МР-спектроскопія створює карту метаболізму глюкози в мозку без випромінювання – Physics World

Картування надходження глюкози в мозок і тіло надає клініцистам інформацію про метаболічну дисфункцію, яка спостерігається при таких захворюваннях, як рак, діабет і хвороба Альцгеймера. Це картування традиційно виконується шляхом введення радіоактивних речовин, які діють як аналоги глюкози та можуть бути візуалізовані на медичних зображеннях.

Вчені знають, наприклад, що пухлинні клітини поглинають глюкозу більше, ніж нормальні клітини. Клініцисти використовують це, використовуючи ¹⁸F-FDG-PET візуалізація для діагностики та локалізації пухлин, а також для оцінки лікування. Цей метод візуалізації, однак, не може оцінити метаболіти, що знаходяться нижче за течією, які можуть бути важливими для діагностики та оцінки лікування, і він також вимагає введення пацієнту радіоактивної сполуки.

Інший метод, магнітно-резонансна спектроскопія (MRS) з вуглецем-13, може кількісно визначити метаболіти, що знаходяться нижче, але не може їх точно локалізувати. Тим часом з'являється гіперполяризована техніка ¹³C-MRS візуалізація не надає інформації про деякі наступні метаболіти, включаючи глутамат і глутамін. Гіперполяризований ¹³Для візуалізації C-MRS також потрібні ін’єкції та використовується спеціальне обладнання, яке може бути недоступним у клінічних умовах.

Дослідники в Віденський медичний університет тепер розробили новий підхід до картографування метаболізму глюкози. Техніка не покладається на радіацію чи ін’єкції, а натомість використовує клінічно доступну магнітно-резонансну томографію (МРТ) і пероральний прийом розчину глюкози.

²H-MRS

У початковому дослідженні дослідників, яке з’являється в Слідча радіологіяучасники отримали зображення за допомогою 3 Т МРТ після голодування протягом ночі та знову після прийому розчину глюкози, міченого дейтерієм (дейтерій, стабільний ізотоп водню, не є радіоактивним). The ²Сканування H-MRS включало тривимірну послідовність розпаду вільної індукції без луни, а придушення води було виконано за допомогою звичайної схеми придушення води. Після MRS-сканування було виконано 3D T3-зважену намагніченість підготовлену швидку градієнтну ехо-сканування. Для обробки даних використовувався власний програмний конвеєр.

Команда ²Підхід візуалізації H-MRS дозволив дослідникам кількісно визначити окисне та анаеробне використання глюкози та оцінити синтез нейромедіаторів. Тим не менш, вони могли вимірювати лише обмежену кількість дейтерованих сполук, і для отримання зображень було потрібно спеціальне обладнання. Тому вони провели подальше дослідження, яке тепер опубліковано в Природа Біомедична інженерія – перевірити, чи протон MRS (¹H-MRS) при 7 Т забезпечить вищу чутливість, хімічну специфічність і просторово-часову роздільну здатність, ніж ²Зображення H-MRS.

¹H-MRS

Дослідження на тваринах показали, що глюкоза, мічена дейтерієм, легко поглинається клітинами мозку, а дейтрони включаються до метаболітів глюкози, що знаходяться нижче. Оскільки дейтрони замінюють протони в молекулі, вони не роблять внеску в протонний спектр, тому збільшення метаболітів, мічених дейтерієм, відображається зниженням сигналів метаболітів у ¹H-MRS.

У ¹У дослідженні H-MRS п’ять учасників (четверо чоловіків і одна жінка) отримували мічений дейтерієм розчин глюкози, і їхній рівень глюкози в крові вимірювався кілька разів протягом 90 хвилин. Дослідники кількісно визначили глутамат, глутамін, γ-аміномасляну кислоту та дейтеровану глюкозу в певних молекулярних положеннях. Вони також картографували дейтеровані та недейтеровані метаболіти. Вони відзначають, що метод візуалізації не вимагає спеціального обладнання для роботи з клінічно доступними системами.

Важкий водень відстежує метаболізм глюкози в природних умовах

Фабіан Нісс, науковий співробітник, який займається Природа Біомедична інженерія дослідження та провідний автор Слідча радіологія дослідження, пояснює в а прес-реліз який Слідча радіологія дослідження було «важливим кроком», щоб продемонструвати, що підхід працює на системах з нижчим полем, «оскільки 3-Т МР-системи надзвичайно широко поширені в клінічних застосуваннях».

Дослідники роблять такий висновок ¹Зображення H-MRS може полегшити дослідження метаболізму глюкози, і вони проводять додаткові дослідження, щоб перевірити свій підхід і попередні результати.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. Автомобільні / електромобілі, вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• BlockOffsets. Модернізація екологічної компенсаційної власності. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/