| dc.creator | Chmelík, Marek | |
| dc.date.accessioned | 2024-01-04T14:02:01Z | |
| dc.date.available | 2024-01-04T14:02:01Z | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.11956/187427 | |
| dc.language | Slovenčina | cs |
| dc.title | Sledovanie metabolizmu hepatobiliárneho systému pomocou in vivo 31P magnetickej rezonančnej spektroskopie | cs |
| dc.type | habilitační práce | cs_CZ |
| dcterms.dateAccepted | 2023-04-26 | |
| dc.title.translated | Monitoring of Hepatobiliary System Metabolism by In vivo 31P Magnetic Resonance Spectroscopy | cs |
| dc.contributor.referee | Černá, Marie | |
| dc.contributor.referee | Hájek, Milan | |
| dc.contributor.referee | Janoušek, Ladislav | |
| thesis.degree.discipline | Lékařská biofyzika | cs |
| uk.faculty-name.cs | 1. lékařská fakulta | cs |
| uk.author.affiliation | Prešovská univerzita v Prešově, Fakulta zdravotnických oborů | cs |
| uk.habilitation-board.chairman | Beneš, Jiří | |
| uk.habilitation-board.member | Jirsa, Milan | |
| uk.habilitation-board.member | Krššák, Martin | |
| uk.habilitation-board.member | Mornstein, Vojtěch | |
| uk.habilitation-board.member | Richter, Aleš | |
| uk.abstract.en | In vivo magnetic resonance spectroscopy (MRS) is modern noninvasive examination, which provides complementary information to the MRI examination. It allows to acquire information about human tissue biochemistry and metabolism under various physiological and pathological conditions. Detection of high-energy phosphorus (31P) metabolites (e.g. ATP, Pi,
phosphocreatine), intracellular pH, and the intracellular free magnesium concentration ([Mg2+]) are the analytical basis for this method. In addition, information about phosphomonoesters (PME; i.e., phosphocholine) and phosphodiesters (PDE; i.e.,
glycerophosphocholine) tissue concentration have been proposed as possible diagnostic markers for cancer, inflammatory liver diseases. The topic of this habilitation thesis is implementation of in vivo hepatic 31P MRS at high and ultrahigh magnetic field 3T and 7T. Its use for assessment of metabolite absolute concentration in healthy volunteers and patients with metabolic diseases (i.e. Diabetes, NAFLD and NASH). Thesis is divided into two parts. The first part forms theoretical
background about invivo MRS, hepatobiliary system and the second part is collection of eleven peer-reviewed articles with first authorships and co-authorships of candidate. The first article presents methodology for concentration assessment in the livers of healthy volunteers at 3T and the second its application to assess concentration in livers of type 2 diabetic patients.
The third and fourth article present methodological implementation of single and multivoxel localization technique at 7T. Proposed methods benefit from higher signal to noise ratio and from better spectral resolution at 7T. The methods minimize problems of inhomogeneous excitation field and of higher chemical shift displacement error, which are characteristic for
MR experiments at ultrahigh magnetic field. The fifth work presents new method for measuring profile of RF coils used in these methods. The sixth article covers T1 relaxation times measurements of 31P hepatic metabolites at 7T, which are necessary for measurement protocols optimization and for data quantification corrections. It also presents the first experience with localization techniques in livers of healthy volunteers. The seventh article shows the first evidence about a strong signal of biliary phosphatidylcholine in hepatic 31P MRS spectra, this signal was previously assigned to phosphoenolpyruvate. The eighth paper presents non-invasive differentiation between non-alcoholic fatty live disease - NAFLD and non-alcoholic steatohepatitis - NASH by 31P MRS. The ninth work is review paper about 6 current possibilities of presented methods in medical research. The tenth work presents implementation of metabolite concentration quantification in liver by MRI scanner with 7T
magnetic field and the eleventh paper a pilot study to measure concentration of gallbladder phosphatidylcholine in cholangiopathies. Collection of these articles may serve as basis for further noninvasive studies of hepatobiliary metabolism by 31P MRS at high and ultrahigh magnetic fields. | cs |
| uk.abstract.original | In vivo magnetická rezonančná spektroskopia (MRS) je moderné neinvazívne vyšetrenie, ktoré poskytuje komplementárnu informáciu k MRI vyšetreniu. Umožňuje získavať informácie o biochémii a metabolizme ľudských tkanív počas rôznych fyziologických a patologických podmienok. Detekcia vysoko energetických fosforových (31P) metabolitov (napr. ATP, Pi, fosfokreatín), vnútrobunkového pH, a vnútrobunkovej koncentrácie voľného magnézia ([Mg2+]) sú analytickým základom tejto metódy. Zároveň aj informácia o koncentrácii fosfomonoesterov (PME; napr., fosfocholín) a fosfodiesterov (PDE; napr.,
glycerofosfocholín) v tkanivách bola navrhnutá ako možný diagnostický marker rakoviny a zápalových chorôb pečene. Témou tejto habilitačnej práce je implementácia, in vivo 31P MRS ľudskej pečene na vysokom a ultra-vysokom magnetickom poli 3T a 7T. Jej využitie pri stanovovaní absolútnych koncentrácií metabolitov u zdravých dobrovoľníkov, ako aj u pacientov s metabolickým ochorením (napr. diabetes, NAFLD a NASH). Práca je rozdelená na dve časti. Prvá tvorí teoretický základ o invivo MRS, hepatobiliárnom systéme a druhá časť je súborom jedenástich recenzovaných prác, ktorých autorom a spoluautorom je uchádzač. Prvá práca prezentuje metodológiu stanovovania koncentrácií metabolitov in vivo v pečeniach zdravých
dobrovoľníkov na prístroji s magnetickým poľom 3T a druhá jej aplikáciu na stanovenie koncentrácií v pečeniach diabetikov typu 2. Tretia a štvrtá práca prezentujú metodologické riešenia jednovoxelovej a mnohovoxelovej lokalizačnej techniky na 7T. Navrhované metódy profitujú zo zvýšeného pomeru signál - šum a lepšieho spektrálneho rozlíšenie na 7T. Metódy zároveň minimalizujú problémy nehomogénneho excitačného poľa a väčšej lokalizačnej chyby rozdielneho chemickému posunu, ktoré sú charaktristické pre MR merania na ultra-vysokom magnetickom poli. Piata práca prezentuje novú metódu na meranie profilu
RF cievok využívaných pri týchto metódach. Šiesta práca pokrýva merania T1 relaxačných časov pečeňových 31P metabolitov na 7T, ktoré sú potrebné pre optimalizáciu meracích protokolov a korekcie potrebné pre kvantifikáciu dát. Tiež prezentuje prvé skúsenosti s lokalizačnými technikami v pečeniach zdravých dobrovoľníkov. Siedma práca prináša prvý dôkaz o výraznom signáli fosfatidylcholínu zo žlče v pečeňových spektrách. Tento signál bol doteraz považovaný za signál fosfoenolpyruvátu. Ôsma práca prezentuje neinvazívnu diferenciáciu nealkoholickej tukovej pečene (non-alcoholic fattyliver - NAFL) a
nealkoholickej steatohepatitídy (non-alcoholic steatohepatitis - NASH) pomocou 31P MRS. Deviata práca je review článok o súčasných možnostiach využitia týchto metód v medicínskom výskume. Desiata práca prezentuje implementáciu kvantifikácie koncentrácií metabolitov v pečeni pomocou prístroja MRI s magnetickým poľom 7T a jedenásta práca pilotnú štúdiu merania koncentrácii fosfatidylcholínu v žlčníkoch pacientov s cholangiopatiami. Súbor týchto prác môže slúžiť ako základ pre ďalšie neinvazívne štúdie metabolizmu hepatobiliárneho systému pomocou 31P MRS na vysokých a ultra-vysokých magnetických poliach. | cs |
