ההדמיה דיפוזיה בחוט השדרה עכברוש צוואר הרחם

המטרה הכוללת של הליך זה היא להשיג הדמיית תהודה מגנטית משוקללת דיפוזיה באיכות גבוהה של חוט השדרה של החולדה לאפיון לא פולשני של מיקרו-מבנה רקמות. זה מושג על ידי הכנת חולדה תחילה בסורק MR עם ניוד וניטור נשימתי נאותים. השלב השני הוא ביצוע סריקת MRI משוקללת דיפוזיה מותאמת אישית עם שער נשימה.

לאחר מכן, התמונות מתוקנות עבור חפצי רגישות. השלב האחרון הוא להתאים את אות ה-MRI למודל מתמטי. בסופו של דבר, השוואה של פרמטרי מודל בתוך אזורי עניין משמשת להצגת תכונות של מיקרו-מבנה רקמות.

היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות כמו סריקה ex vivo, הוא שניתן לתרגם אותה למרפאה למטרות אבחון. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בפגיעות בחוט השדרה, כגון זיהוי מנגנוני פגיעה משנית ופרוגנוזה להחלמה. ידגימו את ההליך נטשה וילקינס ומאט רנקוויסט טכנאים מהמעבדה שלי לפני ביצוע השלבים בפרוטוקול זה.

ראשית, קבל אישור מוועדות הטיפול והשימוש המוסדיות המתאימות לכל ההליכים. התחל בהרדמת החולדה בתא אינדוקציה באמצעות 5% פלואור באוויר רפואי. כאשר נסיגת הכפות ורפלקס הכתיבה נעדרים, הפחיתו את ההרדמה ל-2%ואז העבירו את החיה למיטת הסורק במצב נוטה ראשון לראש.

שמור על 2% ISO פלואור דרך חרוט האף לאורך כל ההליך, ושמור על אוויר רפואי בקצב זרימה של כליטר לדקה. כמו כן, יש למרוח כמות קטנה של משחת סיכה על עיני החולדה כדי למנוע פגיעה בקרנית בזמן ההרדמה. הנח חגורת ניטור נשימה בצורה מאובטחת סביב פלג הגוף העליון של החולדה וחבר אותה למערכת שער נשימה.

בדוק את מחשב ניטור הנשימה כדי לוודא שמחזור הנשימה ברור ועקבי. התאם חגורה במידת הצורך מכיוון ששלב זה הכרחי לאיכות התמונה. השתמש במערכת חימום אוויר חם ונטר ושמור על טמפרטורת הגוף של החיה באמצעות בדיקה רקטלית כדי להבטיח שהיא נשמרת על 37 מעלות צלזיוס.

שמור על קצב הנשימה בין 30 ל-45 נשימות לדקה על ידי התאמת רמת ההרדמה בין 1.2 ל-2%כעת, מקם את החולדה במחזיק הראש עם מוט נשיכה והברג את מוטות האוזניים והחלק את הראש לסליל נפח ריבועי עד שעמוד השדרה הצווארי ממוקם במרכז הסליל. לבסוף, קדם את החולדה והמחזיקים התומכים לתוך קדח הסורק במידת הצורך, התאם את הכוונון וההתאמה של קבלי הסליל לתדר המתאים ולעכבה בהתאם להוראות הספק. רכוש סריקת סיור ברירת מחדל של שלושה מטוסים כדי להבטיח מיקום נכון.

סריקה ראשונה זו מפעילה את ההליכים האוטומטיים של מערכת ה-MRI לזיהוי שימינג תדר התהודה, כיול עוצמת תדר הרדיו והתאמת רווח המקלט. בדוק שמרכז עמוד השדרה הצווארי מיושר הן עם מרכז המגנט והן עם מרכז סליל ה-MRI. לאחר מכן הוסף לפרוטוקול ההדמיה פלנר הד, רצף הד ספין משוקלל דיפוזיה.

השתמש בהגדרות ברירת מחדל של רצף, אך קבע 12 פרוסות בעובי פרוסה של 0.75 מילימטר, וכיוון אותן בניצב לציר הראשי של חוט צוואר הרחם. השתמש בבסיס המוח הקטן כהתייחסות פנימית כדי להבטיח מיקום פרוסה עקבי בין בעלי חיים ובין מפגשים. הפעל את רצועות הרוויה.

לאחר מכן מקם ארבע רצועות רוויה בעובי של 10 מילימטרים מחוץ לחוט השדרה כדי למזער את האות מרקמות אלה ולהפחית את הפוטנציאל שלהן לגרום לחפצים. כמו כן, הקפד להפעיל את שער הנשימה. כעת, הגדר את הרצף באמצעות הגדרות ההמתנה לדיפוזיה כפי שניתן לראות על המסך כאן.

לאחר מכן התחל את הסריקה. זמן הרכישה הכולל יהיה כ-25 דקות לאורך כל הסריקות. ניטור תוכנת שער הנשימה והתאמת תקופת ההשהיה בין ההדק לאות למערכת ה-MRI כך שהרכישות מתרחשות רק בחלק השקט של מחזור הנשימה.

שימו לב שיהיה צורך בעיכוב טריגר בין 100 ל-400 אלפיות השנייה בהתאם לדפוס הנשימה של החיה. זה יעזור להפחית חפצים המופיעים בתנועת הנשימה. אם זמין, חזור על הרצף כאשר המהבהבים ההפוכים המותאמים אישית מוגדרים למצב מופעל לאחר השלמת ההדמיה.

הסר את החיה מהמחזיק והחזיר אותה לכלוב שלה. עקוב אחר בעל החיים עד שהוא יחזור להכרה. לשמירה על שכיבה על החזה.

התחל בעיבוד תמונה על ידי ביצוע תחילה תיקון חפצי רגישות. לאחר מכן חלץ את ה-B שווה לאפס נפחים מכל סריקה לקובץ יחיד באמצעות כלי עזר המסופקים עם FSL או חבילות תוכנת MRI אחרות. קוד לדוגמה מוצג כאן.

נדרש קובץ אחד לכל שלב בכיוון הקוד. לאחר מכן, השתמש בפקודה top-up ב-FSL כדי ליצור קובץ מתוקן עם חפצי עיוות תמונה מופחתים. החל תיקון זה על תמונות DWI גולמיות שישמשו ליצירת מפות פרמטרים.

טען את קובץ ה-DWI המתוקן הזה לתצוגת FSL ובחר קובץ. צור מסיכה מהתפריט. השתמש בכלי העיפרון כדי לצייר אזור עניין בתוך סוג רקמה אחד.

שמור קובץ זה וחזור על הפעולה עבור כל אזורי עניין רצויים אחרים או החזר על ההשקעה. השתמש בקובץ ה-ROI כדי להסוות את קובץ ה-DWI ולאחר מכן חשב את האות הממוצע בתוך ההחזר על ההשקעה עבור כל נפח תמונה. העתק את שמונה התוצאות הראשונות לתוכנת מחשוב מספרית כגון MATLAB כווקטור לאות רוחבי, ואת שמונה התוצאות השניות כווקטור לאות אורכי, כאשר שמונה הוא מספר ערכי B המשמשים.

העתק גם את ערכי B לתוכנית כווקטור של שמונה ערכי B. ערכי B עבור הכיוונים הרוחביים והאורכים צריכים להיות זהים במידת האפשר. יש לקבל את הערך האפקטיבי B ולא את הערך הנומינלי B מהסורק.

השתמש בארגז כלים להתאמת עקומה כדי להתאים את נתוני האות לעומת ערך B למודל הרצוי. על ידי הקלדת כלי CF בשורת הפקודה, בחר את ערכי B כנתוני X ואת וקטורי האות כנתוני y. לאחר מכן בחר את תפריט ההתאמה והזן משוואה להתאמה.

שימו לב שבעת הכניסה למשוואה, ייתכן שיהיה צורך להגדיר נקודות התחלה וגבולות עבור המשתנים הסבירים יותר עבור הנתונים. לאחר החלת המשוואות על ההתאמה, שימו לב לערכי הפרמטרים שישמשו כסמנים כמותיים. תמונה זו מציגה תמונות משוקללות דיפוזיה באיכות גבוהה המתקבלות עם דיפוזיה המופעלת רוחבית ואורכית על הציר הראשי של חוט השדרה.

ערכי B שונים מוצגים לכל כיוון המספקים את הניגודיות הטובה ביותר בין החומר הלבן והאפור. כאן, העמודה השמאלית מציגה פרוסה עם רצף DWI. העמודה האמצעית מציגה רכישה עם הבזקים הפוכים.

שים לב כיצד תכונות שנראות מתוחות בתמונה הראשונה נראות דחוסות בעמודה האמצעית. העמודה הימנית מציגה את התמונות המשוקללות של הדיפוזיה שתוקנו באמצעות Top-up. השורה העליונה היא התמונה המשוקללת ללא דיפוזיה.

השורה האמצעית מציגה שקלול דיפוזיה המופעל בכיוון הרוחבי, והשורה התחתונה מציגה שקלול דיפוזיה בכיוון האורך. כאן אנו יכולים לראות את האות המנורמל משורטט כפונקציה של שקלול דיפוזיה עם כיוון קידוד הדיפוזיה הרוחבית והאורכית. מפות באיכות גבוהה של דיפוזיביות, קורטוזיס ואניזוטרופיה מחושבות מהאות בכל ווקסל.

יש הבדל ברור בפרמטרים בין החומר הלבן והאפור כמו גם הבדלים אזוריים באזורי החומר הלבן. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לעקוב בקפידה אחר הנשימה של בעל החיים ולהתאים את העיכוב ברמת ההרדמה על מנת להפחית את חפצי התנועה. זה חשוב במיוחד בחולדות פצועות שעלולות להיות להן קצב נשימה חריג או סיבוכים פיזיולוגיים אחרים שעשויים לדרוש התאמה של ההליכים.