Quang phổ MR lập bản đồ chuyển hóa glucose trong não mà không cần bức xạ – Physics World

Lập bản đồ sự hấp thu glucose trong não và cơ thể cung cấp cho bác sĩ lâm sàng thông tin về rối loạn chức năng trao đổi chất được quan sát thấy trong các tình trạng như ung thư, tiểu đường và bệnh Alzheimer. Việc lập bản đồ này được thực hiện theo truyền thống bằng cách sử dụng các chất phóng xạ hoạt động như chất tương tự glucose và có thể được hiển thị trên hình ảnh y tế.

Ví dụ, các nhà khoa học biết rằng các tế bào khối u tiêu thụ glucose nhiều hơn các tế bào bình thường. Các bác sĩ lâm sàng khai thác điều này bằng cách sử dụng ¹⁸Hình ảnh F-FDG-PET để chẩn đoán và xác định vị trí khối u cũng như đánh giá các phương pháp điều trị. Tuy nhiên, kỹ thuật hình ảnh này không thể đánh giá các chất chuyển hóa ở hạ lưu có thể quan trọng trong chẩn đoán và đánh giá điều trị – và nó cũng yêu cầu tiêm cho bệnh nhân một hợp chất phóng xạ.

Một kỹ thuật khác, quang phổ cộng hưởng từ (MRS) với carbon-13, có thể định lượng các chất chuyển hóa ở hạ lưu nhưng không thể định vị chính xác chúng. Trong khi đó, kỹ thuật siêu phân cực mới nổi ¹³Hình ảnh C-MRS không cung cấp thông tin về một số chất chuyển hóa xuôi dòng, bao gồm glutamate và glutamine. Siêu phân cực ¹³Hình ảnh C-MRS cũng yêu cầu tiêm và sử dụng phần cứng chuyên dụng có thể không có ở cơ sở lâm sàng.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Y khoa Vienna hiện đã phát triển một phương pháp mới để lập bản đồ chuyển hóa glucose. Kỹ thuật này không dựa vào bức xạ hoặc tiêm mà thay vào đó sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) có sẵn trên lâm sàng và uống dung dịch glucose.

²H-MRS

Trong nghiên cứu xác nhận ban đầu của các nhà nghiên cứu, xuất hiện trong Quang tuyến điều tra, những người tham gia được chụp ảnh MRI 3 T sau khi nhịn ăn qua đêm và lặp lại sau khi uống dung dịch glucose có gắn deuterium (deuterium, một đồng vị ổn định của hydro, không có tính phóng xạ). Các ²Quét H-MRS bao gồm chuỗi phân rã cảm ứng không có tiếng vang 3D và việc khử nước được thực hiện bằng cách sử dụng sơ đồ khử nước thông thường. Sau khi quét MRS, quá trình quét tiếng vang gradient nhanh được chuẩn bị từ hóa có trọng số 3D T1 đã được thực hiện. Một đường dẫn phần mềm nội bộ đã được sử dụng để xử lý dữ liệu.

Sản phẩm ²Phương pháp chụp ảnh H-MRS cho phép các nhà nghiên cứu định lượng việc sử dụng glucose oxy hóa và kỵ khí cũng như đánh giá quá trình tổng hợp chất dẫn truyền thần kinh. Tuy nhiên, họ chỉ có thể đo được một số lượng hạn chế các hợp chất deterit và cần có phần cứng chuyên dụng để thực hiện việc chụp ảnh. Vì vậy, họ đã tiến hành một nghiên cứu tiếp theo – hiện được công bố trên Kỹ thuật y sinh học thiên nhiên – để xem liệu proton MRS (¹H-MRS) ở mức 7 T sẽ mang lại độ nhạy, độ đặc hiệu hóa học và độ phân giải không gian theo thời gian cao hơn so với ²Hình ảnh H-MRS.

¹H-MRS

Các nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra rằng glucose được đánh dấu bằng deuterium dễ dàng được các tế bào não hấp thụ và deuteron được tích hợp vào các chất chuyển hóa glucose ở hạ lưu. Vì deuteron thay thế proton trong phân tử nên chúng không đóng góp vào phổ proton, do đó sự gia tăng các chất chuyển hóa được đánh dấu deuterium được phản ánh bằng sự giảm tín hiệu chuyển hóa trong ¹H-MRS.

Trong tạp chí ¹Nghiên cứu H-MRS, năm người tham gia (bốn nam và một nữ) đã nhận được dung dịch glucose có nhãn deuterium và mức đường huyết của họ được đo nhiều lần trong 90 phút. Các nhà nghiên cứu đã định lượng glutamate, glutamine, axit γ-aminobutyric và glucose bị khử ở các vị trí phân tử cụ thể. Họ cũng lập bản đồ các chất chuyển hóa có deuterit và không bị deterit. Họ lưu ý rằng kỹ thuật hình ảnh không yêu cầu phần cứng chuyên dụng để hoạt động với các hệ thống có sẵn trên lâm sàng.

Hydro nặng theo dõi chuyển hóa glucose trong cơ thể

Fabian Niess, một cộng tác viên nghiên cứu có liên quan đến Kỹ thuật y sinh học thiên nhiên nghiên cứu và là tác giả chính của Quang tuyến điều tra nghiên cứu, giải thích một cách nhấn phát hành rằng Quang tuyến điều tra nghiên cứu này là “một bước quan trọng” để chứng minh rằng phương pháp này có hiệu quả trên các hệ thống trường trường thấp hơn “vì hệ thống MR 3 T cực kỳ phổ biến trong các ứng dụng lâm sàng”.

Các nhà nghiên cứu kết luận rằng ¹Hình ảnh H-MRS có thể tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu chuyển hóa glucose và họ đang tiến hành nghiên cứu bổ sung để xác minh phương pháp và kết quả sơ bộ của mình.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Ô tô / Xe điện, Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• BlockOffsets. Hiện đại hóa quyền sở hữu bù đắp môi trường. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/mr-spectroscopy-maps-brain-glucose-metabolism-without-requiring-radiation/