Construcción y aplicación de un atlas de flujo sanguíneo cerebral basado en regiones funcionales cerebrales mediante imágenes de resonancia magnética-etiquetado de espín arterial

Resumen

Este estudio integró imágenes de resonancia magnética e imágenes de etiquetado de espín arterial para derivar el atlas de flujo sanguíneo cerebral (CBF) para las regiones funcionales cerebrales. La comparación de los atlas de CBF de isquemia cerebral crónica y saludable típica reveló diferencias significativas en las distribuciones regionales de CBF, lo que permitió evaluaciones rápidas y no invasivas de CBF funcional para ayudar en el diagnóstico y evaluar las terapias.

Resumen

Las afecciones cerebrales a menudo requieren un diagnóstico y seguimiento precisos, lo que requiere técnicas de imagen avanzadas. Es posible que las modalidades actuales no detecten adecuadamente los signos tempranos de daño tisular reversible, lo que subraya la necesidad de herramientas de diagnóstico innovadoras que puedan cuantificar los cambios en el flujo sanguíneo cerebral (CBF) con alta especificidad y sensibilidad. Este estudio integra el marcaje tridimensional de espín arterial (3D-ASL) con la resonancia magnética estructural para desarrollar atlas completos de CBF que cubran todas las regiones funcionales principales del cerebro. Esta innovadora metodología de marcaje de espín arterial por imágenes de resonancia magnética (MRI-ASL) proporciona un medio rápido y no invasivo de cuantificar el CBF específico de la región, ofreciendo una vista detallada de los niveles de CBF en diferentes regiones funcionales. La comparación entre pacientes con isquemia cerebral crónica (ICC) y sujetos sanos reveló una disminución significativa del CBF en todas las regiones funcionales cerebrales en los atlas de CBF construidos para los primeros. Este enfoque no solo permite la identificación eficiente de CCI mediante el análisis de las disminuciones concurrentes de CBF en áreas críticas en relación con las distribuciones saludables, sino que también permite el seguimiento de las respuestas al tratamiento y el progreso de la rehabilitación a través de atlas longitudinales de CBF. El atlas CBF desarrollado utilizando la técnica MRI-ASL representa un avance novedoso en el campo del diagnóstico cerebral y la atención al paciente. Al comparar los niveles regionales de CBF con los estándares normativos, este método mejora las capacidades de diagnóstico, lo que permite a los médicos brindar atención personalizada a los pacientes con afecciones cerebrales.

Introducción

En el ámbito de la neuroimagen, la búsqueda de herramientas precisas y no invasivas para evaluar la función y la patología cerebral sigue siendo primordial. Entre estos, el flujo sanguíneo cerebral (CBF) se destaca como un indicador vital, que refleja las demandas metabólicas y el estado de salud del tejido cerebral¹. Los enfoques tradicionales a menudo implican evaluaciones empíricas, que dependen en gran medida de la experiencia de los clínicos para interpretar las imágenes y discernir los cambios patológicos². Sin embargo, los avances en las técnicas de resonancia magnética (RM), en particular el marcaje de espín arte....

Protocolo

Este estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional del Hospital Dongzhimen de Beijing, Beijing, China. Se utilizó un escáner de resonancia magnética con secuencia de ASL pulsada (PASL) basada en eco de espín turbo gradiente (TGSE) para el marcaje de espín arterial en 3D (3D-ASL) con los siguientes parámetros: TR 4000 ms, TE 25 ms, duración del bolo 700 ms, tiempo de inversión 1990 ms. Las herramientas de software utilizadas en esta investigación se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Recopilación y preparación de datos

NOTA: La variación en los parámetros no se ve ....

Resultados

Esta investigación utiliza datos reales de pacientes adquiridos mediante un escáner de resonancia magnética de 1,5 T para validar la cuantificación del flujo sanguíneo cerebral (CBF) y la metodología de construcción del atlas. Los pasos de preprocesamiento incluyeron imágenes estructurales FLAIR (Figura 1), imágenes CBF (Figura 2) e imágenes triplanares fusionadas (Figura 3 y Figura 4).

Discusión

Los pasos clave (secciones 3 y 4) constituyen la base para la construcción del Atlas de CBF, cuantificando la distribución de CBF a través de las regiones funcionales cerebrales. El paso 4.2 delinea explícitamente los niveles de CBF para cada área del cerebro, siendo pionero en una nueva técnica. Esto no solo proporciona a los médicos una visión global del CBF del paciente, sino también mediciones cuantitativas de las regiones funcionales individuales. El paso 5.1 demuestra que el Atlas CBF tiene una utilidad diagnóstica.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
CBF Atlas	Entropía Inteligente	CBF Atlas V1.0	Beijing Entropía Inteligente Ciencia & Technology Co Ltd. Modelado para enfermedades de la tiroides
MATLAB	MathWorks	2023B	Computación y visualización
Dispositivo de resonancia magnética	Siemens	Amria 1.5 T	Escáner de resonancia magnética