Højopløselig phosphocreatine og kreatin kortlægning af menneskelige muskler og hjerne

I denne undersøgelse sigter vi mod at udvikle og validere en ikke-invasiv tilgang til kvantificering og billeddannelse af energimetabolisme, uden kontrastmidler, på bredt tilgængelige kliniske MR-scannere. Kort sagt tillader denne teknik specifik og selektiv billeddannelse af energimetabolitten phosphocreatin (PCr), in vivo og ikke-invasivt. PCr er en af ​​de fremherskende højenergifosfater, der findes i hjerne og muskler, og en, der er ændret af almindelige sygdomme. Selvom energimetabolisme og PCr spiller en afgørende rolle i cellulær homeostase, er der i øjeblikket ingen rutinemæssige diagnostiske tests til non-invasivt at kvantificere eller kortlægge fordelingen af ​​PCr med klinisk acceptabel rumlig opløsning eller/og scanningstid. Her demonstrerer vi, at de udskiftelige guanidinium-protoner af millimolær koncentration PCr kan udnyttes til at detektere det via vandsignalet i MR med stærkt øget følsomhed (molært signal) ved brug af kemisk udvekslingsmætningsoverførsel (CEST) MRI, og dets koncentration kan kvantificeres ved hjælp af et kunstigt neuralt netværk (ANN). Denne nye teknik, kaldet ANNCEST, gjorde det muligt for os at opnå et PCr-kort i høj opløsning på menneskelig skeletmuskulatur inden for 1,5 min. på en 3T klinisk MR-scanner udstyret med kun standard MR-opsætningen. For at sætte dette i et større perspektiv er energimetabolisme afgørende for cellelevedygtighed og ændres af mange almindelige erhvervede og arvelige sygdomme. ANNCEST er uden tvivl den første til at bruge bredt tilgængelige MR-scannere til ikke-invasivt at afbilde vævsenergimetabolisme af PCr, og ville derfor have appelleret til en bred læserskare af forskere og klinikere, der er interesseret i neurologi, muskelsvind og myopatier såvel som kardiologi, for at nævne nogle få .