NAT BIOMED ENG：新技术！7T质子核磁共振成像无需接受放射性标记测量脑代谢紊乱-杭州脑海科技有限公司

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代谢紊乱在包括阿尔茨海默病、抑郁症、糖尿病和癌症在内的许多常见疾病中发挥着核心作用，这些疾病需要可靠的非侵入性诊断程序。到目前为止，放射性物质一直被作为绘制大脑葡萄糖代谢图谱过程的一部分。

2023年4月27日，奥地利维也纳医科大学的Petr Bednarik博士所在的研究团队在NAT BIOMED ENG（IF=29.234）上发表了题为“1 H magnetic resonance spectroscopic imaging of deuterated glucose and of neurotransmitter metabolism at 7 T in the human brain”的文章，研究人员开发出了一种全新的磁共振成像(MRI)方法，该方法可以通过在大约90分钟的时间内多次测量健康受试者的血糖水平和代谢产物得到可靠结果，并且原则上可以与所有常见的MRI扫描仪一起使用，显著增强了当前绘制脑葡萄糖代谢图谱的诊断程序。

葡萄糖代谢异常是许多常见疾病的一个特征。众所周知，癌症和肿瘤细胞消耗的葡萄糖量远远超过正常细胞，医生在诊断和定位肿瘤时可以利用这种效应。

大脑中葡萄糖代谢受损与几种神经系统疾病有关。氘核磁共振成像是一种非侵入性和安全的替代方法，用于定量氘标记的底物(如葡萄糖及其下游代谢产物)的代谢，但它只能测量有限数量的氘化化合物，并且需要专门的硬件。

氘-葡萄糖对三维多体素的质子核磁共振成像和氘核磁共振成像数据获取的灰质和白质光谱产生的影响

与现有的程序相反，被试者没有接受放射性标记的葡萄糖，而是接受一定量的无害的葡萄糖溶液，相当于一罐碳酸饮料。由于该物质不会对所使用的磁共振成像方法产生直接信号，因此根据有关产品的信号强度下降间接测量葡萄糖的浓度和代谢。

研究人员表示：“这种间接方法的主要优点是，它可以毫无困难地用于其他磁共振设备，因为不需要额外的硬件组件，就像其他类似的方法一样。”

研究发现，质子核磁共振成像在7T下比氘核磁共振成像具有更高的灵敏度、化学特异性和时空分辨率。研究人员在5名志愿者中通过使用氢质子磁共振波谱成像来区分在特定分子位置的氘代的谷氨酸、谷氨酰胺、γ-氨基丁酸和葡萄糖，并同时绘制氘化和非氘化代谢物。氢质子磁共振波谱成像是一种适用于临床可用的磁共振硬件的技术，可以促进大脑中葡萄糖代谢及其在神经系统疾病中的潜在作用的研究。

高时间分辨率下葡萄糖-4和谷氨酸-4时间过程的体素拟合

目前，该研究是通过正电子发射断层扫描结合电子计算机断层扫描来完成的，其中患者必须注射少量放射性葡萄糖。然而，这些发现必须在进一步的研究中得到验证，然后才能将研究开发的新的低侵入性方法用于造福患者。

通讯作者

Petr Bednarik

参考文献

Bednarik, P., Goranovic, D., Svatkova, A., Niess, F., Hingerl, L., Strasser, B., Deelchand, D. K., Spurny-Dworak, B., Krssak, M., Trattnig, S., Hangel, G., Scherer, T., Lanzenberger, R., & Bogner, W. (2023).1H magnetic resonance spectroscopic imaging of deuterated glucose and of neurotransmitter metabolism at 7 T in the human brain. Nature biomedical engineering, 10.1038/s41551-023-01035-z. Advance online publication. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01035-z

资讯来源

https://neurosciencenews.com/mri-glucose-metabolism-23148/

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