Quantitative Magnetic Resonance Spectroscopy of Brain Metabolites and Macromolecules at Ultra-High Field [article]

Saipavitra Venkateshwaran Murali Manohar, Universitaet Tuebingen, Henning, Anke (Prof. Dr.)
2021
Die Protonen-Magnetresonanzspektroskopie (1H-MRS) ist eine nicht-invasive Technik, die die Untersuchung der neurochemischen Zusammensetzung des menschlichen Gehirns ermöglicht. Bedeutende klinische Anwendungen von 1H-MRS ergaben sich in der Diagnose von Erkrankungen, in dem Verständnis von Krankheitsmechanismen oder in der Behandlungsüberwachung. Die zuverlässige Erkennung und Quantifizierung der Metaboliten ist von größter Bedeutung, um Biomarker für verschiedene neurologische Krankheiten zu
more » ... ablieren. Zusätzlich enthalten Makromoleküle, die in dem Protonen-Spektrum breite Spektrallinien unter dem Metaboliten-Spektrum bilden, zahlreiche, wertvolle Informationen. Die Spektrallinien der Makromoleküle stammen von Aminosäuren aus Proteinen und Peptiden des Cytosols. Frühere Studien haben die klinische Relevanz von Makromolekülen in Erkrankungen wie Multiple Sklerose, Tumoren oder chronisch- traumatische Enzephalopathie gezeigt. Jedoch müssen mehrere Charakteristiken der Makromoleküle noch erforscht werden. Ein tiefgehendes Verständnis der Makromoleküle könnte dabei die Entdeckung neuer Biomarker für neurologische Krankheiten ermöglichen. Zusätzlich kann die Charakterisierung der makromolekularen Spektrallinien helfen folgende offene Fragen der MR Spektroskopie zu beantworten: den biologischen Ursprung der einzelnen makromolekularen Spektrallinien, die Zuordnung der makromolekularen Spektrallinien zu einzelnen Aminosäuren sowie die Untersuchung von anderen möglichen Beiträgen zum Signal der Makromoleküle wie z.B. verschiedene Zucker, DNA oder RNA. Die Sensitivität von MRS wurde durch stärkere Magnetfelder erheblich verbessert. MRS Messungen am Ultrahochfeld (≥7 T) profitieren von einem höheren Signal-Rausch- Verhältnis und einer höheren spektralen Auflösung. Zusätzlich wurden Lokalisierungsmethoden und Quantifizierungsmethoden weiterentwickelt, die es ermöglichen, die Konzentrationen auch der Metaboliten und Makromoleküle akkurat zu bestimmen, die ein kleines Signal-Rausch-Verhältnis haben oder komplexere spektrale [...]
doi:10.15496/publikation-60424 fatcat:egvotwkfbvc7xifxhdsxvrxhne