Kontur başlangıçlı süresi tahmini kantitatif manyetik rezonans görüntüleme (qMRI) parametreleri istismar inme, bir fare modeli için bir protokol açıklanmıştır. Yordamı Difüzyon Mr tarif için akut inme lezyon ve nicel T1 ve T2 (qT1 ve qT2) gevşeme kez kontur zamanlaması için patlatır.
MRI beyin su azaltılmış Difüzyon katsayısı ile akut iskemik inme algılamak için bir hassas ve belirli görüntüleme aracı sağlar. İskemik inme bir sıçan modelinde, nicel T1 ve T2 Mr gevşeme süreleri (qT1 ve qT2) (düşük Difüzyon tarafından belirlenen) iskemik lezyon ve kontralateral iskemik olmayan yarıküre arasındaki farkları artırmak Kontur başlangıçlı zaman ile. MRI gevşeme zamanı farkların zaman bağımlılık buluşsal olarak doğrusal bir işlev tarafından açıklanan ve bu yolla kontur başlangıçlı zaman basit bir tahmin sağlar. Buna ek olarak, anormal qT1 ve qT2 iskemik lezyon içinde hacimleri doğrusal olarak kontur zamanlama için tamamlayıcı bir yöntem sağlayan zaman artış. (Yarı) otomatik temel bilgisayar yordam quantified Difüzyon katsayısı sıçan iskemi dokusunda akut iskemik inme betimlemek için sunulmuştur. Bu rutin de qT1 ve qT2 gevşeme kere ve konumu ve anormal qT1 ve qT2 voxels lezyon içinde hacmi hemisferik farklılıkları belirler. Belirsizlikler qT1 başlangıçlı süresini tahminleri ile ilişkili ve qT2 MRG veri inme ilk 5 saat 47 dk ± ± 25 dk değişir. Anormal qT1 ve qT2 lezyon birimleri örtüşen birim miktarının tarafından elde edilen, ‘ Vüst üste‘ olarak adlandırdığı en doğru başlangıç süresini tahminleri (± 25 dk) veya qT2 hemisferik farklılıkları miktarının tarafından gevşeme kez sadece (± 28 dk). Genel olarak, qT türetilmiş2 parametreleri bu qT1dan daha iyi performans. Geçerli MRI Protokolü geçici Fokal beyin iskemi için geçerli olmayabilir bir kalıcı odak iskemi modeli hiperakut aşamasında test edilmiştir.
Beyin dokusu oksidatif fosforilasyon ATP sentezi ve sınırlı enerji rezervleri için yüksek bağımlılık nedeniyle iskemi özellikle savunmasızdır. İskemi neden beyin su havuzları yeniden dağıtılması, serbest bırakmak-in excitotoxic nörotransmitter ve sonuçta yıkıcı işlemleri 1inisiyasyon hücre içi ve hücre dışı alanlarda ince zamana bağımlı iyonik değişiklikleri sonuçlanır. Kan akımı bir belirli zaman dilimi 2içinde geri odak iskemi, doku hasarı ilk çekirdek yayılır. Kontur başlangıçlı şu anda iskemik inme trombolitik ajanların 3tarafından recanalization dahil olmak üzere, farmakoterapi için klinik kararlarında önemli ölçütlerden biri zamanı. Sonuç olarak, birçok hasta trombolitik tedavi nedeniyle tanık veya belirtiler 4,5/ habersiz eksikliği (‘wake-up inme’), uyku sırasında meydana gelen kontur sayesinde bilinmeyen belirti başlangıçlı zaman için otomatik olarak uygun olmayan. Bu hastalarda thrombolysis için kabul edilebilir böylece kontur başlangıç zamanını belirleyen bir yordam bu nedenle gereksinim duyulur.
MRI probları su içinde vivo. Hangi dinamiklerini ciddi akut iskemik enerji yetmezliği 6tarafından tedirgin. En önemlisi, su su molekülleri translasyonel (termal) hareket tarafından yönetilen Difüzyon iskemi enerji başarısızlık 7nedeniyle erken anları azalır. Bu sırayla sinir hücreleri 8anoksik depolarizasyon içinde sonuçlanır. Difüzyon Mr (DAG) Akut inme 9için altın standart tanı görüntüleme yöntemi haline gelmiştir. DWI sinyal hızlı yanıt olarak tespit edilmesi iskemik doku izin iskemi artırır ancak ilk birkaç saat iskemik inme 10sırasında herhangi bir zaman bağımlılık göstermez. Aynı şekilde, su Difüzyon belirgin Difüzyon katsayısı (ADC) gibi nicel ölçüleri veya Difüzyon tensör (Dav) iz hızla iskemik doku azaltmak ama kontur başlangıçlı zaman ile hiçbir ilişkisi hayvan darbede göster modelleri 11 10 ve hasta.
Nicel MRI (qMRI) gevşeme parametreleri, qT1, qT2 ve qT1ρ, dönme hareketi ve su hidrojen atomları exchange tarafından yönetilir ve iskemik beyin parankimi sayfalarımızda karmaşık zamana bağımlı değişiklikleri göster enerji kesintisi 6. Böyle Saat-bağımlı değişiklikleri hastalar 12 ve iskemi 13,14,15hayvan modelleri tahmin edilebilir için kontur başlangıçlı zaman etkin. Sıçan odak İnmede qT1ρ neredeyse anında iskemi başlangıçlı sonra artar ve doğrusal olarak en az 6 saat 13,14için devam ediyor. qT1 gevşeme kez de bir saat-bağımlı moda tarafından iki kez sabitlerin açıklanabilen iskemik beyin dokusunda artış: bir ilk hızlı faz saat 8,16için kalıcı bir yavaş faz izledi. Bu bifazik artış nedeniyle, qT1 kontur zamanlamayla kullanımı qT1ρ Mr 15daha karmaşık olabilir. qT2 gevşeme kez de BI phasic bir değişiklik sıçan odak darbede sayede orada bir ilk kez 13ile doğrusal bir artış ardından ilk bir saat içinde kısalma gösterir. İlk kısalması de dahil olmak üzere iki paralel çalışan faktör tarafından açıklanabilir: (i) birikimini deoxyhemoglobin sonuçlanan sözde ‘negatif kan oksijen düzeyi bağımlı etkisi’ ve (ii), hücre dışı suya kayması Hücre içi alanı 17,18. QT2 Saat-bağımlı artış nedeniyle sitotoksik olasıdır ve/veya vasogenic ödem ile hücre içi ve sonraki dökümü makromoleküllerin 18yapıları. QT1ρ ve qT2 veri preklinik modelleri 14kontur başlangıçlı süreyi doğru tahminleri sağlamak. qT2 12 ve T2-ağırlıklı sinyal yoğunluklarda 19,20 Ayrıca için istismar kontur başlangıçlı süresi tahmini klinik ayarları.
Hemisferik farklılıkları niceliksel gevşeme kez ek olarak yükseltilmiş dinlenme zamanlarının iskemik bölgedeki mekansal dağılımı da Suretler için kontur başlangıçlı saat 14olarak hizmet verebilir. Kontur, bölgeleri yükseltilmiş qT1ρ, qT2 ve qT ile fare modellerinde1 gevşeme kez Difüzyon iskemik lezyon tanımlanan başlangıçta küçük olan, ancak saat 14,15ileartırır, 21. Bu nedenle miktar yükseltilmiş gevşeme kez kayma dağılımı iskemik lezyon boyutunun bir yüzdesi olarak ayrıca tahmini 14,15olmak için kontur başlangıçlı zaman sağlar. Burada, kontur başlangıçlı zamanı qMRI parametrelerini kullanarak kontur, fare modeli belirlemek için iletişim kuralı açıklar.
Kontur başlangıçlı zaman Sıçanlarda tahmini için geçerli protokol nicel Difüzyon ve gevşeme zamanı MRG veri yerine sinyal yoğunluklarını ilgili ağırlıklı MR kontrast görüntüler19kullanır. Kontur başlangıçlı saat 14,25tahmin içinde görüntü yoğunluklarını düşük performans için son kanıtlar. ‘Difüzyon-pozitif’ kontur lezyon bizim MRI Protokolü kontur başlangıçlı kez qT1 ve qT2 MRG veri yarım bir doğruluk sağlar bir saat falan. QT2 veri bu qT1daha iyi performans genel bir eğilimdir. En iyi doğruluk başlangıçlı zaman tayini için çakışan yükseltilmiş qT1 ve qT2 (Vüst üste) birimden elde edilir.
Şekil 1 ‘ deki görüntüleri sınırlı Difüzyon katsayısı oldukça üniforma, anormal qT1 bölgeleriyle ve qT2 heterogeneously iskemik lezyon içinde dağınık görünüyor olsa göstermek. Bu bulgu uygun olarak önceki gözlemler ve patofizyolojik değişikliklere iskemi 6tarafından neden bu qMRI parametreler farklı hassasiyetler nedeniyle büyük olasılıkla. Bu qMRI parametreleri DWI iskemik hasar 26aşırı tahminleri doku durum ve destekler kavramları bilgilendirici olabileceğini düşündürmektedir. Nitekim, difüzyon içinde iskemik hasar heterojenite doğru son preklinik kanıt Puan lezyonlar 27tanımlı. Böylece, difüzyon, qT1 ve qT2 arada potansiyel olarak ikisi de tedavi kararları ile ilgili bilinmeyen başlangıçlı olan hastalarda klinik olarak yararlıdır kontur başlangıçlı zaman ve doku durumu hakkında bu bilgileri sağlar.
Vörtüşme ve f2 kontur başlangıçlı zamanların en doğru tahminler verdi. Sinyal yoğunluklarda onlar doğal varyasyon gibi manyetik alan inhomogeneities ve proton yoğunluğu 6beklenen manyetik alan da dahil olmak üzere, teknik faktörler neden duyarsız gevşeme kez miktarının yararı olur iskemik lezyon 18içinde çeşididir. Belirsizlik başlangıçlı zamanla ilgili tahminleri qT1 ve f1 qT1 söz konusu BI phasic tepki iskemi, zamana bağımlı qT1 sığ eğimi katkı için nedeniyle olasılığı azaltılmış 8,15,16değiştirin. (Şekil 2) gösterilen MRG veri önceki işleri 13,14, bunun uygun zaman içerisinde gevşeme zaman yeterince iskemik ve kontralateral olmayan iskemik beyin arasındaki farklar vardır Doğrusal fonksiyonlar tarafından açıklanan. Bu, ancak, destek hidrodinamik değişikliklerin iskemi nedeniyle değil doğrusal 1,18olduğunu unutmamak gerekir.
Longa ve ark. yordamı 22kullanarak kalıcı iskemi tabi Sıçanlarda geçerli MRI Protokolü kontur kez gösterilmiştir. ADC iskemi, varlığını doğrulamak için kullanıldığı gibi bizim deneyim, Longa ve fareler, % 10-20’mcao ikna etmek için yordam başarısız olur ark ancak, deneyler zamanından önce sonlandırılabilir. MCAO ikna etmek için sık sık nedeniyle kusurlu occluder iş parçacığı başarısızlıktır. Deneysel hataları ortaya çıkan bir başka faktör MCAO uzun süreli bir MRI oturumu sırasında fareler % 20’e kadar ölümüne neden olan şiddetli bir yordam olmasıdır.
Kontur başlangıçlı Zamanlama iletişim kuralı yalnızca kalıcı iskemi için geçerlidir. Dav kurtarır, ama olabilir değil için qT1 ve qT2 bağlı olarak süre önce iskemi reperfüzyon ile sıçan odak iskemi, Dav ve qT1 veya qT2 arasındaki ilişkiyi ayırmak reperfüzyon 8,28. Ayrıca, iskemik hasar evrimi mikro yaş ve komorbiditeler (örneğin, diyabet, hipertansiyon, kalp hastalığı) gibi etkileyen faktörler bireysel farklılıklar nedeniyle İnmeli Hastalarda daha fazla değişken olması muhtemeldir. Bu faktörler kaçınılmaz olarak f1, f2 ve Vüst üste insan vuruş içinde zaman bağımlılık etkiler ve böylece araştırma klinik ayarları gerektirir.
Sonuç olarak, kontur başlangıçlı zaman tahminleri qMRI parametreleri sağlar. Vörtüşme ve f2 en doğru tahminleri sağlamak ve doku durumunu bilgilendirici de kullanabilirsiniz. qMRI bu nedenle hastalar için tedavi kararları bilinmeyen başlangıçlı zamanla yardım açısından klinik olarak yararlı olabilir. Burada dikkate alınması gereken bir sorun konu beyaz gri oranı sıçan beyin insanlarda daha yüksek ve hidrodinamik bu beyin doku türlerinde 18farklı olabilir olmasıdır. Yine de, zaman bağımlılığı soruşturma f2, Vüst üste daha fazla ve hiper akut İnmeli Hastalarda qT2 garanti kapsamındadır.
The authors have nothing to disclose.
BLM EPSRC doktora öğrencilik bir alıcı ve okul, deneysel psikoloji, University of Bristol Üniversitesi Doğu Finlandiya bir seyahat hibe aldı. MJK Elizabeth Blackwell Enstitüsü ve Wellcome Trust uluslararası stratejik destek Fonu tarafından finanse edilen [ISSF2: 105612/Z/14/Z]. KTJ ve OHJG UEF-beyin Eastern Finland Üniversitesi ve Biocenter Finlandiya tarafından finansman stratejik Finlandiya Akademi tarafından finanse edilmektedir. İş Dunhill tıbbi güven tarafından [grant numarası R385/1114] destek verdi.
Magnetic Field Strength | Operation Frequency | ||
MRI scanner | Agilent, Santa Clara, CA, USA | 9.4T | 400.13 MHz |
Linear volume transmit RF-coil | RAPID Biomedical, Rimpar, Germany | – | 400.13MHz |
Actively decoupled receive coil | RAPID Biomedical, Rimpar, Germany | – | 400.13MHz |
Rat head holder | RAPID Biomedical, Rimpar, Germany | ||
i-Stat handheld blood-gas analyzer | i-Stat Co, East Windsor, NJ, USA | ||
Pneumatic pillow breathing rate monitor | SA Instruments Inc, Stony Brook, NY, USA | ||
Rodent rectal temperarure moniring device | SA Instruments Inc, Stony Brook, NY, USA | ||
Name | Company | ||
Chemicals | |||
Isoflurane: Attane Vet 1000mg/g | Piramal Healthcare UK Ltd, Northumberland, UK | ||
2,3,5-Triphenyltetrazolium cholide=TTC | Sigma-Aldrich, Gillinham, Dorset, UK |