Spektroskopia MR odwzorowuje metabolizm glukozy w mózgu bez konieczności naświetlania – Physics World

Mapowanie wychwytu glukozy w mózgu i ciele dostarcza klinicystom informacji na temat dysfunkcji metabolicznych obserwowanych w stanach takich jak rak, cukrzyca i choroba Alzheimera. Mapowanie to jest tradycyjnie wykonywane przez podawanie substancji radioaktywnych, które działają jak analogi glukozy i które można wizualizować na obrazach medycznych.

Naukowcy wiedzą na przykład, że komórki nowotworowe pochłaniają glukozę bardziej niż normalne komórki. Klinicyści wykorzystują to, używając ¹⁸Obrazowanie F-FDG-PET w celu diagnozowania i lokalizacji guzów oraz oceny leczenia. Ta technika obrazowania nie pozwala jednak ocenić dalszych metabolitów, które mogą być ważne dla diagnozy i oceny leczenia – a także wymaga wstrzyknięcia pacjentowi związku radioaktywnego.

Inna technika, spektroskopia rezonansu magnetycznego (MRS) z węglem-13, może określić ilościowo dalsze metabolity, ale nie może ich precyzyjnie zlokalizować. Tymczasem pojawiająca się technika hiperpolaryzacji ¹³Obrazowanie C-MRS nie dostarcza informacji o niektórych dalszych metabolitach, w tym glutaminianie i glutaminie. Hiperpolaryzacja ¹³Obrazowanie C-MRS wymaga również wstrzyknięć i wykorzystuje specjalistyczny sprzęt, który może nie być dostępny w warunkach klinicznych.

Naukowcy z Uniwersytet Medyczny w Wiedniu opracowali teraz nowe podejście do mapowania metabolizmu glukozy. Technika ta nie opiera się na promieniowaniu ani zastrzykach, ale zamiast tego wykorzystuje dostępne klinicznie obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) i doustne przyjmowanie roztworu glukozy.

²H-Pani

We wstępnym badaniu walidacyjnym naukowców, które pojawia się w Radiologia śledcza, uczestników obrazowano za pomocą 3 T MRI po całonocnym poście i ponownie po spożyciu roztworu glukozy znakowanego deuterem (deuter, stabilny izotop wodoru, nie jest radioaktywny). The ²Skan H-MRS obejmował trójwymiarową sekwencję zaniku indukcji bez echa, a tłumienie wody przeprowadzono przy użyciu konwencjonalnego schematu tłumienia wody. Po skanowaniu MRS wykonano skan 3D z odczytem szybkiego echa gradientowego z użyciem magnetyzacji zależnej od T3-zależnej. Do przetwarzania danych wykorzystano wewnętrzny potok oprogramowania.

Połączenia ²Podejście do obrazowania H-MRS umożliwiło naukowcom ilościową ocenę utleniającego i beztlenowego wykorzystania glukozy oraz ocenę syntezy neuroprzekaźników. Jednak mogli zmierzyć tylko ograniczoną liczbę deuterowanych związków, a do wykonania obrazowania potrzebny był specjalistyczny sprzęt. Przeprowadzili więc dalsze badanie – obecnie opublikowane w Charakterystyka inżynierii biomedycznej – aby zobaczyć, czy proton MRS (¹H-MRS) przy 7 T zapewniłoby wyższą czułość, specyficzność chemiczną i rozdzielczość czasoprzestrzenną niż ²Obrazowanie H-MRS.

¹H-Pani

Badania na zwierzętach wykazały, że glukoza znakowana deuterem jest łatwo wchłaniana przez komórki mózgowe, a deuterony są włączane do dalszych metabolitów glukozy. Ponieważ deuterony zastępują protony w cząsteczce, nie mają udziału w widmie protonowym, dlatego wzrost metabolitów znakowanych deuterem odzwierciedla spadek sygnałów metabolitów w ¹H-Pani.

W ¹W badaniu H-MRS pięciu uczestników (czterech mężczyzn i jedna kobieta) otrzymało roztwór glukozy znakowany deuterem, a ich poziom glukozy we krwi mierzono kilka razy w ciągu 90 minut. Naukowcy określili ilościowo glutaminian, glutaminę, kwas γ-aminomasłowy i glukozę deuterowaną w określonych pozycjach molekularnych. Zmapowali również deuterowane i niedeuterowane metabolity. Zauważają, że technika obrazowania nie wymaga specjalistycznego sprzętu do pracy z klinicznie dostępnymi systemami.

Ciężki wodór śledzi metabolizm glukozy in vivo

Fabian Niess, współpracownik naukowy zaangażowany w Charakterystyka inżynierii biomedycznej studium i główny autor Radiologia śledcza badanie, wyjaśnia w komunikat prasowy że Radiologia śledcza badanie było „ważnym krokiem” w celu wykazania, że ​​podejście to sprawdziło się w systemach o niższym polu, „ponieważ systemy 3 T MR są niezwykle rozpowszechnione w zastosowaniach klinicznych”.

Tak wnioskują naukowcy ¹Obrazowanie H-MRS może ułatwić badania metabolizmu glukozy i prowadzą dodatkowe badania, aby zweryfikować swoje podejście i wstępne wyniki.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Motoryzacja / pojazdy elektryczne, Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Przesunięcia bloków. Modernizacja własności offsetu środowiskowego. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/