Kronik omurilik kompresyonu difüzyon tensor manyetik rezonans görüntüleme
7 Mayıs 2019
Burada, omurilik sıkıştırmasını değerlendirmek için difüzyon tensör görüntüleme parametrelerinin uygulanması için bir protokol sunuyoruz.
Konvansiyonel MRG tarafından sağlanan anatomik omurilik mikroyapısı detay doğru kronik omurilik kompresyon hastalarında gerçek nöronal hasar veya nöronal iyileşme potansiyelini tahmin etmez. Difüzyon tensör görüntüleme, veya DTI, bize su moleküllerinin difüzyon yoluyla dokularda miktar mikroyapı değişikliği tespit ederek daha spesifik prognostik bilgi elde etmek için yardımcı olabilir. Kronik omurilik kompresyonu omurga kordonu tekrarlayan iskemik hasara neden olabilir, downstream sinir liflerinde histopatolojik değişime neden.
Bu değişiklik DTI ile görselleştirilebilir. DTI, dokularda su moleküllerinin yön ve difüzyon büyüklüğünü niçin ölçebilen hassas bir tekniktir. Burada, 3.0T MR sistemi çalıştıran yüksek performanslı klinik MR Tarayıcılarda kullanılmak üzere sıkıştırılmış omuriliğin değerlendirilmesinde difüzyon tensör görüntüleme parametrelerinin uygulanmasını gösteriyoruz.
Görüntüleme işlemine başlamadan önce, katılımcıya kulak tıkacı sağlayın ve katılımcının rahat bir supine pozisyonuna girmesine yardımcı olun. Servikal bölge ve tiroid kıkırdak düzeyinde bir dönüm noktası üzerinde bir baş / boyun bobini yerleştirin. Katılımcı pozisyondayken, eksenel, sagital ve koronal konum eşlemlerini elde etmek için hızlı pertürbasyon gradyan yankıkullanın.
T2 ağırlıklı sagital düzlemi bulun ve konumlandırma taban çizgisinin spinal kanala paralel olduğundan emin olmak için koronal konum haritalarını kullanarak sagittal T1 ağırlıklı konumlandırma çizgisini T2 ağırlıklı konumlandırma çizgisine kopyalayıp yapıştırın. T1 ve T2 ağırlıklı görüş alanını 240 milimetre ye, voxel boyutunu 0,8 x 3 milimetreye, dilim boşluğunu 0,3 milimetreye, dilim kalınlığını üç milimetreye, iki ye kadar uyarma sayısını, ayak başına katlanır yönü, T1-ağırlık alanı için 10'a kadar 70 milimetre ye yankı süresi ve 10 10 milimetreye ayarlayın , T2 ağırlıklı alan için 500. Daha sonra, tüm servikal omuriliği kaplayan dokuz sagittal görüntü elde edin ve eksenel konumlandırma çizgisini sagittal T2 W görüntüsüne yerleştirin.
Daha sonra, C2-3'ten C6-7'ye kadar olan intervertebral diski kapatın, intervertebral uzayın anteroposterior çapı üzerinde merkezleme ve 180 milimetre tarafından 180 görüş alanı ayarlamak, voxel boyutu 0.7 tarafından 0.6 tarafından üç milimetre, dilim kalınlığı üç milimetre, ön-posterior için kat-over yönü, iki uyarım sayısı ve 120 üzerinde tekrarlama süresi 3 üzerinde yankı süresi , 000 milisaniye. Daha sonra, sagittal T2 ağırlıklı görüntü üzerinde eksenel konumlandırma hattı konumlandırın, intervertebral uzayın anteroposterior çapı üzerinde merkezleme, 45 dilim C1 c7 servikal omurilik kapsayan. Difüzyon tensör görüntüleme elde etmek için, milimetre kare başına 800 saniyeye eşit b değerleri ile 20 ortogonal yönde ve koplanar olmayan difüzyon yönleri ile tek çekim spin-echo echo-düzlemsel görüntüleme kullanın, ve görüş alanını 230 milimetreye, satın alma matrisini 98'e, yeniden yapılandırılan çözünürlüğü 1,17'ye, dilim kalınlığını üç milimetreye, kat-üst yöne doğru anterior-posterior'a ayarlayın , iki uyarma sayısı, 98 yankı düzlemsel görüntüleme faktörü ve 8, 300 milisaniye üzerinde 74 tekrarlama zamanı. Görüntü işleme sonrası için, görüntüleri çözümleyiciye aktarın ve intervertebral uzayın T2 ağırlıklı sagittal ve eksenel görüntülerini çekim arabirimine yükleyin.
Servikal omuriliğin en sıkıştırılmış kısmını bulun ve fraksiyonel asiztropi görüntüsünü ikiye bir görüntüleme arabirimine yükleyin. Konum GörüntüLe Serisini Konumlandır'ı tıklatın ve konum eşleminin en üstünden en altına doğru en yüksek sıkıştırma düzeyini belirleyin. Tensör görüntüsünü seçmek için Dosya'yı tıklatın.
Görünür difüzyon katsayısı ve fraksiyonel asiztropi renk haritaları oluşturmak için Otomatik olarak nöro 3D Manyetik Rezonans'ı seçin. En yüksek sıkıştırma tarafına ilerleyin ve beyin omurilik sıvısının kısmi hacim etkilerini dışlamak için iç omurilikte ve çevresinde küresel altı milimetrelik küplü bölgeler oluşturmak için Başlangıç Değerlendirme Modunu kullanın. Kesirli aisotropi ve belirgin difüzyon katsayısı değerleri otomatik olarak hesaplanacaktır.
Ardından, Difüzyon'u tıklatın ve değerlerini görüntülemek için E1, E2 ve E3'u seçin. Burada sağlıklı gönüllülerin temsili difüzyon tensör görüntüleme haritaları gösterilmiştir. Kronik omurilik kompresyonu hastalarından alınan bu difüzyon tensor görüntüleme haritaları, bu hastalarda kompresyonun fonksiyonel durumunun az önce gösterildiği gibi ölçülmesine olanak sağlamaktadır.
Ameliyat yapılan kronik omurilik kompresyonu hastalarının postoperatif görüntülemesi, hastanın iyileşmesini takip etmeye yardımcı olmak için kompresyonun hafifletilmesinin fonksiyonel bir değerlendirmesini sağlar. Beyin omurilik sıvılarının kısmi hacim etkilerini dışlamak için iç omurilikte ilgi çekici bölgeler çizilmelidir. DTI tarafından elde edilen kantitatif veriler lezyon hasarının boyutunun doğru bir şekilde saptanmasına olanak sağlar ve klinik tedavi için zamanında ve doğru objektif endikasyonlar sağlar.
Taramadan önce, her katılımcıdan görüntüleme protokolü ve MRG güvenlik yönergelerini özetleyen bir onay formunu doldurmasını ve imzalamasını isteriz.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, hastalarda omurilik basısını değerlendirmek için difüzyon tensör görüntüleme (DTI) parametrelerini kullanan ayrıntılı bir protokol sunmaktadır. Nöronal hasarın belirlenmesinde konvansiyonel MRG'nin yetersizliklerini gidermeyi amaçlayan bu protokol, prognostik değerlendirmeleri geliştirmeyi ve cerrahi sonrası iyileşmeyi takip etmeyi hedeflemektedir.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Sinirbilim
- Görüntüleme Teknikleri
- Omurilik Araştırmaları
Arka Plan
- Konvansiyonel MRG, kronik omurilik basısında nöronal hasarı doğru şekilde ölçmede yetersiz kalmaktadır.
- Kronik bası, kalıcı histopatolojik değişikliklere yol açan tekrarlayıcı iskemik hasara neden olur.
- Difüzyon tensör görüntüleme, mikro yapısal değişiklikleri görselleştirmek için daha hassas bir yaklaşım sunar.
- DTI parametrelerinin değerlendirilmesi, klinik ortamlarda prognostik bilgiler sağlayabilir.
Çalışmanın Amacı
- DTI'nın spinal kord kompresyonunu konvansiyonel MRI'dan daha etkili bir şekilde nasıl değerlendirebileceğini göstermek.
- Yüksek performanslı klinik MRI tarayıcılar için standartlaştırılmış görüntüleme protokolleri oluşturmak.
- Hastaların spinal kord fonksiyonel durumunu değerlendirmek için ölçülebilir veriler sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- Servikal spinal kord kompresyonunu analiz etmek için difüzyon tensör görüntüleme kullanılmıştır.
- Biyolojik model, kronik spinal kord kompresyonu olan hastaları kapsamıştır.
- Görüntüleme işlemi, T1 ve T2 ağırlıklı görüntüleme için spesifik protokoller içeren 3.0T MRI sistemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
- Veri analizi, fraksiyonal anizotropi haritalarının oluşturulmasını ve görünür difüzyon katsayısı ölçümlerini içermiştir.
Ana Sonuçlar
- DTI parametrelerinin uygulanması, basının boyutunun ve nöronal hasarın görselleştirilmesine yardımcı olmuştur.
- Kantitatif veriler, cerrahi hastalarında iyileşmenin ve fonksiyonel durumun takibini desteklemektedir.
- Sonuçlar, klinik tedavi kararları için objektif göstergeler sağlamaktadır.
Sonuçlar
- Bu çalışma, spinal kord kompresyonunun geliştirilmiş değerlendirmesi için bir DTI protokolü oluşturmaktadır.
- Nöronal hasarı ve iyileşmeyi anlamada gelişmiş görüntüleme tekniklerinin etkinliğini ortaya koymaktadır.
- Bulgular, klinik değerlendirmelerde ve potansiyel terapötik yaklaşımlarda görüntülemenin faydasını vurgulamaktadır.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama ve Önemi
Difüzyon tensör görüntüleme (DTI), kronik omurilik sıkışmasında nöronal hasarın ve iyileşme potansiyelinin değerlendirilmesinde konvansiyonel MRG'deki kritik bir eksikliği gidererek omurilik dokusunun kantitatif mikro yapısal değerlendirmesini sağlar. Bu yetenek, nöroprotektif veya nörorestoratif terapötik stratejilerle ilgili histopatolojik değişikliklerin objektif ve noninvaziv izlenmesine olanak tanıyarak preklinik hedef validasyonunu destekler. Fraksiyonel anizotropi ve görünür difüzyon katsayısı gibi DTI kaynaklı metrikler, omurilik yaralanması araştırmalarında translasyonel süreçlerdeki riskleri azaltmak için öngörücü biyobelirteçler sunar.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Azalmış fraksiyonal anizotropi ve artmış görünür difüzyon katsayıları aracılığıyla spinal kord dokusundaki mikroyapısal patolojik değişiklikleri görselleştirerek terapötik hipotezlerin sorgulanmasına olanak tanır.
- Operasyonel Değer: Spinal kord kompresyonunun preklinik modellerinde hedef etkileşimini değerlendirmek ve biyolojik risk azaltma çalışmaları için kantitatif, tekrarlanabilir veriler sağlar.
Tarama ve Assay Geliştirme
- Bilimsel Değer: Hassas ilgi alanı (ROI) yerleşimi yoluyla beyin omurilik sıvısının kısmi hacim etkilerini dışlayan standardize DTI protokolleri oluşturarak, doğrulanmış biyolojik sistemleri sonraki iş akışları için hazırlar.
- Operasyonel Değer: Tanımlanmış görüntüleme parametreleri (b-değeri 800 s/mm², 20 ortogonal yön) kullanarak, yüksek performanslı 3.0T klinik MRI tarayıcılarında analiz tekrarlanabilirliğini ve ölçeklenebilirliğini sağlar.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: DTI kaynaklı histopatolojik değişiklikleri fonksiyonel sonuçlarla ilişkilendirerek hastalıkla ilgili sistem modellemesini destekler; böylece prognostik stratifikasyonu ve müdahale sonrası nöral iyileşmenin izlenmesini mümkün kılar.
- Operasyonel Değer: Lezyon kapsamı ve tedavi yanıt değerlendirmesi için objektif, kantitatif göstergeler sağlayarak keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar translasyonel sürekliliği kolaylaştırır.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
DTI, erken hedef doğrulamada hipotez testine olanak tanıyarak, tarama süreçlerinde analiz hazırlığını destekleyerek ve kantitatif mikro yapısal metrikler aracılığıyla translasyonel araştırmalarda riske göre ayarlanmış ilerleme kararlarına bilgi sağlayarak keşif sürekliliğine entegre olur.
- Keşif Biyolojisi: Komprese omurilik dokusundaki aksonal bütünlüğü ve demiyelinizasyonu yansıtan su molekülü difüzyon değişikliklerini saptayarak hipotez testlerini ve yolakların açıklığa kavuşturulmasını destekler.
- Tarama: Karşılaştırmalı durum analizi için tekrarlanabilir fraksiyonal anizotropi ve görünür difüzyon katsayısı haritaları üreten standartlaştırılmış protokoller aracılığıyla assay hazırlığı sağlar.
- Analitik: Sağlıklı, komprese ve tedavi sonrası omurilik durumları arasında istatistiksel karşılaştırmaya olanak tanıyan nicel bağımlı değişken ölçümleri (FA, ADC, özvektör değerleri) oluşturur.
- Translasyonel Araştırma: Nöronal hasar ve iyileşme potansiyeli hakkında prognostik bilgiler sağlayarak preklinik süreklilikle bağ kurar ve nöroterapötik adaylar için devam/dur kararlarına temel oluşturur.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Noninvaziv doğası ve standart 3.0T MRI platformlarıyla uyumluluğu sayesinde, preklinik ve klinik ortamlar genelinde yeniden kullanılabilir bir görüntüleme yeteneği olarak işlev görür.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Mikro yapısal patolojinin doğrudan görselleştirilmesi yoluyla omurilik yaralanması modellerindeki mekanistik belirsizliği azaltarak öngörü güvenilirliğini artırır.
- Operasyonel Değer: Beyin omurilik sıvısı kontaminasyonunu en aza indirmek için küresel ROI yerleşimi de dahil olmak üzere, protokollenmiş veri toplama ve son işlem adımları aracılığıyla standardizasyon ve tekrarlanabilirlik sağlar.
- Stratejik Değer: Lezyon şiddeti ve fonksiyonel iyileşme potansiyeline ilişkin objektif, kantitatif veriler sağlayarak nöroterapötik geliştirmedeki geç evre biyolojik riski azaltır ve go/no-go karar verme sürecini iyileştirir.
- Portföy Etkisi: Aksonal korunma ve mikro yapısal bütünlüğün DTI kaynaklı biyobelirteçlerine dayanarak, omurilik yaralanması terapötiklerinin riskle uyumlu önceliklendirilmesini sağlar.
Uygulama Hususları
- Protokolün doğru şekilde uygulanması ve verilerin yorumlanması için nörogörüntüleme, difüzyon tensör işleme ve omurilik anatomisi konularında uzmanlık gereklidir.
- 20 non-koplanar difüzyon yönü ile tek çekimli spin-eko eko-planar görüntüleme yapabilen yüksek performanslı 3.0T MRI sistemlerine erişime bağlıdır.
- Boylamsal çalışmalarda beyin omurilik sıvısından kaynaklanan parsiyel hacim etkilerini dışlamak için ilgi alanı (ROI) çizim protokollerinin ekipler arası standardizasyonunu gerektirir.
- Protokollerin farklı omurilik yaralanması modellerine veya alan şiddetlerine uyarlanması sırasında, tutarlı b-değerlerinin ve yönsel örneklemenin korunmasına yönelik adaptasyon değerlendirmelerini içerir.
- Kemik-doku ara yüzeyleri yakınındaki manyetik süseptibilite artefaktlarına olan duyarlılık ve küçük servikal omurilik bölgelerinde yeterli sinyal-gürültü oranına ulaşmak için gereken uzun tarama süreleri gibi pratik sınırlamaları kapsar.
