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Einsatz der Natrium-MRT zur Charakterisierung von Tumoren - eine Studie im kleinen Maßstab

Wieland A. Worthoff, Aliaksandra Shymanskaya, Johannes Lindemeyer Karl‐Josef Langen, N. Jon Shah

Natrium spielt eine wesentliche Rolle in der menschlichen Zellphysiologie, und Veränderungen in seiner Verteilung können ein Hinweis auf eine Krankheit sein. Die Natriumkonzentration kann mittels MRT in vivo gemessen werden, was die Beurteilung einer Reihe von Stoffwechselkrankheiten, einschließlich Hirntumoren, nicht-invasiv ermöglicht.

Das Isocitrat-Dehydrogenase-Enzym (IDH) katalysiert die oxidative Decarboxylierung von Isocitrat und produziert dabei Alpha-Ketoglutarat (α-Ketoglutarat) und Kohlendioxid. Mutationen in IDH sind mit Hirntumoren assoziiert, und in einer kürzlich durchgeführten Studie mit unbehandelten Patienten mit zerebralen Gliomen wurde eine starke Beziehung zwischen semiquantitativen Anomalien im Natrium-MRT und dem Mutationsstatus des Enzyms Isocitrat-Dehydrogenase beobachtet.

In dieser Studie wurde die Natrium-Relaxometrie in Hirntumorgewebe in Bezug auf molekulare Marker und den IDH-Mutationsstatus untersucht, um quantitative Natrium-Gewebeparameter und die Unterschiede zwischen gesundem Gewebe und Hirntumor aufzuzeigen. Der Ansatz der Studie erweitert einen früheren semi-quantitativen Ansatz, indem geeignete Relaxometrie-Methoden mit numerischer Simulation kombiniert werden, um eine detaillierte quantitative Analyse der intra- und extrazellulären Natriumkonzentration unter Verwendung einer verstärkten SISTINA-Sequenz bei 4 T zu erreichen.

Auf der Grundlage der quantitativen Analyse von Relaxationsraten, intra- und extrazellulären Natriumkonzentrationen, intrazellulären Mol- und Volumenanteilen bestätigten die Ergebnisse eine Beziehung zwischen Anomalien der Natriumparameter und dem IDH-Mutationsstatus in zerebralen Gliomen.

Diese Ergebnisse zeigen das Potenzial der Natrium-MRT unter Verwendung der erweiterten SISTINA-Methode zur Messung und Charakterisierung von Stoffwechselinformationen in Hirntumoren. Durch den Einsatz der detaillierten Natrium-Relaxometrie in Verbindung mit anderen Untersuchungsmethoden wird erwartet, dass die Diagnose und Behandlungsplanung für Hirntumorpatienten verbessert wird und schließlich zu einer personalisierten Medizin führt.

Originalpublikation:

Relaxometry and quantification in sodium MRI of cerebral gliomas: A FET‐PET and MRI small‐scale study


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