Literatursammlung: Einsatz von SPIO in der NMR

Heute möchte ich einiges an Literatur über den Einsatz von superparamagnetischem Eisenoxid (SPIO) in der NMR vorstellen. Das Hauptanwendungsgebiet liegt im medizinischen Bereich und theoretisch könnte SPIO bspw. irgendwann Gd-DTPA und verwandte Kontrastmittel in der kardiovaskulären MRT ablösen.

Der älteste Artikel zum Thema, den ich auf Anhieb gefunden habe, stammt aus dem Jahre 2001 und ist unter dem Titel Quantitative Analysis of SPIO and USPIO Uptake Rate by Macrophages: Effects of Particle Size, Concentration, and Labeling Time in Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine, Volume 9, p. 880 erschienen.

Die Zeitschrift NMR in Biomedicine hat im November 2004 die Ausgabe 7 von Volume 17 speziell dem Thema eisen-induzierter NMR in biologischem Gewebe gewidmet:
Special Issue: Iron-fortified MRI: effects and applications of iron-induced NMR relaxation in biological tissues

In derselben Zeitschrift ist im vergangenen Jahr ein Artikel erschienen, in dem die Kontrastmittel Gd-DTPA und SPIO bei einer Feldstärke von 3 Tesla verglichen werden:
Measuring SPIO and Gd contrast agent magnetization using 3 T MRI

Abschließend möchte ich noch den Artikel Scaling of transverse nuclear magnetic relaxation due to magnetic nanoparticle aggregation vorstellen, der im Oktober dieses Jahres in der Zeitschrift Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Volume 322, Issue 20, erschienen ist.

Artikel des Tages: Twenty-five Pitfalls in the Analysis of Diffusion MRI Data

Ich bleibe beim Thema Diffusions-MRT.

Die Autoren Derek K. Jones (Cardiff University Brain Research Imaging Centre CUBRIC, School of
Psychology, Cardiff) und Mara Cercignani (Neuroimaging Laboratory, Santa Lucia Foundation, IRCCS, Rom) schreiben im Abstract ihres im August 2010 in der Zeitschrift NMR in Biomedicine (Volume 23, Issue 7, Seiten 803–820) erschienenen Artikels:

Die Gewinnung zuverlässiger Daten und das Ziehen sinnvoller und robuster Rückschlüsse aus der Diffusions-MRT kann herausfordernd wirken und ist mit vielen Fallstricken behaftet. Der Prozeß der Quantifizierung der Diffusionsindizes und die anschließenden Vergleiche dieser Indizes bei Gruppen von Proben und/oder der Korrelierung der Indizes mit anderen Parametern beginnt bei der Aufnahme der Rohdaten, gefolgt von einer langen Abfolge bildverarbeitender Schritte. Jeder dieser Schritte reagiert empfindlich auf Störungsquellen, was nicht nur die Genauigkeit und Präzision der Daten begrenzt, sondern auch zu erheblichen Fehlern führen kann.

Sie setzten sich zum Ziel, im Artikel alle Verarbeitungsschritte genau zu beleuchten und die jeweiligen Fallstricke zu untersuchen. Einige davon sollten Experten auf diesem Gebiet bekannt sein, sind es aber möglicherweise nicht bei den Anwendern der Diffusions-MRT. Ihnen soll dieser Artikel helfen.

Das PDF kann über diesen Link heruntergeladen werden.

Artikel des Tages: diverses über Diffusionsgewichtete Bildgebung

Ich war in den letzten Tagen nachlässig und mir gehen die deutschen Fachbegriffe aus. ;)

Aus dem ersten Grund stelle ich heute (und in den folgenden Tagen) gleich zwei Artikel vor.

Steady-state diffusion-weighted imaging: theory, acquisition and analysis

Die Autorinnen Jennifer A. McNab und Karla L. Miller vom Centre for Functional MRI of the Brain (FMRIB) der Universität Oxford schreiben im Abstract:

Steady-state diffusion-weighted imaging (DWI) has long been recognized to offer potential benefits over conventional spin-echo methods. This family of pulse sequences is highly efficient and compatible with three-dimensional acquisitions, which could enable high-resolution, low-distortion images. However, the same properties that lead to its efficiency make steady-state imaging highly susceptible to motion and create a complicated signal with dependence on T₁, T₂ and flip angle. Recent developments in gradient hardware, motion-mitigation techniques and signal analysis offer potential solutions to these problems, reviving interest in steady-state DWI. This review offers a description of steady-state DWI signal formation and provides an overview of the current methods for steady-state DWI acquisition
and analysis.

Erschienen ist der Artikel in der Zeitschrift NMR in Biomedicine, Ausgabe 23, Seiten 781-793 (August 2010).

Diffusion-Weighted MRI for Monitoring Tumor Response to Photodynamic Therapy

Diesen Artikel haben zwei in den USA forschende Mediziner aus China verfaßt:
Hesheng Wang vom Emory Center for Systems Imaging am Department of Radiology der Emory University in Atlanta, Georgia, und Baowei Fei vom Department of Biomedical Engineering der Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio.
Bereits im Abstract führen sie genau in die verwendeten Methoden ein und geben eine Schlußfolgerung ab:

Purpose:
To examine diffusion-weighted MRI (DW-MRI) for assessing the early tumor response to photodynamic therapy (PDT).

Materials and Methods:
Subcutaneous tumor xenografts of human prostate cancer cells (CWR22) were initiated in athymic nude mice. A second-generation photosensitizer, Pc 4, was delivered to each animal by a tail vein injection 48 h before laser illumination. A dedicated high-field (9.4 Tesla) small animal MR scanner was used to acquire diffusion-weighted MR images pre-PDT and 24 h after the treatment. DW-MRI and apparent diffusion coefficients (ADC) were analyzed for 24 treated and 5 control mice with photosensitizer only or laser light only. Tumor size, prostate specific antigen (PSA) level, and tumor histology were obtained at different time points to examine the treatment effect.

Results:
Treated mice showed significant tumor size shrinkage and decrease of PSA level within 7 days after the treatment. The average ADC of the 24 treated tumors increased 24 h after PDT (P < 0.001) comparing with pre-PDT. The average ADC was 0.511 ± 0.119 × 10⁻³ mm²/s pre-PDT and 0.754 ± 0.181 × 10−3 mm²/s 24 h after the PDT. There is no significant difference in ADC values pre-PDT and 24 h after PDT in the control tumors (P = 0.20).

Conclusion:
The change of tumor ADC values measured by DW-MRI may provide a noninvasive imaging marker for monitoring tumor response to Pc 4-PDT as early as 24 h.

Dieser Artikel ist in der Ausgabe 08/2010 des Journal of Magnetic Resonance Imaging erschienen (Volume 32, Issue 2, Seiten 409–417).