Konstruktion und Anwendung eines zerebralen funktionellen regionenbasierten zerebralen Blutflussatlas unter Verwendung von Magnetresonanztomographie-Arterienspinmarkierung

Zusammenfassung

Diese Studie integrierte Magnetresonanztomographie - arterielle Spin-Markierungsbilder, um einen zerebralen Blutflussatlas (CBF) für zerebrale Funktionsregionen abzuleiten. Der Vergleich typischer gesunder und chronischer zerebraler Ischämie-CBF-Atlanten ergab signifikante Unterschiede in den regionalen CBF-Verteilungen, die eine schnelle, nicht-invasive Beurteilung der funktionellen CBF ermöglichten, um die Diagnose und Bewertung von Therapeutika zu unterstützen.

Zusammenfassung

Hirnerkrankungen erfordern oft eine präzise Diagnose und Überwachung, die fortschrittliche bildgebende Verfahren erforderlich macht. Die derzeitigen Modalitäten können frühe Anzeichen einer reversiblen Gewebeschädigung möglicherweise nicht ausreichend erkennen, was den Bedarf an innovativen Diagnoseinstrumenten unterstreicht, die Veränderungen des zerebralen Blutflusses (CBF) mit hoher Spezifität und Sensitivität quantifizieren können. Diese Studie integriert die dreidimensionale arterielle Spin-Markierung (3D-ASL) mit struktureller MRT, um umfassende CBF-Atlanten zu entwickeln, die alle wichtigen funktionellen Regionen des Gehirns abdecken. Diese innovative Methode der Magnetresonanztomographie - arterielle Spinmarkierung (MRT-ASL) bietet eine schnelle und nicht-invasive Möglichkeit zur Quantifizierung von regionenspezifischer CBF und bietet einen detaillierten Überblick über die CBF-Spiegel in verschiedenen funktionellen Regionen. Der Vergleich zwischen Patienten mit chronischer zerebraler Ischämie (CCI) und gesunden Probanden ergab in den konstruierten CBF-Atlanten für erstere eine signifikant verminderte CBF in den zerebralen Funktionsregionen. Dieser Ansatz ermöglicht nicht nur die effiziente Identifizierung des CCI durch die Analyse gleichzeitiger Abnahmen des CBF in kritischen Bereichen im Vergleich zu gesunden Verteilungen, sondern ermöglicht auch die Verfolgung des Behandlungsansprechens und des Rehabilitationsfortschritts durch longitudinale CBF-Atlanten. Der mit der MRT-ASL-Technik entwickelte CBF-Atlas stellt einen neuen Fortschritt auf dem Gebiet der zerebralen Diagnostik und Patientenversorgung dar. Durch den Vergleich regionaler CBF-Spiegel mit normativen Standards verbessert diese Methode die diagnostischen Fähigkeiten und ermöglicht es Klinikern, Patienten mit zerebralen Erkrankungen individuell zu versorgen.

Einleitung

Im Bereich der Neurobildgebung ist die Suche nach präzisen, nicht-invasiven Instrumenten zur Beurteilung der Gehirnfunktion und der Pathologie nach wie vor von größter Bedeutung. Unter diesen ist der zerebrale Blutfluss (CBF) ein wichtiger Indikator, der die metabolischen Anforderungen und den Gesundheitszustand des Hirngewebes widerspiegelt¹. Traditionelle Ansätze beinhalten oft empirische Beurteilungen, die sich stark auf die Expertise von Klinikern stützen, um Bilder zu interpretieren und pathologische Veränderungen zu erkennen². Fortschritte in der Magnetresonanztomographie (MRT), insbesondere bei der arteriellen Spi....

Protokoll

Diese Studie wurde vom Institutional Review Board des Beijing Dongzhimen Hospital, Peking, China, genehmigt. Es wurde ein MRT-Scanner mit gepulster ASL (PASL)-Sequenz auf Basis des Turbogradienten-Spin-Echos (TGSE) für die arterielle Spinmarkierung in 3D (3D-ASL) mit folgenden Parametern verwendet: TR 4000 ms, TE 25 ms, Bolusdauer 700 ms, Inversionszeit 1990 ms. Die in dieser Studie verwendeten Softwaretools sind in der Materialtabelle aufgeführt.

1. Datenerhebung und -aufbereitung

HINWEIS: Die Varianz der Parameter bleibt durch den Forschungsansatz unberührt. Sowohl das DICOM- als....

Diskussion

Die Schlüsselschritte (Abschnitte 3 und 4) bilden die Grundlage für die Erstellung des CBF-Atlas, der die CBF-Verteilung in den zerebralen Funktionsregionen quantifiziert. Schritt 4.2 beschreibt explizit die CBF-Spiegel für jeden Gehirnbereich und leistet damit Pionierarbeit für eine neue Technik. Damit erhalten Ärzte nicht nur einen globalen Überblick über die CBF von Patienten, sondern auch quantitative Messungen einzelner Funktionsregionen. Schritt 5.1 zeigt, dass der CBF-Atlas einen erheblichen klinisch-diagno.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
CBF Atlas	Intelligent Entropy	CBF Atlas V1.0	Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd. Modeling for Thyroid Disease
MATLAB	MathWorks	2023B	Computing and visualization
MRI Device	Siemens	Amria 1.5 T	MRI scanner