Sappiamo che la RM \u00a0\u00e9 conosciuta per la capacit\u00e0 di produrre molteplici contrasti nelle immagini. I contrasti convenzionali si basano sui tassi di rilassamento del momento magnetico di spin di diversi tessuti corporei nel contesto di \u00a0un campo magnetico statico e vari impulsi di radiofrequenza. Questi contrasti includono T1, T2, densit\u00e0 protonica \u00a0(PD) e T2*. La ricerca di nuovi contrasti \u00e8 un obiettivo costante \u00a0per ottenere ulteriori informazioni sulle condizioni fisiologiche e patologiche del corpo. I nuovi contrasti si basano su propriet\u00e0 fisiche o strutturali, propriet\u00e0 funzionali e composizione chimica.<\/p>\n
La RM standard si basa sull’eccitazione dei nuclei di idrogeno (1H) nelle molecole d’acqua, ma si puo’ anche dire che \u00a0la rilevazione diretta di altre molecole nei tessuti corporei \u00e8 interessante per indagare sui composti chimici e i metaboliti correlati alle funzioni fisiologiche e alle condizioni patologiche del corpo. Le sostanze chimiche hanno nuclei di idrogeno e altri tipi di nuclei \u00a0che risuonano a frequenze diverse. La tecnica CEST permette di rilevare queste sostanze con una maggiore sensibilit\u00e0 rispetto all’MRI convenzionale.
\nLa tecnica \u00a0CEST sfrutta le propriet\u00e0 chimica di certi metaboliti, consentendo di rilevarli con maggiore sensibilit\u00e0 rispetto alla spettro-RM, utile \u00a0particolarmente \u00a0per sostanze presenti a basse concentrazioni.
\nLa spettroscopia per RM \u00a0sebbene fornisca molte informazioni, ha limitazioni, come la sensibilit\u00e0 e la copertura spaziale limitata. La tecnica CEST supera alcune di queste limitazioni, offrendo maggiore sensibilit\u00e0 e migliore risoluzione spaziale grazie a sequenze studiate appositamente<\/p>\n
La base di questa tecnica \u00e9\u00a0 il\u00a0trasferimento di magnetizzazione, MT, scoperto molti anni fa e che consente di trasferire la magnetizzazione longitudinale alle macromolecole.
\nLa CEST sfrutta la saturazione temporanea dei tessuti, in cui il tessuto mostra una magnetizzazione netta pari a zero. Questo stato pu\u00f2 essere sfruttato per ottenere contrasti nelle immagini, applicando impulsi radiofrequenza (RF) che saturano solo determinati tipi di tessuto, riducendo il segnale o facendoli scomparire dall’immagine. Nella CEST, la magnetizzazione viene trasferita da altre molecole alle molecole d’acqua, in modo che l’effetto di saturazione inizialmente presente sulla molecola specifica possa invece essere osservato sull’acqua. Questo richiede che la sostanza\u00a0 chimica in questione abbia un protone 1H nella sua struttura che sia scambiabile con quelli dell’acqua.<\/p>\n
Il principio dell’immagine CEST<\/strong> \u00e8 quindi semplice: per una sostanza\u00a0 chimica di interesse che \u00e9\u00a0 capace di scambiare i suoi protoni 1H con quelli dell’acqua, viene applicato un impulso radiofrequenza a una (o pi\u00f9) delle sue frequenze di risonanza per raggiungere uno stato di saturazione. Questa saturazione magnetica verr\u00e0 trasferita spontaneamente all’acqua con il passare del\u00a0 tempo, attraverso lo scambio chimico dei protoni metaboliti eccitati con i protoni dell’acqua non eccitati. La successiva diminuzione del segnale dell’acqua\u00a0 pu\u00f2 essere quindi poi rilevata comodamente con sequenze di imaging RM standard e sar\u00e0\u00a0quindi una misura in correlazione diretta con quella molecola di partenza. La tecnica CEST (Chemical Exchange Saturation Transfer)<\/strong> pu\u00f2 essere utilizzata per l’immagine di una vasta gamma di soluti, purch\u00e9 contengano una sostanza chimica con un protone 1H scambiabile e abbondante acqua. Tuttavia, poich\u00e9 l’interesse principale della CEST \u00e8 la sua rilevanza clinica, la maggior parte delle applicazioni della CEST si concentra su metaboliti che possono essere trovati nel corpo umano o su sostanze chimiche che possono essere amministrate esternamente come agenti di contrasto. Sono state esaminate numerose tipologie di composti per la loro idoneit\u00e0 nell’immagine CEST clinica, e possono essere principalmente classificate in due modi: in base ai loro spostamenti chimici (diamagnetici o paramagnetici) o in base al tipo di scambio coinvolto, come lo scambio protonico, lo scambio molecolare e lo scambio compartimentale. Agenti CEST Paramagnetici (paraCEST)<\/strong>: Coinvolgono ioni metallici e di conseguenza sono generalmente situati a una distanza maggiore dall’acqua rispetto agli agenti CEST diamagnetici. Gli agenti paraCEST sono solitamente esogeni, il che significa che devono essere somministrati dall’esterno, ad esempio tramite iniezione.<\/p>\n Agenti CEST Diamagnetici (diaCEST):<\/strong> Non coinvolgono ioni metallici e sono solitamente situati entro 6 ppm dall’acqua. Molti agenti diaCEST sono endogeni, il che significa che sono presenti naturalmente nel corpo. L’aspetto interessante della CEST risiede nell’uso di agenti diaCEST endogeni, in quanto consente di generare contrasti senza la necessit\u00e0 di iniezioni esterne.<\/p>\n <\/p>\n Per approfondire l’argomento un riferimento ad un articolo di tecnica generica<\/p>\n Wu B, Warnock G, Zaiss M, Lin C, Chen M, Zhou Z, Mu L, Nanz D, Tuura R, Delso G. An overview of CEST MRI for non-MR physicists. EJNMMI Phys. 2016 Dec;3(1):19. doi: 10.1186\/s40658-016-0155-2. Epub 2016 Aug 26. PMID: 27562024; PMCID: PMC4999387.<\/p>\n <\/p>\n Ed un video molto utile<\/p>\n
\nLa caratteristica chiave della CEST \u00e8 il trasferimento continuo dei protoni 1H eccitati, che porta all’accumulo di saturazione nell’acqua. Questo processo di scambio avviene ripetutamente: un protone eccitato verr\u00e0 sostituito da un protone 1H non eccitato dall’acqua, che a sua volta pu\u00f2 essere saturato per un altro trasferimento. Questo accumulo di trasferimenti aumenta notevolmente la sensibilit\u00e0 e la rilevabilit\u00e0 della sostanza chimica di interesse.<\/p>\n
\nIl\u00a0 primo tipo di classificazione \u00e9 questo:<\/p>\n