Magnetická rezonancia je neinvazívna vyšetrovacia metóda, ktorá umožňuje nahliadnuť do vnútra ľudského tela a odhaliť rôzne patológie bez vedľajších škodlivých účinkov. Okrem MR zobrazovania sa in vivo využíva i tzv. MR spektroskopia, ktorá umožňuje stanoviť chemické zloženie tkaniva. MRS využívajúca na záznam spektier jadrá fosforu sa nazýva fosforová (31P) MRS. Okrem koncentrácií fosforových metabolitov umožňuje merať i ďalšie fyziologické parametre, ako napríklad pH. V tejto práci je použitá metóda takzvanej dynamickej 31P MRS, ktorá umožňuje náhľad do procesov oxidatívneho energetického metabolizmu kostrového svalstva. Jej princíp spočíva v opakovanom snímaní 31P MR spektier z určitej definovanej oblasti s vysokým časovým rozlíšením počas cvičenia a následnej relaxácie. Na získanie dostatočného pomeru signál - šum sa najčastejšie používa nelokalizovaná 31P MRS, ktorá však nedokáže odlíšiť jednotlivé svalové skupiny. Pri lokalizovanej spektroskopia sa najčastejšie využívajú metódy jednovoxelové alebo multivoxelové. Jednovoxelové metódy umožňujú od seba odlíšiť rôzne typy tkanív, avšak umožňujú získanie dát len z jedného voxla. Preto pre získanie obrazu o metabolických dejoch vo viacerých svalových skupinách je nutné merania opakovať. Multivoxelové techniky, ako napríklad zobrazovanie chemického posunu (CSI), umožňujú získať dáta z viacerých svalov súčasne. Signál je zaznamenávaný z oblasti vyznačenej ako CSI mriežka, ktorá má určitý počet voxelov. Bežné CSI techniky však majú nízke časové rozlíšenie a nastokrát si vyžadujú špecializovaný protokol. Preto bola v tejto práci použitá nová, experimentálna technika využívajúca spiral kódovanie, čo umožňuje zrýchlenie procesu dynamického merania.
Kľúčové slová: In vivo MR spektroskopia, svaly lýtka, oxidatívny energetický metabolizmus, fosfokreatín, 31P MRS, 7T
Variabilita
Dobrý deň Ján,
Zaujímavá práca a pekná prezentácia :). Mňa by zaujímalo, či prezentované grafy predstavujú len jedno meranie na jednom subjekte alebo či ste robili aj opakované merania (prípadne merania na viacerých subjektoch). Ak áno aká je variabilita sledovaných parametrov v tabuľke 1.
Mám ešte jednu veľmi laickú otázku, bolo by možné touto metódou sledovať napríklad efekt cvičenia?
ďakujem
Re: Variabilita
Dobrý deň pán Slezák,
v prvom rade ďakujem. K otázkam:
1) Dáta boli namerané na viacerých subjektoch avšak keďže merania prebiehali vo výskumnom centre MR vo Viedni bol by potrebný súhlas etickej komisie na vyhodnotenie a spracovanie dát. Preto dáta vyhodnotené v tejto práci sú len z jedného subjektu, ktorým som bol ja sám, avšak: ako je možné vidieť na obrázku napr. na slide 7, meraná oblasť bola rozdelená na maticu 14x14, pričom jedna štvorcová oblasť sa nazýva „voxel“. Výsledky reprezentujú dáta z daných troch svalových skupín, pričom výsledok pre každý sval tvorí priemer dvoch voxlov v danom svale. Čiže v podstate bolo spracovaných 6 voxlov – 2 pre každú svalovú skupinu. Samozrejme výsledok závisel aj od správneho zvolenia tohto voxlu.
2) Variabilita výsledkov. Nemám uvedené, preto pripájam výsledky:
Pre GL:
Tau1 = 67,88376; Qmax1 = 0,549 - pre voxel 6x10
Tau2 = 77,85538; Qmax2 = 0,327 – pre voxel 7x10
Delta_Tau +/- SD = 72,87 +/- 7,05; Qmax +/- SD = 0,46 +/-0,11
Pre GM:
Tau1 = 120; Qmax1 = 0,352
Tau2 = 120; Qmax2 = 0,396
Delta_Tau +/- SD = 120 +/- 0; Qmax +/- SD = 0,374+/- 0,031
Pre S:
Tau1 = 120; Qmax1 = 0,074
Tau2 = 80,28; Qmax2 = 0,144
Delta_Tau +/- SD = 100,14 +/- 28,08; Qmax +/- SD = 0,374+/- 0,062
3) Áno, je možné touto metódou sledovať efekt cvičenia, aj z pohľadu koncentrácie metabolitov, avšak na tento účel si myslím, že je to obzvlášť zbytočne zložitá, nákladná a časovo náročná metóda pre bežný účel.
Fosfokreatín
Dobrý deň Ján, zaujímavá problematika s jasným aplikačným zámerom. Rada by som sa opýtala na spôsob monitorovania hladiny fosfokreatínu (tab.1), uvádzate absolútne a relatívne hodnoty. Tie relatívne sa týkajú čisto dynamiky zmeny PCr? Pri neuromuskulárnych ochoreniach sa 31P MR využíva na monitorovanie pomeru PCr k anorganickému fosfátu. Monitorovali ste aj návrat (obnovu) hladiny PCr po cvičení? Je táto metóda dostatočne citlivá na odlíšenie efektu menej a viac intenzívneho cvičenia na zmeny hladiny PCr snímanej z toho istého miesta? Ďakujem.
iwa
Re: Fosfokreatín
Dobrý deň,
ďakujem za otázky, pokúsim sa na ne zrozumiteľne odpovedať.
1. Počas 14 minútového experimentu boli merané dáta z oblasti lýtka ako matica 14x14, čiže jedno meranie obsahuje 196 tzv. voxlov, ako som spomenul o komentár vyššie. Takéto meranie je príliš dlhé a náročné a preto bolo dáta možné merať každých 10s (čo je v podstate na toľko dát veľmi dobrý čas). Pre 14 minút to je teda 84 meraní a teda 84 spektier s rôznou koncentráciou PCr. Keďže zo spektra nie je možné priamo povedať koncentráciu je nutné ju vypočítať pomocou referencie, ktorou bola hodnota ATP - 8.2mM, keďže sa predpokladá, že táto hodnota by sa meniť nemala (princíp svalového metabolizmu), čo je vidieť aj na spektre na obrázku 5, slide 8. Hodnotu koncentrácie ATP vo svale je možné presne stanoviť napríklad biopsiou.
2. Áno, bol monitorovaný aj návrat PCr na pôvodnú hladinu. Počas fázy oddychu po cvičení bol signál PCr fitovaný monoexponenciálnou funkciou PCr(t)=PCr_po relaxacii(1-b.exp^{-t/tau}) a z tohto fitu bola vypočítaná hodnota Tau, ktorá túto resyntézu charakterizuje.
3. Použitie magnetického poľa o veľkosti 7T robí tento experiment dostatočne citlivou metódou. Samotnú intenzitu cvičenia je možné pozorovať z poklesu hladiny PCr. Čo je však dôležité si uvedomiť, že veľmi závisí od trénovanosti jedinca a od záťaže a teda pri rovnakej záťaži môže byť intenzita pre prvého jedinca vysoká a pre druhého nízka. Trénovanosť sa prejavý potm v rozdielnych parametroch Qmax a hlavne Delta_Tau t.j. rýchlejšia obnova PCr.
Dúfam, že som zodpovedal dostatočne na Vaše otázky. V prípade nejakých ďalších nejasností som pripravený odpovedať :)