بروتوكول تصوير بالرنين المغناطيسي لتقدير الوقت بداية السكتة الدماغية الاسكيمية الدماغي الدائمة

يوفر التصوير بالرنين المغناطيسي أداة حساسة ومحددة للكشف عن السكتة الدماغية الإقفارية الحادة من خلال تحديد معامل الانتشار الظاهري لأنسجة المخ المسمى ADC. في نموذج الفئران للسكتة الدماغية الإقفارية ، زادت الاختلافات في نصف الكرة الأرضية في أوقات الاسترخاء الكمية T1 و T2 داخل الآفة الإقفارية بمرور الوقت من بداية السكتة الدماغية. يتم وصف التبعية الزمنية لهذه الاختلافات بشكل إرشادي بواسطة دالة خطية ، وبالتالي فهي توفر تقديرات بسيطة لوقت بداية السكتة الدماغية.

تزداد أحجام الأنسجة ذات أوقات الاسترخاء المرتفعة T1 و T2 داخل الآفة الإقفارية خطيا ، مما يوفر طريقة مجانية لتوقيت السكتة الدماغية. هنا ، نقدم روتينا حاسوبيا شبه آلي يستخدم ADC لتحديد أنسجة السكتة الدماغية الإقفارية الحادة في المرحلة شديدة الحدة من نقص التروية البؤري الدائم. تستخدم أوقات الاسترخاء المرتفعة التي تم تحديدها أيضا داخل أنسجة السكتة الدماغية الإقفارية لتحديد وقت ظهور السكتة الدماغية.

تم استخدام ذكور فئران الويستار التي تزن 300 إلى 400 جرام وأعطيت انسداد دائم للشريان الدماغي الأوسط للحث على السكتة الدماغية الإقفارية البؤرية. طوال مدة العملية وتجارب التصوير بالرنين المغناطيسي ، يتم تخدير الفئران بالأيزوفلوران من خلال قناع الوجه. بعد إجراء شق في الرقبة ، تتعرض القصبة الهوائية وتفصل العضلات عن القصبة الهوائية.

يتم توسيع الجرح لتمهيد الطريق إلى الشريان السباتي المشترك أو CCA. يتعرض CCA مع تجنب حزمة العصب المجاورة له. يتم استخدام خطاف صغير للقبض على CCA وفضح الشريان السباتي الخارجي ، ECA ، والشريان السباتي الداخلي ، ICA.

يتم حظر دوران CCA بخيط جراحي. يتم خياطة ECA. يتم فصل الجسم السباتي عن ICA ويتم تحديد موقع تشعب ICA للتأكد من أنه عند إدخال الخيط المسدود ، فإنه يصل إلى الشريان الدماغي الأوسط الأيسر ويسده.

يتم إدخال خياطة فضفاضة حول ICA. في ICA ، يتم إدخال مقطع بحيث يتم وضعه أعمق من الخياطة. يتم الاحتفاظ ب ECA بالقرب من العقدة المزدوجة المربوطة حول الشريان السباتي الخارجي.

يتم حرق الجزء الزائد من ECA لمنع النزيف من ECA. يتم إدخال خيط الانسداد في ECA ويتم محاذاة ICA مع ECA. ثم يتم تقدم الخيط إلى المقطع.

ثم يتم شد الخيط السائب بحيث لا يزال بإمكان الخيط الانزلاق داخل ECA. ثم تتم إزالة المشبك ويتم تقديم خيط الانسداد حتى يتم إدخال سنتيمترين تقريبا. تتم إضافة عقدة أخرى بحيث تصبح العقدة السائبة عقدة مزدوجة.

يتم ربط الغرز وإزالة المخادات. ثم يتم إغلاق الجرح. مباشرة بعد الانسداد ، يتم تأمين الجرذ في مهد في وسط شريط المغناطيس 9.4 تسلا باستخدام براعم الأذن وكتلة العض.

أثناء التصوير ، يتم الحفاظ على مستويات الأيزوفلوران عند حوالي 2٪ ويتم الحفاظ على درجة الحرارة بالقرب من 37 درجة مئوية باستخدام وسادة تسخين المياه الموضوعة تحت جذع الفئران. أثناء التصوير ، يتم مراقبة معدل التنفس ودرجة حرارة المستقيم. يتم الحصول على بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي لمدة تصل إلى خمس ساعات بعد الانسداد وعلى فترات كل ساعة ، يتم الحصول على 12 شريحة محورية تم أخذ عينات متطابقة من أثر موتر الانتشار و CPMG T2 و Flash T1.

يتم سرد تفاصيل معلمات التسلسل في المخطوطة. في نهاية التجربة ، يتم التضحية بالفئران ويتم إجراء تلطيخ ثلاثي الفينيل تيترازوليوم كلوريد أو TTC لتأكيد وجود نقص التروية في أدمغة الفئران. وترد تفاصيل تلطيخ TTC في المخطوطة.

بعد الحصول على بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي ، سعينا بعد ذلك إلى تطوير طريقة شبه آلية للكشف عن الأنسجة الإقفارية وتوصيف توقيعها الاسترخاءي. تم تصميم استرخاء T2 على أنه اضمحلال أسي أحادي. تم تركيب خرائط T2 عن طريق أخذ الخوارزمية الطبيعية على طول بعد وقت الصدى وتركيب دالة خطية في كل فوكسل.

تم تصميم استرخاء T1 على أنه عودة أسية أحادية إلى مغنطة التوازن وتم تركيبها باستخدام طريقة الطباشير الثنائي. تم حساب خرائط ADC بافتراض الفقد الأسي الأحادي للإشارة فيما يتعلق بالقيمة B. مع وجود جميع الصور الكمية في مكانها الصحيح ، يمكن تحديد الأنسجة الإقفارية باستخدام خرائط ADC المتبادلة.

كانت هذه الخرائط عتبة بحيث تم تصنيف الأنسجة على أنها إقفارية إذا تجاوز ADC المتبادل انحرافا مطلقا متوسطا واحدا فوق متوسط ADC المتبادل للأنسجة غير الإقفارية. يمكن تنفيذ هذه العملية تلقائيا وموضوعية. مع ترسيم الأنسجة الإقفارية ، تم حساب توزيع T1 و T2 في كل حجم من مجلد الاهتمام.

للحصول على توزيع T1 و T2 في نصف الكرة المقابل ، انعكس حجم الاهتمام بالأنسجة الإقفارية. في هذا المثال ، يمكن رؤية توزيعات T1 و T2 تتحول إلى اليمين مع مرور الوقت بعد الظهور. لوصف التغييرات في توزيعات T1 و T2 مع مرور الوقت ، نستخدم معلمتين مختلفتين.

يتم تعريف المعلمة f كما هو موضح. يوفر هذا معلمة إرشادية لجزء الفوكسل في الآفة الإقفارية التي لها قيم T1 أو T2 عالية أو منخفضة بشكل غير عادي. من الضروري أن يتم تصنيف الفوكسل في خريطة T1 أو T2 على أنها ذات قيمة عالية أو منخفضة أو عادية.

تعريف قيمة T1 أو T2 العالية في الآفة الإقفارية على أنها قيمة تتجاوز 1/2 كحد أقصى فوق متوسط T1 أو T2 من الحجم غير الإقفاري المعني. F1 هو جزء من الفوكسل الإقفاري مع قيم T1 عالية ، F2 جزء من voxels ذات قيم T2 عالية. ثانيا ، يتم حساب حجم التداخل داخل مناطق ADC التي تم تحديد الأنسجة الإقفارية مع كل من T1 المرتفع و T2 المرتفع ، ويتم تطبيعها بواسطة الحجم الكلي للدماغ.

حساب F1 و F2 وحجم التداخل لجميع الفئران في جميع أوقات القياس. ثم تم استخدامها بشكل منفصل لحساب وقت ظهور نقص التروية عن طريق تركيب نموذج خطي. من خلال القيام بذلك ، يمكن حساب عدم اليقين في أوقات البدء.

تم تحديد معلمات أوجه عدم اليقين هذه من خلال خطأ جذر متوسط المربع للملاءمة الخطية. في آفة السكتة الدماغية الإيجابية للانتشار ، زادت جميع المعلمات خطيا بمرور الوقت. ووفقا لأشرطة الخطأ الجذر متوسط التربيع، يوفر بروتوكولنا تقديرات وقت بداية السكتة الدماغية بدقة نصف ساعة.

من الاتجاه العام أن بيانات T2 تتفوق على T1 ويتم الحصول على أفضل دقة لتحديد وقت البداية من حجم T1 و T2 المرتفعين المتداخلين. المناطق ذات T1 و T2 غير الطبيعية منتشرة بشكل غير متجانس داخل الآفة الإقفارية ، على الأرجح بسبب الحساسيات المختلفة لمعلمات التصوير بالرنين المغناطيسي الكمية هذه للتغيرات الفيزيولوجية المرضية التي يسببها نقص التروية. يشير هذا إلى أن معلمات التصوير بالرنين المغناطيسي الكمية قد تكون مفيدة أيضا لحالة الأنسجة. هنا ، قدمنا بروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي الذي يتيح تقدير وقت ظهور السكتة الدماغية بدقة كبيرة ، ومن خلال القيام بذلك يكون مفيدا بحالة أنسجة المخ أثناء نقص التروية الدائم.

تتمثل فائدة تحديد أوقات الاسترخاء لتقدير وقت بداية السكتة الدماغية في أنها غير حساسة للاختلافات المتأصلة الناجمة عن عوامل فنية مثل عدم تجانس المجال المغناطيسي وكثافة البروتونات بما في ذلك تباين المجال المغناطيسي المتوقع داخل الآفة الإقفارية. يجب أن ندرك أن البروتوكول الحالي ينطبق فقط على نقص التروية الدائم وأن معلمات الحصول على بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الواردة في الورقة خاصة بماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 9.4 Tesla المستخدم. تظهر دراساتنا السابقة في الورقة المرفقة أن الإجراء دقيق أيضا عند 4.7 تسلا.

بشكل عام ، نعتقد أن بروتوكولنا له تطبيق في أبحاث السكتة الدماغية قبل السريرية بما في ذلك الدراسات التي تبحث في العلاجات المضادة للإقفار.