A multi-compartment dynamic phantom is used to simulate some biology of interest for metabolic studies using hyperpolarized magnet resonance agents.
磁気共鳴による過分極基質のイメージングは、リアルタイムでの重要な生化学的プロセスの評価のための偉大な臨床約束を示しています。過分極状態によって課される基本的な制約のために、エキゾチックなイメージングおよび再建技術が一般的に使用されています。ダイナミック、マルチスペクトルイメージング法の特性評価のための実用的なシステムは、批判的に必要とされています。このようなシステムは、再現性正常および病的な組織の関連する化学ダイナミクスを再現する必要があります。これまでで最も広く利用されている基板は、がん代謝の評価のための[1- 13 C]ピルビン酸を過分極されています。私たちは、乳酸へのピルビン酸への変換を媒介する酵素ベースファントムシステムを説明します。反応は、反応速度を制御する試薬の濃度を変え含ま各々が、ファントム内の複数の室に過分極剤の注入によって開始されます。複数の区画は、IMAを確保するために必要です銀杏の配列は、忠実に組織の空間的および代謝不均一性をキャプチャします。このシステムは、 生体内では不可能である化学従来のファントムからは入手できませんダイナミクスだけでなく、制御と再現性を提供することにより、高度なイメージング戦略の開発と検証を支援します。
13 C標識化合物の過分極磁気共鳴画像(MRI)の臨床的影響は、リアルタイム磁気共鳴分光法及び分光イメージング1-5を介して化学変換率を測定する能力に決定的に依存します。配列開発および検証中に、動的な化学変換は、一般に、 インビボまたは制限された制御および再現性を提供するin vitroモデル6-9 にすることによって達成されます。堅牢なテストと品質保証のために、この測定に流行して化学変換を維持し、より制御システムが好ましいであろう。我々は、動的単一の酵素のファントムを用いて、再現可能な方法で、この変換を達成するための方法を概説します。
過分極13 C剤とほとんどの研究は、機能生物学的環境で、超偏極基板を画像化に焦点を当てます。目標は、生物学を研究することである場合、これは当然の選択でありますアル・プロセスまたは臨床ケアへの影響の可能性を決定します。いくつかの測定システムまたはデータ処理アルゴリズムの特性が所望される場合には、生物学的モデルは、固有の空間的および時間的可変10のような多数の欠点を有します。しかしながら、従来の静的なファントムは、過分極基質のMRIの主要な臨床的関心を駆動化学変換を欠き、かつ変換率または他の動的パラメータ11の検出を特徴付けるために使用することができません。単一酵素系を使用して、我々は、動的画像化戦略の厳密な検査を可能にする、制御可能かつ再現可能な化学変換を提供することができます。
このシステムは、超偏極基板用のイメージング戦略を開発し、代替的なアプローチとの比較のための性能を特徴づけるために希望している研究者を対象としています。静的測定は、所望の終点である場合には、静的な13 C-標識さ代謝物ファントムのwi11で十分でしょう。もう一方の端に、より複雑な生物学的特徴付けは、実際の生物学的モデルは12月14日を必要とされる方法(配達、細胞密度、 など )にとって重要である場合。このシステムは、見かけ上の化学的変換率の定量的尺度を提供することを目的とイメージング戦略の評価のために理想的です。
過分極代謝産物のリアルタイムイメージングシーケンスの設計、検証、および品質管理のための多くの固有の課題を有しています。時空間およびスペクトル不均一性を解決する能力はかなりの臨床的可能性を提供していますが、従来のMRIに関連したQAおよび検証方法を排除します。複雑な撮像シーケンスまたは再構成アルゴリズムは、撮像実験の外側を特徴付けるか検証するためにそれらが?…
The authors have nothing to disclose.
この作品は、CPRITグラント(RP140021-P5)とジュリア・ジョーンズ・マシューズがん研究奨学生CPRIT研究研修賞(RP140106、CMW)によってサポートされていました。
BioSpect 7T | Bruker | BioSpec 70/30 USR | 7 Tesla Pre-Clinical MRI Scanner |
HyperSense | Oxford Instruments | Hypersense DNP Polarizer | Dynamic Nuclear Polarizer for MRI agents |
1-13C-Pyrvic Acid | Sigma Aldrich | 677175 | Carbon 13 labled neat pyruvic acid |
Trityl Radical | GE Healthcare | OX063 | Free radical used in Dynamic Nuclear Polarization |
NaOH | Sigma Aldrich | S8045 | |
EDTA | Sigma Aldrich | E6758 | Ethylenediaminetetraacetic acid |
LDH | Worthingthon | LS002755 | Lactate Dehydrogenase from rabbit muscle |
NADH | Sigma Aldrich | N4505 | β-Nicotinamide adenine dinucleotide, reduced dipotassium salt |
Trizma | Sigma Aldrich | T7943 | Trizma® Pre-set crystals |
NaCl | Sigma Aldrich | S7653 |