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在最近发表在《自然生物医学工程》上的一项研究中，由马萨诸塞州总医院(MGH)的研究人员领导的一个团队证明，磁共振成像(MRI)和人工智能(AI)可用于检测肿瘤细胞死亡的早期迹象，以应对一种基于病毒的新型癌症疗法
最近，一种有希望的治疗病毒在保留正常组织的同时选择性杀死癌细胞，引发了治疗侵袭性脑肿瘤的希望
为了进一步优化基于病毒的治疗，必须对治疗反应进行频繁的非侵入性监测
这种监测对于了解病毒和癌细胞之间的相互作用至关重要，例如病毒在肿瘤内的传播程度和治疗反应
研究人员使用定量分子核磁共振成像来测量多种组织特性，包括组织酸碱度和蛋白质浓度，这些都会随着细胞死亡而改变
这种方法允许比以前的技术更早地监测治疗反应
在病毒治疗后仅仅48小时，在观察到肿瘤体积的任何变化之前很久，治疗反应是可见的
“我们设计了一个核磁共振扫描仪，为不同的分子化合物和细胞酸碱度创造独特的信号“指纹”
然后使用深度学习神经网络来解码指纹，生成定量的酸碱度和分子图，”克里斯蒂安·法勒博士说
D
阿西努拉学院的研究员和教员
马丁斯生物医学成像中心
“核磁共振分子指纹法在一项小鼠脑瘤研究中得到了验证，在这项研究中，肿瘤用一种基于病毒的新型疗法进行治疗，这种疗法选择性地杀死癌细胞
" 为了最大限度地提高这种治疗方法的效率，研究人员开发了一种检测由病毒引起的肿瘤细胞死亡的方法
这使得对治疗有反应的肿瘤区域的早期和快速检测成为可能
最近，研究人员实施了这种方法来量化健康人脑中的细胞酸碱度和分子化合物
对人类脑瘤患者这种方法的未来研究将有助于优化这些基于病毒的治疗 “这项研究证明了在医学上实现基于人工智能的计算机化技术的优势和前景，用于疾病背后的生物逻辑过程的无创研究，”博士说
D
阿提努拉研究所研究员
马丁斯生物医学成像中心
“这种方法成功的最有趣和最关键的因素之一是使用模拟分子指纹来训练机器学习神经网络
这一概念有可能被扩展和研究，以解决其他医学和科学挑战
" 本研究描述了一种利用磁共振成像非侵入性检测肿瘤细胞死亡的新方法
这样做的能力对于癌症治疗的非侵入性监测可能是有用的，潜在地改善了患者护理，并使治疗适合个体患者
同样的方法也可能有益于检测和表征细胞死亡增加的其他医学状况，如中风和肝病
虽然该研究主要是使用小鼠脑瘤模型进行验证，但研究人员已经证明了使用相同方法在大鼠中风模型和健康人体中产生定量pH和分子图的能力
未来，他们计划进一步探索这种无创成像方法在脑肿瘤和中风患者中的适用性
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