Bu çalışma, Pekin, Çin'deki Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd.'nin Ar-Ge departmanından önemli destek ve modelleme yardımı aldı.

Bu çalışma, Pekin, Çin'deki Pekin Dongzhimen Hastanesi Kurumsal İnceleme Kurulu tarafından onaylanmıştır. Aşağıdaki parametrelerle 3D arteriyel spin etiketleme (3D-ASL) için turbo gradyan spin ekosuna (TGSE) dayalı darbeli ASL (PASL) dizisi ile bir MRG tarayıcısı kullanıldı: TR 4000 ms, TE 25 ms, bolus süresi 700 ms, inversiyon süresi 1990 ms. Bu araştırmada kullanılan yazılım araçları Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.
1. Veri toplama ve hazırlama
NOT: Parametrelerdeki varyans, araştırma yaklaşımından etkilenmez. Dijital tıbbi görüntüleme verilerini depolamak için hem DICOM hem de NIFTI formatları kullanılır ve DICOM, klinik görüntüleme cihazlarından elde edilen olağan çıktıdır. Bununla birlikte, araştırma faaliyetlerinde hesaplama kolaylığı için NIFTI formatı sıklıkla tercih edilir. DICOM'dan NIFTI'ye dönüştürmek basit ve yaygın bir uygulamadır17. Bu çalışmada, gerçek DICOM verileri elde edilmiş ve NIFTI formatına dönüştürülmüştür. Veriler 1.5 Tesla MRI tarayıcısı kullanılarak elde edildi. Bu çalışmanın çapraz görüntü kayıt sürecinde, sıvı zayıflatılmış inversiyon geri kazanımı (FLAIR) dizisi esas olarak kullanılmış ve CBF görüntüleri ile kaynaştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan CBF Atlas aracı (Table of Materials) ticari bir yazılımdır.
<ol><li>Verileri belirlenen çalışma dizinine kopyalayın.<ol><li>Tüm NIFTI verilerini özelleştirilmiş bir çalışma dizinine kopyalayın. NOT: Çalışma dizini, işletim sisteminde ve MATLAB'da aynıdır. Araştırma, Sağ Anterior Superior (RAS) oryantasyon standardını takip eder.</li>
		<li>MATLAB'ın mevcut çalışma dizinindeki verileri barındıran dizine gidin ve FLAIR verilerini çalışma alanına yüklemek için niftiread işlevini kullanın. FLAIR dizisinin boyutlarını kontrol etmek için boyut işlevini kullanın. FLAIR dizisini görüntülemek için Flair_Slice komutunu çağırın ( Şekil 1'de gösterildiği gibi). Belirli komutları aşağıdaki gibi kullanın: FLAIR_XLF = niftiread('FLAIR_XFL.nii'); Boyut(FLAIR_XLF) Flair_Slice(FLAIR_XLF);</li>
		<li>FLAIR dizisi için etkileşimli grafik kullanıcı arayüzünün (GUI) bir görüntüsü için Şekil 1'e bakın. Farklı dizilere hızlı bir şekilde göz atmak için alt kaydırma çubuğunu kullanın.</li>
	</ol></li>
	<li>CBF görüntülerini hızlı bir şekilde kontrol edin.<ol><li>CBF verilerini çalışma alanına yüklemek için niftiread işlevini kullanın. CBF dizisinin boyutlarını kontrol etmek için boyut işlevini kullanın. CBF dizisini görüntülemek için CBF_Slice komutunu çağırın ( Şekil 2'de gösterildiği gibi). Belirli komutları aşağıdaki gibi kullanın: CBF_XLF = niftiread('CBF_XFL.nii'); Boyut(CBF_XLF) CBF_Slice(CBF_XLF);</li>
		<li>CBF dizisinin etkileşimli bir GUI ekran görüntüsü için Şekil 2'ye bakın. Farklı dizilere hızlı bir şekilde göz atmak için alt kaydırma çubuğunu kullanın. NOT: Şekil 2'de, CBF değer aralığı genellikle 0-120 mL / 100 g / dk'dır. Şekil 2 , farklı CBF seviyelerini farklı renklerde temsil etmek için bir renk haritası kullanır.</li>
	</ol></li>
</ol>2. FLAIR dizisinden serebral fonksiyonel bölgelerin segmentasyonu
NOT: FLAIR sekansı hem yapısal görüntüleme görevi görür hem de mükemmel patolojik tanı yetenekleri sağlar. Bu nedenle, FLAIR'in CBF ile birleştirilmesi kliniklerde önemli bir tanısal değere sahiptir. Bu çalışma, FLAIR dizisinden majör serebral fonksiyonel bölgeleri segmentlere ayırmaktadır.
<ol><li>Çalışma alanında, FLAIR_Segment işlevini çağırın ve Şekil 3'te gösterildiği gibi, serebral fonksiyonel bölgeler segmentasyonunun üç düzlemli görünümlerini otomatik olarak oluşturmak için önceden eğitilmiş 3B U-Net tabanlı görüntü segmentasyon programını çalıştırın. Şekil 3'teki her renk farklı bir fonksiyonel bölgeyi temsil eder.</li>
	<li>Farklı serebral fonksiyonel bölgelerin gerçek zamanlı incelemesi için artı işareti etkileşimini kullanın (Şekil 3). Yeniden yapılandırılmış beyin anatomisinin rastgele bir 3D incelemesi için artı işaretinin ortasına tıklayın ve sürükleyin. NOT: Şekil 3'teki GUI, üç düzlemli görünümlerin gri tonlamalı yoğunluk aralığının, kontrastının ve parlaklığının ayarlanmasını da sağlar.</li>
	<li>Parlaklık ve kontrast seviyelerinin gerçek zamanlı olarak değiştirilmesi için farenin sol düğmesini görüntülerin herhangi bir bölgesi üzerinde basılı tutun ve sürükleyin. Ayarlamaları onaylamak ve sonlandırmak için fare düğmesini bırakın.</li>
</ol>3. Serebral fonksiyonel bölgeler boyunca CBF dağılımının üç düzlemli görünümleri
NOT: Farklı serebral fonksiyonel bölgeler boyunca CBF dağılımının incelenmesi, hasta durumlarının kesin klinik yargılarını kolaylaştırır. Şekil 3'teki fonksiyonel bölge çerçevesi altında, CBF dizisinden tam CBF değerlerinin dahil edilmesi ve bunların üç düzlemli görünümlerde sunulması, kapsamlı doktor incelemesine izin verir.
<ol><li>Şekil 4'te gösterilen ve işlevsel bölgeler arasında CBF uzamsal dağılımını gösteren üç düzlemli GUI görünümünü oluşturmak için CBF_triplanar işlevini çağırın. İlgilenilen bölgelerdeki CBF dağılımının incelenmesine izin vermek için artı işaretini hareket ettirin.</li>
	<li>CBF değerlerini herhangi bir konumda görüntülemek için GUI'nin sağ üst köşesindeki Veri İpuçları düğmesine tıklayın.</li>
	<li>Parlaklık ve kontrast seviyelerinin gerçek zamanlı olarak değiştirilmesi için farenin sol düğmesini görüntülerin herhangi bir bölgesi üzerinde basılı tutun ve sürükleyin. Ayarlamaları onaylamak ve sonlandırmak için fare düğmesini bırakın.</li>
</ol>4. Başlıca serebral fonksiyonel bölgelerde CBF atlası
NOT: Farklı fonksiyonel bölgeler arasındaki CBF olasılık dağılımlarının normalleştirilmesi, deneğin serebral fonksiyonel bölgelerindeki CBF seviyelerini ifade eden Serebral Fonksiyonel Bölgeler CBF Atlası'nı oluşturur.
<ol><li>Şekil 4'te gösterilen CBF uzamsal dağılımını bir CBF Atlası'na dönüştürmek için CBF_Atlas fonksiyonunu çağırın (Şekil 5'te gösterildiği gibi). NOT: Şekil 5'te, x ekseni farklı serebral fonksiyonel bölgeleri temsil eder ve y ekseni farklı CBF seviyelerini temsil eder; Farklı renkler, farklı olasılık seviyelerini gösterir (renk ne kadar kırmızıysa, o kadar fazla voksel bulunur).</li>
	<li>Kısmi görüntüleri ölçeklendirmek için Şekil 5'te gösterilen GUI'nin sağ üst köşesindeki Yakınlaştır/Uzaklaştır düğmesine tıklayın. NOT: Şekil 5'teki eğri, bölgeler arasında ortalama CBF'yi birbirine bağlar.</li>
</ol>5. Sağlıklı denekler ve CCI hastaları arasındaki CBF_Atlas açısından önemli farklılıklar
NOT: Bölüm 1-4'te açıklanan aynı işlem kullanılarak, CCI hastaları için farklı serebral fonksiyonel bölgelerdeki ortalama CBF değerleri elde edilebilir.
<ol><li>Sağlıklı bir denekten bir CCI hastasına karşı CBF eğrisinin karşılaştırmalı bir grafiğini oluşturmak için CBF_Compare fonksiyonunu kullanın (Şekil 6).</li>
	<li>Hastanın CBF eğrisi (siyah renkli) ve sağlıklı eğrisi (kırmızı renkli) arasındaki önemli farkları gözlemleyin (Şekil 6). Hastada daha belirgin CBF damlaları olan fonksiyonel bölgeleri belirleyin. Adım 3.3'ü entegre ederek, hastanın diğer bölgelere göre daha kötü performans gösterdiği bölgeleri yeniden inceleyin. NOT: Adım 3.3, hastanın CBF seviyelerinin üç boyutlu uzayda görüntülenmesine izin verir, yani doktorlar, CBF'yi hastanın herhangi bir pozisyonunda incelemek için Şekil 4'te gösterilen üç düzlemli GUI görünümünü kullanabilir. Burada, CBF düşüşünün derecesi, CCI hastaları için farklı yerlerde değişir. Doktorlar, önemli CBF düşüşü olan beyin bölgelerine odaklanmak için Şekil 4'ü tekrar ziyaret edebilirler.</li>
	<li>Uzaklaştırma, yakınlaştırma, genel görünüme dönme ve seçilen pikselin koordinatlarını işaretleme gibi işlevlere erişmek için GUI'nin sağ üst köşesindeki simgeleri (Şekil 5) kullanın. NOT: Aynı prensibi kullanarak, aynı hastadan alınan tedavi öncesi ve tedavi sonrası sonuçlar, zaman içindeki klinik etkinliği değerlendirmek için Şekil 6'daki yaklaşım kullanılarak da karşılaştırılabilir.</li>
</ol>

Serebral kan akışını tespit etmek ve izlemek için MRI-Arteriyel spin etiketleme entegrasyonu 

<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>

CBF Atlas V1.0 yazılım aracı, Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co., Ltd.'nin bir ürünüdür. Bu yazılım aracının fikri mülkiyet hakları şirkete aittir. Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Anahtar adımlar (bölüm 3 ve 4), CBF'nin serebral fonksiyonel bölgeler arasındaki dağılımını ölçen CBF Atlası'nın oluşturulmasının temelini oluşturur. Adım 4.2, yeni bir tekniğe öncülük ederek her beyin bölgesi için CBF seviyelerini açıkça tanımlar. Bu, doktorlara yalnızca hasta CBF'sinin küresel bir görünümünü sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bireysel fonksiyonel bölgelerin kantitatif ölçümlerini de sağlar. Adım 5.1, CBF Atlas'ın CCI'yi sağlıklı kontrollerden ayıran önemli...

Nörogörüntüleme alanında, serebral fonksiyonu ve patolojiyi değerlendirmek için kesin, invaziv olmayan araçlar arayışı çok önemlidir. Bunlar arasında, serebral kan akışı (CBF), beyin dokusunun metabolik taleplerini ve sağlık durumunu yansıtan hayati bir gösterge olarak durmaktadır1. Geleneksel yaklaşımlar genellikle ampirik değerlendirmeler gerektirir ve görüntüleri yorumlamak ve patolojik değişiklikleri ayırt etmek için klinisyenlerin uzmanlığına büyük ölçüde güvenir2. Bununla birlikte, manyetik rezonans görüntüleme (MRI) tekniklerindeki gelişmeler, özellikle arteriyel spin etiketleme (ASL)3, CBF'yi daha fazla doğruluk ve nesnellik ile ölçmek için umut verici bir yol sunmaktadır 4,5.
Bu çalışma, serebral fonksiyonel bölgeler arasında kapsamlı bir CBF atlası oluşturmak için üç boyutlu ASL'yi (3D-ASL) yapısal MRG ile entegre eden öncü bir metodoloji sunmaktadır6. Bu yeni yaklaşımdan yararlanarak, klinisyenler sadece CBF'nin küresel bir perspektifini elde etmekle kalmaz, aynı zamanda serebral perfüzyon paternlerinin incelikli bir şekilde anlaşılmasına olanak tanıyan belirli fonksiyonel alanları da inceleyebilirler 7,8. Çözünürlükteki bu iyileşme, enterpolasyonlu voksellerin kullanımından ziyade görüntüleme ekipmanındaki teknolojik ilerlemenin doğrudan bir sonucudur. Bugün piyasada bulunan ana akım MRI cihazlarının çoğunun tipik olarak 1,5 mm'den daha iyi görüntüleme hassasiyeti sunduğunu belirtmekte fayda var9. Görüntüleme teknolojisindeki bu gelişmeler, daha ayrıntılı ve doğru CBF değerlendirmelerinin yolunu açmıştır. Bu, genellikle erken evre patolojilerle ilişkili CBF'deki ince değişiklikleri tespit etme çözünürlüğünden yoksun olan geleneksel görüntülemeden bir paradigma kaymasını temsil eder10.
Bu metodolojinin doğuşu, kronik serebral iskemi (CCI) ve diğer nörolojik bozukluklar dahil olmak üzere serebral durumların ortaya çıkardığı tanısal zorlukları ele alma zorunluluğunda yatmaktadır11,12. Bu koşullar, terapötik müdahaleleri etkili bir şekilde yönlendirmek için kesin ve zamanında değerlendirmeler gerektirir13,14. Bu çalışma, sağlıklı bireyler ve CCI'li hastalar arasındaki CBF atlaslarını karşılaştırarak, bölgesel CBF dağılımlarındaki önemli eşitsizlikleri ortaya çıkararak hastalık patolojisi ve potansiyel tedavi yolları hakkında bilgi vermektedir.
Bu MRG-ASL yaklaşımının faydası, teşhisin ötesine uzanır, terapötik değerlendirmeyi ve hastalık ilerlemesinin izlenmesini kapsar15. Boylamsal CBF atlasları, tedavi yanıtlarını ve rehabilitasyon sonuçlarını izlemede umut vaat eder ve klinisyenlere kişiselleştirilmiş hasta yönetimi için paha biçilmez araçlar sağlar. Ayrıca, ince CBF değişikliklerini ayırt etme yeteneği, yaklaşmakta olan doku anormallikleri için erken bir biyobelirteç görevi görebilir ve nörolojik hasarı geri dönüşümsüz hale gelmeden önce hafifletmek için proaktif müdahaleleri mümkün kılar16.
Bu metodoloji gelişmiş bir aracı temsil etse de, iyileştirme ve genişletme için çeşitli yollar dikkate alınmayı hak eder. Tarama protokollerinin standartlaştırılması, CBF normalizasyon teknikleri ve çok denekli sağlıklı CBF atlaslarının oluşturulması, tanısal doğruluğu ve klinik faydayı artırmaya yönelik çok önemli adımlardır. Çeşitli serebral patolojiler arasında işbirlikçi çabalar, yaygın klinik benimseme için bu yaklaşımı doğrulamak ve iyileştirmek için gereklidir.
Bu çalışma, MRG'den türetilen CBF atlaslarının klinisyenlere serebral fonksiyon ve patoloji hakkında derin bilgiler sunduğu yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Bu metodoloji, görüntüleme grubu ile klinik yorumlama arasındaki boşluğu doldurarak, sayısız nörolojik durumun tanı ve yönetiminde devrim yaratma potansiyeline sahiptir ve her hastanın benzersiz ihtiyaçlarına göre uyarlanmış hassas tıbbın geleceğini müjdeler.

<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

Serebral durumlar genellikle hassas tanı ve izleme gerektirir ve ileri görüntüleme teknikleri gerektirir. Mevcut modaliteler, geri dönüşümlü doku hasarının erken belirtilerini yeterince tespit edemeyebilir, bu da serebral kan akışındaki (CBF) değişiklikleri yüksek özgüllük ve duyarlılıkla ölçebilen yenilikçi tanı araçlarına olan ihtiyacın altını çizmektedir. Bu çalışma, beynin tüm ana fonksiyonel bölgelerini kapsayan kapsamlı CBF atlasları geliştirmek için üç boyutlu arteriyel spin etiketlemeyi (3D-ASL) yapısal MRG ile bütünleştirir. Bu yenilikçi manyetik rezonans görüntüleme-arteriyel spin etiketleme (MRI-ASL) metodolojisi, bölgeye özgü CBF'yi ölçmek için hızlı ve invaziv olmayan bir yol sağlar ve farklı fonksiyonel bölgelerdeki CBF seviyelerinin ayrıntılı bir görünümünü sunar. Kronik serebral iskemi (CCI) hastaları ile sağlıklı denekler arasındaki karşılaştırma, birincisi için oluşturulan CBF atlaslarındaki serebral fonksiyonel bölgeler boyunca önemli ölçüde azalmış CBF'yi ortaya çıkardı. Bu yaklaşım, sağlıklı dağılımlara göre kritik alanlarda CBF'deki eşzamanlı düşüşleri analiz ederek CCI'nin verimli bir şekilde tanımlanmasına izin vermekle kalmaz, aynı zamanda uzunlamasına CBF atlasları aracılığıyla tedavi yanıtlarının ve rehabilitasyon ilerlemesinin izlenmesini de sağlar. MRI-ASL tekniği kullanılarak geliştirilen CBF atlası, serebral teşhis ve hasta bakımı alanında yeni bir ilerlemeyi temsil etmektedir. Bu yöntem, bölgesel CBF seviyelerini normatif standartlarla karşılaştırarak, klinisyenlerin serebral rahatsızlıkları olan hastalara kişiselleştirilmiş bakım sağlamasını sağlayarak tanı yeteneklerini geliştirir.

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.

Yazar Spotlight: Nörolojik Bozuklukların Teşhisi için İnsan Fonksiyonel Beyin Bölgesinde Noninvaziv Serebral Kan Akışı Tayini

Manyetik Rezonans Görüntüleme-Arteriyel Spin Etiketleme Kullanılarak Serebral Fonksiyonel Bölge Tabanlı Serebral Kan Akış Atlasının Yapımı ve Uygulaması

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.

Bu araştırma, serebral kan akışı (CBF) kantifikasyonunu ve atlas yapım metodolojisini doğrulamak için 1,5 T MRI tarayıcısı kullanılarak elde edilen gerçek hasta verilerini kullanır. Ön işleme adımları, FLAIR yapısal görüntülerini (Şekil 1), CBF görüntülerini (Şekil 2) ve üç düzlemli kaynaşmış görüntüleri (Şekil 3 ve Şekil 4) içeriyordu.
...

Bu çalışma, serebral fonksiyonel bölgeler için serebral kan akışı (CBF) atlasını türetmek için manyetik rezonans görüntüleme-arteriyel spin etiketleme görüntülerini entegre etti. Tipik sağlıklı ve kronik serebral iskemi CBF atlaslarının karşılaştırılması, bölgesel CBF dağılımlarında önemli farklılıklar ortaya çıkardı ve fonksiyonel CBF'nin hızlı, noninvaziv değerlendirmelerinin tanı ve terapötiklerin değerlendirilmesine yardımcı olmasını sağladı.

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

MRG'ye dayalı CBF atlası, fonksiyonel beyin bölgesi alanındaki serebral kan akış dağılımını vermek için invaziv olmayan bir yol sağlar ve potansiyel olarak beyin bozuklukları alanında önemli bir araç olarak hizmet eder. Görüntülemeden elde edilen yüksek değerli kanonik göstergelerin fizyolojik yapılar ve biyokimyasal belirteçlerle entegre edilmesi, doktorlara daha kesin çap bilgileri sağlar. Radyolojik görüntülemede ekran başına multimodal füzyon, yapay zeka tabanlı görüntüleme tanıma ve tıbbi ana işleme.Hastanın fonksiyonel beyin bölgesi bölgesinde KBF dağılımını güvenli bir şekilde yönetmenin tek yolu, beyin hastalıklarının klinik tanı ve uygulamasında ilk olanıdır. Manyetik rezonans görüntüleme-arteriyel spin etiketleme kullanan serebral fonksiyonel bölgelere dayalı serebral kan akış atlası, hastaların fonksiyonel beyin bölgelerinde ayrıntılı CBF bilgilerinin doğru bir şekilde elde edilmesinin teknik avantajlarını sunar.

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

292 Görüntüleme.  Beijing University of Chinese Medicine. MRG'ye dayalı CBF atlası, fonksiyonel beyin bölgesi alanındaki serebral kan akış dağılımını vermek için invaziv olmayan bir yol sağlar ve potansiyel olarak beyin bozuklukları alanında önemli bir araç olarak hizmet eder. Görüntülemeden elde edilen yüksek değerli kanonik göstergelerin fizyolojik yapılar ve biyokimyasal belirteçlerle entegre edilmesi, doktorlara daha kesin çap bilgileri sağlar. Radyolojik görüntülemede ekran başına multimodal füzyon, yapay zeka t...

Video: Yazar Spotlight: Nörolojik Bozuklukların Teşhisi için İnsan Fonksiyonel Beyin Bölgesinde Noninvaziv Serebral Kan Akışı Tayini

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.