تعيين كنتراست CEST به روش تحليلي در تصويربرداري مولكولي تشديد مغناطيسي

تصويربرداري مولكولي به روش تشديد مغناطيسي با رديابي عامل‌هاي كنتراست، امكان تشخيص زود‌هنگام بيماري‌ها به شيوه اي غير‌تهاجمي را فراهم كرده است. درهمين‌اواخر با طراحي رشته پالس تصويربرداري مناسب بر روي پويش‌گر تشديد مغناطيسي، امكان اندازه‌گيري ميزان تبادل شيميايي بين عامل كنتراست و آب كه به پديده انتقال اشباع به‌واسطه تبادل شيميايي (CEST) مشهور است، امكان‌پذير شده است. اثر CEST منجر به كاهش تعداد هيدروژن هاي آب و پايين آمدن شدت روشنايي تصوير تشديد مغناطيسي مي‌شود؛ لذا به اين اثر كنتراست منفي CEST هم گفته مي شود. وجود رابطه اي تحليلي بين نرخ تبادل شيميايي و شاخص هاي باليني (دما، مصرف گلوكز، pH و موارد ديگر)، علاقه‌مندي به اندازه‌گيري و كمّي سازي كنتراست CEST را افزايش داده است. اين پژوهش يك فرمول رياضي بسته دقيق از كنتراست CEST در حالت هاي گذرا و دايمي ارايه مي دهد. در اين مطالعه با شناسايي عوامل تخريبي مزاحم، مانند انتقال مغناطيس شوندگي توسط ماكرومولكول‌ها (MT) و اثر اشباع مستقيم آب، كنتراست CEST در مدل‌هاي دو و سه‌حوضچه اي با استفاده از داده هاي پارامتري برگرفته از بافت بدن و داده هاي ناشي از مشاهدات تجربي، مدل‌سازي مي شود. تطابق كنتراست CEST پيشنهادي با روش اندازه گيري غير متقارن كه مورد استناد بسياري از پژوهش‌گران است، براي عامل‌هاي كنتراست پارامگنتيك در يك مدل سه‌حوضچه‌اي بررسي شده است. ميزان خطاي نسبي برازش به‌طور متوسط بر روي سه دسته داده تجربي از چهار درصد كمتر بود؛ علاوه‌بر آن سازگاري مقبولي بين كنتراست CEST پيشنهادي با يك فرمول تجربي بر اساس داده هاي مبتني بر عامل هاي ديامگنتيك در مدل دو‌حوضچه اي هم ديده مي شود. با دست‌يابي به اين رابطه تحليلي از كنتراست CEST، امكان بهينه سازي و درك نحوه وابستگي آن به پارامترهاي اثرگذاري مانند ميزان غلظت عامل كنتراست، نرخ تبادل شيميايي و ويژگي هاي پالس الكترومغناطيسي (مانند دامنه و عرض پالس در پالس هاي مستطيلي) فراهم مي ‌شود.