خرائط التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي استقلاب الجلوكوز في الدماغ دون الحاجة إلى الإشعاع - عالم الفيزياء

يوفر رسم خرائط امتصاص الجلوكوز في الدماغ والجسم للأطباء معلومات حول الخلل الأيضي الذي لوحظ في حالات مثل السرطان والسكري ومرض الزهايمر. يتم إجراء هذا التعيين بشكل تقليدي عن طريق إدارة المواد المشعة التي تعمل كنظائر الجلوكوز ويمكن تصورها على الصور الطبية.

يعرف العلماء ، على سبيل المثال ، أن الخلايا السرطانية تلتهم الجلوكوز أكثر من الخلايا الطبيعية. الأطباء يستغلون هذا باستخدام ¹⁸تصوير F-FDG-PET لتشخيص وتحديد الأورام وتقييم العلاجات. ومع ذلك ، لا يمكن لتقنية التصوير هذه تقييم المستقلبات التي قد تكون مهمة للتشخيص وتقييم العلاج - وتتطلب أيضًا حقن المريض بمركب مشع.

تقنية أخرى ، مطيافية الرنين المغناطيسي (MRS) مع الكربون 13 ، يمكن أن تحدد كمية المستقلبات في اتجاه مجرى النهر ولكن لا يمكنها تحديد موقعها بدقة. في غضون ذلك ، ظهرت تقنية فرط الاستقطاب ¹³لا يوفر تصوير C-MRS معلومات حول بعض المستقلبات في اتجاه مجرى النهر ، بما في ذلك الجلوتامات والجلوتامين. فرط الاستقطاب ¹³يتطلب تصوير C-MRS أيضًا الحقن ويستخدم أجهزة متخصصة قد لا تكون متوفرة في الإعدادات السريرية.

باحثون في الجامعة الطبية في فيينا طوروا الآن نهجًا جديدًا لرسم خرائط استقلاب الجلوكوز. لا تعتمد هذه التقنية على الإشعاع أو الحقن ، ولكنها تستخدم بدلاً من ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي المتاح سريريًا (MRI) وابتلاع محلول الجلوكوز عن طريق الفم.

²ح-مرس

في دراسة التحقق الأولية للباحثين ، والتي تظهر في الأشعة الاستقصائية، تم تصوير المشاركين باستخدام 3 T MRI بعد الصيام طوال الليل ومرة ​​أخرى بعد تناول محلول الجلوكوز الموسوم بالديوتيريوم (الديوتيريوم ، وهو نظير ثابت للهيدروجين ، غير مشع). ال ²اشتمل مسح H-MRS على تسلسل تسوس تحريض خالٍ من الصدى ثلاثي الأبعاد ، وتم إجراء قمع المياه باستخدام مخطط إخماد المياه التقليدي. بعد فحص MRS ، تم إجراء مسح قراءات صدى متدرج سريع ثلاثي الأبعاد مُجهز بمغناطيسية T3. تم استخدام خط أنابيب برامج داخلي لمعالجة البيانات.

• ²سمح نهج التصوير H-MRS للباحثين بتحديد استخدام الجلوكوز المؤكسد واللاهوائي وتقييم تخليق الناقل العصبي. ومع ذلك ، لم يتمكنوا من قياس سوى عدد محدود من المركبات المفسدة ، وكانت هناك حاجة إلى أجهزة متخصصة لأداء التصوير. لذلك أجروا دراسة متابعة - نُشرت الآن في طبيعة الهندسة الطبية الحيوية - لمعرفة ما إذا كان البروتون MRS (¹H-MRS) عند 7 تيرابايت من شأنه أن يوفر حساسية أعلى وخصوصية كيميائية ودقة زمانية مكانية أعلى من ²تصوير H-MRS.

¹ح-مرس

أظهرت الدراسات التي أجريت على الحيوانات أن الجلوكوز الذي يحمل علامة الديوتيريوم يتم امتصاصه بسهولة من قبل خلايا الدماغ ، ويتم دمج الديوترونات في مستقلبات الجلوكوز في اتجاه مجرى النهر. نظرًا لأن الديوتريونات تحل محل البروتونات في الجزيء ، فإنها لا تساهم في طيف البروتون ، وبالتالي تنعكس الزيادة في نواتج الأيض التي تحمل علامة الديوتيريوم من خلال انخفاض في إشارات المستقلب في ¹ح-مرس.

في مجلة ¹في دراسة H-MRS ، تلقى خمسة مشاركين (أربعة ذكور وأنثى واحدة) محلول الجلوكوز المسمى الديوتيريوم ، وتم قياس مستويات الجلوكوز في الدم لديهم عدة مرات على مدار 90 دقيقة. قام الباحثون بتحديد كمية الجلوتامات والجلوتامين وحمض بيتا أمينوبوتيريك والجلوكوز المذاب في مواقع جزيئية محددة. كما قاموا أيضًا بتعيين المستقلبات المفسدة وغير المفسدة. وأشاروا إلى أن تقنية التصوير لا تتطلب أجهزة متخصصة للعمل مع الأنظمة المتاحة سريريًا.

يتتبع الهيدروجين الثقيل أيض الجلوكوز في الجسم الحي

فابيان نيس ، باحث مشارك مع طبيعة الهندسة الطبية الحيوية الدراسة والمؤلف الرئيسي ل الأشعة الاستقصائية دراسة ، يشرح في أ خبر صحفى أن الأشعة الاستقصائية كانت الدراسة "خطوة مهمة" لإثبات أن النهج يعمل على أنظمة المجال الأدنى "لأن أنظمة 3 T MR منتشرة للغاية في التطبيقات السريرية".

استنتج الباحثون ذلك ¹قد يسهل التصوير H-MRS دراسات التمثيل الغذائي للجلوكوز ، ويقومون بإجراء أبحاث إضافية للتحقق من نهجهم والنتائج الأولية.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون السيارات / المركبات الكهربائية ، كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• BlockOffsets. تحديث ملكية الأوفست البيئية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/