德國一家新創公司的超強核磁共振成像技術可以讓醫生更快、更準確地看到癌症治療是否有效，從而挽救生命。
NVision 的「超極化」技術利用量子物理學，將人體內分子的磁訊號增強至標準 MRI 的 100,000 倍。
該技術允許 MRI 成像顯示細胞在代謝水平上的變化，提供比組織水平更多的信息，並在幾天而不是幾個月內揭示癌症治療是否有效或腫瘤是否正在擴散。
「有些病人就是沒有時間。一次失敗的治療幾乎等於被判了死刑，因為你真的沒有足夠的時間改變方向，」首席執行官塞拉·布羅什 (Sella Brosh) 告訴歐洲新聞台。
他說，NVision 的技術旨在將 MRI 成像變成「完全不同的球賽」。
MRI 是如何運作的，這項技術有什麼不同之處？
核磁共振成像利用水的磁性特徵來確定水在體內的位置以及它如何受到周圍組織的影響。血液中的水看起來與肌肉或皮膚中的水不同，從而產生不同的磁性特徵，從而創建身體的解剖圖像。
我們體內的水分非常多，因此這個訊號非常強烈。但布羅什解釋說，核磁共振成像的缺點在於檢測我們體內的其他小分子，也稱為代謝物。
「新陳代謝就是生命，它是我們生存的方式，也是腫瘤和癌症利用能量生存和生長的方式，」布羅什解釋道。 「我們所做的就是讓 MRI 成為大規模的代謝成像儀」。
NVision 的技術不是讓 MRI 機器變得更強大或更靈敏，而是專注於使這些代謝物的訊號更強，從而更容易被現有機器讀取。
這家新創公司選擇了一種代謝物丙酮酸，它本質上是癌症恰好喜歡的一種糖。 NVision 所做的就是利用這種糖，並操縱其碳原子上的核自旋，在標準 MRI 上將分子的磁訊號增強 100,000 倍。
「MRI 檢測到的實際上是原子頂部的這些自旋，」NVision 的首席技術長 Ilai Schwartz 說。 「核磁共振成像的問題在於，大多數旋轉都不是朝著一個方向，然後你旋轉它們，它們就能很好地一起處理。有些上漲，有些下跌，它們相互抵消」。
「我們對特定的糖所做的就是將所有的糖——或者幾乎所有的糖——定向到一個方向，」他解釋道。
聽起來很複雜？想像一下，您正在嘗試數散落在地板上的小玩具士兵。如果它們都站成一條整齊的直線，那麼計數就容易多了。
就像單元格的谷歌街景一樣
核磁共振成像不僅更容易接收這些訊號，而且還可以從中解釋更多資訊。
對於這一額外資訊層的一個類比是使用谷歌地圖和谷歌街景之間的區別。在地圖上，街道只是一條線。但如果你像谷歌街景一樣放大並探索它，你可以看到它實際上是什麼樣子，什麼看起來有序，什麼不有序。
讓代謝物出現在 MRI 影像上至關重要；它允許健康專業人員追蹤身體如何處理它們以及哪些地方沒有以應有的方式運作。
當丙酮酸進入正常細胞時，其中一些會轉化為乳酸，但數量很少。然而，癌細胞產生的乳酸比正常細胞多得多。因此，發現乳酸的過度產生可以讓醫生自信地找出腫瘤並查看它的生長位置。
「當糖進入細胞並轉化為其他代謝物時，您可以即時追蹤糖，」布羅什解釋道。 「MRI 可以為您提供一個全新的維度」。
將 MRI 視為顯示停車場中汽車的快照。它們是靜止的，所以我們看到它們的樣子，但我們對它們的功能一無所知。但是給它們加油並觀察它們四處行駛，您會發現一些問題，哪些車沒有堅持自己的車道，或者哪些車加速並構成風險。
「這正是我們在這裡所做的。我們正在為電池提供燃料，並研究它們如何使用它，」布羅什說。
這樣安全嗎？
NVision 在德國烏爾姆的實驗室中製備並純化了這種“量子糖”，使其可以安全注射。
「這些都是體內天然存在的物質，它們是在正常生理條件下注射的，因此完全無害，」NVision NMR（核磁共振）超極化高級總監 Anna Parker 說。
她補充說，MRI 的巨大優勢在於它是無害的，您可以根據需要進行多次檢查，而不會隨著時間的推移而造成損害，這與PET-CT 掃描或X 射線不同，它們會讓您暴露在輻射下。
但 NVision 技術的偏振效應只能持續幾分鐘，因此需要在 MRI 掃描之前進行。
衛生工作者所需要做的就是將一小瓶 NVision 的「量子糖」放入超極化器中。該機器使用仲氫在不到兩分鐘的時間內對液體進行增壓，然後就可以將其註射到患者體內。
NVision表示，一些世界領先的癌症研究中心一直在嘗試其技術，包括美國的Memorial Sloan Kettering、MD Anderson和Mass General（麻省總醫院），以及歐洲的倫敦大學學院、劍橋大學和蘇黎世聯邦理工學院。第一批系統將於 2024 年第一季購買和交付。
對抗癌症，還有阿茲海默症
通用電氣開發了一種與之競爭的超極化技術，該技術已經投入使用，但它需要極低的溫度，與 NVision 的技術不同，NVision 的技術也更緊湊。
因此，這家德國新創公司希望能夠迅速擴大規模，讓數十萬名患者使用其技術，遵循“Nespresso 模式”，提供偏振機和注射套件（相當於咖啡包）走進每一位患者。
目前，癌症是NVision 的主要目標，但它表示，能夠在成像上追蹤新陳代謝可以幫助在症狀變得明顯之前發現許多其他疾病，例如心臟病、阿茲海默症等神經退化性疾病，甚至風濕病。
布羅什說：“我們相信所有這些疾病都是在新陳代謝發生變化之前發生的。”
NVision 也正在探索該技術如何幫助了解移植後如何吸收新器官，以及如何將其用作使用核磁共振波譜的強大化學分析工具。簡而言之，它可以幫助科學家透過分析未知分子的化學指紋來識別它們的混合物。
「它是許多不同類型科學研究的支柱，因此我們希望我們也能帶來一種全新的核磁共振波譜和化學分析方法，」帕克說。
