Novel 10.5 T deuterium-based MRS/I method to measure brain metabolism
测量脑代谢的新型 10.5 T 氘 MRS/I 方法
基本信息
- 批准号:10442075
- 负责人:
- 金额:$ 53.61万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-01 至 2026-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AcetatesBackBrainBrain DiseasesBrain regionCalibrationChemicalsCitric Acid CycleDataDementiaDeuteriumDevelopmentFosteringFutureGlucoseGlutamatesGlutamineGlycolysisGoalsGoldHumanHuman bodyImageImaging DeviceLabelMagnetic Resonance ImagingMagnetic Resonance SpectroscopyMalignant NeoplasmsMeasurementMeasuresMental disordersMetabolicMetabolic PathwayMetabolismMethodsMonitorNeurosciencesNutrientPathogenesisPathologicPathologyPerformancePharmaceutical PreparationsPhysiologicalPositron-Emission TomographyProtonsRattusResearchResearch Project GrantsScanningSensitivity and SpecificitySpecificitySpectrum AnalysisTechniquesTechnologyTissuesTranslatingTranslationsWorkbasebrain metabolismgamma-Aminobutyric Acidhealthy volunteerhuman dataimaging approachimaging modalityimprovedin vivomagnetic fieldmetabolic imagingmetabolic ratemetabolomenovelsensorspectroscopic imagingsuccesstool
项目摘要
PROJECT SUMMARY/ABSTRACT
Pathological changes in the human metabolome are ubiquitous and fundamental to the pathogenesis of all brain
disorders including cancer, dementia, and psychiatric disorders. This project proposes to develop a non-invasive
magnetic resonance imaging tool to interrogate human brain metabolism in an unprecedented way using the
world’s first ultra-high field 10.5 T whole-body human MRI scanner and a novel dynamic deuterium to proton
exchange (2H-to-1H) MRS approach. Two complimentary strategies, single-voxel spectroscopy (SVS) and MR
spectroscopic imaging (MRSI) will be developed in parallel. 2H-to-1H MRS will be able to quantify and image
concentrations and metabolic fluxes in the human brain in vivo through the entire metabolic pathway from a
single scan. In the first part of this project, we will utilize state-of-the-art MR-compatible sensors and calibration
scans to accurately characterize spatial field inhomogeneities and monitor scanner- and subject-dependent
temporal instabilities at 10.5 T. In the second part, we will develop and validate a novel dynamic 1H-SVS
technique at 10.5 T with the focus on maximizing the range of reproducibly detectable metabolites by targeting
a single accurately defined brain region. In the third part, we will establish a new highly accurate and robust
dynamic 1H-MRSI method for 10.5 T, which will trade-off the ability to interrogate a broad range of metabolites
for the ability to image some of them over the entire brain. In the final part, we will proof the feasibility of
measuring human brain metabolism in vivo non-invasively via dynamic 2H-to-1H MRS at 10.5 T and 7 T using
2H-labled glucose and estimate experimental and physiologic variability. We will compare the performance of
our novel tool to deuterium metabolic imaging. Successful completion of this project will provide a powerful tool
for neuroscience and metabolic research.
项目摘要/摘要
人代谢组的病理变化无处不在,是所有大脑发病机理的基础
包括癌症,痴呆症和精神疾病在内的疾病。这个项目的提议旨在发展无创的
使用磁共振成像工具以前所未有的方式质疑人脑代谢
世界上第一个超高领域10.5 T全身人体MRI扫描仪和一种新型的动态氘
交换(2h至1H)MRS方法。两种免费策略,单素光谱(SV)和MR
光谱成像(MRSI)将平行开发。 2h至1h MRS将能够量化和图像
人脑在体内通过整个代谢途径的浓度和代谢通量
单扫描。在该项目的第一部分中,我们将使用最先进的MR兼容传感器和校准
扫描以准确表征空间场不均匀性并监视扫描仪和受试者
10.5 T的临时不稳定性。在第二部分中,我们将开发和验证一种新型的动态1H-SVS
在10.5 T处的技术,重点是通过靶向可重复检测的代谢物的可重复检测到的范围
一个精确定义的大脑区域。在第三部分中,我们将建立一个新的高度准确和强大的
动态1H-MRSI方法的10.5 t,它将权衡质疑广泛代谢物的能力
为能够在整个大脑中成像其中的一些。在最后一部分中,我们将证明
使用动态2H到1H MRS在10.5 t和7 t中使用动态2H至1H MRS在体内测量人脑代谢
2H具有葡萄糖并估计实验和生理变异性。我们将比较
我们的新型氘代谢成像工具。成功完成该项目将提供一个强大的工具
用于神经科学和代谢研究。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
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