超极化丙酮酸的超低场 13C MRI
医学物理
2026-03-24 v1
摘要
医学正在超越主要基于解剖信息的疗法，转向纳入患者特异性的疾病分子生物标志物，以实现更准确的诊断和更有效的治疗。通过自旋锁定诱导交叉可逆交换信号放大（SLIC SABRE）实现的超极化与低场磁共振成像（MRI）的互补结合，能够实现可及的代谢成像，从而推进个性化医疗。超极化的 13C 富集丙酮酸已证明在癌症、心脏病和神经退行性疾病的代谢MRI中具有实用价值，但由于缺乏可负担的技术，其在临床上的广泛应用受到限制。基于仲氢的极化技术，结合毫特斯拉场下的低成本高性能MRI，为扩大代谢成像的覆盖范围提供了一种途径。在此，我们展示了在6.5 mT下通过SLIC SABRE原位超极化丙酮酸的结果，随后无需场循环或样品穿梭即可立即读出。我们在6.5 mT下实现了比热平衡高出数百万倍的 13C 信号增强，对应于约3%的极化水平。利用这种增强，我们进行了 13C MRI 并获得了NMR谱，其分辨率足以区分丙酮酸同位素异构体之间的化学位移。这些结果展示了一条通过超低场超极化 13C MRI 实现可及代谢成像的可行途径。
引用
@article{arxiv.2509.09966,
title = {Ultra-low field 13C MRI of hyperpolarized pyruvate},
author = {Thomas Boele and Stephen J. McBride and Megan Pike and Erica Curran and Patrick TomHon and Hester Braaksma and Sheng Shen and Neha Koonjoo and David E. Korenchan and Eduard Chekmenev and Thomas Theis and David E. J. Waddington and Matthew S. Rosen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09966},
year = {2026}
}