Spektroskopie

Význam: Součástí patofyziologie mnohých onemocnění jsou biochemické změny, doprovázené změnami koncentrace některých metabolitů, které lze stanovit s využitím MR spektroskopických metod. Počet rozpoznatelných metabolitů závisí zejména na velikosti základního magnetického pole a na homogenitě statického pole. V mozkových tkáních při měření jader 1H mezi ně patří N-acetyl aspartát, kreatin, fosfokreatin, cholin, glycerylfosforylcholin, glutamin, glutamát, myo-inositol, laktát, kyselina gama-aminomáselná, taurin aj., vyskytující se v koncentracích obvykle 1-15 mmol/L, při měření 31P sloučeniny ATP, ADP, PME, PDE, fosfokreatin, inorganický fosfát. Tyto látky jsou podstatné v základním energetickém metabolismu, jako neurotransmitery, stavební materiál buněčných membrán, jako antioxidanty. Spolehlivé kvantitativní údaje mohou přispět k výzkumu patofyziologie a etiologie závažných, např. neurologických, psychiatrických, a onkologických chorob a ke zlepšení jejich diagnostiky.
Metody: NMR signály jednotlivých metabolitů, s charakteristickými rozdílnými spektry, se pro účely in vivo měření lokalizují: u jednovoxelové MR spektroskopie (MRS) se v jednom měření excituje signál jen z omezeného objemu vzorku, u spektroskopického zobrazování (MRSI) se kombinuje spektroskopické měření se zobrazováním. Spektrální rozdíly souvisí s tím, že v jednotlivých molekulách jsou rezonanční kmitočty jader ovlivněny chemickým stíněním a vnitromolekulárními interakcemi spinů atomových jader.
Research: Jsou zdokonalovány existující a vyvíjeny nové metody pro získávání NMR spekter prostorově lokalizovaných v živých organismech nebo tkáních, zejména v mozku. Cílem výzkumu je zkvalitnit kvantifikaci NMR spekter, a tím vytvořit lepší podmínky pro úspěšné uplatnění této techniky v lékařském výzkumu i v klinické praxi. Součástí tohoto programu je vývoj algoritmů a softwaru (jMRUI) pro kvantitativní analýzu spekter a simulaci vázaných spinových systémů (NMRScopeB).