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L'agente di contrasto "dimenticato" della risonanza magnetica fa una drammatica ricomparsa

Timestamp: 2 giugno 2022 4:30

© ZiaMinnieEurope.com
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Dopo decenni di quiescenza, il deuterio sta guadagnando terreno nella ricerca come agente di contrasto per la risonanza magnetica. I ricercatori hanno discusso il potenziale del deuterio in un discorso alla Società Internazionale per la Risonanza Magnetica in Medicina (ISMRM) incontro.

Nelle loro presentazioni, Giuseppe Ackerman dalla Washington University di St. Louis e Robin de Graaf dell'Università di Yale ha parlato della storia del deuterio e di come può essere utilizzato come agente di contrasto sicuro ed efficace in un metodo chiamato imaging metabolico del deuterio (DMI).

"[DMI] fornisce un contrasto di immagine unico che non è disponibile con nessun'altra tecnica", ha affermato de Graaf. “È facile da implementare e davvero robusto. Penso che abbia un ruolo nella clinica… e il futuro sembra luminoso”.

I Incontro dell'ISMRM si è svolto in collaborazione con la Società Europea di Risonanza Magnetica in Medicina e Biologia e la Società Internazionale per Radiografi e Tecnologi della RM.

Idrogeno pesante

Il deuterio è un isotopo dell’idrogeno stabile e non tossico, talvolta chiamato “idrogeno pesante”. Per la radiologia, l'imaging metabolico del deuterio (DMI) può visualizzare il metabolismo attivo in modo non invasivo per la mappatura del tasso metabolico o il rilevamento del metabolismo insolito riscontrato nei tumori o nei casi di ictus.

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Il deuterio fu proposto per la prima volta come agente di contrasto nel 1982 e fu utilizzato in vivo come tracciante di perfusione per l'acqua pesante negli anni '1980 e '1990. Un articolo di ricerca del 1987 ha anche mostrato che si possono osservare risonanze del deuterio da prodotti metabolici come glucosio e acetato in vivo. Precedenti ricerche che utilizzavano modelli animali avevano inoltre dimostrato che la perfusione poteva essere misurata quantitativamente e aveva un elevato accordo con le misure standard.

Tuttavia, la ricerca sul deuterio venne interrotta quando il mondo entrò nel 21° secolo. Ackermann ha affermato che ciò è dovuto al focus sulla risonanza magnetica protonica, che ha un'elevata risoluzione segnale-rumore, velocità e contrasti multipli.

"La maggior parte degli scanner MRI erano e sono tuttora abilitati solo ai protoni", ha detto.

Ackerman ha aggiunto che il DMI potrebbe “notevolmente” trarre vantaggio dagli scanner a campo ultraalto, che non erano disponibili nei primi giorni della ricerca sul deuterio. Tuttavia, questi scanner sono costosi e generalmente si trovano nei principali centri di ricerca sulla risonanza magnetica.

Imaging metabolico del deuterio
Imaging metabolico del deuterio: la DMI è riemersa nel campo della ricerca come modalità di imaging che può essere utilizzata con la risonanza magnetica. I ricercatori presenti all'incontro dell'ISMRM hanno spiegato come possa essere utilizzato come mezzo di contrasto sicuro ed efficace per individuare i tumori, come il tumore al cervello raffigurato. (Per gentile concessione: Robin de Graaf)

De Graaf ha affermato che la DMI ha un forte potenziale per diventare uno strumento di ricerca sulla RM e una modalità di imaging dominante. Ha aggiunto che i suoi vantaggi includono elevata sensibilità, potenti metodi di acquisizione, disponibilità ed efficienza in termini di tempo.

Ha anche fatto eco al sentimento di una citazione del 1992 di Robert London in cui si afferma che il vantaggio principale dell'utilizzo del deuterio come sostanza in vivo tracciante è l’“estrema facilità tecnica” con cui si possono effettuare gli studi.

“Penso che questo sia uno dei motivi per cui l’imaging metabolico del deuterio sembra prendere piede. Quasi tutti gli studi avranno successo”, ha detto de Graaf.

Questo decollo, ha affermato de Graaf, è stato evidenziato da studi del 2014 e del 2017 che mostrano le elevate prestazioni del DMI quando utilizzato con scanner ad alto campo magnetico. Il tempo di acquisizione per questi studi è durato circa un minuto, ma sono stati utilizzati modelli animali.

Tuttavia, nel 2018, l’uso del DMI sugli esseri umani è stato dimostrato con uno studio su due pazienti che ha dimostrato che è possibile eseguire l’imaging in vivo. Lo studio ha prodotto immagini 3D del cervello umano dopo che i pazienti hanno consumato acqua deuterata contenente glucosio, glutammato e lattato.

De Graaf ha anche condotto studi che mostrano le prestazioni del DMI su più campi magnetici e come questi influenzano la dimensione dei voxel, una componente della qualità dell’immagine. A un'intensità di campo di 4 T, DMI fornisce una dimensione del voxel di 8 ml, 3 ml a 7 T e 2 ml a 9.4 T. Con misurazioni più convenzionali a 3 T, tuttavia, si vede una dimensione del voxel di 14 ml, sebbene queste i risultati sono stati osservati in gruppi di studio sani.

“DMI ha il potenziale, anche a [3 T]”, ha detto de Graaf. La DMI può anche essere eseguita in parallelo con la MRI, il che potrebbe ridurre il tempo di acquisizione dell'immagine da un'ora, quando le due operazioni vengono eseguite una dopo l'altra, a 30 minuti, ha aggiunto.

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