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
Waarom één verwenmaaltijd meestal geen dieet verpest
Een review in Nutrition Reviews legt uit dat één uitspatting vaak weinig fysiek effect heeft, maar psychologische reacties belangrijk zijn. Geplande traktaties kunnen helpen; ongeplande eetbuien en sociale media kunnen problemen versterken.
Hoe UV-licht de chemie van ijs verandert
Wetenschappers bestudeerden met kwantummechanische simulaties hoe ultraviolette (UV) straling de chemie van ijs beïnvloedt. De resultaten verklaren oude waarnemingen en kunnen helpen bij voorspellingen over gasuitstoot uit ontdooiende permafrost.
Vaderlijke blootstelling aan microplastics beïnvloedt nageslacht
Een muizenstudie gepubliceerd in het Journal of the Endocrine Society toont dat vaders die aan microplastics werden blootgesteld, hun nakomelingen meer metabole problemen geven. Veranderingen in kleine RNA's in sperma lijken een rol te spelen.
Veelbelovend experimenteel vaccin tegen CCHF bij muizen
Een muizenstudie toont dat een experimenteel vaccin tegen Crimean-Congo hemorrhagic fever langdurige antilichamen opwekt. Boosterdoses gaven sterkere en stabielere bescherming; opschaling naar GMP-productie is een volgende stap.