Costruzione e applicazione dell'atlante del flusso sanguigno cerebrale basato sulla regione funzionale cerebrale utilizzando la risonanza magnetica-marcatura dello spin arterioso

Riepilogo

Questo studio ha integrato la risonanza magnetica e le immagini di marcatura dello spin arterioso per derivare l'atlante del flusso sanguigno cerebrale (CBF) per le regioni funzionali cerebrali. Il confronto tra gli atlanti CBF tipici di ischemia cerebrale sana e cronica ha rivelato differenze significative nelle distribuzioni regionali di CBF, consentendo valutazioni rapide e non invasive del CBF funzionale per aiutare nella diagnosi e valutare le terapie.

Abstract

Le condizioni cerebrali spesso richiedono una diagnosi e un monitoraggio precisi, richiedendo tecniche di imaging avanzate. Le modalità attuali potrebbero non rilevare adeguatamente i primi segni di danno tissutale reversibile, sottolineando la necessità di strumenti diagnostici innovativi in grado di quantificare i cambiamenti nel flusso sanguigno cerebrale (CBF) con elevata specificità e sensibilità. Questo studio integra l'etichettatura tridimensionale dello spin arterioso (3D-ASL) con la risonanza magnetica strutturale per sviluppare atlanti CBF completi che coprono tutte le principali regioni funzionali del cervello. Questa innovativa metodologia di risonanza magnetica per la marcatura dello spin arterioso (MRI-ASL) fornisce un mezzo rapido e non invasivo per quantificare il CBF specifico della regione, offrendo una visione dettagliata dei livelli di CBF in diverse regioni funzionali. Il confronto tra i pazienti con ischemia cerebrale cronica (CCI) e i soggetti sani ha rivelato una significativa diminuzione della CBF nelle regioni funzionali cerebrali negli atlanti CBF costruiti per i primi. Questo approccio non solo consente l'identificazione efficiente dell'ICC analizzando le diminuzioni concomitanti del CBF in aree critiche rispetto alle distribuzioni sane, ma consente anche il monitoraggio delle risposte al trattamento e dei progressi della riabilitazione attraverso atlanti CBF longitudinali. L'atlante CBF sviluppato con la tecnica MRI-ASL rappresenta un nuovo progresso nel campo della diagnostica cerebrale e della cura del paziente. Confrontando i livelli regionali di CBF con gli standard normativi, questo metodo migliora le capacità diagnostiche, consentendo ai medici di fornire cure personalizzate ai pazienti con condizioni cerebrali.

Introduzione

Nell'ambito del neuroimaging, la ricerca di strumenti precisi e non invasivi per valutare la funzione cerebrale e la patologia rimane fondamentale. Tra questi, il flusso sanguigno cerebrale (CBF) è un indicatore vitale, che riflette le richieste metaboliche e lo stato di salute del tessuto cerebrale¹. Gli approcci tradizionali spesso comportano valutazioni empiriche, che si basano fortemente sull'esperienza dei medici per interpretare le immagini e discernere i cambiamenti patologici². Tuttavia, i progressi nelle tecniche di risonanza magnetica (MRI), in particolare la marcatura dello spin arterioso (ASL)

Protocollo

Questo studio è stato approvato dall'Institutional Review Board del Beijing Dongzhimen Hospital, Pechino, Cina. È stato utilizzato uno scanner MRI con sequenza ASL pulsata (PASL) basata su turbo gradient spin echo (TGSE) per l'etichettatura 3D dello spin arterioso (3D-ASL) con i seguenti parametri: TR 4000 ms, TE 25 ms, durata bolo 700 ms, tempo di inversione 1990 ms. Gli strumenti software utilizzati in questa ricerca sono elencati nella Tabella dei Materiali.

1. Raccolta e preparazione dei dati

NOTA: La varianza dei parametri rimane inalterata dall'approccio di ricerca. Entrambi ....

Discussione

I passaggi chiave (sezioni 3 e 4) costituiscono la base per la costruzione dell'Atlante CBF, quantificando la distribuzione CBF nelle regioni funzionali cerebrali. La fase 4.2 delinea esplicitamente i livelli di CBF per ogni area del cervello, aprendo la strada a una nuova tecnica. In questo modo i medici non solo hanno una visione globale della CBF dei pazienti, ma anche misurazioni quantitative delle singole regioni funzionali. Il passaggio 5.1 dimostra che l'Atlante CBF ha una sostanziale utilità diagnostica clinica .......

Materiali

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