MR分光法は放射線を必要とせずに脳のグルコース代謝をマッピングする – Physics World

脳と体内でのグルコースの取り込みをマッピングすることで、がん、糖尿病、アルツハイマー病などの症状で観察される代謝機能障害に関する情報が臨床医に提供されます。 このマッピングは従来、グルコース類似体として作用する放射性物質を投与することによって実行され、医療画像上で視覚化できます。

たとえば、科学者は、腫瘍細胞が正常細胞よりもグルコースをより多く摂取することを知っています。 臨床医はこれを次のように利用します。 ¹⁸腫瘍を診断して位置を特定し、治療法を評価するための F-FDG-PET イメージング。 しかし、この画像技術では、診断や治療の評価に重要な下流の代謝産物を評価することはできず、患者に放射性化合物を注射する必要もあります。

別の技術である炭素 13 を用いた磁気共鳴分光法 (MRS) は、下流の代謝産物を定量化できますが、その位置を正確に特定することはできません。 一方、超偏極という新たな技術が登場しました。 ¹³C-MRS イメージングでは、グルタミン酸やグルタミンなど、一部の下流代謝産物に関する情報は得られません。 過分極 ¹³C-MRS イメージングにも注射が必要であり、臨床現場では利用できない特殊なハードウェアが使用されます。

の研究者 ウィーン医科大学 今回、グルコース代謝をマッピングするための新しいアプローチを開発しました。 この技術は放射線や注射に依存せず、代わりに臨床的に利用可能な磁気共鳴画像法 (MRI) とブドウ糖溶液の経口摂取を使用します。

²H-MRS

研究者らの最初の検証研究では、 調査放射線学参加者は一晩絶食した後、重水素タグ付きグルコース溶液（水素の安定同位体である重水素は放射性ではない）を摂取した後に再度3T MRIで画像化された。 の ²H-MRS スキャンには 3D エコーレス自由誘導減衰シーケンスが含まれており、水抑制は従来の水抑制スキームを使用して実行されました。 MRS スキャンの後、3D T1 強調磁化準備高速勾配エコー読み出しスキャンが実行されました。 データの処理には社内のソフトウェア パイプラインが使用されました。

　 ²H-MRS イメージング アプローチにより、研究者らは酸化的および嫌気性のグルコース利用を定量化し、神経伝達物質の合成を評価することができました。 しかし、測定できる重水素化化合物の数は限られており、イメージングを実行するには特殊なハードウェアが必要でした。 そこで彼らは追跡調査を実施し、現在、 ネイチャーバイオメディカルエンジニアリング – 陽子 MRS かどうかを確認します (¹7 T での H-MRS) は、XNUMX T よりも高い感度、化学的特異性、および時空間分解能を提供します。 ²H-MRSイメージング。

¹H-MRS

動物を使った研究では、重水素で標識されたグルコースが脳細胞に容易に取り込まれ、重陽子が下流のグルコース代謝物に取り込まれることが示されています。 重陽子は分子内の陽子を置換するため、陽子スペクトルには寄与しないため、重水素標識代謝産物の増加は、分子内での代謝産物シグナルの減少に反映されます。 ¹H-MRS。

¹H-MRS 研究では、90 人の参加者 (男性 XNUMX 人、女性 XNUMX 人) に重水素標識グルコース溶液が投与され、血糖値が XNUMX 分間にわたって数回測定されました。 研究者らは、特定の分子位置で重水素化されたグルタミン酸、グルタミン、γ-アミノ酪酸、およびグルコースを定量しました。 彼らはまた、重水素化代謝物と非重水素化代謝物をマッピングしました。 彼らは、この画像技術は臨床的に利用可能なシステムで動作するために特殊なハードウェアを必要としないことに注目しています。

重水素はグルコース代謝を追跡します インビボの

ファビアン・ニース、研究員、 ネイチャーバイオメディカルエンジニアリング 研究者であり、その筆頭著者である 調査放射線学 研究、で説明します プレスリリース その 調査放射線学 この研究は、「3T MRシステムは臨床応用で非常に普及しているため」、このアプローチが低磁場システムで機能することを実証する「重要なステップ」であった。

研究者は次のように結論付けています。 ¹H-MRS イメージングは​​糖代謝研究を促進する可能性があり、彼らはそのアプローチと予備的な結果を検証するために追加の研究を行っています。

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/