Høyoppløselig fosfokreatin- og kreatinkartlegging av menneskelig muskel og hjerne

I denne studien tar vi sikte på å utvikle og validere en ikke-invasiv tilnærming for kvantifisering og avbildning av energimetabolisme, uten kontrastmidler, på allment tilgjengelige kliniske MR-skannere. Kort fortalt tillater denne teknikken spesifikk og selektiv avbildning av energimetabolitten phosphocreatine (PCr), in vivo og ikke-invasivt. PCr er en av de dominerende høyenergifosfatene som finnes i hjernen og muskler, og en som er endret av vanlige sykdommer. Selv om energimetabolisme og PCr spiller en viktig rolle i cellulær homeostase, er det for tiden ingen rutinemessige diagnostiske tester for ikke-invasivt å kvantifisere eller kartlegge distribusjonen av PCr med klinisk akseptabel romlig oppløsning eller/og skannetid. Her demonstrerer vi at de utskiftbare guanidinium-protonene med millimolar konsentrasjon PCr kan utnyttes til å oppdage det via vannsignalet i MR med sterkt forbedret følsomhet (molart signal) ved bruk av kjemisk utvekslingsmetningsoverføring (CEST) MR, og konsentrasjonen kan kvantifiseres ved å bruke et kunstig nevralt nettverk (ANN). Denne nye teknikken, kalt ANNCEST, gjorde det mulig for oss å få et høyoppløselig PCr-kart på menneskelig skjelettmuskulatur innen 1,5 min, på en 3T klinisk MR-skanner utstyrt med bare standard MR-oppsett. For å sette dette i et større perspektiv, er energimetabolisme avgjørende for cellelevedyktighet og endres av mange vanlige ervervede og arvelige sykdommer. ANNCEST er uten tvil den første som bruker allment tilgjengelige MR-skannere for å ikke-invasivt avbilde vevsenergimetabolisme av PCr, og ville derfor ha appellert til en bred leserskare av forskere og klinikere som er interessert i nevrologi, muskeldystrofier og myopatier så vel som kardiologi, for å nevne noen få. .