MRS – magnetická rezonanční spektroskopie

MR a její využití Anatomické struktury (klasická NMR) Biochemické procesy (MRS) Funkci (fNMR) Objevena 1937 Isaac Rabi NC 1944 za fyziku

Princip metod využívajících NMR Jádra s lichým počtem jaderních částic se chovají jako magnety rotující kolem své osy (spin). C,H,F,P Vektory jejich magnetického pole orientovány v prostoru zcela náhodně Vnější magnetické pole – zorientují se vektory rovnoběžně s tímto polem Atomy začnou vykonávat precesní pohyb, rotují po povrchu pomyslného kužele Frekvence této rotace – Larmorova frekvence – je specifická pro daný atom v daném magnetickém poli

Princip metod využívajících NMR pokračování Jestliže kolmo na zevní magnetické pole vyšleme el.mag. impulz, začnou jádra, jejichž Larmorova frekvence je shodná s frekvenci impulzu, rezonovat To znamená, že obvod jejich precese se s každým cyklem zvětšuje pokládá do roviny rovnoběžné se zevně působícím impulzem Ve chvíli, kdy kolmý impulz přestane působit, vrací se jaderné částice do původního stabilního stavu = relaxace Přitom dojde k vyzáření el.mag impulzu o určité frekvenci a amplitudě Táto f = Larmorova frekvence jádra, které ji vyzářilo Amplituda je přímo úměrná množství jader daného prvku ve zkoumaném vzorku

Princip metod využívajících NMR pokračování II Tento signál registruje a v případě NMR a fNMR převádí pomocí Fourierových transformací na obraz V případě MRS nechává ve formě spektra

MRS Využívá tzv. chemický posun (chemical shift) Rezonanční frekvence stejného atomu v různých sloučeninách se nepatrně liší Důvodem = interakce mezi mag. poli jednotlivých atomů v molekule Každá molekula má charakteristický spektroskopický otisk Výsledek měření je spektrum složené s různě vysokých vrcholů o různé frekvenci Podle vrcholu poznáme sloučeninu a podle plochy pod křivkou vrcholu koncentraci sloučeniny

Jednotlivé druhy rezonanční spektroskopie Protonová – cívka zaostřena na frekvenční pásmo, ve kterých rezonuje vodík v různých sloučeninách (63MHz) N-acetyl aspartát NAA Kreatin Cholin Myoinositol Laktát Glutamát, aspartát GABA signál je překryt silnějším signálem vody, ten je potlačen komplikovaným algoritmem

Jednotlivé druhy rezonanční spektroskopie II Fosforová MRS 31P MRS Fosfomonoestery PME Fosfodiestery PDE ATP, ADP, fosfokreatin, anorganický fosfát (Pi) pH v daném okrsku tkáně Není potřeba potlačovat signál vody

MRS Metoda umožňuje neinvazivní, in vivo měření koncentrace řady chemických sloučenin v CNS Hodnocení různých biologických procesů /membránový a energetický metabolizmus, koncentrace excitačních a inhibičních neurotransmiterů atd./ Tyto údaje mohou poskytnout nový pohled na příčiny, diagnostiku i terapii řady neuropsychiatrických chorob

Výhody a nevýhody Neinvazivní Radiační zátěž nulová Běžně dostupné přístroje s intenzitou mag. pole 1,5 Tesla Jenom mobilní sloučeniny nelze využít k receptorovým studiím je třeba měřit z velkých objemů, abychom získali měřitelný signál rozlišovací schopnost asi 1 – 10 cm3 potlačení signálu vody nepříznivé vlastnosti fosforu Nestandardizovaná metodologie vyšetření

Využití v psychiatrii Schizofrenie Úzkostné poruchy Afektivní poruchy