Кеннет Квонг - Kenneth Kwong

Квонг, Кеннет
Родившийся (1948-03-28) 28 марта 1948 г. (возраст 72)
Гонконг
ГражданствоСоединенные Штаты
Альма-матерКалифорнийский университет в Беркли
Калифорнийский университет, Риверсайд
ИзвестенфМРТ
Научная карьера
ПоляМагнитный резонанс
УчрежденияГарвардский университет

Кеннет Кин Ман Квонг является Американец ученый, родившийся в Гонконге. Он пионер в человеческом визуализация мозга. Он получил степень бакалавра политических наук в 1972 г. Калифорнийский университет в Беркли. Он получил докторскую степень. получил степень доктора физики в Калифорнийском университете в Риверсайде, изучает фотон-фотонные столкновительные взаимодействия.

Карьера

В 1985 году Квонг был ядерная медицина физик в VA больница в Лома Линда, Калифорния, основав свою работу в области медицины. Через год его пригласили в научную стажировку в Массачусетская больница общего профиля (MGH) в области ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография) визуализация. После работы в ПЭТ он начал свое участие в магнитно-резонансная томография (МРТ).

МРТ, диффузия и перфузия

После присоединения к команде Центра ядерного магнитного резонанса MGH (MGH-NMR) Квонг заинтересовался перфузия (распределение крови и питательных веществ по тканям) и диффузия (обнаружение случайного рассеивания частиц, в основном воды) в живых тканях. Вместе с аспиранткой Массачусетского технологического института Дейзи Чиен и коллегами Ричардом Бакстоном, Томом Брэди и Брюсом Розеном он был одним из первых участников в области медицины. диффузная визуализация мозга, который сам был открыт новаторскими экспериментами Дени Ле Бихана. В докладе на конференции 1988 г., опубликованном в Обществе магнитного резонанса в медицине, группа MGH была первой, кто продемонстрировал анизотропию диффузии в человеческом мозге, заявив: «... мы наблюдали различные модели диффузии параллельно и перпендикулярно средней линии мозга, которые были повторяемыми и зависели только от направления градиента кодирования диффузии относительно мозга, независимо от того, какой физический градиент использовался.".[1] Эта анизотропия сама по себе является фундаментальным принципом, лежащим в основе современного метода МРТ-трактографии и структурной коннектомики ( in vivo визуализация аксональных волокон, соединяющих нейроны головного мозга). Затем Чиен и Квонг использовали свои ранние методы распространения для изучения пациентов с инсультом. В технически сложных условиях (МРТ с низким полем с использованием обычных изображений, расположенный в трейлере на стоянке рядом с MGH) они первыми продемонстрировали на людях[2] раннее падение коэффициента диффузии, наблюдаемое Мозли при остром инфаркте у кошек.[3]

В соответствии с его совместным приемом в Массачусетском глазном и ушном госпитале он и его коллеги смогли продемонстрировать, что МРТ можно использовать для изучения диффузии и потока в живом глазу. Он и его коллеги первыми использовали H2О17 в качестве индикатора воды в МРТ и продемонстрировал, что этот новый подход может быть использован для измерения кровотока в головном мозге.[4]

Функциональная МРТ (фМРТ)

В 1990 году Центр ЯМР-MGH получил первый прибор МРТ для клинической эхопланарной визуализации (EPI), способный формировать МРТ-изображения за 25 мс. Метод EPI оказался чрезвычайно эффективным при изучении как перфузии, так и диффузии, позволив Квонгу и другим оценивать динамические изменения сигнала, такие как поток крови, меченной введенными магнитно-контрастными веществами, через системы органов.

Группа Центра MGH-ЯМР, возглавляемая Джоном (Джеком) Белливо, признала, что динамические методы перфузии могут быть адаптированы для демонстрации изменений перфузии, возникающих в результате «работы» мозга, напримеррекрутирование локализованных областей нервной ткани, поскольку разные части мозга участвуют в выполнении задач. Знаменательные результаты Белливо и др. В 1991 г.[5] Использование контраста динамической восприимчивости возвестило создание нового поля в картировании функциональной активности человеческого мозга с помощью магнитно-резонансной томографии - фМРТ.

Две параллельные разработки в области эндогенного контраста заложили основу методов картирования мозговой активности без введения индикаторов или контрастных агентов. Современная работа Тулборна десятилетием ранее,[6] и Райт из Стэнфорда показали, что уровни оксигенации крови можно измерить методами ЯМР. Позже революционные эксперименты Огава, et al., а также Тернер показали, что кислородное истощение привело к значительному снижению изменений сигнала МРТ в крупных венах и в самой коре головного мозга, соответственно, с помощью механизма магнитной восприимчивости, аналогичного тому, который использовал Белливо с экзогенными индикаторами, но в данном случае с использованием самой дезоксигенированной крови в качестве контраста. агент. В то же время методы прямого измерения перфузии мозга с использованием спиновой перевернутой воды (маркировка артериального спина ) были впервые применены на животных моделях Джоном Детре и Аланом Корецки. Все это было возможно без введения контрастных веществ с кровью.

Исходя из этого, Квонг рассуждал, что концепции функционального картирования перфузией мозга и оценка оксигенации по чисто эндогенным сигналам могут быть объединены в совершенно новый метод изучения активности человеческого мозга. Весной 1991 года он провел свои первые эксперименты на людях, показавшие, что большие изменения сигнала МРТ наблюдались в человеческом мозге после воздействия простых визуальных стимулов с использованием как оксигенации крови (жирный шрифт), так и контраста потока. Первые динамические видеоизображения активности человеческого мозга впервые появились на собрании Общества магнитного резонанса в медицине в августе 1991 года в Сан-Франциско на пленарном заседании коллегой Тома Брэди, а затем были опубликованы в 1992 году в Proceedings of the National Academy. наук.[7] (в том же году, когда Огава и его коллеги представили свои результаты, впоследствии опубликованные годом позже в PNAS.[8] В том же выпуске также была затронута работа Сэйдзи Огава, затем в Bell Labs, которые сделали аналогичные выводы. Большинство исследователей независимо друг от друга приписывают Квонгу и Огаве открытие того, что сейчас называется функциональной МРТ (фМРТ).

Первая публикация Квонга в этой области и его первые эксперименты продемонстрировали два основных метода функциональной визуализации мозга по эндогенным сигналам. Сигнал, зависящий от уровня оксигенации, известный сейчас как СМЕЛЫЙ, стал наиболее популярным из-за его более высокого общего контраста / шума, но Квонг также показал, что МРТ можно использовать для обнаружения крови поток сигнал посредством очевидного изменения скорости релаксации T1, связанной с восполнением крови в ткани мозга, и продемонстрировал, как измеренные изменения сигнала могут быть использованы для непосредственного вывода количественного измерения изменения перфузии мозга. Это составляет основу второго набора современных методов, известных сейчас как мечение артериального спина, которые все чаще используются, когда требуется количественная оценка исходного уровня и изменение физиологии. Квонг явно был первой работой в этой области, применившей эти методы к картированию человеческого мозга.

Функциональная МРТ оказалась чрезвычайно важной в клинических и фундаментальных науках. К февралю 2012 года более 299 000 рукописей соответствовали термину «фМРТ» на PubMed база данных. Это составляет в среднем более 41 публикуемой рукописи в день с момента разработки первоначального метода 20 годами ранее (24873 статьи в 2011 году). На сегодняшний день ни один метод не превзошел сочетание точности, безопасности и надежности в наблюдении за функцией мозга. Открытия Квонга были сделаны, когда он был научным сотрудником.

Академический

В 1993 году, вскоре после открытия фМРТ, Квонг стал инструктором по радиологии. В 1997 году он стал доцентом, а с 2000 года является доцентом Гарвардской медицинской школы.

Продолжение исследований

Квонг является активным исследователем, автором или соавтором 97 статей с 1992 по 2011 год, в период после первой публикации фМРТ. Его самая последняя работа посвящена проблемам количественного измерения перфузии мозга, а также исследованиям воздействия на мозг традиционной китайской медицинской практики акупунктуры.

Рекомендации

  1. ^ Chien, D; Бакстон, РБ; Квонг, KK; Брэди, TJ; Розен, BR (1990). «МРТ-диффузионная томография головного мозга человека». J Comput Assist Tomogr. 14 (4): 514–520. PMID  2370348.
  2. ^ Chien, D; Квонг, KK; Buonanno, F; Бакстон, Р. Гресс, Д; Брэди, TJ; Розен, Б.Р. (1992). «МРТ-диффузионная визуализация инфаркта головного мозга у человека». AJNR. 13 (4): 1097–1102. PMID  1636519.
  3. ^ Moseley, ME; Коэн, Y; Минторович, Дж; Chileuitt, L; Симидзу, H; Kucharczyk, J; Wendland, MF; Вайнштейн, PR (1990). «Раннее выявление регионарной ишемии головного мозга у кошек: сравнение диффузно- и Т2-взвешенной МРТ и спектроскопии». Магнитный резонанс в медицине. 14 (2): 330–346. Дои:10.1002 / mrm.1910140218. PMID  2345513.
  4. ^ Квонг, KK; Хопкинс, AL; Belliveau, JW; Чеслер, Д.А.; Поркка, ЛМ; McKinstry, RC; Finelli, DA; Хантер, ГДж; Мур, JB; и другие. (1991). «Протонная ЯМР-визуализация мозгового кровотока с использованием (H2O) -O17». Магнитный резонанс в медицине. 22 (1): 154–158. Дои:10.1002 / mrm.1910220116. PMID  1798389.
  5. ^ Белливо Дж. У., Кеннеди Д. Н., МакКинстри Р. К., Бухбиндер Б. Р., Вайскофф Р. М., Коэн М. С., Вевеа Д. М., Брэди Т. Дж., Розен Б. Р. (1991). «Функциональное картирование зрительной коры головного мозга человека с помощью магнитно-резонансной томографии». Наука. 254 (5032): 716–719. Дои:10.1126 / science.1948051. PMID  1948051.
  6. ^ Тулборн, КР; Waterton, JC; Мэтьюз, PM; Радда, ГК (1982). «Оксигенационная зависимость времени поперечной релаксации протонов воды в цельной крови в сильном поле». Biochim Biophys Acta. 714 (2): 265–270. Дои:10.1016/0304-4165(82)90333-6. PMID  6275909.
  7. ^ KK Kwong; JW Belliveau; Д.А. Чеслер; И. Е. Гольдберг; Р. М. Вайскофф; Б.П. Понселе; Д. Н. Кеннеди; Б. Е. Хоппель; MS Cohen; Р. Тернер; H Cheng; TJ Brady; и Б. Р. Розен (1992). «Динамическая магнитно-резонансная томография деятельности мозга человека при первичной сенсорной стимуляции». PNAS. 89 (12): 5951–55. Дои:10.1073 / pnas.89.12.5675. ЧВК  49355. PMID  1608978.
  8. ^ S Ogawa; Танк; Менон; Эллерманн; Ким; Меркл; Угурбил (1992). «Изменения внутреннего сигнала, сопровождающие сенсорную стимуляцию: функциональное картирование мозга с помощью магнитно-резонансной томографии». PNAS. 89 (13): 5675–79. Дои:10.1073 / пнас.89.13.5951. ЧВК  402116. PMID  1631079.