanie molekularne i komórkowe metoda selektywnego kontrastowania. Silny kontrast (np. tlenki żelaza) dołączany do markerów procesów patologicznych lub wbudowywany w komórki. Nahrendorf et al., Circulation, 114:1504 (2006) J. Sans, ZA Fayad, Nature 451:21 (2008) Charakteryzacja własności środków kontrastowych opartych na tlenkach żelaza (wsp. Wydział Chemii UJ, IBD NRC Kanada)

16 Śródbłonek naczyniowy w rozwoju i leczeniu chorób cywilizacyjnych: od badań poznawczych do oferty innowacyjnego leku o działaniu śródbłonkowym. Modele zwierzęce. PO IG Działanie 1.1.2: Program Strategiczny w obszarze Zdrowie : ZDROWE NACZYNIA KRWIONOŚNE ZDROWE SPOŁECZEŃSTWO Partnerzy: JCET(5 wydziałów UJ, IFJ, PŁ) + 6 ośrodków akademickich + 2 Instytuty PAN Koordynator: Prof. S.Chłopicki, CMUJ

17 Badania skuteczności terapeutycznej związków o działaniu śródbłonkowym w rozkurczowej niewydolności serca [ ] 1 Charakterystyka rozwoju niewydolności czynności skurczowej oraz rozkurczowej w powiązaniu z dysfunkcją śródbłonka naczyniowego [ ] 3 Badanie skuteczności farmakoterapii wybranych leków naczynioprotekcyjnych o działaniu śródbłonkowym w wybranych modelach 2 Opracowanie metodyki niezależnej oceny rezerwy kurczliwości czynności skurczowej oraz rozkurczowej w opisanych modelach niewydolności serca III kw 2010 IV kw 2010 I kw 2011 II kw 2011 III kw 2011 IV kw 2011 I kw 2012 II kw 2012 III kw 2012 IV kw 2012 I kw 2013 II kw 2013 III kw 2013 IV kw 2013 I kw 2014 II kw 2014 III kw 2014 IV kw 2014 I kw 2015 II kw 2015

18 Badanie stanu czynnościowego ściany naczynia in vivo z wykorzystaniem obrazowania molekularnego przy pomocy MRI 1 Opracowanie metod obrazowania MR stanów zapalnych i uszkodzenia tkanek 2 Opracowanie metodyki badań obrazowania molekularnego MR pod kątem charakterystyki procesów związanych z czynnościąśródbłonka in vivo Nahrendorf et al., Circulation 2006; 114(14): Badanie skuteczności farmakoterapii wybranych leków naczynioprotekcyjnych o działaniu śródbłonkowym w wybranych modelach III kw 2010 IV kw 2010 I kw 2011 II kw 2011 III kw 2011 IV kw 2011 I kw 2012 II kw 2012 III kw 2012 IV kw 2012 I kw 2013 II kw 2013 III kw 2013 IV kw 2013 I kw 2014 II kw 2014 III kw 2014 IV kw 2014 I kw 2015 II kw 2015

19 Zespół Dr hab. Bogusław Tomanek Dr Władysław Węglarz, Dr Tomasz Skórka, Dr Piotr Kulinowski, Dr Stanisław Kwieciński, Dr Artur Krzyżak, Dr Tomasz Banasik Dr inż. Sylwia Heinze-Paluchowska Dr Katarzyna Majcher Dr Mateusz Suchenek Mgr Urszula Tyrankiewicz Mgr inż. Grzegorz Woźniak Mgr Krzysztof Jasiński Mgr Barbara Błasiak Mgr Anna Młynarczyk Mgr Paulina Rosicka Mgr inż. Magdalena Jabłońska Mgr Katarzyna Byk 18 osób; 11.6 etatów (9.5 - FStatutowe, 2.1 FStrukturalne), 1- umowa zlecenie, 4 - SD,

20 Dziękuję za uwagę!

21 Modele zwierzęce uszkodzenia Mechaniczne uderzenie o kontrolowanej sile Uderzenie ciśnienia Nacinanie/Przecinanie rdzenia rdzenia kręgowego

22 Zadania badawcze ZTMR IFJ Badania nad roląśródbłonka naczyniowego w rozwoju rozkurczowej niewydolności serca in vivo z wykorzystaniem metody obrazowania magnetyczno - rezonansowego - podstawy dla farmakologii śródbłonka w rozkurczowej niewydolności serca (kontynuacja badań przy pomocy istniejącej metodyki) Opracowanie metodyki obrazowania MR in vivo zachodzących w śródbłonku procesów oraz ich wpływu na rozwój patologii w wybranych modelach zwierzęcych (rozwój i wdrożenie nowej metodyki: obrazowanie molekularne, spektroskopia zlokalizowana, obrazowanie perfuzji)

23 Opracowanie metody obliczania macierzy gradientowej b,, w oparciu o nowy rodzaj fantomów, charakteryzujących cych się anizotropią tensora dyfuzji wody. Tensor dyfuzji wody D charakterystyczny dla fantomu jest użyty jako wzorzec dyfuzji do określenia macierzy b z równania Stejskala-Tannera. D = D D D xx yx zx D D D xy yy zy D D D xz yz zz A( b) ln A(0) = 3 α, β = 1 b αβ D αβ A(b), A(0) intensywności obrazów w MR z i bez gradientów w dyfuzyjnych, b αβ składowe szukanej macierzy gradientowej, αβ komponenty wzorcowego tensora dyfuzji. D αβ

24 Tab.1 Wartości główne D i FA. D1=2.12 +/- 0.15[x10-mm2/s] D2=1.81 +/- 0.14[x10-mm2/s] D3= 0,7 +/- 0.19[x10-3mm2/s] FA=0.45+/-0.07 Parametry: -wymiary: 2cm x 2,5cm x 2,5cm -grubość płytek: 100 µm -odległość między płytkami: 20 µm Fantom stanowi wzorzec dyfuzji, dla którego tensor dyfuzji w układzie osi głównych jest znany: D D D 3

25 Obrazowanie MR serca myszy invivo w Zakładzie adzie Tomografii MR IFJ Cewka RF Mysz (FVB, Tgαq*44) Elektrody EKG Anestetyk Łóżeczko System 4,7 T z konsolą MARAN DRX oraz urządzenia do anestezji oraz synchronizacji EKG