MR 光谱无需辐射即可绘制大脑葡萄糖代谢图 – 物理世界

绘制大脑和身体中葡萄糖的摄取图谱可以为临床医生提供有关在癌症、糖尿病和阿尔茨海默病等疾病中观察到的代谢功能障碍的信息。 传统上，这种映射是通过施用充当葡萄糖类似物的放射性物质来执行的，并且可以在医学图像上可视化。

例如，科学家们知道，肿瘤细胞比正常细胞消耗更多的葡萄糖。 临床医生利用这一点 ¹⁸F-FDG-PET 成像可诊断和定位肿瘤并评估治疗方法。 然而，这种成像技术无法评估对诊断和治疗评估可能很重要的下游代谢物，而且还需要向患者注射放射性化合物。

另一种技术是碳 13 磁共振波谱 (MRS)，可以量化下游代谢物，但无法精确定位它们。 与此同时，新兴的超极化技术 ¹³C-MRS 成像不提供有关某些下游代谢物（包括谷氨酸和谷氨酰胺）的信息。 超极化 ¹³C-MRS 成像还需要注射并使用临床环境中可能无法使用的专用硬件。

研究人员在 维也纳医科大学 现在开发了一种绘制葡萄糖代谢图的新方法。 该技术不依赖放射或注射，而是使用临床可用的磁共​​振成像（MRI）和口服葡萄糖溶液。

²氢磁共振谱

在研究人员的初步验证研究中，出现在 研究放射学，参与者在禁食过夜后使用 3 T MRI 进行成像，并在摄入氘标记的葡萄糖溶液后再次进行成像（氘是氢的稳定同位素，不具有放射性）。 这 ²H-MRS 扫描包括 3D 无回声感应衰减序列，并使用传统的水抑制方案进行水抑制。 MRS 扫描后，进行 3D T1 加权磁化准备的快速梯度回波读出扫描。 使用内部软件管道来处理数据。

²H-MRS 成像方法使研究人员能够量化氧化和无氧葡萄糖的利用并评估神经递质的合成。 然而，他们只能测量有限数量的氘化化合物，并且需要专门的硬件来执行成像。 因此他们进行了一项后续研究——现已发表在 Nature Biomedical Engineering – 查看质子 MRS 是否（¹H-MRS）在 7 T 时将提供比 ²H-MRS 成像。

¹氢磁共振谱

对动物的研究表明，氘标记的葡萄糖很容易被脑细胞吸收，并且氘核被纳入下游葡萄糖代谢物中。 由于氘核取代了分子中的质子，因此它们对质子谱没有贡献，因此氘标记的代谢物的增加反映在分子中代谢物信号的减少。 ¹H-MRS。

在 ¹H-MRS 研究中，五名参与者（四名男性和一名女性）接受了氘标记的葡萄糖溶液，并在 90 分钟内多次测量了他们的血糖水平。 研究人员对特定分子位置的谷氨酸、谷氨酰胺、γ-氨基丁酸和氘化葡萄糖进行了定量。 他们还绘制了氘代和非氘代代谢物图谱。 他们指出，成像技术不需要专门的硬件来与临床可用的系统配合使用。

重氢追踪葡萄糖代谢 体内

Fabian Niess，参与该项目的研究员 Nature Biomedical Engineering 该研究的主要作者 研究放射学 研究中解释了 新闻稿 该 研究放射学 研究是证明该方法适用于低场系统的“重要一步”，“因为 3 T MR 系统在临床应用中极为广泛”。

研究人员得出结论 ¹H-MRS 成像可能会促进葡萄糖代谢研究，他们正在开展额外的研究来验证他们的方法和初步结果。

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