Manyetik rezonans görüntüleme protokolü için kontur başlangıçlı süresi tahmini olarak kalıcı serebral iskemi

Manyetik rezonans görüntüleme, ADC olarak adlandırılan beyin dokusunun Görünür Difüzyon Katsayısını belirleyerek akut iskemik inmeyi tespit etmek için hassas ve spesifik bir araç sağlar. İskemik inmenin sıçan modelinde, iskemik lezyon içindeki kantitatif T1 ve T2 gevşeme sürelerindeki hemisferik farklılıklar inme başlangıcından itibaren zamanla artmıştır. Bu farklılıkların zaman bağımlılığı, doğrusal bir fonksiyon ile sezgisel olarak tanımlanır ve bu nedenle strok başlangıç zamanının basit tahminlerini sağlar.

İskemik lezyon içinde yüksek T1 ve T2 gevşeme süreleri ile doku hacimleri de doğrusal olarak artar ve inme zamanlaması için tamamlayıcı bir yöntem sağlar. Burada, kalıcı fokal iskeminin hiperakut fazında akut iskemik inme dokusunu tanımlamak için ADC'yi kullanan yarı otomatik bir bilgisayar rutini sunuyoruz. İnme başlangıç zamanını belirlemek için iskemik inme dokusu içinde de tanımlanan yüksek gevşeme süreleri kullanılır.

300 ila 400 gram ağırlığındaki erkek Wistar sıçanları kullanıldı ve fokal iskemik inmeyi indüklemek için kalıcı orta serebral arter oklüzyonu verildi. Operasyon ve MRI deneyleri boyunca, sıçan bir yüz maskesi aracılığıyla izofluran ile uyuşturulur. Boyunda bir kesi yapıldıktan sonra soluk borusu açığa çıkarılır ve kaslar soluk borusundan ayrılır.

Yara, Ortak Karotis Arterine veya CCA'ya giden yolu temizlemek için genişletilir. CCA, yanındaki sinir demetinden kaçınırken açığa çıkar. CCA'yı yakalamak ve Dış Karotis Arteri, ECA'yı ve İç Karotis Arteri, ICA'yı ortaya çıkarmak için bir mikro kanca kullanılır.

CCA'nın dolaşımı cerrahi iplikle bloke edilir. ECA dikilir. Karotis cisimciği İKA'dan ayrılır ve İKA'nın çatallanması, tıkayıcı iplik yerleştirildiğinde sol orta serebral artere ulaşmasını ve bloke etmesini sağlamak için yerleştirilir.

ICA çevresine gevşek bir sütür sokulur. ICA'da, dikişten daha derine yerleştirilecek şekilde bir klips yerleştirilir. ECA, dış karotis arterin etrafına bağlanan çift düğüme yakın tutulur.

ECA'dan kanamayı önlemek için ECA'nın fazla kısmı yakılır. Tıkayıcı iplik ECA'ya yerleştirilir ve ICA, ECA ile hizalanır. İplik daha sonra klibe kadar ilerletilir.

Gevşek sütür daha sonra sıkılır, böylece iplik ECA'nın içinde kaymaya devam edebilir. Klips daha sonra çıkarılır ve tıkayıcı iplik, yaklaşık iki santimetre yerleştirilene kadar daha da ilerletilir. Başka bir düğüm eklenir, böylece gevşek düğüm çift düğüm haline gelir.

Dikişler bağlanır ve ekartörler çıkarılır. Yara daha sonra kapatılır. Oklüzyondan hemen sonra, sıçan, kulak tomurcukları ve bir ısırma bloğu kullanılarak 9.4 Tesla mıknatıs çubuğunun ortasındaki bir beşiğe sabitlenir.

Görüntüleme sırasında, izofluran seviyeleri yaklaşık% 2'de tutulur ve sıcaklık, sıçan gövdesinin altına yerleştirilen bir su ısıtma yastığı kullanılarak 37 santigrat dereceye yakın tutulur. Görüntüleme sırasında solunum hızı ve rektal sıcaklık izlenir. MRG verileri, oklüzyondan sonra beş saate kadar elde edilir ve saatlik aralıklarla, difüzyon tensörü, CPMG T2 ve Flash T1 izinin 12 uyumlu şekilde örneklenmiş eksenel dilimi elde edilir.

Dizi parametrelerinin ayrıntıları el yazmasında listelenmiştir. Deneyin sonunda, sıçanlar safiye edilir ve sıçan beyinlerinde iskemi varlığını doğrulamak için Trifenil Tetrazolyum Klorür veya TTC boyaması yapılır. TTC boyaması ile ilgili detaylar el yazması içinde verilmiştir.

MRG verilerini elde ettikten sonra, iskemik dokuyu tespit etmek ve gevşemesel imzasını karakterize etmek için yarı otomatik bir yöntem geliştirmeye çalıştık. T2 gevşemesi, mono üstel bozunma olarak modellenmiştir. T2 haritaları, yankı zaman boyutu boyunca doğal algoritma alınarak ve her vokselde doğrusal bir fonksiyon yerleştirilerek yerleştirildi.

T1 gevşemesi, denge manyetizasyonuna geri dönen bir mono üstel olarak modellendi ve ikili tebeşir yöntemi kullanılarak yerleştirildi. ADC haritaları, B değerine göre mono üstel sinyal kaybı varsayılarak hesaplandı. Tüm kantitatif görüntüler yerindeyken, iskemik doku, karşılıklı ADC haritaları kullanılarak tanımlanabilir.

Bu haritalar, karşılıklı ADC, iskemik olmayan dokunun medyan karşılıklı ADC'sinin üzerinde bir medyan mutlak sapmayı aşarsa, doku iskemik olarak etiketlenecek şekilde eşiklendi. Bu işlem otomatik ve objektif bir şekilde gerçekleştirilebilir. İskemik doku ayrıldıktan sonra, ilgilenilen her hacimdeki T1 ve T2'nin dağılımı hesaplandı.

Kontralateral hemisferde T1 ve T2'nin dağılımını elde etmek için, iskemik doku için ilgi hacmi yansıtıldı. Bu örnekte, T1 ve T2 dağılımlarının başlangıçtan sonra zamanla sağa kaydığı görülebilir. T1 ve T2'nin zaman içindeki dağılımlarındaki değişiklikleri tanımlamak için iki farklı parametre kullanıyoruz.

f parametresi gösterildiği gibi tanımlanır. Bu, alışılmadık derecede yüksek veya düşük T1 veya T2 değerlerine sahip iskemik lezyondaki voksel fraksiyonunun sezgisel bir parametrelendirmesini sağlar. Bir T1 veya T2 haritasındaki vokselin yüksek, düşük veya normal bir değere sahip olarak kategorize edilebilmesi gerekir.

İskemik lezyonda yüksek T1 veya T2 değeri, ilgilenilen noniskemik hacmin medyan T1 veya T2'sinin maksimum 1/2'sini aşan bir değer olarak tanımlandı. F1, yüksek T1 değerlerine sahip iskemik voksellerin fraksiyonudur, F2, yüksek T2 değerlerine sahip voksellerin fraksiyonudur. İkinci olarak, hem yüksek T1 hem de yüksek T2 ile ADC tarafından tanımlanan iskemik doku bölgelerindeki örtüşme hacmi hesaplanır ve toplam beyin hacmi ile normalleştirilir.

F1, F2 ve örtüşme hacmi, tüm ölçüm zamanlarında tüm sıçanlar için hesaplandı. Daha sonra, doğrusal bir model uydurarak iskeminin başlama zamanını hesaplamak için ayrı ayrı kullanıldılar. Bunu yaparak, başlangıç zamanlarındaki belirsizlik hesaplanabilir.

Bu belirsizlikler, doğrusal uyum için kök-ortalama-kare hatası ile parametreleştirildi. Difüzyon pozitif inme lezyonunda tüm parametreler zamanla doğrusal olarak artmıştır. Ve kök-ortalama-kare hata çubuklarına göre, protokolümüz yarım saatlik bir doğrulukla vuruş başlangıç süresi tahminleri sağlar.

T2 verilerinin T1'den daha iyi performans gösterdiği genel bir eğilimdir ve başlangıç zamanı belirleme için en iyi doğruluk, üst üste binen yükseltilmiş T1 ve T2 hacminden elde edilir. Anormal T1 ve T2'ye sahip bölgeler, muhtemelen bu kantitatif MRG parametrelerinin iskeminin neden olduğu patofizyolojik değişikliklere farklı duyarlılıkları nedeniyle iskemik lezyon içinde heterojen olarak dağılmıştır. Bu, kantitatif MRG parametrelerinin de doku durumu hakkında bilgilendirici olabileceğini düşündürmektedir. Burada, inme başlangıç zamanının önemli bir doğrulukla tahmin edilmesini sağlayan ve bu sayede kalıcı iskemi sırasında beyin dokusu durumu hakkında bilgi veren bir MRG protokolü sunduk.

İnme başlangıç zamanının tahmini için gevşeme sürelerinin ölçülmesinin yararı, iskemik lezyon içinde beklenen manyetik alan varyasyonu da dahil olmak üzere manyetik alan homojenlikleri ve proton yoğunluğu gibi teknik faktörlerin neden olduğu doğal değişikliklere karşı duyarsız olmalarıdır. Mevcut protokolün sadece kalıcı iskemi için geçerli olduğu ve makalede verilen MRG veri toplama parametrelerinin kullanılan 9.4 Tesla MRG tarayıcısına özgü olduğu anlaşılmalıdır. Ekteki makaledeki önceki çalışmalarımız, prosedürün 4.7 Tesla'da da doğru olduğunu göstermektedir.

Genel olarak, protokolümüzün anti-iskemik tedavileri araştıran çalışmalar da dahil olmak üzere klinik öncesi inme araştırmalarında uygulaması olduğuna inanıyoruz.