Construction et application d’un atlas de débit sanguin cérébral basé sur une région fonctionnelle cérébrale à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique et du marquage du spin artériel

Résumé

Cette étude a intégré l’imagerie par résonance magnétique et les images de marquage du spin artériel pour obtenir un atlas du débit sanguin cérébral (CBF) pour les régions fonctionnelles cérébrales. La comparaison des atlas typiques de l’ischémie cérébrale saine et chronique a révélé des différences significatives dans les distributions régionales de la CBF, ce qui a permis des évaluations rapides et non invasives de la CBF fonctionnelle pour aider au diagnostic et à l’évaluation des traitements.

Résumé

Les affections cérébrales nécessitent souvent un diagnostic et une surveillance précis, ce qui nécessite des techniques d’imagerie avancées. Les modalités actuelles peuvent ne pas détecter de manière adéquate les signes précoces de lésions tissulaires réversibles, ce qui souligne la nécessité de disposer d’outils de diagnostic innovants capables de quantifier les changements du débit sanguin cérébral (FBC) avec une spécificité et une sensibilité élevées. Cette étude intègre le marquage tridimensionnel du spin artériel (3D-ASL) à l’IRM structurelle pour développer des atlas CBF complets qui couvrent toutes les principales régions fonctionnelles du cerveau. Cette méthodologie innovante d’imagerie par résonance magnétique et de marquage de spin artériel (IRM-ASL) fournit un moyen rapide et non invasif de quantifier le CBF spécifique à une région, offrant une vue détaillée des niveaux de CBF dans différentes régions fonctionnelles. La comparaison entre les patients atteints d’ischémie cérébrale chronique (ICC) et les sujets sains a révélé une diminution significative de la CBF dans les régions fonctionnelles cérébrales dans les atlas CBF construits pour les premiers. Cette approche permet non seulement d’identifier efficacement les ICC en analysant les diminutions simultanées de la FBC dans les zones critiques par rapport aux distributions saines, mais permet également de suivre les réponses au traitement et les progrès de la réadaptation au moyen d’atlas longitudinaux de la FBC. L’atlas CBF développé à l’aide de la technique IRM-ASL représente une nouvelle avancée dans le domaine du diagnostic cérébral et des soins aux patients. En comparant les niveaux régionaux de CBF aux normes normatives, cette méthode améliore les capacités de diagnostic, permettant aux cliniciens de fournir des soins personnalisés aux patients atteints de maladies cérébrales.

Introduction

Dans le domaine de la neuroimagerie, la recherche d’outils précis et non invasifs pour évaluer la fonction cérébrale et la pathologie reste primordiale. Parmi ceux-ci, le débit sanguin cérébral (FBC) est un indicateur vital, reflétant les besoins métaboliques et l’état de santé des tissus cérébraux¹. Les approches traditionnelles impliquent souvent des évaluations empiriques, s’appuyant fortement sur l’expertise des cliniciens pour interpréter les images et discerner les changements pathologiques². Cependant, les progrès des techniques d’imagerie par résonance magnétique (IRM), en particulier le marquage de spin artériel....

Protocole

Cette étude a été approuvée par le Conseil d’examen institutionnel de l’hôpital Dongzhimen de Pékin, à Pékin, en Chine. Un scanner IRM a été utilisé avec une séquence ASL pulsée (PASL) basée sur l’écho de spin à gradient turbo (TGSE) pour le marquage 3D du spin artériel (3D-ASL) avec les paramètres suivants : TR 4000 ms, TE 25 ms, durée du bolus 700 ms, temps d’inversion 1990 ms. Les outils logiciels utilisés dans cette recherche sont énumérés dans la Table des matières.

1. Collecte et préparation des données

REMARQUE : La variance des paramètres n’est pas affectée par l’approche d....

Discussion

Les étapes clés (sections 3 et 4) constituent la base de la construction de l’Atlas CBF, quantifiant la distribution CBF dans les régions fonctionnelles cérébrales. L’étape 4.2 délimite explicitement les niveaux de CBF pour chaque zone du cerveau, inaugurant ainsi une nouvelle technique. Cela fournit aux médecins non seulement une vue globale de la FCC du patient, mais aussi des mesures quantitatives de différentes régions fonctionnelles. L’étape 5.1 démontre que l’Atlas CBF présente une utilité dia.......

matériels

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