يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة بحثية

التقييم الكمي للارتباط بين السائل الدماغي الشوكي والأوعية الدموية في مرض ألزهايمر باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي بتباين الطور والتدفق رباعي الأبعاد (4D-Flow)

82 مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/71768

⸱

سبتمبر 3, 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Ningde Clinical Medicine, Fujian Medical University, 2Radiology Department, Ningde Municipal Hospital, 3Alzheimer's Disease Innovation Team, Ningde Municipal Hospital

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

يكشف التصوير بالرنين المغناطيسي بتباين الطور (PC-MRI) والتصوير بالرنين المغناطيسي لتدفق السوائل رباعي الأبعاد (4D-Flow) عن وجود ارتباط متغير بين ديناميكيات السائل الدماغي الشوكي (CSF) والأوعية الدموية الدماغية في مرض ألزهايمر، مما يعكس تغيرات محتملة في الجهاز الجليمفاكي، ويوفر طريقة كمية غير باضعة كعلامة بيولوجية مساعدة محتملة ولمراقبة تطور المرض.

الملخص

من منظور مرض عصبي، فإن التغير المرضي الأكثر شهرة في مرض ألزهايمر (AD) حتى الآن هو في الأساس فرط فسفرة بروتين tau، مما يؤدي إلى تكوين التشابكات الليفية العصبية (NFTs) داخل الخلايا وترسب بروتين الأميلويد—وتحديداً تراكم بروتين الأميلويد (Aβ) وتجمعات بروتينية أخرى خارج الخلايا، مما ينتج عنه تشابكات ليفية عصبية. يقوم الجهاز الجليمفاوي، المدفوع بنبض الشرايين، بتطهير الفضلات، بما في ذلك amyloid-β، عبر المساحات المحيطة بالأوعية (PVS). في مرض AD، لوحظ بشكل منفصل وجود خلل وظيفي وعائي وتكهنات حول النوم ذو الموجات البطيئة، ويُفترض أن كليهما يعيق التطهير الجليمفاوي. ومع ذلك، تظل الروابط السببية بين هذه العوامل غير مثبتة، كما أن الدورة ذاتية التعزيز المقترحة—حيث قد يؤدي الفشل الوعائي إلى تفاقم ترسب البروتين ومزيد من التلف الوعائي—تظل مجرد تكهنات. استخدمت هذه الدراسة التصوير بالرنين المغناطيسي ثنائي الأبعاد بتباين الطور السينمائي (PC-MRI) والتصوير بالرنين المغناطيسي للتدفق رباعي الأبعاد (4D-Flow) لقياس المعلمات الهيدروديناميكية، بما في ذلك تدفق السائل الدماغي الشوكي (CSF) في القناة الدماغية (CA) وتدفق الدم في الشريان السباتي الداخلي (ICA). لوحظ تغير في الارتباط بين السائل الدماغي الشوكي والأوعية الدموية في مرض AD، مما يشير إلى احتمال مشاركة الجهاز الجليمفاوي. يوفر دمج مقاييس تدفق CSF والتدفق الوعائي إطاراً واعداً للمؤشرات الحيوية للكشف المبكر عن مرض AD ومراقبته. يكشف PC-MRI و 4D-Flow عن تغير في الارتباط بين السائل الدماغي الشوكي والأوعية الدموية في مرض ألزهايمر، مما يعكس تغيراً جليمفاوياً محتملاً ويقدم طريقة كمية غير جراحية كمؤشر حيوي إضافي محتمل ومراقب للمرض.

المقدمة

يعد مرض ألزهايمر (AD) النوع الأكثر شيوعاً من الخرف، وهو اضطراب عصبي تدريجي غير قابل للعلاج يتميز بفقدان الذاكرة والخلل المعرفي1,2. ومع ارتفاع معدلات الإصابة به عالمياً بشكل سريع3، حظي الكشف والتدخل المبكران باهتمام كبير في جميع أنحاء العالم.

لا يزال المسبب الدقيق لمرض AD غير واضح بسبب فيزيولوجيته المرضية المعقدة. وتشمل السمات النيوروباثولوجية الرئيسية التشابكات الليفية العصبية داخل الخلايا الناتجة عن فرط فسفرة بروتين tau ولويحات amyloid-β (Aβ) خارج الخلايا1. وتشير الأدلة المتراكمة إلى أن ضعف تصفية Aβ، بدلاً من فرط إنتاجه، يعد محركاً رئيسياً لترسب الأميلويد، مما يعزز ظهور المرض وتطوره4. ويعد النظام الجليمفاوي (glymphatic system) مساراً حاسماً لتصفية Aβ في الدماغ، وهو عبارة عن شبكة لتصفية النفايات حول الأوعية الدموية يتوسطها بروتين aquaporin-4 (AQP4)5,6. ويؤدي خلل الوظيفة الجليمفاوية إلى إعاقة تدفق السائل الدماغي الشوكي (CSF) إلى متن الدماغ عبر المساحات المجاورة للأوعية، مما يعيق التبادل بين السائل الدماغي الشوكي والسائل الخلالي (ISF) ويعيق تصفية النفايات الأيضية، بما في ذلك Aβ7. ويمكن أن تسبق التغيرات في المؤشرات الحيوية لمرض AD، والتي يمكن اكتشافها عبر تحليل PET أو تحليل CSF، الأعراض السريرية بسنوات8. وتشير الأبحاث في نماذج الفئران المصابة بمرض AD إلى حدوث تشوهات في النظام الجليمفاوي قبل ترسب Aβ9,10، مما يسلط الضوء على دوره في تصفية نفايات الدماغ عبر المسارات المجاورة للأوعية.

تُعد ديناميكيات السائل الدماغي النخاعي (CSF) والديناميكا الدموية الدماغية أمرًا بالغ الأهمية لفهم الشيخوخة والضعف الإدراكي. يحافظ السائل الدماغي النخاعي على التوازن الداخلي للجهاز العصبي المركزي، ويسهل التخلص من الفضلات، ويوفر حماية ميكانيكية. ويرتبط نمط تدفق الدم الدماغي بعوامل متنوعة، بما في ذلك مطاوعة أنسجة الدماغ، وسلامة الأوعية الدموية، والتغيرات في الضغط داخل الجمجمة11، وترسب بروتين tau القشري12,13. ويُعد تدفق الدم الدماغي، والنبض الشرياني، والحركة الوعائية مؤشرات رئيسية لصحة الأوعية الدموية الدماغية، خاصة لدى كبار السن والمصابين بمرض الزهايمر (AD)14. وترتبط ديناميكيات السائل الدماغي النخاعي غير الطبيعية باضطرابات عصبية مختلفة، بما في ذلك مرض الزهايمر واستسقاء الرأس طبيعي الضغط (NPH)15,16. وقد وجدت الدراسات الحديثة أن شدة مرض الزهايمر قد تكون مرتبطة بتغيرات في نفاذية الضفيرة المشيمية، مما يشير إلى أن اضطرابات دوران السائل الدماغي النخاعي تلعب دورًا في تطور مرض الزهايمر17.

لقد عززت تقنيات التصوير المتقدمة، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي لتدفق الدم رباعي الأبعاد (4D flow MRI) والتصوير بالرنين المغناطيسي السينمائي ثنائي الأبعاد بتباين الطور (2D cine phase-contrast (PC) MRI)، القدرة على تقييم هذه التغيرات الديناميكية بشكل كبير. حيث يقوم تصوير PC-MRI بقياس السرعة والاتجاه وكثافة الإشارة لتدفق الدم الشرياني والوريدي وتدفق السائل الدماغي الشوكي (CSF) داخل الجمجمة بشكل غير جراحي خلال دورة قلبية واحدة18. أما التصوير بالرنين المغناطيسي لتدفق الدم رباعي الأبعاد (4D flow MRI) فيقوم بالتقاط تدفق الدم ثلاثي الأبعاد بمرور الوقت، مما يتيح تقييماً شاملاً للديناميكا الدموية، بما في ذلك إجهاد قص الجدار وسرعة موجة النبض19. وقد أثبتت الأعمال التأسيسية السابقة باستخدام 2D cine PC-MRI قيمتها في قياس ديناميكيات تدفق السائل الدماغي الشوكي وتدفق الدم1,20,21,22. على سبيل المثال، تم ربط ارتفاع النبضات الشريانية الدماغية المقاسة بواسطة 2D PC MRI بالتلف في الأوعية الدموية الدقيقة والتدهور المعرفي لدى كبار السن23. ومؤخراً، قدمت الدراسات التي استخدمت التصوير بالرنين المغناطيسي لتدفق الدم رباعي الأبعاد رؤى بالغة الأهمية حول العلاقة بين ديناميكيات الأوعية الدموية الدماغية والضعف المعرفي، حيث أظهرت بعض الأبحاث أن تعزيز النبض الشرياني يرتبط بالتدهور المعرفي، لا سيما لدى المجموعات المصابة بمرض الزهايمر (AD) والضعف المعرفي الخفيف (MCI)24. وفي الوقت ذاته، توفر أحدث التطورات في تصوير PC-MRI في الوقت الفعلي منظوراً أكثر عمقاً لالتقاط ظواهر التدفق العابرة25.

تهدف هذه الدراسة إلى استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي المتباين الطور (PC-MRI) لقياس العلامات الهيدروديناميكية للسائل الدماغي الشوكي (CSF) في المسال الدماغي والمؤشرات الهيموديناميكية للأوعية الدموية الكبيرة في الرقبة، واستكشاف الفروق بين مجموعات مرض الزهايمر (AD)، والضعف المعرفي الخفيف (MCI)، والمجموعة الضابطة من الأصحاء (NC)، وربط هذه المعايير بالدرجات المعرفية. قد يؤدي دمج هذه الأنماط التصويرية إلى تعزيز القدرات التشخيصية وتوجيه استراتيجيات علاجية مستهدفة للاضطرابات العصبية15.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

المشاركون
تم استقطاب المشاركين من قسم أمراض الأعصاب في مستشفى مدينة نينغدي وجامعة نينغدي العادية في الفترة ما بين نوفمبر 2022 ونوفمبر 2023. وبناءً على معايير الاشتمال والاستبعاد، تم إدراج 35 مريضاً (16 مصاباً بمرض AD، و19 مصاباً بـ MCI) و25 شخصاً من كبار السن الأصحاء كمجموعة ضابطة (NC). تم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع المشاركين ومن عائلات أولئك الذين يعانون من ضعف إدراكي. أُجريت هذه الدراسة وفقاً لمبادئ إعلان هلسنكي. وقد منحت لجنة الأخلاقيات في مستشفى مدينة نينغدي الموافقة على الدراسة (رقم الموافقة: 20200901).

تمثلت معايير الاشتمال في أن يكون العمر بين 50 و 85 عاماً، والموافقة على الخضوع للتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) وتقديم موافقة مستنيرة، والقدرة على إكمال التصوير بمساعدة العائلة أو عبر جلسات متعددة إذا لزم الأمر. وشملت معايير الاستبعاد وجود أورام دماغية؛ أو أمراض القلب والأوعية الدموية الشديدة؛ أو تاريخ من الأمراض النفسية؛ أو إصابات دماغية رضحيّة سابقة؛ أو الاضطرابات العصبية الرئيسية مثل عدوى الجهاز العصبي المركزي، أو مرض باركنسون، أو مرض هانتينغتون، أو الصرع، أو التصلب المتعدد؛ أو الأمراض الجهازية الشديدة؛ أو وجود غرسات معدنية غير قابلة للإزالة؛ أو ضعف حسي شديد يمنع التقييم المعرفي؛ أو وجود شوائب في الصور؛ أو استخدام اليد اليسرى.

تم تحديد تشخيصات مرض ألزهايمر (AD)، والضعف المعرفي الخفيف (MCI)، والإدراك الطبيعي (NC) من قبل اثنين من أطباء الأعصاب باستخدام معايير المعهد الوطني للشيخوخة وجمعية ألزهايمر (NIA-AA). تطلب تشخيص مرض ألزهايمر المرجح تدهوراً معرفياً ووظيفياً تدريجياً؛ بينما تطلب الضعف المعرفي الخفيف وجود ضعف معرفي موضوعي مع الحفاظ على الوظائف اليومية؛ أما الإدراك الطبيعي فاشترط عدم وجود أي تشوهات معرفية أو عصبية. تم التوصل إلى تشخيص توافقي لجميع المشاركين. لم يتوفر تأكيد المؤشرات الحيوية بشكل موحد، وهو ما يشكل أحد محددات الدراسة. جميع الأدوات والمواد المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

البيانات السريرية
تم جمع البيانات الديموغرافية والسريرية، بما في ذلك العمر، والجنس، والمستوى التعليمي، والتاريخ الطبي (فرط ضغط الدم، وداء السكري، وفرط شحميات الدم)، ونتائج الفحص البدني. كما تم تقييم الوظيفة الإدراكية باستخدام فحص الحالة العقلية المصغر (MMSE) وتقييم مونتريال المعرفي (MoCA).

اكتساب الصور
أُجري التصوير باستخدام ماسح MRI بقوة 3.0T مع استخدام ملف مخصص للرأس والرقبة. تضمن بروتوكول التصوير التصوير الموزون بالزمن T2 مع استعادة الانعكاس الموهن للسوائل (T2-FLAIR)، والتصوير الموزون بالانتشار (DWI)، والتصوير الموزون بالزمن T1 في المقطع السهمي، وتصوير MRI بتباين الطور (والذي شمل تسلسلات Cine ثنائية الأبعاد بتباين الطور وتدفق رباعي الأبعاد 4D flow). تم وضع جميع المشاركين في وضعية الاستلقاء على الظهر، مع دخول الرأس أولاً، مع تثبيت الرأس باستخدام وسادات رغوية واستخدام واقيات الأذن لتقليل تداخلات الحركة.

التصوير بالرنين المغناطيسي ثنائي الأبعاد بتباين الطور السينمائي
تم الحصول على تسلسل تباين الطور السينمائي ثنائي الأبعاد (Fast PC Cine Slice) بشكل عمودي على منتصف القناة الدماغية، كما تم تحديده في صور الموضِع المرجعية الموزونة بالزمن T1 في المقطع السهمي. كانت معاملات التصوير كما يلي: مجال الرؤية، 24 × 24 cm؛ سمك الشريحة، 5.0 mm؛ زمن التكرار/زمن الصدى، 20.2/6.1 ms؛ المصفوفة، 288 × 256؛ حجم البكسل، 0.83 × 0.94 mm؛ عرض النطاق الترددي، 31.25 kHz؛ عدد الاستثارات، 1.0؛ زاوية الانحراف، 20°; سرعة الترميز، 12 cm/s؛ وبوابة محيطية؛ و20–30 طوراً لكل دورة قلبية. تم اختيار سرعة الترميز لالتقاط تدفق السائل الدماغي النخاعي في القناة الدماغية بشكل كافٍ دون حدوث تداخل في الصور (aliasing). تراوحت مدة الاستحواذ من 1 إلى 3 min، اعتماداً على معدل ضربات قلب المشارك.

التصوير بالرنين المغناطيسي لتدفق الدم رباعي الأبعاد
تم إجراء تسلسل تدفق رباعي الأبعاد (Sag 4D Flow) لتغطية منطقة الشريان السباتي العنقي. وكانت معلمات التصوير كما يلي: مجال الرؤية، 24 × 24 cm؛ سمك الشريحة، 1.0 mm؛ التباعد بين الشرائح، 2.0 mm؛ من 40 إلى 50 شريحة؛ زمن التكرار/زمن الصدى، 6.6/2.8 ms؛ المصفوفة، 180 × 180؛ حجم البكسل، 1.33 × 1.33 mm؛ عرض النطاق الترددي، 62.50 kHz؛ عدد الاستثارات، 1.0؛ زاوية الانحراف، 15°؛ سرعة الترميز، 50 cm/s؛ ومن 20 إلى 30 طوراً لكل دورة قلبية. وقد تم اختيار سرعة ترميز تبلغ 50 cm/s لالتقاط تدفق الشريان السباتي بشكل كافٍ مع تقليل التداخل (aliasing). وتراوحت مدة الاستحواذ من 1 إلى 3 دقائق، اعتماداً على معدل ضربات القلب. تم تحليل جميع الصور باستخدام برنامج معالجة لاحقة متخصص (جدول المواد).

معالجة الصور وتحليلها
تحليل المعايير المتعلقة بالسائل الدماغي الشوكي
تم تحليل صور مقدار وطور التباين في السرعة (PC) السينمائية ثنائية الأبعاد باستخدام برنامج متخصص لمعالجة البيانات لاحقاً (Figure 1A–D). قام طبيبان من أخصائيي الأشعة (يتمتع كل منهما بخبرة ثلاث سنوات في التصوير العصبي) بتحديد مناطق الاهتمام (ROIs) بشكل مستقل على طول الحافة الخارجية للمسال الدماغي عند أقصى مساحة لمقطعه العرضي، والتي تم تحديدها من خلال صورة التحديد الموضعية الموزونة T1 في المقطع السهمي وتم تأكيدها في صورة المقدار. قام كل أخصائي أشعة بتحديد منطقة الاهتمام مرتين، بفاصل زمني لا يقل عن أسبوعين بين الجلستين. تم إجراء تصحيح طور الخلفية باستخدام خوارزمية تصحيح الأنسجة الثابتة المدمجة في البرنامج، والتي تطرح متوسط طور منطقة نسيجية ثابتة (وضعت في مادة الدماغ المتوسط المجاورة للمسال) من صور الطور المشفرة للسرعة لتقليل تأثيرات التيارات الدوامية وحدود Maxwell. تم استخراج المعايير التالية لكل مشارك: أقصى سرعة انقباضية (ذروة السرعة الانقباضية، PSV)، وأقصى سرعة انبساطية (ذروة السرعة الانبساطية، PDV)، وصافي حجم الضربة، ومنحنيات التدفق. كما تم تسجيل مساحة المقطع العرضي للمسال الدماغي (Figure 2). تم تقييم الموثوقية بين المقيمين والموثوقية داخل المقيم الواحد باستخدام معاملات الارتباط داخل الفئة (ICC) ذات التأثيرات العشوائية ثنائية الاتجاه للاتفاق المطلق؛ وقد تجاوزت القيمة 0.90 لجميع المعايير.

مقارنة لمسح الرنين المغناطيسي للدماغ؛ عرض سهمي ومحوري، تحليل التصوير العصبي.
الشكل 1: الحصول على صور تدفق السائل الدماغي الشوكي ومعالجتها. (A) صورة تحديد موقع موزونة T1 في المقطع السهمي توضح وضع شريحة تباين الطور السينمائية ثنائية الأبعاد، حيث تم ضبطها بشكل عمودي على منتصف القناة الدماغية (الخط المتقطع). (B) صورة المقدار للتسلسل السينمائي ثنائي الأبعاد توضح البنية التشريحية للقناة الدماغية. (C) صورة الطور للتسلسل السينمائي ثنائي الأبعاد توضح كثافة إشارة تدفق CSF. الاختصارات: CA = القناة الدماغية؛ CSF = السائل الدماغي الشوكي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

رسم بياني للسرعة مقابل الزمن؛ توضح نقاط البيانات تحليل الحركة؛ تحليل بيانات الفيزياء.
الشكل 2: منحنى نموذجي لسرعة تدفق السائل الدماغي الشوكي. منحنى الزمن مقابل سرعة التدفق الذي يوضح نمط تدفق CSF ثنائي الطور وشبه جيبي خلال دورة قلبية واحدة. يوضح المنحنى التغيرات في السرعة أثناء الانقباض والانبساط. الاختصارات: CSF = السائل الدماغي الشوكي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحليل المعاملات المتعلقة بتدفق الشريان السباتي الداخلي
تم إعادة بناء بيانات التدفق رباعي الأبعاد وتحليلها باستخدام وحدة 4D Flow في برنامج متخصص لمعالجة البيانات اللاحقة. تم تطبيق تصحيح إزاحة الطور باستخدام ملاءمة متعددة الحدود من الدرجة الأولى لمناطق الأنسجة الساكنة. تم عزل الشريان السباتي الداخلي الأيسر (LICA) باستخدام أداة تقسيم شبه أوتوماتيكية تعتمد على العتبة مع تحسين يدوي، مما أنتج حجماً تصويرياً وعائياً ثلاثي الأبعاد. تم حساب الخط المركزي للوعاء الدموي تلقائياً، ووضعت ثلاث مستويات مقطعية عمودية على الخط المركزي عند القطعة C1 (على بُعد 2-3 cm تقريباً فوق تفرع الشريان السباتي) بمسافة فاصلة قدرها 5-mm بين المستويات المتجاورة. تم اختيار الشريان السباتي الداخلي الأيسر للتحليل بناءً على مساره التشريحي وخصائص تدفقه المتسقة؛ ولم يتم تقييم الشريان السباتي الداخلي الأيمن لتقليل مدة الفحص وعبء المشاركين. وبينما تم اعتماد نهج أحادي الجانب لضمان الجدوى في هذه الدراسة الاستكشافية، فإن التقييم ثنائي الجانب مطلوب في الأبحاث المستقبلية. وبالنسبة لكل مستوى، تم تحديد محيط تجويف الوعاء الدموي باستخدام خوارزمية شبه أوتوماتيكية لكشف الحواف مع تعديل يدوي في كل إطار زمني قلبي (حوالي 20 إطاراً لكل دورة) (الشكل 3A–D).

من خلال مخططات الكنتور للّمعة ذات الدقة الزمنية، تم حساب المعاملات التالية: السرعة القصوى للتدفق، وحجم التدفق في كل دورة قلبية، ومتوسط إجهاد القص الجداري (WSS). وقد تم اشتقاق إجهاد القص الجداري باستخدام الصيغة التالية:

WSS = μ × (∂v/∂r)|_wall (1)

حيث µ = 0.004 Pa·s هي لزوجة الدم المفترضة، و ∂v/∂r هو تدرج السرعة العمودي على جدار الوعاء، والذي تم الحصول عليه من خلال ملاءمة ملف مكافئ لبيانات السرعة القريبة من الجدار عند كل موضع محيطي وحساب المتوسط عبر محيط التجويف. تم إنشاء خرائط سرعة التدفق، والمتجه، وإجهاد القص الجداري (WSS)، ورسم منحنيات التدفق والزمن وإجهاد القص الجداري والزمن. تم حساب متوسط القيم من المستويات الثلاثة للحصول على قيمة تمثيلية واحدة لكل مشارك. قام طبيبان متخصصان في الأشعة بجميع عمليات معالجة الصور بشكل مستقل، واستُخدم متوسط قياساتهما للتحليل الإحصائي (الشكل 4).

تحليل التدفق الوعائي؛ المخططات (أ-هـ): سرعة تدفق الدم، مقاطع التصوير بالرنين المغناطيسي؛ نتائج دراسة الديناميكا الدموية.
الشكل ٣إعادة البناء ثلاثي الأبعاد والتحليل الهيموديناميكي للشريان السباتي الداخلي الأيسر. (A) إعادة بناء ثلاثية الأبعاد بالحجم للشران carotid الأيسر بعد تقسيم الأوعية الدموية. (B) تحديد موضع مستويات التحليل المقطعي الثلاثة (Flow 1–3) على طول القطعة C1. (كربون) خرائط سرعة التدفق. (د(مخططات متجهة توضح اتجاه التدفق.)هـخرائط إجهاد القص الجداري. الاختصارات: LICA = الشريان السباتي الداخلي الأيسر؛ WSS = إجهاد القص الجداري. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

رسم بياني للتدفق وإجهاد القص الجداري المحوري؛ تحليل مقارن لبيانات ديناميكيات السوائل في الأنظمة البيولوجية.
الشكل 4: منحنيات ما بعد المعالجة للشريان السباتي الداخلي الأيسر. منحنيات الزمن والتدفق (اللوحة اليسرى) ومنحنيات الزمن وإجهاد القص الجداري (اللوحة اليمنى) عبر دورة قلبية واحدة. تمثل الألوان المختلفة مستويات أخذ العينات الثلاثة (الأحمر، الأصفر، الأخضر). الاختصارات: LICA = الشريان السباتي الداخلي الأيسر؛ WSS = إجهاد القص الجداري. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

التحليل الإحصائي
تم تحليل البيانات باستخدام برمجيات إحصائية قياسية (جدول المواد). تم التعبير عن المتغيرات ذات التوزيع الطبيعي، والتي تم تقييمها بواسطة اختبار Shapiro–Wilk، في صورة المتوسط الحسابي ± الانحراف المعياري (SD) ومقارنتها باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه (one-way ANOVA). أما المتغيرات غير الموزعة طبيعياً فقد تم التعبير عنها في صورة الوسيط (IQR) ومقارنتها باختبار Kruskal–Wallis. كما تمت مقارنة المتغيرات الفئوية باستخدام اختبار مربع كاي (chi-square test). واستُخدم تحليل التباين المصاحب (ANCOVA) مع اعتبار العمر والتعليم كمتغيرات مصاحبة للمقارنات بين المجموعات، مع تطبيق تصحيح Bonferroni للمقارنات المتعددة. وقُيمت العلاقات بين مقاييس التصوير والمقاييس المعرفية باستخدام ارتباط Spearman والانحدار الخطي المتعدد، مع الضبط لعوامل الخطر الوعائية (ارتفاع ضغط الدم، السكري، وفرط شحميات الدم). كما أُجري تحليل خصائص تشغيل المستقبل (ROC) لتقييم الأداء التشخيصي لكل معلمة من معالم التصوير، حيث تم حساب المساحة تحت المنحنى (AUC)، والحساسية، والنوعية. أُجريت تحليلات ROC دون ضبط للمتغيرات المصاحبة لتقييم الأداء التمييزي الجوهري لكل معلمة. ومع ذلك، ونظراً للاختلافات الملحوظة بين المجموعات في العمر والتعليم، فإن التحليلات التكميلية التي ضبطت هذه المتغيرات المصاحبة قد أعطت نتائج متسقة. واعتُبرت القيمة الاحتمالية p < 0.05 ذات دلالة إحصائية (اختبار ذو ذيلين). تتوفر قائمة كاملة بالمواد والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد>.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

المعلومات السريرية المرجعية والدرجات المعرفية
شملت المجموعة 16 مشاركاً مصاباً بمرض AD، و19 مصاباً بـ MCI، و25 مشاركاً من NC. كانت المجموعات متكافئة من حيث الجنس، والوزن، والطول، ومؤشر كتلة الجسم BMI، وعوامل خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية، ومعدل ضربات القلب (p > 0.05)، ولكنها اختلفت في العمر (p = 0.026) وسنوات التعليم (p = 0.033) (الجدول 1). وكما كان متوقعاً، اختلفت الدرجات الكلية والفرعية لـ MMSE و MoCA بشكل ملحوظ بين المجموعات (جميع قيم p...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

من خلال دمج تصوير الرنين المغناطيسي بالتباين الطوري ثنائي الأبعاد (2D cine PC-MRI) وتصوير الرنين المغناطيسي للتدفق رباعي الأبعاد (4D flow MRI)، قامت هذه الدراسة بتقييم التغيرات في ديناميكيات السائل الدماغي النخاعي والديناميكا الدموية للأوعية الدموية الرقبية الكبيرة عبر طيف مرض ألزهايمر (AD)، بالإضافة إلى التفاعل بينهما. ويمكن تلخيص النتائج الرئيسية فيما يلي: (1) انخفضت سرعات تدفق السائل الدماغي النخاعي في ذروة الانقباض والانبساط في المسال الدماغي بشكل ملحوظ لدى المرضى الذين يعانون من مرض ألزهايمر والضعف المعرفي الخفيف (M...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين أي مصالح مالية أو غير مالية ذات صلة للإفصاح عنها.

شكر وتقدير

يتم توجيه الشكر لجميع المشاركين والأوصياء القانونيين لمشاركتهم في هذه الدراسة، وإلى فنيي الأشعة في مستشفى مدينة نينغ دي للدعم الفني. تم دعم هذا العمل من خلال مشروع البحث الخاص بالتطوير المتكامل في كلية الطب بجامعة نينغ دي العادية [أرقام المنح 2024ZX70] ومشروع فوجيان للتكنولوجيا الصحية، الصين [أرقام المنح 2022CXA060].

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
ملف رأس وعنق ذو 28 قناةGE Healthcare, Waukesha, WI, USAجزء من نظام GE SIGNA Architect؛ https://www.gehealthcare.comملف مصفوفة طوري مخصص للاستقبال فقط لتصوير الرأس والعنق معاً؛ يُستخدم لاستقبال الإشارة في جميع تسلسلات MRI.
تسلسل MRI بتباين الطور سينمائي ثنائي الأبعاد (Fast PC Cine Slice)GE Healthcare, Waukesha, WI, USAجزء من حزمة برمجيات GE SIGNA Architectتسلسل تباين طوري ثنائي الأبعاد ببوابة زمنية استرجاعية؛ يُستخدم لقياس سرعة تدفق CSF وحجم الضربة في القناة الدماغية. المعايير: Venc 12 cm/s، و20–30 طوراً/دورة قلبية، ويتم التصوير بشكل عمودي على القناة.
تسلسل MRI للتدفق رباعي الأبعاد (Sag 4D Flow)GE Healthcare, Waukesha, WI, USAجزء من حزمة برمجيات GE SIGNA Architectتسلسل تباين طوري ثلاثي الأبعاد محدد زمنياً؛ يُستخدم لالتقاط بيانات ديناميكا الدم المحددة مكانياً في الشرايين السباتية العنقية. المعايير: Venc 50 cm/s، و20–30 طوراً/دورة قلبية، و40–50 مقطعاً.
محطة عمل CVI42 للمعالجة اللاحقة (الإصدار 5.14)Circle Cardiovascular Imaging, Calgary, Canadahttps://www.circlecvi.com/cvi42/برنامج مخصص لتحليل القلب والأوعية الدموية والتدفق؛ يُستخدم لتقسيم الأوعية، وتحديد منطقة الاهتمام ROI، وقياس التدفق (CSF والدم)، وحساب إجهاد القص الجداري. الإصدار 5.14.
جهاز مسح MRI من طراز GE SIGNA Architect 3.0TGE Healthcare, Waukesha, WI, USAhttps://www.gehealthcare.com/products/magnetic-resonance-imaging/signa-architectنظام MRI فائق التوصيل بقدرة 3.0T للجسم بالكامل، مجهز بملف تربيعي للرأس والعنق ذو 28 قناة؛ يُستخدم لجميع عمليات التصوير الهيكلي، والـ 2D cine PC، والتدفق رباعي الأبعاد (4D flow).
برنامج IBM SPSS Statistics (الإصدار 25)IBM Corp., Armonk, NY, USASCR_002865; https://www.ibm.com/products/spss-statisticsبرنامج للتحليل الإحصائي؛ يُستخدم لجميع الإحصاءات الوصفية، ومقارنات المجموعات، والارتباطات، وتحليلات الانحدار، وتحليل منحنى ROC. الإصدار 25.

المراجع

  1. Graff-Radford J, et al. New insights into atypical Alzheimer's disease in the era of biomarkers. The Lancet Neurology. 2021;20(3):222-34.
  2. Zhang XW, Zhu XX, Tang DS, Lu JH. Targeting autophagy in Alzheimer’s disease: Animal models and mechanisms. Zoological Research. 2023;44(6):1132-45.
  3. Muroni A, et al. Point prevalence of epilepsy in dementia: A "real-world" estimate. Epileptic Disorders. 2024.
  4. Shokri-Kojori E, et al. β-Amyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018;115(17):4483-8.
  5. Chandra A., et al. Aquaporin-4 polymorphisms predict amyloid burden and clinical outcome in the Alzheimer's disease spectrum. Neurobiology of Aging. 2021;97:1-9.
  6. Iliff JJ, et al. A Paravascular Pathway Facilitates CSF Flow Through the Brain Parenchyma and the Clearance of Interstitial Solutes, Including Amyloid β. Science Translational Medicine. 2012;4(147).
  7. Wu C, et al. Continuous Theta-Burst Stimulation Promotes Paravascular CSF-Interstitial Fluid Exchange through Regulation of Aquaporin-4 Polarization in APP/PS1 Mice. Mediators of Inflammation. 2022;2022:1-12.
  8. Buchhave P. Cerebrospinal Fluid Levels of β-Amyloid 1-42, but Not of Tau, Are Fully Changed Already 5 to 10 Years Before the Onset of Alzheimer Dementia. Archives of General Psychiatry. 2012;69(1).
  9. Peng W, et al. Suppression of glymphatic fluid transport in a mouse model of Alzheimer's disease. Neurobiology of Disease. 2016;93:215-25.
  10. Ben-Nejma IRH, et al. Altered dynamics of glymphatic flow in a mature-onset Tet-off APP mouse model of amyloidosis. Alzheimer's Research & Therapy. 2023;15(1):23.
  11. Algin O, Hakyemez B, Parlak M. The Efficiency of PC-MRI in Diagnosis of Normal Pressure Hydrocephalus and Prediction of Shunt Response. Academic Radiology. 2010;17(2):181-7.
  12. Cavallin L, et al. Voxel-based correlation between coregistered single-photon emission computed tomography and dynamic susceptibility contrast magnetic resonance imaging in subjects with suspected Alzheimer's disease. Acta Radiologica. 2008;49(10):1154-61.
  13. Eskildsen SF, et al. Increased cortical capillary transit time heterogeneity in Alzheimer's disease: a DSC-MRI perfusion study. Neurobiology of Aging. 2017;50:107-18.
  14. Rivera-Rivera LA, et al. Changes in intracranial venous blood flow and pulsatility in Alzheimer’s disease: A 4D flow MRI study. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2016;37(6):2149-58.
  15. Korbecki A, et al. Imaging of cerebrospinal fluid flow: fundamentals, techniques, and clinical applications of phase-contrast magnetic resonance imaging. Polish Journal of Radiology. 2019;84:240-50.
  16. Vikner T, et al. CSF dynamics throughout the ventricular system using 4D flow MRI: associations to arterial pulsatility, ventricular volumes, and age. Fluids and Barriers of the CNS. 2024;21(1).
  17. Duck CJ, et al. Choroid Plexus Volume and Permeability at Brain MRI within the Alzheimer's Disease Clinical Spectrum. Radiology. 2022;304(3):212400.
  18. Tucker O, Samuel M, Bruce G, Scott F. Noninvasive Calculation of Cerebrospinal Fluid Production Using Phase-Contrast Magnetic Resonance Imaging: First Implementation in Augusta, Georgia. Cureus. 2023;15(5):e39686.
  19. Zhuang B, Sirajuddin A, Zhao S, Lu M. The role of 4D flow MRI for clinical applications in cardiovascular disease: current status and future perspectives. Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 2021;11(9):4193-210.
  20. Bradley WG, et al. Normal-pressure hydrocephalus: evaluation with cerebrospinal fluid flow measurements at MR imaging. Radiology. 1996;198(2):523-9.
  21. Bateman GA. Pulse-wave encephalopathy: a comparative study of the hydrodynamics of leukoaraiosis and normal-pressure hydrocephalus. Neuroradiology. 2002;44(9):740-8.
  22. El Sankari S, et al. Cerebrospinal fluid and blood flow in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: a differential diagnosis from idiopathic normal pressure hydrocephalus. Fluids and Barriers of the CNS. 2011;8(1):1-12.
  23. Pahlavian SH, et al. Cerebroarterial pulsatility and resistivity indices are associated with cognitive impairment and white matter hyperintensity in elderly subjects: A phase-contrast MRI study. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2020;41(3):670-83.
  24. Rivera-Rivera LA, et al. Assessment of vascular stiffness in the internal carotid artery proximal to the carotid canal in Alzheimer’s disease using pulse wave velocity from low rank reconstructed 4D flow MRI. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2020;41(2):298-311.
  25. Karki P, et al. Real-time phase-contrast MRI to monitor cervical blood flow and CSF flow: a feasibility study. Magnetic Resonance in Medicine. 2022;87(2):966-77.
  26. Lee J, et al. The impact of breathing patterns on CSF flow and global brain BOLD signal while awake: A study using real-time phase-contrast MRI and fast rsfMRI. Alzheimer's & Dementia. 2023;19(S19).
  27. Lotz J, et al. In vitro validation of phase-contrast flow measurements at 3 T in comparison to 1.5 T: Precision, accuracy, and signal-to-noise ratios. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2005;21(5):604-10.
  28. Pan L, et al. Validating the accuracy of real-time phase-contrast MRI and quantifying the effects of free breathing on cerebrospinal fluid dynamics. Fluids and Barriers of the CNS. 2024;21(1):25.
  29. Greitz D, et al. Pulsatile brain movement and associated hydrodynamics studied by magnetic resonance phase imaging. Neuroradiology. 1993;35(5):350-5.
  30. Virhammar J, Laurell K, Cesarini KG, Larsson EM. Aqueductal CSF Stroke Volume Is Increased in Patients with Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus and Decreases after Shunt Surgery. AJNR Am J Neuroradiol. 2019;40(3):453-9.
  31. Balédent O, et al. Relationship Between Cerebrospinal Fluid and Blood Dynamics in Healthy Volunteers and Patients with Communicating Hydrocephalus. Investigative Radiology. 2004;39(1):45-55.
  32. Jennifer H, Asha S, Stephen L, Sumit P. Systematic Approach to Pediatric Macrocephaly. Radiographics. 2023;43(5):e220159.
  33. Takase H, et al. Transcriptomic Profiling Reveals Neuroinflammation in the Corpus Callosum of a Transgenic Mouse Model of Alzheimer's Disease. Journal of Alzheimer's Disease. 2024.
  34. Yamamoto R, et al. Effects of hippocampal atrophy and white matter lesions on cognitive function in Alzheimer’s disease. Alzheimer's & Dementia. 2023;19(S17).
  35. Yaqing L, Jiaxin Z, Tian L, Junjian Z. White Matter and Alzheimer's Disease: A Bidirectional Mendelian Randomization Study. Neurology and Therapy. 2022;11(2):881-92.
  36. Fang X, et al. Amyloid beta accumulation in TgF344-AD rats is associated with reduced cerebral capillary endothelial Kir2.1 expression and neurovascular uncoupling. GeroScience. 2023;45(5):2909-26.
  37. Pyne J, et al. Total and posterior cerebral blood flow is associated with white matter hyperintensity volume and Alzheimer ’s-like patterns of brain atrophy in older adults. Alzheimer's & Dementia. 2023;19(S17).
  38. Axel M, et al. Undetectable gadolinium brain retention in individuals with an age-dependent blood-brain barrier breakdown in the hippocampus and mild cognitive impairment. Alzheimer's & Dementia. 2019;15(12):1568-75.
  39. Sofia M, et al. Effects of Interventions on Cerebral Perfusion in the Alzheimer's Disease Spectrum: A Systematic Review. Aging Research Reviews. 2022;79:101661.
  40. Costantino I. The overlap between neurodegenerative and vascular factors in the pathogenesis of dementia. Acta Neuropathologica. 2010;120(3):287-96.
  41. Xie L, et al. Higher intracranial arterial pulsatility is associated with presumed imaging markers of the glymphatic system: An explorative study. NeuroImage. 2024;288.
  42. Erdélyi-Bótor S, et al. Serum L-arginine and dimethylarginine levels in migraine patients with brain white matter lesions. Cephalalgia. 2016;37(6):571-80.
  43. Odano I, et al. Diagnostic approach with Z-score mapping to reduce artifacts caused by cerebral atrophy in regional CBF assessment of mild cognitive impairment (MCI) and Alzheimer's disease by [99mTc]-ECD and SPECT. Japanese Journal of Radiology. 2024.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

الجهاز الجليمفاويالتصوير بالرنين المغناطيسي بتباين الطورالتصوير بالرنين المغناطيسي بتدفق رباعي الأبعادتدفق السائل الدماغي النخاعيالاختلال الوظيفي الوعائيأميلويد بيتاالمساحات حول الوعائيةإطار عمل المؤشرات الحيوية
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.