تلقت هذه الدراسة دعما كبيرا ومساعدة في النمذجة من قسم البحث والتطوير في شركة بكين للانتروبيا الذكية للعلوم والتكنولوجيا المحدودة ، بكين ، الصين.

تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لمستشفى بكين دونغتشيمن ، بكين ، الصين. تم استخدام ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي مع تسلسل ASL النبضي (PASL) بناء على صدى الدوران المتدرج التوربيني (TGSE) لوضع العلامات على الدوران الشرياني ثلاثي الأبعاد (3D-ASL) مع المعلمات التالية: TR 4000 مللي ثانية ، TE 25 مللي ثانية ، مدة البلعة 700 مللي ثانية ، وقت الانعكاس 1990 مللي ثانية. يتم سرد أدوات البرمجيات المستخدمة في هذا البحث في جدول المواد.
1. جمع البيانات وإعدادها
ملاحظة: لا يزال التباين في المعلمات غير متأثر بنهج البحث. يتم استخدام كل من تنسيقات DICOM و NIFTI لتخزين بيانات التصوير الطبي الرقمي ، مع كون DICOM هو الإخراج المعتاد من أجهزة التصوير السريري. ومع ذلك ، غالبا ما يفضل تنسيق NIFTI للراحة الحسابية في الأنشطة البحثية. يعد التحويل من DICOM إلى NIFTI ممارسة مباشرة وشائعة17. في هذه الدراسة ، تم الحصول على بيانات DICOM الأصلية وتحويلها إلى تنسيق NIFTI. تم الحصول على البيانات باستخدام ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 1.5 تسلا. في عملية تسجيل الصور المتقاطعة لهذه الدراسة ، تم استخدام تسلسل استعادة انعكاس السوائل الموهن (FLAIR) بشكل أساسي ودمجه مع صور CBF. أداة أطلس CBF (جدول المواد) المستخدمة في هذه الدراسة هي برامج تجارية.
<ol><li>نسخ البيانات إلى دليل العمل المعين.<ol><li>انسخ جميع بيانات NIFTI إلى دليل عمل مخصص. ملاحظة: دليل العمل هو نفسه في نظام التشغيل و MATLAB. يتبع البحث معيار التوجيه الأمامي الأيمن العلوي (RAS).</li>
		<li>انتقل إلى الدليل الذي يحتوي على البيانات داخل دليل العمل الحالي ل MATLAB ، واستخدم وظيفة niftiread لتحميل بيانات FLAIR في مساحة العمل. استخدم وظيفة الحجم للتحقق من أبعاد تسلسل FLAIR. اتصل بالأمر Flair_Slice لعرض تسلسل FLAIR (كما هو موضح في الشكل 1). استخدم الأوامر المحددة كما يلي: FLAIR_XLF = niftiread ('FLAIR_XFL.nii'); الحجم(FLAIR_XLF) Flair_Slice (FLAIR_XLF) ؛</li>
		<li>راجع الشكل 1 للحصول على صورة لواجهة المستخدم الرسومية التفاعلية (GUI) لتسلسل FLAIR. استخدم شريط التمرير السفلي لتصفح التسلسلات المختلفة بسرعة.</li>
	</ol></li>
	<li>تحقق بسرعة من صور CBF.<ol><li>استخدم الدالة niftiread لتحميل بيانات CBF في مساحة العمل. استخدم وظيفة الحجم للتحقق من أبعاد تسلسل CBF. اتصل بالأمر CBF_Slice لعرض تسلسل CBF (كما هو موضح في الشكل 2). استخدم الأوامر المحددة كما يلي: CBF_XLF = نيفتريد ('CBF_XFL.nii'); الحجم(CBF_XLF) CBF_Slice (CBF_XLF) ؛</li>
		<li>ارجع إلى الشكل 2 للحصول على لقطة شاشة تفاعلية لواجهة المستخدم الرسومية لتسلسل CBF. استخدم شريط التمرير السفلي لتصفح التسلسلات المختلفة بسرعة. ملاحظة: في الشكل 2 ، يكون نطاق قيمة CBF عادة 0-120 مل / 100 جم / دقيقة. يستخدم الشكل 2 خريطة ملونة لتمثيل مستويات CBF المختلفة بألوان مختلفة.</li>
	</ol></li>
</ol>2. تجزئة المناطق الوظيفية الدماغية من تسلسل FLAIR
ملاحظة: يعمل تسلسل FLAIR كتصوير هيكلي ويوفر قدرات تشخيصية مرضية ممتازة. لذلك ، فإن دمج FLAIR مع CBF يحمل قيمة تشخيصية مهمة في العيادات. تقسم هذه الدراسة المناطق الوظيفية الدماغية الرئيسية من تسلسل FLAIR.
<ol><li>في مساحة العمل ، اتصل بوظيفة FLAIR_Segment وقم بتشغيل برنامج تجزئة الصور المستند إلى 3-D U-Net الذي تم تدريبه مسبقا لإنشاء طرق عرض ثلاثية المستويات تلقائيا لتجزئة المناطق الوظيفية الدماغية ، كما هو موضح في الشكل 3. يمثل كل لون في الشكل 3 منطقة وظيفية مميزة.</li>
	<li>للفحص في الوقت الفعلي للمناطق الوظيفية الدماغية المختلفة ، استخدم تفاعل التقاطع (الشكل 3). انقر واسحب مركز التقاطع لإجراء فحص 3D تعسفي لتشريح الدماغ المعاد بناؤه. ملاحظة: تتيح واجهة المستخدم الرسومية في الشكل 3 أيضا ضبط نطاق كثافة التدرج الرمادي والتباين والسطوع لطرق العرض ثلاثية المستويات.</li>
	<li>اضغط على زر الماوس الأيسر واسحبه فوق أي منطقة من الصور لتعديل مستويات السطوع والتباين في الوقت الفعلي. حرر زر الماوس لتأكيد التعديلات وإنهائها.</li>
</ol>3. مناظر ثلاثية المستويات لتوزيع CBF عبر المناطق الوظيفية الدماغية
ملاحظة: إن فحص توزيع CBF عبر مناطق وظيفية دماغية مختلفة يسهل الأحكام السريرية الدقيقة لحالات المريض. في إطار المنطقة الوظيفية من الشكل 3 ، فإن دمج قيم CBF الدقيقة من تسلسل CBF وتقديمها في طرق عرض ثلاثية المستويات يسمح بفحص الطبيب الشامل.
<ol><li>قم باستدعاء الدالة CBF_triplanar لإنشاء طريقة عرض واجهة المستخدم الرسومية ثلاثية المستويات الموضحة في الشكل 4 ، والتي تعرض التوزيع المكاني CBF عبر المناطق الوظيفية. حرك التقاطع للسماح بفحص توزيع CBF في المناطق ذات الأهمية.</li>
	<li>انقر فوق الزر تلميحات البيانات في الزاوية العلوية اليمنى من واجهة المستخدم الرسومية لعرض قيم CBF في أي موضع.</li>
	<li>اضغط على زر الماوس الأيسر واسحبه فوق أي منطقة من الصور لتعديل مستويات السطوع والتباين في الوقت الفعلي. حرر زر الماوس لتأكيد التعديلات وإنهائها.</li>
</ol>4. أطلس CBF عبر المناطق الوظيفية الدماغية الرئيسية
ملاحظة: يؤدي تطبيع توزيعات احتمال CBF عبر مناطق وظيفية مختلفة إلى إنشاء أطلس CBF للمناطق الوظيفية الدماغية ، معبرا عن مستويات CBF عبر المناطق الوظيفية الدماغية للموضوع.
<ol><li>قم باستدعاء الدالة CBF_Atlas لتحويل التوزيع المكاني CBF الموضح في الشكل 4 إلى أطلس CBF (كما هو موضح في الشكل 5). ملاحظة: في الشكل 5 ، يمثل المحور السيني مناطق وظيفية دماغية مختلفة ، ويمثل المحور ص مستويات مختلفة من CBF ؛ تشير الألوان المختلفة إلى مستويات احتمالية مختلفة (كلما كان اللون أكثر احمرارا ، زاد عدد voxels الموجودة).</li>
	<li>انقر فوق الزر تكبير / تصغير في أعلى يمين واجهة المستخدم الرسومية الموضحة في الشكل 5 لتغيير حجم الصور الجزئية. ملاحظة: يربط المنحنى الوارد في الشكل 5 متوسط CBF عبر المناطق.</li>
</ol>5. اختلافات كبيرة في CBF_Atlas بين الأشخاص الأصحاء ومرضى CCI
ملاحظة: باستخدام نفس العملية الموضحة في الأقسام 1-4 ، يمكن الحصول على متوسط قيم CBF عبر مناطق وظيفية دماغية مختلفة لمرضى CCI.
<ol><li>استخدم وظيفة CBF_Compare لإنشاء مخطط مقارن لمنحنى CBF من موضوع سليم مقابل مريض CCI (الشكل 6).</li>
	<li>لاحظ الاختلافات الكبيرة بين منحنى CBF للمريض (ملون باللون الأسود) والمنحنى الصحي (ملون باللون الأحمر) (الشكل 6). تحديد المناطق الوظيفية مع قطرات CBF أكثر وضوحا في المريض. دمج الخطوة 3.3 ، إعادة فحص المناطق التي كان أداء المريض فيها أسوأ مقارنة بالمناطق الأخرى. ملاحظة: تسمح الخطوة 3.3 بعرض مستويات CBF للمريض في مساحة ثلاثية الأبعاد ، مما يعني أنه يمكن للأطباء استخدام عرض واجهة المستخدم الرسومية ثلاثية المستويات الموضحة في الشكل 4 لفحص CBF في أي موضع للمريض. هنا ، تختلف درجة انخفاض CBF في مواقع مختلفة لمرضى CCI. يمكن للأطباء إعادة النظر في الشكل 4 للتركيز على مناطق الدماغ ذات الانخفاض الكبير في CBF.</li>
	<li>استخدم الرموز الموجودة في الزاوية اليمنى العليا من واجهة المستخدم الرسومية (الشكل 5) للوصول إلى وظائف مثل التصغير والتكبير والعودة إلى العرض العام ووضع علامة على إحداثيات البكسل المحدد. ملاحظة: باستخدام نفس المبدأ ، يمكن أيضا مقارنة نتائج ما قبل العلاج وما بعد العلاج من نفس المريض باستخدام النهج الوارد في الشكل 6 لتقييم الفعالية السريرية بمرور الوقت.</li>
</ol>

تكامل وضع العلامات على الدوران الشرياني بالرنين المغناطيسي لاكتشاف ومراقبة تدفق الدم الدماغي 

<ol>
	<li>Rodriguez, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+cerebral+blood+flow+in+chronic+stroke+patients.">Regional cerebral blood flow in chronic stroke patients.</a> Stroke. 24 (1), 94-99 (1993).</li><li>Kwok, C. H. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognition+and+cerebral+blood+flow+after+extracranial+carotid+revascularization+for+carotid+atherosclerosis:+A+systematic+review.">Cognition and cerebral blood flow after extracranial carotid revascularization for carotid atherosclerosis: A systematic review.</a> Clin Ther. 45 (11), 1069-1076 (2023).</li><li>Togao, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arterial+spin+labeling-based+MR+angiography+for+cerebrovascular+diseases:+Principles+and+clinical+applications.">Arterial spin labeling-based MR angiography for cerebrovascular diseases: Principles and clinical applications.</a> J Magn Reson Imaging. , (2023).</li><li>Haidar, H., Majzoub, R. E., Hajeer, S., Abbas, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arterial+spin+labeling+(ASL-MRI)+versus+fluorodeoxyglucose-PET+(FDG-PET)+in+diagnosing+dementia:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Arterial spin labeling (ASL-MRI) versus fluorodeoxyglucose-PET (FDG-PET) in diagnosing dementia: a systematic review and meta-analysis.</a> BMC Neurol. 23 (1), 385 (2023).</li><li>Xu, Y., Tan, G., Chen, D., Liu, J., Zhou, Z., Liu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arterial+spin+labeling+perfusion+MRI+applications+in+drug-resistant+epilepsy+and+epileptic+emergency.">Arterial spin labeling perfusion MRI applications in drug-resistant epilepsy and epileptic emergency.</a> Acta Epileptol. 5, 23 (2023).</li><li>Xie, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormalities+of+cerebral+blood+flow+and+the+regional+brain+function+in+Parkinson's+disease:+a+systematic+review+and+multimodal+neuroimaging+meta-analysis.">Abnormalities of cerebral blood flow and the regional brain function in Parkinson's disease: a systematic review and multimodal neuroimaging meta-analysis.</a> Front Neurol. 14, 1289934 (2023).</li><li>Tenberg, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dysautonomia+and+activity+in+the+early+stroke+recovery+period.">Dysautonomia and activity in the early stroke recovery period.</a> Neurol Sci. 45 (6), 2505-2521 (2024).</li><li>Joshi, D., Prasad, S., Saini, J., Ingalhalikar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+arterial+spin+labeling+(ASL)+images+in+Parkinson's+disease+(PD):+A+systematic+review.">Role of arterial spin labeling (ASL) images in Parkinson's disease (PD): A systematic review.</a> Acad Radiol. 30 (8), 1695-1708 (2023).</li><li>Mohamed, A. Z., Kwiatek, R., Fante, P. D., Calhoun, V. D., Lagopoulos, J., Shan, Z. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+the+brainstem+for+assessing+its+autonomic+functions:+From+imaging+parameters+and+analysis+to+functional+atlas.">Functional MRI of the brainstem for assessing its autonomic functions: From imaging parameters and analysis to functional atlas.</a> J Magn Reson Imaging. , (2024).</li><li>Vanherle, L., Matuskova, H., Don-Doncow, N., Uhl, F. E., Meissner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+cerebrovascular+function+to+increase+neuronal+recovery+in+neurodegeneration+associated+to+cardiovascular+disease.">Improving cerebrovascular function to increase neuronal recovery in neurodegeneration associated to cardiovascular disease.</a> Front Cell Dev Biol. 8, 53 (2020).</li><li>Fujimura, M., Tominaga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significance+of+cerebral+blood+flow+analysis+in+the+acute+stage+after+revascularization+surgery+for+Moyamoya+disease.">Significance of cerebral blood flow analysis in the acute stage after revascularization surgery for Moyamoya disease.</a> Neurol Med Chir (Tokyo). 55 (10), 775-781 (2015).</li><li>&#216;stergaard, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+microcirculation+in+delayed+cerebral+ischemia+and+chronic+degenerative+changes+after+subarachnoid+hemorrhage.">The role of the microcirculation in delayed cerebral ischemia and chronic degenerative changes after subarachnoid hemorrhage.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 33 (12), 1825-1837 (2013).</li><li>Mankoo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+autonomic+nervous+system+in+cerebral+blood+flow+regulation+in+stroke:+A+review.">The role of the autonomic nervous system in cerebral blood flow regulation in stroke: A review.</a> Auton Neurosci. 246, 103082 (2023).</li><li>Yang, X., Qiang, Q., Li, N., Feng, P., Wei, W., H&#246;lscher, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroprotective+mechanisms+of+glucagon-like+peptide-1-based+therapies+in+ischemic+stroke:+An+update+based+on+preclinical+research.">Neuroprotective mechanisms of glucagon-like peptide-1-based therapies in ischemic stroke: An update based on preclinical research.</a> Front Neurol. 13, 844697 (2022).</li><li>Ho, M. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arterial+spin+labeling:+Clinical+applications.">Arterial spin labeling: Clinical applications.</a> J Neuroradiol. 45 (5), 276-289 (2018).</li><li>Sforza, M., Bianchini, E., Alivernini, D., Salvetti, M., Pontieri, F. E., Sette, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+cerebral+vasomotor+reactivity+on+cerebrovascular+diseases+and+cognitive+impairment.">The impact of cerebral vasomotor reactivity on cerebrovascular diseases and cognitive impairment.</a> J Neural Transm (Vienna). 129 (11), 1321-1330 (2022).</li><li>Elhadad, A., Jamjoom, M., Abulkasim, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+NIFTI+files+storage+and+compression+to+facilitate+telemedicine+services+based+on+quantization+hiding+of+downsampling+approach.">Reduction of NIFTI files storage and compression to facilitate telemedicine services based on quantization hiding of downsampling approach.</a> Sci Rep. 14 (1), 5168 (2024).</li><li>Gonzalez-Ortiz, F., Kac, P. R., Brum, W. S., Zetterberg, H., Blennow, K., Karikari, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma+phospho-tau+in+Alzheimer's+disease:+towards+diagnostic+and+therapeutic+trial+applications.">Plasma phospho-tau in Alzheimer's disease: towards diagnostic and therapeutic trial applications.</a> Mol Neurodegener. 18 (1), 18 (2023).</li><li>Magliozzi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CSF+parvalbumin+levels+reflect+interneuron+loss+linked+with+cortical+pathology+in+multiple+sclerosis.">CSF parvalbumin levels reflect interneuron loss linked with cortical pathology in multiple sclerosis.</a> Ann Clin Transl Neurol. 8 (5), 534-547 (2021).</li><li>Kawano, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aging+and+sex+differences+in+brain+volume+and+cerebral+blood+flow.">Aging and sex differences in brain volume and cerebral blood flow.</a> Aging Dis. , (2023).</li><li>Jia, R., Sol&#233;-Guardia, G., Kiliaan, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier+pathology+in+cerebral+small+vessel+disease.">Blood-brain barrier pathology in cerebral small vessel disease.</a> Neural Regen Res. 19 (6), 1233-1240 (2023).</li></ol>

أداة البرمجيات CBF أطلس V1.0 هو نتاج بكين ذكي الانتروبيا العلوم والتكنولوجيا المحدودة تنتمي حقوق الملكية الفكرية لأداة البرنامج هذه إلى الشركة. ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.

وتشكل الخطوات الرئيسية (القسمان 3 و4) الأساس لبناء أطلس إطار بناء القدرات المركزي، والقياس الكمي لتوزيع إطار بناء القدرات عبر المناطق الوظيفية الدماغية. تحدد الخطوة 4.2 صراحة مستويات CBF لكل منطقة دماغية ، رائدة في تقنية جديدة. هذا لا يوفر للأطباء فقط رؤية عالمية ل CBF المريض ولكن أيضا القياسات...

في مجال التصوير العصبي ، يظل البحث عن أدوات دقيقة وغير جراحية لتقييم وظيفة الدماغ وعلم الأمراض أمرا بالغ الأهمية. من بين هؤلاء ، يقف تدفق الدم الدماغي (CBF) كمؤشر حيوي ، مما يعكس المتطلبات الأيضية والحالة الصحية لأنسجة المخ1. غالبا ما تستلزم الأساليب التقليدية تقييمات تجريبية ، تعتمد بشكل كبير على خبرة الأطباء لتفسير الصور وتمييز التغيرات المرضية2. ومع ذلك ، فإن التطورات في تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) ، وخاصة وضع العلامات على الدوران الشرياني (ASL) 3 ، توفر وسيلة واعدة لقياس CBF بدقة وموضوعية أكبر 4,5.
تقدم هذه الدراسة منهجية رائدة تدمج ASL ثلاثي الأبعاد (3D-ASL) مع التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي لبناء أطلس CBF شامل عبر المناطق الوظيفية الدماغية6. من خلال الاستفادة من هذا النهج الجديد ، لا يمكن للأطباء الحصول على منظور عالمي ل CBF فحسب ، بل يمكنهم أيضا الخوض في مجالات وظيفية محددة ، مما يسمح بفهم دقيق لأنماط التروية الدماغية 7,8. هذا التحسن في الدقة هو نتيجة مباشرة للتقدم التكنولوجي في معدات التصوير بدلا من استخدام voxels. تجدر الإشارة إلى أن غالبية أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي السائدة المتوفرة في السوق اليوم تقدم عادة دقة تصوير أفضل من 1.5 مم9. وقد مهدت هذه التطورات في تكنولوجيا التصوير الطريق لإجراء تقييمات أكثر تفصيلا ودقة ل CBF. يمثل هذا نقلة نوعية عن التصوير التقليدي ، والذي غالبا ما يفتقر إلى الدقة للكشف عن التغييرات الطفيفة في CBF المرتبطة بأمراض المرحلة المبكرة10.
تكمن نشأة هذه المنهجية في ضرورة مواجهة التحديات التشخيصية التي تفرضها الحالات الدماغية ، بما في ذلك نقص التروية الدماغية المزمن (CCI) والاضطرابات العصبية الأخرى11،12. تتطلب هذه الحالات تقييمات دقيقة وفي الوقت المناسب لتوجيه التدخلات العلاجية بشكل فعال13,14. من خلال مقارنة أطالس CBF بين الأفراد الأصحاء والمرضى الذين يعانون من CCI ، تكشف هذه الدراسة النقاب عن تفاوتات كبيرة في توزيعات CBF الإقليمية ، وتقدم نظرة ثاقبة لأمراض الأمراض وسبل العلاج المحتملة.
تمتد فائدة نهج التصوير بالرنين المغناطيسي - ASL إلى ما هو أبعد من التشخيص ، حيث تشمل التقييم العلاجي ومراقبة تطور المرض15. تبشر أطالس CBF الطولية بالخير في تتبع استجابات العلاج ونتائج إعادة التأهيل ، مما يوفر للأطباء أدوات لا تقدر بثمن لإدارة المرضى الشخصية. علاوة على ذلك ، قد تكون القدرة على تمييز التغييرات الطفيفة في CBF بمثابة علامة حيوية مبكرة لتشوهات الأنسجة الوشيكة ، مما يتيح التدخلات الاستباقية للتخفيف من الضرر العصبي قبل أن يصبح لا رجعة فيه16.
وفي حين أن هذه المنهجية تمثل أداة متقدمة، فإن هناك عدة سبل للصقل والتوسع تستحق النظر. يعد توحيد بروتوكولات المسح ، وتقنيات تطبيع CBF ، وبناء أطالس CBF صحية متعددة الموضوعات خطوات حاسمة نحو تعزيز دقة التشخيص والفائدة السريرية. تعد الجهود التعاونية عبر الأمراض الدماغية المتنوعة ضرورية للتحقق من صحة هذا النهج وتحسينه من أجل التبني السريري على نطاق واسع.
تقدم هذه الدراسة نهجا جديدا حيث تقدم أطالس CBF المشتقة من التصوير بالرنين المغناطيسي للأطباء رؤى عميقة في وظيفة الدماغ وعلم الأمراض. من خلال سد الفجوة بين مجموعة التصوير والتفسير السريري ، فإن هذه المنهجية لديها القدرة على إحداث ثورة في تشخيص وإدارة عدد لا يحصى من الحالات العصبية ، مما يبشر بمستقبل الطب الدقيق المصمم خصيصا لتلبية الاحتياجات الفريدة لكل مريض.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>CBF Atlas</td>
			<td>Intelligent Entropy</td>
			<td>CBF Atlas V1.0</td>
			<td>Beijing Intelligent Entropy Science &#38; Technology Co Ltd. 
			Modeling for Thyroid Disease</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>2023B</td>
			<td>Computing and visualization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRI Device</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>Amria 1.5 T</td>
			<td>MRI scanner</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction and application of cerebral functional region-based cerebral blood flow atlas using magnetic resonance imaging-arterial spin labeling

غالبا ما تتطلب الحالات الدماغية تشخيصا ومراقبة دقيقين ، مما يستلزم تقنيات تصوير متقدمة. قد لا تكتشف الطرائق الحالية بشكل كاف العلامات المبكرة لتلف الأنسجة القابل للانعكاس ، مما يؤكد الحاجة إلى أدوات تشخيصية مبتكرة يمكنها تحديد التغيرات في تدفق الدم الدماغي (CBF) بخصوصية وحساسية عالية. تدمج هذه الدراسة وضع العلامات على الدوران الشرياني ثلاثي الأبعاد (3D-ASL) مع التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي لتطوير أطالس CBF شاملة تغطي جميع المناطق الوظيفية الرئيسية للدماغ. توفر منهجية التصوير بالرنين المغناطيسي المبتكرة - وضع العلامات على الدوران الشرياني (MRI-ASL) وسيلة سريعة وغير جراحية لقياس CBF الخاص بالمنطقة ، مما يوفر عرضا مفصلا لمستويات CBF عبر مناطق وظيفية مختلفة. كشفت المقارنة بين مرضى نقص التروية الدماغية المزمن (CCI) والأشخاص الأصحاء عن تضاؤل كبير في CBF عبر المناطق الوظيفية الدماغية في أطالس CBF المبنية للأول. لا يسمح هذا النهج فقط بتحديد فعال ل CCI من خلال تحليل الانخفاضات المتزامنة في CBF عبر المناطق الحرجة المتعلقة بالتوزيعات الصحية ، ولكنه يتيح أيضا تتبع استجابات العلاج والتقدم المحرز في إعادة التأهيل من خلال أطالس CBF الطولية. يمثل أطلس CBF الذي تم تطويره باستخدام تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي ASL تقدما جديدا في مجال التشخيص الدماغي ورعاية المرضى. من خلال مقارنة مستويات CBF الإقليمية مقابل المعايير المعيارية ، تعزز هذه الطريقة القدرات التشخيصية ، مما يمكن الأطباء من تقديم رعاية شخصية للمرضى الذين يعانون من حالات دماغية.

In the realm of neuroimaging, the quest for precise, noninvasive tools to assess cerebral function and pathology remains paramount. Among these, cerebral blood flow (CBF) stands as a vital indicator, reflecting the metabolic demands and health status of brain tissue1. Traditional approaches often entail empirical assessments, relying heavily on the expertise of clinicians to interpret images and discern pathological changes2. However, advancements in magnetic resonance imaging (MRI) techniques, particularly arterial spin labeling (ASL)3, offer a promising avenue for quantifying CBF with greater accuracy and objectivity4,5.
This study presents a pioneering methodology that integrates three-dimensional ASL (3D-ASL) with structural MRI to construct a comprehensive CBF atlas across cerebral functional regions6. By leveraging this novel approach, clinicians can not only obtain a global perspective of CBF but also delve into specific functional areas, allowing for a nuanced understanding of cerebral perfusion patterns7,8. This improvement in resolution is a direct result of technological progress in imaging equipment rather than the use of interpolated voxels. It is worth noting that the majority of mainstream MRI devices available on the market today typically offer imaging precision better than 1.5 mm9. These advancements in imaging technology have paved the way for more detailed and accurate CBF assessments. This represents a paradigm shift from conventional imaging, which often lacks the resolution to detect subtle changes in CBF associated with early-stage pathologies10.
The genesis of this methodology lies in the imperative to address the diagnostic challenges posed by cerebral conditions, including chronic cerebral ischemia (CCI) and other neurological disorders11,12. These conditions necessitate precise and timely assessments to guide therapeutic interventions effectively13,14. By comparing CBF atlases between healthy individuals and patients with CCI, this study unveils significant disparities in regional CBF distributions, offering insights into disease pathology and potential treatment avenues.
The utility of this MRI-ASL approach extends beyond diagnosis, encompassing therapeutic evaluation and monitoring of disease progression15. Longitudinal CBF atlases hold promise in tracking treatment responses and rehabilitation outcomes, providing clinicians with invaluable tools for personalized patient management. Moreover, the ability to discern subtle CBF changes may serve as an early biomarker for impending tissue abnormalities, enabling proactive interventions to mitigate neurological damage before it becomes irreversible16.
While this methodology represents an advanced tool, several avenues for refinement and expansion merit consideration. Standardizing scanning protocols, CBF normalization techniques, and constructing multi-subject healthy CBF atlases are crucial steps toward enhancing diagnostic accuracy and clinical utility. Collaborative efforts across diverse cerebral pathologies are essential to validate and refine this approach for widespread clinical adoption.
This study introduces a novel approach whereby MRI-derived CBF atlases offer clinicians deep insights into cerebral function and pathology. By bridging the gap between imaging group and clinical interpretation, this methodology has the potential to revolutionize the diagnosis and management of a myriad of neurological conditions, ushering in a future of precision medicine tailored to the unique needs of each patient.

تسليط الضوء على المؤلف: تحديد تدفق الدم الدماغي غير الجراحي في منطقة الدماغ الوظيفية البشرية لتشخيص الاضطرابات العصبية

بناء وتطبيق أطلس تدفق الدم الدماغي الوظيفي القائم على المنطقة الدماغية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي - وضع العلامات على الدوران الشرياني

The CBF atlas based on MRI provides a non-invasive way to give out the cerebral blood flow distribution in area of functional brain region, potentially serving as an important tool in the field of brain disorders. Integrating high-value canonical indicators from imaging with physiologic structures and biochemical markers provide physicians with more precise diametric information. Per screen multimodal fusion, AI-based imaging recognition and medical major processing in radiologic imaging.The only way safely managing CBF distribution in patient's area of functional brain region is the first in the clinical diagnosis and application of brain disorders. Cerebral functional regions based cerebral blood flow atlas using magnetic resonance imaging-arterial spin labeling offers the technical advantages of and accurately obtaining detailed CBF information in patients functional brain regions.

يستخدم هذا التحقيق بيانات المريض الفعلية التي تم الحصول عليها باستخدام ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 1.5 T للتحقق من صحة القياس الكمي لتدفق الدم الدماغي (CBF) ومنهجية بناء الأطلس. تضمنت خطوات المعالجة المسبقة صورا هيكلية FLAIR (الشكل 1) ، وصور CBF (الشكل 2) ، وصورا...

دمجت هذه الدراسة التصوير بالرنين المغناطيسي - صور وضع العلامات على الدوران الشرياني لاشتقاق أطلس تدفق الدم الدماغي (CBF) للمناطق الوظيفية الدماغية. كشفت مقارنة أطالس نقص التروية الدماغية الصحية والمزمنة النموذجية عن اختلافات كبيرة في توزيعات CBF الإقليمية ، مما مكن من إجراء تقييمات سريعة وغير جراحية ل CBF الوظيفي للمساعدة في التشخيص وتقييم العلاجات.

Cerebral conditions often require precise diagnosis and monitoring, necessitating advanced imaging techniques. Current modalities may not adequately ...

يوفر أطلس CBF القائم على التصوير بالرنين المغناطيسي طريقة غير جراحية لإعطاء توزيع تدفق الدم الدماغي في منطقة منطقة الدماغ الوظيفية ، مما قد يكون بمثابة أداة مهمة في مجال اضطرابات الدماغ. إن دمج المؤشرات الأساسية عالية القيمة من التصوير مع الهياكل الفسيولوجية والعلامات البيوكيميائية يوفر للأطباء معلومات قطرية أكثر دقة. لكل شاشة اندماج متعدد الوسائط ، والتعرف على التصوير القائم على الذكاء الاصطناعي والمعالجة الطبية الرئيسية في التصوير الإشعاعي.الطريقة الوحيدة لإدارة توزيع CBF بأمان في منطقة المريض من منطقة الدماغ الوظيفية هي الأولى في التشخيص السريري وتطبيق اضطرابات الدماغ. يوفر أطلس تدفق الدم الدماغي القائم على المناطق الوظيفية الدماغية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي - وضع العلامات على الدوران الشرياني المزايا التقنية والحصول بدقة على معلومات CBF التفصيلية في مناطق الدماغ الوظيفية للمرضى.

construction-application-cerebral-functional-region-based-cerebral

Research

JoVE Journal

Medicine

Construction and Application of Cerebral Functional Region-Based Cerebral Blood Flow Atlas Using Magnetic Resonance Imaging-Arterial Spin Labeling

295 Views.  Beijing University of Chinese Medicine. يوفر أطلس CBF القائم على التصوير بالرنين المغناطيسي طريقة غير جراحية لإعطاء توزيع تدفق الدم الدماغي في منطقة منطقة الدماغ الوظيفية ، مما قد يكون بمثابة أداة مهمة في مجال اضطرابات الدماغ. إن دمج المؤشرات الأساسية عالية القيمة من التصوير مع الهياكل الفسيولوجية والعلامات الب?...

Video: تسليط الضوء على المؤلف: تحديد تدفق الدم الدماغي غير الجراحي في منطقة الدماغ الوظيفية البشرية لتشخيص الاضطرابات العصبية

Cerebral conditions often require precise diagnosis and monitoring, necessitating advanced imaging techniques. Current modalities may not adequately detect early signs of reversible tissue damage, underlining the need for innovative diagnostic tools that can quantify changes in cerebral blood flow (CBF) with high specificity and sensitivity.&#160;This study integrates three-dimensional arterial spin labeling (3D-ASL) with structural MRI to develop comprehensive CBF atlases that cover all main functional regions of the brain. This innovative magnetic resonance imaging- arterial spin labeling (MRI-ASL) methodology provides a rapid and noninvasive means of quantifying region-specific CBF, offering a detailed view of CBF levels across different functional regions.The comparison between chronic cerebral ischemia (CCI) patients and healthy subjects revealed significantly diminished CBF across the cerebral functional regions in the constructed CBF atlases for the former. This approach not only allows for the efficient identification of CCI by analyzing concurrent decreases in CBF across critical areas relative to healthy distributions but also enables the tracking of treatment responses and rehabilitation progress through longitudinal CBF atlases.The CBF atlas developed using the MRI-ASL technique represents a novel advancement in the field of cerebral diagnostics and patient care. By comparing regional CBF levels against normative standards, this method enhances diagnostic capabilities, enabling clinicians to provide personalized care to patients with cerebral conditions.

This study integrated magnetic resonance imaging- arterial spin labeling images to derive cerebral blood flow (CBF) atlas for cerebral functional regions. Comparing typical healthy and chronic cerebral ischemia CBF atlases revealed significant differences in regional CBF distributions, enabling rapid, noninvasive assessments of functional CBF to assist in diagnosis and evaluate therapeutics.