Построение и применение атласа мозгового кровотока на основе церебральной функциональной области с использованием магнитно-резонансной томографии-артериального спин-мечения

Резюме

В этом исследовании была интегрирована магнитно-резонансная томография и изображения артериальной спиновой маркировки для получения атласа мозгового кровотока (КБТ) для функциональных областей головного мозга. Сравнение атласов типичной здоровой и хронической ишемии головного мозга выявило значительные различия в региональном распределении КБФ, что позволило провести быструю, неинвазивную оценку функциональной КБФ для помощи в диагностике и оценке лечения.

Аннотация

Церебральные заболевания часто требуют точной диагностики и мониторинга, что требует передовых методов визуализации. Существующие методы могут неадекватно выявлять ранние признаки обратимого повреждения тканей, что подчеркивает потребность в инновационных диагностических инструментах, которые могут количественно оценить изменения мозгового кровотока (КБТ) с высокой специфичностью и чувствительностью. В этом исследовании трехмерная артериальная спиновая маркировка (3D-ASL) сочетается со структурной МРТ для разработки комплексных атласов CBF, охватывающих все основные функциональные области мозга. Эта инновационная методология магнитно-резонансной томографии и спинового мечения артерий (MRI-ASL) обеспечивает быстрые и неинвазивные средства количественной оценки специфических для региона CBF, предлагая подробное представление об уровнях CBF в различных функциональных областях. Сравнение пациентов с хронической ишемией головного мозга (ХКБ) и здоровых пациентов выявило значительное снижение КБК в функциональных областях головного мозга в построенных атласах КБК для первых. Этот подход не только позволяет эффективно идентифицировать ЧМТ путем анализа одновременного снижения КБН в критических областях относительно здорового распределения, но также позволяет отслеживать реакцию на лечение и прогресс реабилитации с помощью продольных атласов ОАК. Атлас CBF, разработанный с использованием метода MRI-ASL, представляет собой новый шаг вперед в области церебральной диагностики и ухода за пациентами. Сравнивая региональные уровни КБФ с нормативными стандартами, этот метод расширяет диагностические возможности, позволяя клиницистам оказывать персонализированную помощь пациентам с церебральными заболеваниями.

Введение

В области нейровизуализации первостепенное значение имеет поиск точных, неинвазивных инструментов для оценки церебральной функции и патологии. Среди них мозговой кровоток (КБФ) является жизненно важным показателем, отражающим метаболические потребности и состояние здоровья тканей мозга¹. Традиционные подходы часто предполагают эмпирическую оценку, в значительной степени полагаясь на опыт клиницистов для интерпретации изображений и выявления патологических изменений². Тем не менее, достижения в области методов магнитно-резонансной томографии (МРТ), в частности артериального спинового мечения (ASL)³....

протокол

Это исследование было одобрено Институциональным наблюдательным советом Пекинской больницы Дунчжимэнь, Пекин, Китай. Для 3D-мечения артериальных спиновых мечений (3D-ASL) был использован МРТ-сканер с импульсной последовательностью ASL (PASL) на основе турбоградиентного спинового эхо (TGSE) со следующими параметрами: TR 4000 мс, TE 25 мс, длительность болюса 700 мс, время инверсии 1990 мс. Программные средства, использованные в данном исследовании, перечислены в Таблице материалов.

1. Сбор и подготовка данных

ПРИМЕЧАНИЕ: Дисперсия параметров не зависит от исследовательского подхода.....

Результаты

В этом исследовании используются фактические данные о пациенте, полученные с помощью МРТ-сканера 1,5 Тл, для валидации количественной оценки мозгового кровотока (КБТ) и методологии построения атласа. Этапы предварительной обработки включали в себя структурные изображения FLAIR (

Обсуждение

Ключевые шаги (разделы 3 и 4) составляют основу для построения Атласа ОБТ, количественно оценивающего распределение ОБВ по функциональным областям головного мозга. Шаг 4.2 четко определяет уровни КБК для каждой области мозга, что является пионером новой методики. Это не только дает врача?.......

Материалы

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