MR spectroscopy ทำแผนที่เมแทบอลิซึมของกลูโคสในสมองโดยไม่ต้องใช้รังสี – Physics World

MR spectroscopy ทำแผนที่เมแทบอลิซึมของกลูโคสในสมองโดยไม่ต้องใช้รังสี – Physics World

ประทับเวลา: 22 มิถุนายน 2023 4:45 น

MR spectroscopy ทำแผนที่เมแทบอลิซึมของกลูโคสในสมอง
การถ่ายภาพแบบไร้รังสี วิธีบุกเบิกของ MRI จับเมแทบอลิซึมของกลูโคสในสมองโดยไม่จำเป็นต้องให้สารกัมมันตภาพรังสี (เอื้อเฟื้อ: มหาวิทยาลัยการแพทย์เวียนนา)

การทำแผนที่การดูดซึมกลูโคสในสมองและร่างกายช่วยให้แพทย์ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับความผิดปกติของระบบเผาผลาญที่สังเกตได้จากสภาวะต่างๆ เช่น มะเร็ง เบาหวาน และโรคอัลไซเมอร์ การทำแผนที่นี้ดำเนินการแบบดั้งเดิมโดยการบริหารสารกัมมันตภาพรังสีที่ทำหน้าที่เป็นกลูโคสอะนาลอกและสามารถแสดงเป็นภาพทางการแพทย์ได้

ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าเซลล์เนื้องอกฮุบน้ำตาลกลูโคสมากกว่าเซลล์ปกติ แพทย์ใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้โดยใช้ 18การถ่ายภาพ F-FDG-PET เพื่อวินิจฉัยและระบุตำแหน่งเนื้องอกและประเมินการรักษา อย่างไรก็ตาม เทคนิคการถ่ายภาพนี้ไม่สามารถประเมินเมแทบอไลต์ปลายน้ำที่อาจมีความสำคัญต่อการวินิจฉัยและการประเมินการรักษาได้ และยังจำเป็นต้องฉีดสารกัมมันตภาพรังสีให้กับผู้ป่วยด้วย

อีกเทคนิคหนึ่งคือ Magnetic resonance spectroscopy (MRS) ที่มีคาร์บอน-13 สามารถหาปริมาณเมแทบอไลต์ที่ปลายน้ำได้ แต่ไม่สามารถระบุได้อย่างแม่นยำ ในขณะเดียวกัน เทคนิคเกิดใหม่ของไฮเปอร์โพลาไรซ์ 13การถ่ายภาพ C-MRS ไม่ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับเมแทบอไลต์ปลายน้ำบางชนิด รวมถึงกลูตาเมตและกลูตามีน ไฮเปอร์โพลาไรซ์ 13การถ่ายภาพ C-MRS ยังต้องมีการฉีดยาและใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษที่อาจไม่มีในสถานพยาบาล

นักวิจัยที่ มหาวิทยาลัยการแพทย์แห่งกรุงเวียนนา ขณะนี้ได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการทำแผนที่เมแทบอลิซึมของกลูโคส เทคนิคนี้ไม่ได้พึ่งพาการฉายรังสีหรือการฉีดยา แต่ใช้การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) ที่มีอยู่ทางคลินิกและการกลืนสารละลายน้ำตาลในช่องปากแทน

2H-นาง

ในการศึกษาการตรวจสอบเบื้องต้นของนักวิจัย ซึ่งปรากฏใน รังสีวิทยาสืบสวนผู้เข้าร่วมถูกถ่ายภาพด้วย MRI 3 T หลังจากอดอาหารข้ามคืนและอีกครั้งหลังจากกินสารละลายกลูโคสที่ติดแท็กดิวเทอเรียม (ดิวทีเรียมซึ่งเป็นไอโซโทปที่เสถียรของไฮโดรเจน ไม่ใช่กัมมันตภาพรังสี) เดอะ 2การสแกน H-MRS รวมลำดับการสลายตัวแบบเหนี่ยวนำโดยปราศจากเสียงสะท้อน 3 มิติ และการยับยั้งน้ำได้ดำเนินการโดยใช้แผนการปราบปรามน้ำแบบเดิม หลังจากการสแกน MRS การสแกนการอ่านค่าการไล่ระดับสีแบบไล่ระดับสีอย่างรวดเร็วด้วยแม่เหล็ก 3D T1 จะดำเนินการ มีการใช้ซอฟต์แวร์ไปป์ไลน์ภายในองค์กรเพื่อประมวลผลข้อมูล

พื้นที่ 2วิธีการถ่ายภาพ H-MRS ช่วยให้นักวิจัยสามารถหาปริมาณการใช้น้ำตาลกลูโคสแบบออกซิเดทีฟและแบบไม่ใช้ออกซิเจน และประเมินการสังเคราะห์สารสื่อประสาท ถึงกระนั้น พวกเขาสามารถตรวจวัดสารประกอบดิวเทอเรตได้ในจำนวนจำกัดเท่านั้น และจำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษในการถ่ายภาพ ดังนั้นพวกเขาจึงทำการศึกษาติดตามผล ซึ่งเผยแพร่ใน วิศวกรรมชีวการแพทย์ – เพื่อดูว่าโปรตอน MRS (1H-MRS) ที่ 7 T จะให้ความไว ความจำเพาะทางเคมี และความละเอียดเชิงพื้นที่สูงกว่า 2การถ่ายภาพ H-MRS

1H-นาง

การศึกษาในสัตว์ทดลองแสดงให้เห็นว่ากลูโคสที่ติดฉลากดิวเทอเรียมนั้นเซลล์สมองสามารถดึงเอาดิวทีเรียมไปใช้ได้ทันที และดิวเทอรอนจะถูกรวมเข้ากับเมแทบอไลต์ของกลูโคสที่ปลายน้ำ เนื่องจากดิวทีรอนแทนที่โปรตอนในโมเลกุล พวกมันจึงไม่มีส่วนในสเปกตรัมของโปรตอน ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของเมแทบอไลต์ที่ติดฉลากดิวเทอเรียมจึงสะท้อนให้เห็นจากการลดลงของสัญญาณเมแทบอไลต์ใน 1H-นาง

ตัว Vortex Indicator ได้ถูกนำเสนอลงในนิตยสาร 1การศึกษา H-MRS ผู้เข้าร่วม 90 คน (ชาย XNUMX คนและหญิง XNUMX คน) ได้รับสารละลายกลูโคสที่มีฉลากดิวทีเรียม และวัดระดับน้ำตาลในเลือดหลายครั้งในระยะเวลา XNUMX นาที นักวิจัยได้ทำการวัดปริมาณกลูตาเมต กลูตามีน กรด γ-อะมิโนบิวทีริก และกลูโคสที่แยกตัวออกมาที่ตำแหน่งโมเลกุลเฉพาะ พวกเขายังทำแผนที่เมแทบอไลต์ที่สลายตัวและไม่สลายตัว พวกเขาทราบว่าเทคนิคการถ่ายภาพไม่จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษเพื่อทำงานร่วมกับระบบที่มีอยู่ทางการแพทย์

Fabian Niess นักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับ วิศวกรรมชีวการแพทย์ การศึกษาและผู้เขียนนำของ รังสีวิทยาสืบสวน ศึกษาอธิบายในก กดปล่อย that the รังสีวิทยาสืบสวน การศึกษาเป็น "ขั้นตอนสำคัญ" เพื่อแสดงให้เห็นว่าวิธีการนี้ได้ผลกับระบบภาคสนามที่ต่ำกว่า "เนื่องจากระบบ 3 T MR แพร่หลายอย่างมากในการใช้งานทางคลินิก"

นักวิจัยสรุปได้ว่า 1การถ่ายภาพ H-MRS อาจช่วยในการศึกษาเมแทบอลิซึมของกลูโคส และกำลังดำเนินการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบวิธีการและผลลัพธ์เบื้องต้น

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์