UV-lys anvendes til at aktivere magnetismen i elektroner. Her belyses frosne radikaler i flydende nitrogen af UV-lys. (Foto: Andrea Capozzi og Christine Pepke Gunnarsson)

Projekt skal sikre udbredelse af ny hurtig scanningsmetode til patienter

mandag 12 mar 18

Kontakt

Jan Henrik Ardenkjær-Larsen
Professor, centerleder
DTU Elektro
45 25 39 18

Fakta

SPIN BANK-projektet er støttet af Danmarks Frie Forskningsfond

Forskningen i hyperpolariseret MR foregår på HYPERMAG, Center for Hyperpolarization in Magnetic Resonance, der er et af Grundforskningsfondens Centers of Exellence. Centret er placeret på DTU og ledes af professor Jan Henrik Ardenkjær-Larsen.

Læs mere om centerets aktiviteter: www.hypermag.dtu.dk
Ny metode til brug ved MR-scanning af bl.a. kræftpatienter vil blive både billigere og nemmere, hvis det med et nyt projekt lykkes at skabe en SPIN BANK.

En af de nye sundhedsteknologier, der er på vej ind på de danske hospitaler, er anvendelsen af hyperpolarisering ved MR-scanning. Herved opnås scanningsresultater, der er op til 20.000 gange mere præcise end ved traditionel scanning og bl.a. kan anvendes til at se, om behandling mod kræft virker.

Der er dog i øjeblikket den ulempe ved metoden, at der skal være et polariseringsapparat tæt ved MR-scanneren. Apparatet ændrer (hyperpolariserer) magnetismen i det sukkerstof, der anvendes som kontraststof under scanningen. Det sker ved hjælp af et stærkt magnetfelt, lave temperaturer og avancerede metoder til at manipulere atomernes magnetisme. Sukkerstoffet skal anvendes med det samme, da det hyperpolariserede signal er meget kortvarigt.

Men nu vil forskere på DTU Elektro udvikle en ny metode til at hyperpolarisere sukkerstoffer. Det sker på baggrund af ny viden om, at magnetisme fra elektroner kan aktiveres med UV-lys og stoppes igen med varme. Når man på den måde kan tænde og slukke for elektronernes magnetisme, bliver det muligt både at opbevare og transportere hyperpolariseret sukkerstof. 

Professor Jan Henrik Ardenkjær-Larsen er en af opfinderne bag hyperpolarisering.

”Hvis det lykkes os at udvikle en SPIN BANK, hvor vi kan tænde og slukke for magnetismen fra elektronerne, vil det åbne en række nye døre for os. Økonomisk vil det være af stor betydning for sundhedsvæsenet kun at have et enkelt apparat placeret centralt, der kan levere hyperpolariseret sukkerstof til MR-scannere på flere sygehuse. Ligesom det vil gøre scanningen mere fleksibel og enkel at anvende for hospitalspersonalet, når man ved hjælp af UV-lys bedre kan styre, hvornår kontraststoffet skal være aktivt,” siger Jan Henrik Ardenkjær-Larsen.

"Metoden giver lægerne mulighed for at se, hvordan eksempelvis kræftceller reagerer. En patient vil således kunne scannes både inden og umiddelbart efter en behandling med kemoterapi for at se, om cellerne er blevet svækket, og behandlingen har haft effekt."
Professor Jan Henrik Ardenkjær-Larsen

Hyperpolarisering vil med en SPIN BANK også kunne anvendes inden for andre forskningsområder, eksempelvis til at forstå biokemiske reaktioner i celler. Derudover vil det nye projekt også have fokus på hyperpolarisering af vand til brug som kontraststof, så toksicitet fra de klassiske kontraststoffer fuldstændig kan undgås.

Danmark er spydspids for hyperpolarisering 
Danmark er allerede helt i front i forhold til hyperpolariseringsteknologien. Og hvis det nye projekt lykkes, vil det give os et yderligere forspring. I dag er der på verdensplan mindre end 10 maskiner til at hyperpolarisere sukkerstoffer inden en MR-scanning. To af dem er danske og står på henholdsvis Rigshospitalet og Skejby Sygehus.

Hyperpolariseringen sker, ved at et magnetiseret sukkerstof bliver sprøjtet ind i patienten. Herefter cirkulerer det med blodet rundt i kroppen til organer og væv. Cellerne optager hurtigt sukkerstoffet og omdanner det til nye stoffer, metabolitter, som er karakteristiske for cellernes tilstand. Ved hjælp af MR-scanning kan man se, hvad sukkerstoffet omdannes til, hvor i kroppen det sker, og hvor hurtigt det sker. Derved afsløres, om cellerne er sunde eller syge.

”Metoden giver lægerne mulighed for at se, hvordan eksempelvis kræftceller reagerer. En patient vil således kunne scannes både inden og umiddelbart efter en behandling med kemoterapi for at se, om cellerne er blevet svækket, og behandlingen har haft effekt,” siger Jan Henrik Ardenkjær-Larsen.

I dag er det typisk nødvendigt at vente flere måneder, før man kan måle, om tumoren er blevet mindre og dermed se, om behandlingen har virket.

Der er flere fordele ved hyperpolariseret scanning. Dels er metoden hurtig, en scanning tager kun et par minutter. Den kræver ikke et indgreb i kroppen som f.eks. vævsprøver. Og da metoden ikke anvender radioaktivt materiale og skadelige stråler, kan den bruges oftere, end det eksempelvis er tilfældet med en PET-scanning.