Количественная пре-и постнатальная магнитно-резонансная томография в диагностике врожденных нарушений миелинизации головного мозга

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-75-20142

НазваниеКоличественная пре-и постнатальная магнитно-резонансная томография в диагностике врожденных нарушений миелинизации головного мозга

Руководитель Ярных Василий Леонидович, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" , Томская обл

Конкурс №31 - Конкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-212 - Педиатрия и неонатология

Ключевые слова Магнитнорезонансная томография, миелин, радиология, нейровизуализация, плод, ребенок, мозг, педиатрия, перинатология, задержка развития, вентрикуломегалия, макромолекулярная протонная фракция, перенос намагниченности.

Код ГРНТИ76.29.62

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на поиск и клиническое применение неинвазивных количественных биомаркеров созревания и повреждения мозгового вещества в процессе пре- и пост-натального развития центральной нервной системы для диагностики, профилактики, и контроля лечения социально значимых неврологических заболеваний детского возраста. Идея проекта обусловлена положением о том, что недостаточная миелинизация является признаком отклонений от нормы в развитии мозга, даже если интересующее нас заболевание не является первично-демиелинизирующим. В настоящее время отсутствуют клинически применимые методы визуализации, которые позволили бы количественно оценивать развитие миелина в течение пренатального периода и в раннем детстве. Однако они могли бы открыть путь для выявления невропатологических причин задержки развития и дальнейшего прогноза интеллектуальных способностей и будущей социальной продуктивности ребенка. Разработка технологии выявления нарушений миелинизации в раннем возрасте предоставляет ряд новых возможностей для выявления групп риска умственной отсталости, аутизма и более серьезных психических заболеваний, что может быть использовано для назначения ранней поведенческой терапии и развития навыков социальной адаптации. Основной задачей настоящего проекта является разработка, оценка эффективности и клиническая апробация технологии неинвазивного количественного картирования миелинизации головного мозга ребенка и плода для диагностики социально-значимых педиатрических неврологических заболеваний на основе магнитно-резонансной томографии (МРТ). Предлагаемая технология, основана на методе быстрого картирования макромолекулярной протонной фракции (МПФ), который в последние годы активно развивается и всесторонне верифицируется. Этот метод обеспечивает наиболее точный и эффективный по времени подход к изучению нормального и аномального развития миелина в мозге человека и на сегодняшний день готов к клиническому применению. В ходе выполнения данного проекта будут решены следующие основные задачи: 1. Разработать и оптимизировать технологию для количественного картирования миелинизации мозга плода и ребенка в клинических условиях на основе метода измерения МПФ с использованием магниторезонансных томографов с напряженностью магнитного поля 1.5 Тл и 3 Тл. 2. Создать нормативный, количественный, цифровой атлас миелинизации мозга плода и ребенка. 3. Установить диагностическое и прогностическое значение картирования МПФ для клинической оценки задержек пре- и постнатального развития. Предлагаемый проект является инновационным во всех его аспектах, включая разработку технологии и ее клиническое применение. Проект предлагает использовать ранее недоступную возможность измерения клинических параметров, для оценки миелинизации, которая является одной из наиболее клинически и физиологически важных характеристик ткани головного мозга. Кроме того, технология неинвазивного количественного картирования миелина станет широко доступной для клинического сообщества. Использование картирования МПФ неизбежно приведет к получению новых фундаментальных знаний о центральной нервной системе и применению этих знаний для диагностики неврологических заболеваний, в частности, путем введения новых биомаркеров, которые могли бы способствовать разработке новых методов лечения и диагностических критериев. Этот метод обеспечит единую шкалу для измерения миелинизации на протяжении всей продолжительности жизни и станет объективным количественным инструментом для оценки нормального или аномального развития мозга до и после рождения.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ярных В.Л., Кисель А.А., Ходанович М.Ю. Scan–Rescan Repeatability and Impact of B0 and B1 Field Nonuniformity Corrections in Single-Point Whole-Brain Macromolecular Proton Fraction Mapping Journal of Magnetic Resonance Imaging (год публикации - 2019)
10.1002/jmri.26998

2. Кудабаева М.С., Ходанович М.Ю., Шварц В.А., Губский И.Л., Наместникова Д.Д., Ярных В.Л. Correction of the Edema Effect on the Myelin Content Estimation Using Macromolecular Proton Fraction (MPF) Mapping in a Rat Ischemic Stroke Model Annals of Neurology, Volume 88, Issue S25, P. S94 (год публикации - 2020)
10.1002/ana.25865

3. Анисимов Н.В., Павлова О.С., Пирогов Ю.А., Ярных В.Л. Three-dimensional fast single-point macromolecular proton fraction mapping of the human brain at 0.5 Tesla Quantitative Imaging in Medicine and Surgery, Volume 10 (7), P. 1441-1449 (год публикации - 2020)
10.21037/qims-19-1057

4. Исаева Я.О., Коростышевская А.М., Савелов А.А., Ярных В.Л. Возможности количественных методов магнитно-резонансной томографии (МРТ) в оценке внутриутробной миелинизации головного мозга Russian Electronic Journal of Radiology, Том: 10, Номер: 2, С. 183-194 (год публикации - 2020)
10.21569/2222-7415-2020-10-2-183-194

5. Коростышевская А.М., Савелов А.А., Приходько И.Ю., Исаева Я.О., Ярных В.Л. МИЕЛИНовая защита нейрона: все начинается до рождения НАУКА ИЗ ПЕРВЫХ РУК, Том 88, №3 (год публикации - 2020)

6. Коростышевская А.М., Горностаева А., Волков Р.В., Ярных В. Iniencephaly: radiologic and pathomorphologic perinatal observation Radiology Case Reports, Volume 16, Issue 1, Pages 201-204 (год публикации - 2021)
10.1016/j.radcr.2020.11.003

7. Ходанович М.Ю., Губский И.Л., Кудабаева М.С., Наместникова Д.Д., Кисель А.А., Ананьина Т.В., Тюменцева Я.А., Мустафина Л.Р., Ярных В.Л. Long-term monitoring of chronic demyelination and remyelination in a rat ischemic stroke model using macromolecular proton fraction mapping Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 41(11). Стр. 2856–2869 (год публикации - 2021)
10.1177/0271678X211020860

8. Смирнова Л.П., Ярных В.Л., Паршукова Д.А., Корнетова Е.Г., Семке А.В., Усова А.В., Пищелко А.О., Ходанович М.Ю., Иванова С.А. Global hypomyelination of the brain white and gray matter in schizophrenia: quantitative imaging using macromolecular proton fraction Translational Psychiatry, 11(1). Стр. 365 (год публикации - 2021)
10.1038/s41398-021-01475-8

9. Ярных В.Л. Data-Driven Retrospective Correction of B1 Field Inhomogeneity in Fast Macromolecular Proton Fraction and R1 Mapping IEEE Transactions on Medical Imaging, 40(12). Стр. 3473 - 3484 (год публикации - 2021)
10.1109/TMI.2021.3088258

10. Ярных В.Л., Коростышевская А.М., Савелов А.А., Исаева Я.О., Горностаева А.М., Тулупов А.А., Сагдеев Р.З. Физико-химические принципы и биомедицинское применение метода быстрого картирования макромолекулярной протонной фракции в магнитно-резонансной томографии Известия Академии наук. Серия химическая, 12. Стр. 2255-2265 (год публикации - 2021)

11. Кудабаева М.С., Кисель А.А. Неинвазивное исследование процессов регенерации на модели ишемического инсульта у крыс Перспективы развития фундаментальных наук. Сборник научных трудов XVIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 7-ми томах. Под редакцией И.А. Курзиной, Г.А. Вороновой., Том 4. Биология и фундаментальная медицина. Стр. 49-51. (год публикации - 2021)

Публикации