magnetresonansspektroskopi

Magnetresonansspektroskopi (MRS) er en ikke-invasiv analytisk metode som bruker magnetresonans til å avgjøre kjemisk sammensetning og konsentrasjoner av metabolitter i vev eller løsning. I motsetning til vanlig MR-bildedannelse gir MRS et spektrum som viser hvilke molekyler som er til stede og i hvilke mengder. Vanlige målekjerner er 1H, men også 31P og 13C brukes i spesialiserte protokoller. In vivo MRS foregår ved høy feltstyrke og med spesialiserte spoler og pulser.

Prinsipp: Nukleære kjerner med spinn i et konstant magnetfelt resonanser når de utsettes for RF-pulser med riktig frekvens. Frekvensen påvirkes av kjemisk miljø (kjemisk skift) og av magnetfeltstyrken. Etter eksitasjon registreres signalet og Fourier-transformeres til et spektrum. Hver topp korrelerer med et bestemt metabolitt; toppstyrken gir omtrent konsentrasjon når man korrigerer for faktorer som T1 og T2.

Anvendelser: In vivo MRS brukes til å måle energi- og membranmetabolitter i hjernen og andre vev. Vanlige 1H-markører er N-acetylaspartat (NAA), kolin (Cho), kreatin (Cr), myo-inositol og lactat. 31P-MRS gir informasjon om fosforylerte energikomponenter og energitransfer (for eksempel ATP og fosfokreatin). I in vitro MRS gir NMR-spektroskopi detaljert kjemisk struktur og konsentrasjon i prøver.

Teknikker og utfordringer: Lokaliseringsmetoder som PRESS og STEAM brukes for å hente signal fra et definert område; vanneleminering forbedrer synlighet. Signaloverlapping gjør kvantifisering utfordrende, men redigering og 2D-teknikker hjelper ved overlapp. Kalibrering og standardisering er viktig, spesielt i kliniske studier og multi-senter-undersøkelser.

Historikk og status: MRS har røtter i NMR-teknikker brukt i kjemi og biokjemi, og ble tatt i klinisk bruk i løpet av 1990-tallet. I dag brukes MRS både i forskning og som tillegg til MR i diagnostikk og monitorering av nevrologiske, onkologiske og metabolske tilstander.