Kvantifisering av kroppssammensetning og leversykdom hos barn som bruker fripustende MR og MRE

Mer enn 13,7 millioner barn i USA er overvektige, og alle har høy risiko for ikke-alkoholisk fettleversykdom (NAFLD), som kan føre til fibrose og utvikle seg til leversvikt. NAFLD er den vanligste kroniske pediatriske leversykdommen og nummer én indikasjon for levertransplantasjon hos unge voksne. Nøyaktige vurderinger av visceralt fettvev og leverfett og fibrose er avgjørende for forståelse, tidlig diagnose og evaluering av nye behandlinger for pediatrisk fedme og NAFLD. Imidlertid er det mangel på barneegnede teknologier for å kvantifisere visceralt fettvev og leverfett og fibrose. Konvensjonelle bildeteknikker for kroppssammensetning involverer stråling og måler ikke individuelle fettvevsrom. Selv om leverbiopsi er gullstandarden for diagnose, er denne prosedyren invasiv, krever anestesi og har komplikasjoner. Dessuten kan biopsifunn være uspesifikke og lide av prøvetakingsskjevhet og tolkningsvariabilitet.

Magnetisk resonansavbildning og elastografi (MRI og MRE) er lovende ikke-invasive teknologier. MR kvantifiserer visceralt fettvev og leverfett. MRE kvantifiserer hepatisk fibrose. MR og MRE krever ikke ioniserende stråling eller biopsi. Nåværende MR/MRE-teknologi er imidlertid ikke egnet for de fleste barn og spedbarn fordi den krever å holde pusten for å begrense magebevegelsen. Hos små barn og spedbarn er det ikke mulig å holde pusten. Selv hos barn som kan holde pusten, fører inkonsekvens og redusert kapasitet til å holde pusten til lange skannetider, ødelagte bilder, mislykkede skanninger og upålitelige resultater. Selv om sedasjon kan gjøre det lettere å holde pusten, er det forbundet med negative bivirkninger. Som et resultat ekskluderer dagens MR/MRE-teknologier vanligvis mange barn.

For å overvinne disse begrensningene opprettet forskerteamet ny fripustende (FB) 3D stack-of-radial MR-teknologi for å kvantifisere visceralt fettvev og leverfett hos barn og spedbarn. Forskerteamet har også utviklet ny 2D radial FB-MRE-teknologi for å kvantifisere leverfibrose hos barn. Målet med dette prosjektet er å videreutvikle og evaluere FB-MRI/MRE. Forskerteamet vil redusere FB-MRI/MRE-skannetider samtidig som de opprettholder høy bildekvalitet, demonstrere et høyt nivå av nøyaktighet og presisjon, validere FB-MRI/MRE-resultater mot biopsi og teste FB-MRI i en populasjon som ikke kan holde pusten. . Forskerteamet vil utnytte innovasjoner innen simultan multi-slice-avbildning, sparsitetsbegrenset tensorbilderekonstruksjon og selvnavigering for å undersøke fire mål:

Mål 1. Utvikle nye radielle FB-MRI/MRE-teknologier som kvantifiserer visceralt fettvev og leverfett og fibrose med raske skannetider (1-2 min) og minimale bevegelsesartefakter,

Mål 2. Mål nøyaktigheten og presisjonen til den nye FB-MRI/MRE for å kvantifisere disse biomarkørene,

Mål 3. Sammenlign FB-MRI/MRE biomarkører med leverbiopsi hos barn med leversykdom,

Mål 4. Test ny FB-MR-teknologi hos spedbarn.

Den innovative radielle FB-MRI/MRE-teknologien vil pålitelig kvantifisere kroppssammensetning og leversykdom hos barn og spedbarn. I sin tur vil FB-MRI/MRE forbedre tidlig diagnose, behandlingsovervåking og forståelse og håndtering av pediatrisk fedme, NAFLD og andre leversykdommer.