Quantification of Fat Content and Fatty Acid Composition Using Magnetic Resonance Imaging

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Fetma har blivit ett växande folkhälsoproblem under de senaste decennierna och den epidemiartade utvecklingen har fått stor uppmärksamhet. Faktum är att världshälsoorganisationen WHO uppger att 1.4 miljarder människor är överviktiga och att 65 % av jordens befolkning lever i länder där fler dör av övervikt och fetma än av undervikt. Fetma är nära kopplat till hjärt- och kärlsjukdom och diabetes, men hur stor risken är beror på var i kroppen fettet lagras och hur det är sammansatt. Till exempel anses fettansamling i eller mellan organ mer allvarligt än ett rejält lager underhudsfett, och fettets kemiska sammansättning skulle kunna skvallra om inflammatoriska tillstånd. Inom forskning och diagnostik av fetma och andra fettrelaterade sjukdomar räcker alltså badrumsvågen inte till. Det räcker inte att veta hur feta vi är – vi måste veta var vi är feta och hur fettet är sammansatt. Det behövs därför detaljerade och noggranna mätningar av mängden fett och av dess kemiska sammansättning. För att kunna undersöka var fettet finns lagrat behövs en bildgivande metod. För att kunna upprepa mätningarna för att följa ett sjukdomsförlopp eller effekten av en behandling, är det dessutom en fördel om mätningarna kan göras utan ingrepp i kroppen och utan röntgenstrålning. Av de diagnostiska verktyg som finns tillgängliga på sjukhus, är fettmätningar med magnetkamera det enda som lever upp till alla dessa önskvärda egenskaper. En av de viktigaste egenskaperna hos en magnetkamera är dess förmåga att avbilda mjukdelar. Magnetkameran tar bilder av väteatomerna i våra kroppar och framförallt är det vätet i våra vatten- och fettmolekyler som syns. Med metoden vatten/fett-avbildning kan magnetkamerans bilder sorteras så att bilden av vatten och bilden av fett kan ses var för sig. Från dessa separata vatten- och fettbilder kan vi därefter beräkna den procentuella koncentrationen av fett. Det första fröet till vatten/fett-avbildning såddes 1984 och under åren som följt har metoden genomgått en stor utveckling. Metoden kan nu användas för att göra noggranna mätningar av fettkoncentrationen i exempelvis levern, ett organ som ofta drabbas när underhuden inte längre kan lagra mer fett. Det finns till och med de som spekulerar i om metoden är mer pålitlig än vävnadsprover tack vare möjligheten att titta på hela organet och att göra exakta mätningar. Det kan alltså vara dags att tänja på gränserna och undersöka vad metoden mer kan erbjuda. I det här avhandlingsarbetet har jag gjort just detta. Jag har utvecklat metoden vidare för att kunna mäta riktigt låga fettkoncentrationer. Jag har också undersökt en mer effektiv bildtagningsmetod, samt tagit fram en metod som kan undersöka fettets kemiska sammansättning. Även mycket låga fettkoncentrationer kan ha stor betydelse i muskler. För att kunna mäta dessa små mängder är det dock viktigt att magnetkamerans bilder inte är alltför brusiga och att vår beräkning är så noggrann och exakt som möjligt. Genom att ta hänsyn till detta har jag kunnat mäta fettkoncentrationer så låga som 0.5 % i provrör, och genomfört noggranna och exakta mätningar i muskler hos friska personer och patienter med lymfödem. För att bilderna inte ska bli suddiga av patientens andningsrörelser är det vid bildtagning i buken viktigt att bildtagningen är tillräckligt snabb för att patienten ska kunna hålla andan. En effektivare bildinsamling finns tillgänglig med vanlig magnetkamerautrustning, men bilderna har hittills inte kunnat användas för beräkningar av fettinnehållet. Jag har visat att en korrigerad beräkning gör det möjligt att använda även dessa, mer effektivt insamlade, bilder för noggranna fettmätningar. I detta avhandlingsarbete har jag också tagit fram en metod för att undersökta fettets kemiska sammansättning med samma typ av bilder och teknik som används för vatten/fett-avbildning. Jag har granskat vilka möjliga felkällor av mätningarna som är viktiga att ta hänsyn till och kunnat genomföra noggranna mätningar i provrör och i mänsklig fettvävnad. Vatten/fett-avbildning är ett flexibelt och noggrant verktyg för att mäta koncentrationen fett och dess kemiska sammansättning i människokroppen. Framförallt är mätning av den kemiska sammansättningen ett spännande fält för fortsatt utvecklingsarbete, medan mätningen av fettkoncentrationen är redo för att användas i diagnostik och forskning om fetma och andra fettrelaterade sjukdomstillstånd.