Kvantificering af kropssammensætning og leversygdom hos børn, der bruger frit åndedræt MR og MRE

Mere end 13,7 millioner børn i USA er overvægtige, og alle har høj risiko for ikke-alkoholisk fedtleversygdom (NAFLD), som kan føre til fibrose og udvikle sig til leversvigt. NAFLD er den mest almindelige kroniske pædiatriske leversygdom og nummer et indikation for levertransplantation hos unge voksne. Nøjagtige vurderinger af visceralt fedtvæv og leverfedt og fibrose er afgørende for forståelsen, tidlig diagnose og evaluering af nye behandlinger for pædiatrisk fedme og NAFLD. Der er dog mangel på børneegnede teknologier til at kvantificere visceralt fedtvæv og leverfedt og fibrose. Konventionelle billeddannelsesteknikker til kropssammensætning involverer stråling og måler ikke individuelle fedtvævsrum. Selvom leverbiopsi er guldstandarden for diagnose, er denne procedure invasiv, kræver bedøvelse og har komplikationer. Desuden kan biopsifund være uspecifikke og lide af prøveudtagningsbias og fortolkningsvariabilitet.

Magnetisk resonansbilleddannelse og elastografi (MRI og MRE) er lovende ikke-invasive teknologier. MR kvantificerer visceralt fedtvæv og leverfedt. MRE kvantificerer hepatisk fibrose. MR og MRE kræver ikke ioniserende stråling eller biopsi. Den nuværende MRI/MRE-teknologi er dog ikke egnet til de fleste børn og spædbørn, fordi det kræver at holde vejret for at begrænse abdominalbevægelser. Hos små børn og spædbørn er det ikke muligt at holde vejret. Selv hos børn, der kan holde vejret, fører inkonsekvens og reduceret kapacitet til at holde vejret til lange scanningstider, beskadigede billeder, mislykkede scanninger og upålidelige resultater. Selvom sedation kan gøre det lettere at holde vejret, er det forbundet med negative bivirkninger. Som følge heraf udelukker nuværende MRI/MRE-teknologier typisk mange børn.

For at overvinde disse begrænsninger skabte forskerholdet ny fri-åndende (FB) 3D stack-of-radial MRI-teknologi til at kvantificere visceralt fedtvæv og leverfedt hos børn og spædbørn. Forskerholdet har også udviklet ny 2D radial FB-MRE-teknologi til at kvantificere hepatisk fibrose hos børn. Formålet med dette projekt er at videreudvikle og evaluere FB-MRI/MRE. Forskerholdet vil reducere FB-MRI/MRE scanningstider og samtidig opretholde høj billedkvalitet, demonstrere et højt niveau af nøjagtighed og præcision, validere FB-MRI/MRE resultater mod biopsi og teste FB-MRI i en population, der ikke kan holde vejret . Forskerholdet vil udnytte innovationer inden for simultan multi-slice billeddannelse, sparsitetsbegrænset tensorbillede rekonstruktion og selvnavigation for at undersøge fire mål:

Mål 1. Udvikle nye radiale FB-MRI/MRE-teknologier, der kvantificerer visceralt fedtvæv og leverfedt og fibrose med hurtige scanningstider (1-2 min) og minimale bevægelsesartefakter,

Mål 2. Mål nøjagtigheden og præcisionen af ​​den nye FB-MRI/MRE til kvantificering af disse biomarkører,

Mål 3. Sammenlign FB-MRI/MRE biomarkører med leverbiopsi hos børn med leversygdom,

Mål 4. Test ny FB-MRI teknologi hos spædbørn.

Den innovative radiale FB-MRI/MRE-teknologi vil pålideligt kvantificere kropssammensætning og leversygdom hos børn og spædbørn. Til gengæld vil FB-MRI/MRE forbedre den tidlige diagnose, behandlingsovervågning og forståelse og håndtering af pædiatrisk fedme, NAFLD og andre leversygdomme.