Картирование фосфокреатина и креатина в мышцах и мозге человека с высоким разрешением

В этом исследовании мы стремимся разработать и утвердить неинвазивный подход для количественной оценки и визуализации энергетического метаболизма без контрастных веществ на широко доступных клинических МРТ-сканерах. Вкратце, этот метод позволяет проводить специфическую и селективную визуализацию энергетического метаболита фосфокреатина (PCr) in vivo и неинвазивно. PCr является одним из преобладающих высокоэнергетических фосфатов, присутствующих в мозге и мышцах, который изменяется при распространенных заболеваниях. Хотя энергетический метаболизм и ПКр играют жизненно важную роль в клеточном гомеостазе, в настоящее время не существует рутинных диагностических тестов для неинвазивного количественного определения или картирования распределения ПКр с клинически приемлемым пространственным разрешением и/или временем сканирования. Здесь мы демонстрируем, что способные к обмену протоны гуанидиния миллимолярной концентрации PCr могут быть использованы для его обнаружения с помощью сигнала воды в МРТ со значительно повышенной чувствительностью (молярный сигнал) с использованием МРТ с переносом химического обмена и насыщения (CEST), а его концентрация может быть определена количественно с помощью искусственная нейронная сеть (ИНС). Этот новый метод, получивший название ANNCEST, позволил нам получить карту ПЦР высокого разрешения на скелетных мышцах человека в течение 1,5 минут на клиническом МРТ-сканере 3T, оборудованном только стандартной настройкой МРТ. Чтобы представить это в более широкой перспективе, энергетический обмен имеет решающее значение для жизнеспособности клеток и изменяется многими распространенными приобретенными и наследственными заболеваниями. ANNCEST, вероятно, первым применил широкодоступные МРТ-сканеры для неинвазивного отображения энергетического метаболизма ПКр в тканях и, таким образом, привлек бы внимание широкого круга ученых и клиницистов, интересующихся неврологией, мышечными дистрофиями и миопатиями, а также кардиологией и т.д. .