Nieuw onderzoek van wetenschappers aan Rice University en Oak Ridge National Laboratory, gepubliceerd in The Journal of Chemical Physics, beschrijft een methode die moleculaire bewegingen koppelt aan de signalen van klinische MRI-apparaten. Bij MRI-beelden worden vaak contrastmiddelen gebruikt; veel van deze middelen bevatten een gadoliniumion ingebed in een organische schaal en beïnvloeden de relaxatie van omringende watermoleculen.
De nieuwe benadering, het NMR-eigenmodi-kader, lost de volledige fysische vergelijkingen op die NMR-relaxatie in vloeistoffen bepalen. Het team gebruikte de Fokker-Planck-vergelijking om te volgen hoe waarschijnlijkheden van moleculaire posities en snelheden in de loop van de tijd veranderen. Zo kan het kader verschillende soorten moleculaire bewegingen en hun bijdrage aan relaxatie beschrijven.
Het eigenmodi-idee identificeert natuurlijke modi waarmee watermoleculen microscopisch reageren op contrastmiddelen en reproduceert experimentele metingen bij klinische MRI-frequenties met hoge precisie. De theorie laat zien dat veelgebruikte vereenvoudigde modellen speciale gevallen zijn binnen deze ruimere benadering. De onderzoekers stelden hun code open source beschikbaar en noemen toepassingen buiten medische beeldvorming, bijvoorbeeld in batterijonderzoek, ondergrondse stroming en studies van cellen.
Moeilijke woorden
- onderzoeker — Iemand die iets onderzoekt of bestudeert.onderzoekers
- contrastmiddel — Stof die helpt om beelden beter zichtbaar te maken.contrastmiddelen
- beeldhelderheid — Helderheid of duidelijkheid van een afbeelding.
- ontwikkeling — Het proces van iets verbeteren of maken.
- model — Een sterkte weergave of voorbeeld van iets.
- fysisch — Betrekking tot de natuurkunde of fysieke dingen.
- inzichten — Een goed begrip van een complex onderwerp.
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe kunnen verbeterde contrastmiddelen de medische zorg veranderen?
- Wat zijn andere mogelijke toepassingen van dit onderzoek?
- Waarom is modelleren belangrijk in de wetenschap?
- Hoe kan openbaar gemaakte code de wetenschap bevorderen?
Gerelateerde artikelen
Computeroefeningen verbeteren hersenen na letsel
Nieuw onderzoek laat zien dat volwassenen met traumatisch hersenletsel door gecomputeriseerde cognitieve oefeningen de structuur van de hersenen en denkvaardigheden kunnen verbeteren, met aanwijzingen voor neuroplasticiteit en betere testresultaten.
Slecht zicht en gevaar in huis verhogen valrisico bij ouderen
Een studie met Amerikaanse ouderen toont dat slecht gezichtsvermogen samen met gevaarlijke situaties in huis het risico op vallen sterk verhoogt. Kleine verliezen in zicht en thuisaanpassingen kunnen daardoor veel meer vallen veroorzaken.
