ספקטרוסקופיה MR ממפה את חילוף החומרים של גלוקוז במוח ללא צורך בקרינה - עולם הפיזיקה

מיפוי ספיגת הגלוקוז במוח ובגוף מספק לרופאים מידע על חוסר התפקוד המטבולי שנצפה במצבים כמו סרטן, סוכרת ומחלת אלצהיימר. מיפוי זה מבוצע באופן מסורתי על ידי מתן חומרים רדיואקטיביים הפועלים כאנלוגים לגלוקוז וניתנים לחזותם בתמונות רפואיות.

מדענים יודעים, למשל, שתאי גידול זוללים גלוקוז יותר מאשר תאים רגילים. קלינאים מנצלים זאת באמצעות שימוש ¹⁸הדמיית F-FDG-PET לאבחון ומיקום גידולים ולהערכת טיפולים. עם זאת, טכניקת הדמיה זו אינה יכולה להעריך מטבוליטים במורד הזרם שעשויים להיות חשובים לאבחון והערכת טיפול - והיא גם דורשת הזרקת תרכובת רדיואקטיבית למטופל.

טכניקה נוספת, ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית (MRS) עם פחמן-13, יכולה לכמת מטבוליטים במורד הזרם אך אינה יכולה למקם אותם במדויק. בינתיים, הטכניקה המתעוררת של hyperpolarized ¹³הדמיית C-MRS אינה מספקת מידע על כמה מטבוליטים במורד הזרם, כולל גלוטמט וגלוטמין. היפרפולריזציה ¹³הדמיית C-MRS דורשת גם הזרקות ומשתמשת בחומרה מיוחדת שאולי לא תהיה זמינה במסגרות קליניות.

חוקרים ב האוניברסיטה הרפואית של וינה פיתחו כעת גישה חדשה למיפוי חילוף החומרים של גלוקוז. הטכניקה אינה מסתמכת על קרינה או זריקות אלא משתמשת בהדמיית תהודה מגנטית (MRI) זמינה קלינית ובבליעה פומית של תמיסת גלוקוז.

²H-MRS

במחקר האימות הראשוני של החוקרים, המופיע ב רדיולוגיה חקירתית, המשתתפים צולמו ב-3 T MRI לאחר צום לילה ושוב לאחר בליעת תמיסת גלוקוז מתויגת דאוטריום (דאוטריום, איזוטופ יציב של מימן, אינו רדיואקטיבי). ה ²סריקת H-MRS כללה רצף דעיכה אינדוקציה חופשית בתלת מימד, ודיכוי מים בוצע באמצעות סכמת דיכוי מים קונבנציונלית. לאחר סריקת ה-MRS, בוצעה סריקה תלת-ממדית משוקלת מגנטיזציה שהוכנה להד שיפוע מהיר. נעשה שימוש בצינור תוכנה פנימי לעיבוד נתונים.

השמיים ²גישת ההדמיה H-MRS אפשרה לחוקרים לכמת ניצול חמצוני ואנאירובי של גלוקוז ולהעריך סינתזה של נוירוטרנסמיטורים. עם זאת, הם יכלו למדוד רק מספר מצומצם של תרכובות מחוללות, והיה צורך בחומרה מיוחדת כדי לבצע את ההדמיה. אז הם ערכו מחקר המשך - שפורסם כעת ב הנדסה ביו רפואית - כדי לראות אם פרוטון MRS (¹H-MRS) ב-7 T יספק רגישות גבוהה יותר, ספציפיות כימית ורזולוציה מרחבית-זמנית מאשר ²הדמיית H-MRS.

¹H-MRS

מחקרים בבעלי חיים הראו שגלוקוז המסומן בדאוטריום נקלט בקלות על ידי תאי המוח, ודוטרונים משולבים במטבוליטים של גלוקוז במורד הזרם. מכיוון שדווטרונים מחליפים פרוטונים במולקולה, הם אינם תורמים לספקטרום הפרוטונים, ולכן עלייה במטבוליטים המסומנים בדוטריום באה לידי ביטוי בירידה באותות המטבוליטים ב ¹H-MRS.

ב ¹במחקר H-MRS, חמישה משתתפים (ארבעה זכרים ונקבה אחת) קיבלו את תמיסת הגלוקוז המסומנת בדאוטריום, ורמות הגלוקוז בדם שלהם נמדדו מספר פעמים במשך 90 דקות. החוקרים כימתו את גלוטמט, גלוטמין, חומצה γ-aminobutyric וגלוקוז שחולקו בעמדות מולקולריות ספציפיות. הם גם מיפו מטבוליטים מפוזרים ולא מפוזרים. הם מציינים כי טכניקת ההדמיה אינה דורשת חומרה מיוחדת לעבודה עם מערכות זמינות קלינית.

מימן כבד עוקב אחר חילוף החומרים של הגלוקוז in vivo

פביאן ניס, עמית מחקר המעורב ב- הנדסה ביו רפואית מחקר ומחבר ראשי של רדיולוגיה חקירתית מחקר, מסביר בא בידיעה שהונפקה לתקשורת כי רדיולוגיה חקירתית המחקר היה "צעד חשוב" כדי להדגים שהגישה עבדה על מערכות בשטח נמוך יותר "מכיוון שמערכות 3 T MR נפוצות ביותר ביישומים קליניים".

כך מסיקים החוקרים ¹הדמיית H-MRS עשויה להקל על מחקרי מטבוליזם של גלוקוז, והם עורכים מחקר נוסף כדי לאמת את הגישה והתוצאות הראשוניות שלהם.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/