Entwicklung von Magnetresonanz-spektroskopischen Bildgebungsverfahren zur Bildgebung von Metaboliten im menschlichen Gehirn und Muskel

Die Magnetresonanzspektroskopie (MRS) ist mit der MRI identisch, außer dass das Metabolitensignal und nicht das dominante Wassersignal gemessen wird. Protonen-(1H)-MRS und Phosphor-(P)-MRS sind zwei leistungsstarke Spektroskopiemethoden zur Messung des Stoffwechsels in vivo.

Durch die Verwendung von Wasserunterdrückungstechniken kann das Protonen-MRS die Spiegel wichtiger Gehirnmetaboliten und Neurotransmitter wie N-Acetylaspartat (NAA), Kreatin, Cholin, Laktat, Myo-Inositol, Glutamat, Glutamin, Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und Glutathion überwachen.

P MRS kann verwendet werden, um Energiephosphat-Metabolite von anorganischem Phosphat (Pi), Phosphokreatin (PCr), Adenosindiphosphat (ADP) und Adenosintriphosphat (ATP) in Gehirn und Muskel zu messen. Darüber hinaus sind im Gehirngewebe auch Phosphocholin (PC), Phosphoethanolamin (PE), Glycerophosphocholin (GPC) und Glyceophosphoethanolamin (GPE) nachweisbar.<TAB>

Dieses Protokoll schlägt drei Hauptziele vor. Erstens, um aktuelle Protonen- und P-MRS-Methoden zu implementieren und zu optimieren, die in der Literatur für die Bildgebung von Metaboliten in menschlichem Gehirn und Muskel veröffentlicht wurden. Zweitens die Weiterentwicklung neuer Methoden zur Verwendung in ähnlichen Gehirn- und Muskel-MRS-Anwendungen. Drittens, um MRS-Daten mit anderen Studien auszutauschen, um eine Datenanalyse und Qualitätskontrolle für die Studien unter diesem, anderen NIH oder externen Protokollen bereitzustellen.

Zur Entwicklung und Optimierung von In-vivo-MRS-Methoden werden über einen Zeitraum von zehn Jahren 300 gesunde Probanden rekrutiert. Die Probanden sind zwischen 18 und 65 Jahre alt und umfassen eine repräsentative Anzahl von Männern, Frauen und Minderheiten.

Die Experimente werden an den MRI-Scannern GE 3T, Siemens 3T und 7T durchgeführt, die sich im NIH In Vivo NMR Research Center befinden. Im ersten Teil der Studie wird eine klinische MRT durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Subjekt keine anormalen Gehirnzustände hat. Im zweiten Teil der Studie werden MRS-Scans in verschiedenen System- und Pulsparameterkombinationen durchgeführt. Es werden keine Medikamente verwendet. Die Gesamtscanzeit während des MRS-Scans beträgt ein bis zwei Stunden.

Wir erwarten, qualitativ hochwertige Protonen- und/oder Phosphor-Spektroskopie-Bildgebung von gesunden Freiwilligen zu erhalten, die dazu beitragen wird, genaue und zuverlässige Spektroskopie-Methoden für klinische Forscher zu etablieren, um nicht-invasive Studien zu psychiatrischen, neurologischen Störungen und anderen Erkrankungen im menschlichen Gehirn oder Muskel durchzuführen.