Dichonoldeb Mapio Tueddiad Meintiol (QSM) O'r Arennau Dynol

Am ragor o wybodaeth:ali.ma@wecistanche.com

Eric Bechler1 · Julia Stabinska1 · Thomas Thiel1 · Jonas Jasse1 · Rhufeiniaid Zukovs2 · Birte Valentin1 · Hans‑Jörg Wittsack1 · Alexandra Ljimani1

Haniaethol

Amcan Gwerthuso dichonoldeb in-vivomapio tueddiad meintiol(QSM) y dynolaren.

Dulliau Cwblhawyd dilyniant aml-adlais 3D echelinol un anadl-ddaliad (amser caffael 33 s) ar sganiwr 3 T-MRI (Magnetom Prisma, Siemens Healthineers, Erlangen, yr Almaen) mewn 19 o wirfoddolwyr iach. Perfformiwyd dadlapio ar sail toriad graff ynghyd â'r dull T2*-IDEAL i gael gwared ar y symudiad cemegol o fraster ac i feintioli QSM (mapio tueddiad meintiol)o'r abdomen uchaf. Gwerthoedd tueddiad cymedrig y cortecs arennol cyfan a'r medwla yn y ddauarennaua'r iau yn cael eu penderfynu a'u cymharu. Mesurwyd pum pwnc ddwywaith i archwilio'r atgynhyrchedd. Un claf â difrifolarennolcafodd ffibrosis ei gynnwys yn yr astudiaeth i werthuso perthnasedd clinigol posibl QSM.

Canlyniadau QSM (mapio tueddiad meintiol) yn llwyddiannus mewn 17 o wirfoddolwyr a chleifion â ffibrosis arennol. Roedd strwythurau anatomegol yn yr abdomen yn amlwg yn ôl QSM ac roedd y gwerthoedd tueddiad a gafwyd yn yr afu yn debyg i'r rhai a geir yn y llenyddiaeth. Dangosodd y canlyniadau atgynhyrchu da. Eithr, y cymedrarennolGwerthoedd QSM a gafwyd mewn gwirfoddolwyr iach ({{0}}.04±0.07 ppm ar gyfer y dde a − 0.06±0.19 ppm ar y chwitharen) yn sylweddol uwch na'r hyn a fesurwyd yn y ffibrotig yr ymchwiliwyd iddoaren(− {{0}}.43±− 0.02 ppm).

Casgliad QSM y dynolarengallai fod yn ddull addawol ar gyfer asesu gwybodaeth am strwythur meinwe arennol microsgopig. Felly, gallai wella delweddu MR arennol swyddogaethol ymhellach.

Geiriau allweddol Mapio tueddiad meintiol · ArennolMRI · Delweddu arennol swyddogaethol

Rhagymadrodd

Yn y blynyddoedd diwethaf, bu diddordeb ymchwil cynyddol mewn swyddogaetholarennolMRI. Mae sawl astudiaeth flaenorol wedi dangos potensial mawr biofarcwyr MRI ar gyfer nodweddu gwahanol brosesau patholegol sy'n gysylltiedig â dilyniantclefyd cronig yn yr arennau(CKD) [1–3]. Dilysnod histolegol CKD ac un o brif achosion colli gweithrediad arennol cynyddol mewn ffibrosis rhyng-ranol arennol. Felly, mae gradd ffibrosis interstitial yn y meinwe arennol yn ddangosydd pwysig wrth bennu gwrthdroadwyeddniwed i'r arennau. Hyd yn hyn, yr unig offeryn clinigol dibynadwy i werthuso graddau ffibrosis tubulointerstitial yw biopsi arennol. Gan fod y weithdrefn ddiagnostig hon yn ymledol, yn cael ei amharu gan ragfarn samplu, ac na ellir ei hailadrodd yn fympwyol [4, 5], mae dull delweddu anfewnwthiol sy'n gallu asesu'n gywir raddau ffibrosis rhyng-ranol arennol yn ddymunol iawn.

Mapio tueddiad meintiol(QSM) yn dechneg MRI newydd, sy'n defnyddio delweddau cyfnod i gynhyrchu cyferbyniad strwythurol uchel a gwybodaeth feintiol am dueddiad magnetig y meinwe [6-9]. Mewn astudiaethau blaenorol, mae QSM yn sensitif i newidiadau mewn microstrwythur meinwe neu gyfansoddiad cemegol [10-12] ac, felly, mae'n ddull addawol, anfewnwthiol ar gyfer asesuarennolffibrosis interstitial [13]

Hyd yn hyn, mae QSM wedi'i gymhwyso'n bennaf i fesur dyddodion patholegol mewn ganglia gwaelodol mewn amrywiol glefydau niwrolegol, neu fel biomarcwr delweddu gorlwytho haearn hepatig [14-17]. Mae astudiaethau mwy diweddar mewn modelau anifeiliaid wedi archwilio potensial QSM i'w asesuarennolmicrostrwythur [13, 18, 19]. Yn benodol, mae Xie et al. [13] dangos sensitifrwydd QSM wrth ganfod patholeg a achosir gan lid arennol a ffibrosis mewn llygod. Fodd bynnag, hyd eithaf ein gwybodaeth, ni chynhaliwyd astudiaeth ddigonol in vivo i fapio tueddiad yn yr h.aren uman.

QSM abdomenol (mapio tueddiad meintiol) yn cael ei ystyried yn dechnegol heriol. Yn gyntaf, mae symudiad anadlol organau uchaf yr abdomen yn arwain at gyferbyniad strwythurol cyfyngedig a gwerthoedd tueddiad rhy isel [17]. Yn ail, mae presenoldeb braster abdomenol yn effeithio'n negyddol ar amcangyfrif y map maes B0, sy'n gam hanfodol yn yr algorithm QSM [17, 20]. Yn drydydd, mae'r amrywiadau tueddiad mawr o amgylch y rhyngwynebau meinwe aer yn achosi arteffactau sy'n rhedeg yn ddifrifol, ac felly mapiau QSM gwallus [21]. Ar ben hynny, fel y dangosir mewn astudiaeth efelychu ragarweiniol flaenorol gan ein grŵp astudio [22], mae cywirdeb map tueddiad yr abdomen yn cael ei effeithio'n gryf gan y cam prosesu cam, gan gynnwys dadlapio a thynnu maes cefndir.

Nod y gwaith presennol oedd gwerthuso dichonoldeb perfformio in vivo QSM yaren ddynolar system MRI glinigol. At y diben hwn, protocol caffael MRI wedi'i optimeiddio a QSM (mapio tueddiad meintiol) defnyddiwyd piblinell brosesu i gael mapiau QSM arennau.

Cliciwch iCistanche para que sirve i drin clefyd yr arennau

Dulliau

Astudiwch y boblogaeth

Cymeradwywyd yr astudiaeth gan y pwyllgor moeseg lleol, a chafwyd caniatâd gwybodus ysgrifenedig gan bob pwnc.

Pedwar ar bymtheg o wirfoddolwyr iach (28.1 ±12.9 oed cymedrig) heb unrhyw hanesarenclefyd neu unrhyw glefyd systemig hysbys a allai gynnwys yr arennau a gymerodd ran yn yr astudiaeth. Mesurwyd pum pwnc ddwywaith gydag egwyl amser o 10 munud rhwng mesuriadau ac ail-leoli yn yr MRI i werthuso'r atgynhyrchedd.

Ar ben hynny, claf 78-mlwydd-oed, gwrywaidd â difrifolarenffibrosis oherwydd anamnesis hir oarennolannigonolrwydd (CKD V (eGFR<15 ml/min/1.73="" m2="" )="" for="" 25="" years,="" state="" after="" kidney="" transplantation="" 20="" years="" ago,="" chronic="" graft="" failure="" and="" dialysis="" for="" the="" last="" 5="" years)="" was="" exemplarily="" included="" in="" the="" study="" to="" evaluate="" the="" potential="" clinical="" relevance="" of=""> (mapio tueddiad meintiol).

Ni wnaed unrhyw baratoadau penodol cyn yr arholiad [1].

Caffael data

Perfformiwyd caffael data ar sganiwr 3 T (Magnetom Prisma, Siemens AG, Healthineers, Erlangen, yr Almaen) gan ddefnyddio coil asgwrn cefn 32 sianel mewn cyfuniad â choil corff 30 sianel. Defnyddiwyd dilyniant sbin-adlais turbo un ergyd hanner-Fourier (HASTE) ym mhob un o'r tair echelin delwedd (echelinol, coronaidd, a sagittal) i gaffael delweddau anatomegol. Defnyddiwyd y delweddau anatomegol hyn ar gyfer lleoliad FOV ar gyfer y QSM canlynol (mapio tueddiad meintiol) dilyniant. Gosodwyd y FOV yn ganolog yn yarennau(Ffig. 1).

Cafwyd data QSM gan ddefnyddio dilyniant echelinol sengl anadl-ddaliad graddiant aml-adlais 3D gyda'r paramedrau canlynol: nifer yr adleisiau=4; TE1/ΔTE/TR=3.1/3.7/17 ms; ongl troi=15 gradd ; matrics caffael=256×192 × 26; maint voxel=1.64×1.64 × 3 mm3; lled band=1775 Hz/picsel; amgodio tafell a cham Fourier=6/8; ffactor cyflymu delweddu cyfochrog=2; amser caffael 33 s. Mae'r gosodiadau ar gyferarennolPenderfynwyd caffael QSM mewn rhagbrofion i gyflawni'r ansawdd delwedd gorau posibl yn yr amser caffael byrraf posibl.

Gwiriwyd ansawdd yr anadliad yn ystod caffaeliad QSM trwy reolaeth weledol gan y camera arsylwi cleifion integredig. At hynny, dilyswyd ansawdd y data a gaffaelwyd gan ddau radiolegydd profiadol mewn delweddu abdomen (AL 10 mlynedd, BV 4 blynedd) cyn ôl-brosesu. Yn achos arteffactau cynnig sylweddol yn y data, mae'r QSM (mapio tueddiad meintiol) caffaeliad yn cael ei ailadrodd ar unwaith neu ei eithrio o ddadansoddiad pellach pe bai'r ailadrodd yn methu.

Ffig. 1 Enghraifft o leoliad FOV ar gyferarennolCaffaeliad QSM. Gosodwyd FOV yn ganolog yn yarennaui sicrhau amodau delweddu unffurf

Ôl-brosesu

Mae'r siart llif yn Ffig. 2 yn dangos y camau ail-greu a gymerwyd i amcangyfrif yarenMapiau QSM. Perfformiwyd yr holl gyfrifiadau gan ddefnyddio MATLAB (R2018a; The MathWorks, Inc., Natick, MA).

Yn y cam cyntaf, roedd y data yn sero-lenwi gan arwain at faint voxel o 0.8×0.8 × 2.25 mm³. Cafodd yr ôl-brosesu ar gyfer QSM ei optimeiddio'n wreiddiol ar gyfer delweddu'r ymennydd, lle mae cyfraniad braster i'r signal MRI yn fach iawn [20]. Fodd bynnag, mae angen tynnu braster effeithiol ar gymwysiadau y tu allan i'r ymennydd yn enwedig yn yr abdomen er mwyn osgoi rhagfarn meintiol yn y mapiau tueddiad. Yn yr astudiaeth hon, dilëwyd yr effaith newid cemegol diangen rhwng dŵr a braster trwy ddull o'r enw Dadlapio cyfnod ar yr un pryd a chael gwared ar sifft cemegol (SPURS) [20]. Mae SPURS yn defnyddio dadlapio sy'n seiliedig ar doriad graff i ddileu'r amlapiadau cam yn y data cyfnod llawn sero. Ymhellach, defnyddiwyd dull T2*-IDEAL [23] i gyfrifo'r mapiau maes wedi'u cywiro â braster o ganlyniad, a ddefnyddiwyd fel mewnbwn ar gyfer tynnu maes cefndir.

Yn yr astudiaeth hon, cynhyrchwyd masgiau o'r abdomen cyfan yn awtomatig ar y delweddau echelinol (Brain Surface Extractor (BSE) o BrainSuite, Fersiwn 18a, Prifysgol California) o'r data maint sero-lenwi i dynnu'r aer diangen y tu allan i'r abdomen. Ar ôl rheoli ansawdd gweledol y segmentiad, defnyddiwyd y masgiau a gynhyrchwyd i gael gwared ar y maes cefndir gyda chymorth algorithm gwerth ffin Laplacian (LBV) [24], sy'n rhan o'r MEDI-box toolbox [25].

Yn y cam olaf, cafodd y broblem wrthdro wael ei datrys gan y gostyngiad arteffactau sy'n rhedeg ar gyfer QSM (mapio tueddiad meintiol) (STAR-QSM) dull [26] o'r STI-Suite [9] gan arwain at fapiau tueddiad. Cafodd LBV a STAR-QSM eu rhedeg gyda gosodiadau diofyn.

Defnyddiwyd y meddalwedd ITK-SNAP (fersiwn 3.8.0, Prifysgol Pennsylvania) i dynnu rhannau o ddiddordeb (ROI) â llaw yn y meinwe cyhyrau parafertebraidd (336 picsel), afu (900 picsel), y cyfanaren(5533 ± 1792 picsel a 4756 ± 1142 picsel ar gyfer y chwith a'r ddearennau, yn y drefn honno),arennolcortecs (1260 ±279 picsel a 1245 ±265 picsel ar gyfer arennau chwith a dde, yn y drefn honno) a medwla arennol (993 ± 293 picsel a 962 ± 392 picsel ar gyfer arennau chwith a dde, yn y drefn honno) (Ffig. 3). Tynnwyd pob ROI dros dair tafell yn olynol a chyfrifwyd y tueddiad cymedrig a'r gwyriad safonol (SD) ar gyfer pob organ a gwrthrych. Defnyddiwyd y meinwe cyhyrau paravertebral fel cyfeiriad ar gyfer meintioli QSM yn yr astudiaeth gyfredol i sicrhau cysondeb y gwerthoedd tueddiad (Deunydd Atodol, Tabl S1) [27].

Ffig. 2 Siart llif yn dangos y camau ail-greu cyfrifo'r mapiau tueddiad. Man cychwyn yr ail-greu yw'r data maint a chyfnod sero-lenwi. Cymhwyswyd dadlapio cyfnod ar yr un pryd a thynnu symudiad cemegol (SPURS) i ddata cyfnod llawn sero i ddileu effeithiau symudiad cemegol rhwng dŵr a braster. Ymhellach, defnyddiwyd dull T2*-IDEAL i gyfrifo'r mapiau maes wedi'u cywiro â braster (cyfnod heb ei lapio). Cynhyrchwyd masgiau o'r abdomen cyfan yn awtomatig o ddata maint sero ar gyfer tynnu maes cefndir gyda chymorth yr algorithm gwerth ffin Laplacian (LBV). Yn y cam olaf, cafodd y broblem wrthdro wael ei datrys gan y gostyngiad arteffactau sy'n rhedeg ar gyfer QSM (mapio tueddiad meintiol) (STAR-QSM) dull o'r STI-Suite gan arwain at fapiau tueddiad.

Archwilio a yw effeithiau ôl-brosesu byd-eang yn rhagfarnu'r QSM a gyfrifwyd (mapio tueddiad meintiol) gwerthoedd, ee, gwallau nad ydynt yn lleol o amcangyfrif maes annibynadwy ar draws y ROIs, pennwyd gwerthoedd QSM yn yr afu a'u cymharu â'r gwerthoedd llenyddiaeth sydd ar gael.

At hynny, mae cywirdeb tynnu aer y tu allan yn gam pwysig ar gyfer meintioli QSM. Er mwyn gwerthuso dylanwad ansawdd diffiniad mwgwd ar werthoedd QSM, roedd diffiniad y mwgwd yn amrywio mewn un pwnc iach. Felly, cymhwyswyd pedwar mwgwd gwahanol (heb aer y tu allan i'r abdomen, yn cynnwys swm bach a mawr o aer allanol ac yn cynnwys ardal delwedd gyfan) i'r set ddata, yn y drefn honno, a gwerthoedd tueddiad yr hawlareneu cymharu.

Ffig. 3 Enghraifft o leoliad ROI. Delwedd maint yr abdomen gyda rhanbarthau o ddiddordeb rhagorol (ROI) wedi'u tynnu yn y meinwe cyhyrau parafertebraidd (336 picsel), yr afu (900 picsel), yr aren gyfan (5533 ± 1792 picsel a 4756 ± 1142 picsel ar gyfer yr arennau chwith a dde, yn y drefn honno ),arennolcortecs (1260 ± 279 picsel a 1245 ± 265 picsel ar gyfer y chwith a'r ddearennau, yn y drefn honno) a medwla arennol (993 ± 293 picsel a 962 ± 392 picsel ar gyfer yr arennau chwith a dde, yn y drefn honno)

Dadansoddiad ystadegol

Gwerthoedd tueddiad y chwith a'r ddearen, yn ogystal â'r cortecs a'r medwla yn y ddwy aren, o'r grŵp rheoli iach, ar gyfartaledd ar draws yr holl bynciau a'u cymharu â'r cymedrig a DC y tu mewn i'r aren ffibrotig iawn i asesu enghraifft o berthnasedd clinigol posibl QSM.

Ar ben hynny, defnyddiwyd prawf Wilcoxon i gymharu canlyniadau QSM yr arennau chwith a dde yn ogystal âarennolcortecs a medwla. Heblaw hyn, mae cydberthynas Pearson rhwng yarena chyfrifwyd tueddiad yr afu ar gyfer y grŵp rheoli iach.

Canlyniadau

Cafodd dau bwnc iach eu heithrio o ddadansoddiad pellach oherwydd arteffactau difrifol ar y ffin rhwng yr ysgyfaint a'r meinwe amgylchynol (Ffig. 4e).

QSM (mapio tueddiad meintiol) wedi'i feintioli'n llwyddiannus yn yr 17 o wirfoddolwyr sy'n parhau i fod yn iach a'r claf gydaarennolffibrosis (Deunydd Atodol, Ffig. S1–S3). Roedd yr organau abdomenol parenchymatous uchaf, fel yr afu a'r arennau, yn amlwg yn gwahaniaethu yn y setiau data hyn (Ffig. 4). Mewn un achos, methodd dadlapio fesul cam mewn ardal fach yn agos at yaren, gan arwain at werthoedd tueddiad anghywir yn y rhanbarth hwnnw (Ffig. 4d). Fodd bynnag, dim ond rhan fach o'r aren a effeithiwyd ac fe'i hystyriwyd yn ystod y lleoliad ROI. Nid oedd unrhyw gydberthynas i'w weld rhwng gwerthoedd QSM yr aren a'r afu (R2=0.035) (Ffig. 5), sy'n dangos nad oes unrhyw effeithiau byd-eang o ragfarn ôl-brosesu yn rhoi'r gwerthoedd tueddiad a gyfrifwyd i mewn.

Mae Ffigur 6 yn dangos y mapiau tueddiad a'r gwerthoedd ar gyfer amrywio diffiniad masgiau mewn un gwirfoddolwr iach. Dim newidiadau yn QSM arennol (mapio tueddiad meintiol) gellid nodi gwerthoedd yn achos anghywirdeb segmentu cymharol fach (Ffig. 6a, b). Fodd bynnag, arweiniodd symiau mwy o aer at werthoedd tueddiad anghywir (Ffig. 6c, d).

Y cymedrarennolgwerthoedd tueddiad y gwirfoddolwyr iach oedd {{0}}.04±0.07 ppm (ystod − {{10}} .07 i 0.16 ppm) ar gyfer yr aren dde a − 0.06±0.19 ppm (ystod − 0.35 i 0.39 ppm) ar gyfer yr aren chwith, yn y drefn honno (Tabl 1). Gwerthoedd tueddiad cymedrig y dde a'r chwitharennauyn sylweddol wahanol (t<0.05) showing="" a="" wider="" range="" of="" values="" for="" the="" left="" kidney="" (table="" 1).="" no="" significant="" difference="" between="" cortical="" and="" medullary="" qsm="" values="" of="" the="" right="" or="" the="" left="" kidney="" could="" be="" determined="" (p="">0.05).

Gwerthoedd tueddiad yr afu wedi'i fesur mewn gwirfoddolwyr iach a'r clafarennolroedd ffibrosis yn yr un ystod {{0}}.17±0.13 ppm a 0.15±0.01 ppm ar gyfer gwirfoddolwyr iach a’r claf â ffibrosis arennol, yn y drefn honno (Tabl 2).

Datgelodd mesuriadau atgenhedlu mewn pum pwnc atgynhyrchedd da ar gyfer QSM yr afu a'r aren dde. (mapio tueddiad meintiol) heb unrhyw wahaniaeth arwyddocaol mewn gwerthoedd tueddiad hepatig neu arennol rhwng y ddau fesuriad (p=0.48) (Tabl 3). Gwerthoedd tueddiad ar gyfer yr hawlarenoedd {{0}}.02±0.06 ppm a − 0.03±{{15} }.11 ppm ar gyfer y mesuriadau prawf ac ail-brawf, yn y drefn honno. Roedd tueddiad yr afu yn 0.16 ± 0.10 ppm a 0.12 ± 0.07 ppm, yn y drefn honno.

Mae Ffigur 7 yn dangos y mapiau QSM sydd wedi'u troshaenu ar y delweddau maint ar gyfer gwirfoddolwr iach a'r un yr ymchwiliwyd i glaf â ffibrosis rhyng-raniadol arennol. Roedd tueddiad yr aren ffibrotig dde yn diamagnetig iawn (− 0.43±0.02 ppm).

Trafodaeth

QSM (mapio tueddiad meintiol) yn ddull newydd, addawol ar gyfer asesu gwybodaeth am ficrostrwythur meinwe a gweithrediad. Yn y gwaith hwn, gwnaethom ddangos ymarferoldeb perfformio QSM in vivo yr aren ddynol ar system MRI glinigol. Roedd y cynllun caffael a gyflwynwyd ac ymhellach y biblinell brosesu QSM a weithredwyd, sy'n cynnwys y dulliau QSM diweddaraf, yn llwyddiannus mewn 90 y cant o'r pynciau a archwiliwyd ac arweiniodd at ganlyniadau atgenhedlu. Roedd strwythurau anatomegol yn yr abdomen yn amlwg ar y mapiau QSM a dim ond ychydig o arteffactau oedd yn bresennol yn yr ardal berfeddol. Ar ben hynny, mae'r gwahaniaeth rhwng y gwerthoedd QSM cymedrig a geir yn yr iacharennauac mae tueddiad yr aren ffibrotig yn dangos potensial QSM (mapio tueddiad meintiol) ar gyfer gwahaniaethu rhwng iach a patholegolarennolmeinwe. Gan fod y cyllid hwn yn seiliedig ar un achos ffibrotig yn unig, dylai astudiaethau pellach gyda phoblogaeth fwy o gleifion brofi gwerth diagnostig QSM yn y dyfodol.

Ffig. 4 Enghreifftiau o ddelweddau gwedd wedi'u lapio a heb eu lapio yn ogystal â mapiau maes a thueddiad lleol a mwgwd cyfatebol yr abdomen uchaf o bum gwirfoddolwr iach. Mae strwythurau anatomegol yn hawdd eu hadnabod a dim ond ychydig o arteffactau sy'n bresennol yn yr ardal berfeddol (a-c). Mewn un achos, methodd dadlapio cam yn agos at yaren, gan arwain at werthoedd tueddiad anghywir (ch, saeth wen). Enghraifft o arteffactau difrifol oherwydd aer yn yr ysgyfaint (e, saethau du), a oedd yn bresennol mewn dau wirfoddolwr iach. Tynnwyd y ddwy set ddata o ôl-brosesu pellach.

Ffig. 5 Pearson plot cydberthynas rhwngarennola gwerthoedd tueddiad hepatig y gwirfoddolwyr iach. Nid oedd unrhyw gydberthynas i'w weld rhwng QSM arennol a hepatig (mapio tueddiad meintiol) gwerthoedd (R2=0.035), sy'n nodi nad oedd yr effeithiau ôl-brosesu byd-eang yn effeithio ar y meintioli QSM.

Ffig. 6 Enghreifftiau o fapiau tueddiad a gwerthoedd ar gyfer amrywio diffiniad mwgwd ar gyfer tynnu aer o'r tu allan mewn un gwirfoddolwr iach. Dim newidiadau i werthoedd QSM yr hawlarengellid ei nodi yn achos anghywirdeb segmentu cymharol fach heb unrhyw aer allanol ar ôl ar ôl segmentiad (a) ac sy'n cynnwys ychydig bach o aer allanol (b). Fodd bynnag, arweiniodd symiau mwy o aer allanol at werthoedd tueddiad anghywir (c, d)

Tabl 1 Gwerthoedd tueddiad y cyfanaren, y cortecs, a'r medwla o wirfoddolwyr iach ar gyfartaledd dros bob un o'r 17 pwnc

Y gwahaniaeth sylweddol yn QSM (mapio tueddiad meintiol) gwerthoedd y chwith a'r ddearennau(p<0.05) is="" probably="" based="" on="" higher="" motion="" artifacts="" in="" the="" left="" kidney.="" considering="" the="" standard="" deviation,="" the="" susceptibility="" of="" healthy="">arennoltissue fluctuates around 0 in the current study. No significant difference between cortical and medullar QSM values of the right or the left kidneys could be determined (p>0.05)

Tabl 2 Gwerthoedd tueddiad yr aren dde ac afu gwirfoddolwyr iach, ar gyfartaledd dros bob un o’r 17 pwnc, a’r claf â ffibrosis arennol difrifol

Gwerth QSM yr hawlareno gleifion â ffibrosis arennol yn sylweddol wahanol i'r gwerthoedd QSM a fesurir yn aren dde gwirfoddolwyr iach. Fodd bynnag, mae gwerthoedd QSM yr afu a fesurir mewn gwirfoddolwyr iach a'r claf â ffibrosis arennol yn yr un ystod, ac eithrio canlyniadau byd-eang gogwydd canlyniadau QSM arennol.

Mae QSM eisoes wedi'i gymhwyso yn yr abdomen dynol cyn [17, 27, 29, 30], gan ddangos canlyniadau addawol fel techneg MRI newydd. Fodd bynnag, mae'r dull yn gosod rhai heriau technegol sydd wedi rhwystro ei gymhwyso in vivo i'r aren ddynol hyd yn hyn. Trwy gyfuno ac optimeiddio camau ôl-brosesu delwedd sydd eisoes wedi'u sefydlu ar gyfer QSM (mapio tueddiad meintiol), mae rhai o'r materion hyn wedi'u datrys yn llwyddiannus yn yr astudiaeth gyfredol. Yn gyntaf, dilëwyd arteffactau symud a achosir gan anadlu'n rhydd trwy gaffael data yn ystod un anadliad ar ddiwedd ysbrydoliaeth. Yn ail, dilëwyd yr effaith newid cemegol diangen rhwng dŵr a braster trwy ddefnyddio piblinell ôl-brosesu uwch. Yn drydydd, pennwyd paramedrau caffael ac ôl-brosesu digonol i leihau'r arteffactau a darparu canlyniadau atgenhedlu.

Tabl 3 Canlyniadau atgynhyrchu.

Gwerthoedd tueddiad gwyriad cymedrig ±safonol ar gyfer yr hawlarenac ae yn gyfartalog dros bob un o'r pum pwnc atgynyrchiol. Atgynhyrchadwyedd da ar gyfer QSM yr iau a'r aren dde heb unrhyw wahaniaeth arwyddocaol mewn gwerthoedd tueddiad hepatig neu arennol rhwng y ddau fesuriad (p=0.48)

Ffig. 7 Delweddau maint wedi'u troshaenu â mapiau QSM o'r aren dde ar gyfer gwirfoddolwr iach (delwedd chwith) a'r claf â ffibrosis arennol (delwedd dde). Y ffibrotigarenyn dangos gwerth diamagnetig cryf (− {{0}}.43±− 0.02 ppm), a oedd yn sylweddol is na'r gwerth QSM a fesurwyd yn yr iacharennolmeinwe (arennau dde {{0}}.04±0.07 ppm)

Hyd eithaf ein gwybodaeth, dyma'r astudiaeth gyntaf yn perfformio in vivo QSM (mapio tueddiad meintiol) yn y dynolarenar system MRI glinigol. Gan nad oes unrhyw werthoedd QSM arennol llenyddiaeth ar gael, dim ond gwerthoedd tueddiad yr afu a gafwyd yn ein hastudiaeth yr oeddem yn gallu eu cymharu â'r rhai a adroddwyd gan y grwpiau eraill. Yn yr astudiaeth gan Lin et al. [27], roedd y tueddiad afu a gyfrifwyd yn amrywio o 0.23 i 5.94 ppm. Fodd bynnag, roedd eu hastudiaeth yn canolbwyntio ar gleifion â gorlwytho haearn hepatig (hemochromatosis). Dangosodd unigolion â dyddodion haearn llai hepatig werthoedd QSM o tua 0.34 ppm a chawsant eu hystyried yn iach. Yn yr astudiaeth o Dong et al. [20], penderfynwyd gwerthoedd tueddiad iau cymedrig o {{10}}.23±0.07 ppm. Yn gyffredinol, mae gwerthoedd QSM yr iau a fesurwyd yn yr astudiaeth gyfredol (ystod 0.01-0.44 ppm) yn gyson â'r ymchwil flaenorol, sy'n nodi nad oes unrhyw effeithiau byd-eang yn rhagfarnu ein canlyniadau.

Gallai diffiniad mwgwd gwael ddylanwadu ar yarennolGwerthoedd QSM. Felly, mae'r cywirdeb gorau posibl o dynnu aer y tu allan yn gam pwysig ar gyfer meintioli QSM. Yn yr astudiaeth gyfredol, fe wnaethom amrywio'r diffiniad mwgwd o un pwnc iach. Yn yr enghraifft hon, dim newidiadau sylweddol i werthoedd QSM yr hawlarengellid ei nodi yn achos anghywirdeb segmentu cymharol fach, fel oedd yn wir yn ein hastudiaeth. Fodd bynnag, gallai gwerthusiad systematig o ddylanwad diffiniad y mwgwd ar y gwerthoedd QSM fod yn wrthrych astudiaethau efelychu pellach.

Yn yr astudiaeth hon, roedd amrywioldeb gwerthoedd QSM yr aren chwith yn sylweddol uwch na gwerthoedd yr aren dde (t<0.05). this="" difference="" might="" be="" due="" to="" higher="" cardiac="" artifacts="" of="" the="" left="">aren, fel y dangosir mewn nifer o astudiaethau MRI arennol blaenorol [28]. Gallai'r effaith hon gael ei lleihau gyda datblygiad pellach o QSM arennol.

Nid oedd gwahaniaethu cortico-medullary yn bosibl yn ôl QSM (mapio tueddiad meintiol) in the current study (p>0.05), yn ôl pob tebyg oherwydd cydraniad cymedrol y dull. Dylai gwella cydraniad QSM i alluogi gwahaniaethu cortico-medwlar fod yn wrthrych astudiaethau pellach.

I archwilio gwerth diagnostig posibl QSM, claf gydaarennolffibrosis fel enghraifft o patholeg arennol diwedd cyfnod wedi'i gynnwys yn yr astudiaeth. Yn flaenorol, adroddwyd bod ffibrosis arennol yn cynyddu cynnwys diamagnetig y meinwe arennol [13], yn ôl pob tebyg oherwydd dyddodiad gormodol o golagen, sy'n gryf diamagnetig [31]. O ystyried y gwyriad safonol, mae tueddiad meinwe arennol iach yn amrywio o gwmpas 0 yn yr astudiaeth gyfredol. Yn ein hastudiaeth, y ffibrotigarenyn dangos gwerth tueddiad diamagnetig cryf, a oedd yn sylweddol is na'r hyn yn y meinwe arennol iach. Mae angen ymchwil yn y dyfodol mewn carfan fwy o gleifion i asesu union werth diagnostig y QSM arennol (mapio tueddiad meintiol).

Mae nifer o gyfyngiadau ar ein gwaith. Yn gyntaf, roedd nifer y gwirfoddolwyr iach yn isel a dim ond un claf a gynhwyswyd yn yr astudiaeth hon. Fodd bynnag, ein ffocws oedd datblygu protocol caffael cadarn a phiblinell ôl-brosesu ar gyfer perfformio QSM aren in vivo ar system MRI glinigol. Yn ail, defnyddiwyd dull SPURS a T2* IDEAL i ddileu’r effaith symudiad cemegol diangen rhwng dŵr a braster ac i gyfrifo’r mapiau maes wedi’u cywiro â braster. Ni ddefnyddiwyd unrhyw dechneg atal braster yn yr astudiaeth hon, gan y byddai'n ymestyn yr amser caffael. Er mwyn mynd i'r afael â'r mater, dylid ystyried dulliau delweddu cyflymach fel yr archwiliad dal anadl rhyngosod cyfeintiol (VIBE) [32] neu gynlluniau caffael rheiddiol [33] wrth fesur QSM yn yr abdomen. Yn drydydd, roedd y masgiau a gynhyrchwyd yn tynnu aer y tu allan i'r abdomen yn unig. Roedd yr aer yn y llwybr berfeddol a'r ysgyfaint yn dal i fod yn bresennol yn y cyfrifiadau tueddiad. Gallai hyn arwain at wallau nad ydynt yn lleol yn y meysydd lleol ar draws y ROI [34]. Fodd bynnag, fe wnaethom ddangos atgenhedledd mewnbynciol da yn yr astudiaeth gyfredol, gan awgrymu bod y gwall oherwydd aer y tu mewn i'r abdomen yn esgeulus. At hynny, roedd datrysiad y delweddau MR braidd yn isel, a allai fod wedi arwain at danamcangyfrif tueddiad [35, 36]. Er mwyn goresgyn y cyfyngiad hwn, ni chafodd y data crai eu llenwi cyn yr ôl-brosesu QSM. Ar ben hynny, cafwyd y data QSM mewn un anadliad o 33 s, a allai fod yn anodd ei berfformio ar gyfer pynciau sâl a henoed. Felly, mae angen optimeiddio'r dilyniant graddiant-adlais 3D aml-adlais ymhellach i leihau'r amser sganio tra'n cynnal ansawdd y ddelwedd.

I gloi, dichonoldeb in vivo QSM (mapio tueddiad meintiol) yn y dynolarenwedi'i ddangos yn llwyddiannus yn yr astudiaeth gyfredol gydag atgynhyrchu da. Mae'r gwahaniaeth amlwg yn y gwerthoedd QSM rhwng arennau iach ac aren ffibrotig yn dangos potensial diagnostig posibl QSM. Dylid cynnal astudiaethau pellach gyda phoblogaethau mwy o gleifion i brofi perthnasedd diagnostig QSM ar gyfer swyddogaetholarennolDelweddu MR.

Deunydd atodol electronig Mae fersiwn ar-lein yr erthygl hon (https://doi.org/10.1007/s10334-020-00895-9) yn cynnwys deunydd atodol, sydd ar gael i ddefnyddwyr awdurdodedig.

Cyfraniadau awdur EB: astudiaeth cenhedlu a dylunio, caffael data, dadansoddi a dehongli data, drafftio'r llawysgrif, ac adolygu beirniadol; JS: astudio cenhedlu a dylunio, caffael data, ac adolygu beirniadol; TT: caffael data, dadansoddi a dehongli data, ac adolygu beirniadol; JJ: caffael data, dadansoddi a dehongli data, ac adolygu beirniadol; RZ: caffael data, dadansoddi a dehongli data, ac adolygu beirniadol; BV: caffael data, dadansoddi a dehongli data, ac adolygu beirniadol; HW: astudio cenhedlu a dylunio, dadansoddi a dehongli data, ac adolygu beirniadol; AL: astudio cenhedlu a dylunio, caffael data, dadansoddi a dehongli data, drafftio'r llawysgrif, ac adolygu beirniadol.

Cyllid Cyllid Mynediad Agored wedi'i alluogi a'i drefnu gan Projekt DEAL.

Symptomau methiant cistanche-arennau

Cydymffurfio â safonau moesegol

Gwrthdaro buddiannau Mae'r awduron yn datgan nad oes ganddynt unrhyw wrthdaro buddiannau. Yn ogystal, nid oes gan yr holl awduron unrhyw berthynas ariannol ag unrhyw sefydliad. Ni noddwyd yr astudiaeth.Safon foesegol Cymeradwywyd yr astudiaeth gan y pwyllgor moeseg lleol. Caniatâd gwybodus Cafwyd caniatâd gwybodus ysgrifenedig gan bob pwnc. Mynediad Agored Mae'r erthygl hon wedi'i thrwyddedu o dan Drwydded Ryngwladol Creative Commons Attribution 4.0, sy’n caniatáu defnydd, rhannu, addasu, dosbarthu ac atgynhyrchu mewn unrhyw gyfrwng neu fformat, cyn belled â’ch bod yn rhoi clod priodol i’r awdur(on) gwreiddiol a’r ffynhonnell, darparu dolen i drwydded Creative Commons, a nodi a oedd newidiadau gwneud. Mae'r delweddau neu ddeunydd trydydd parti arall yn yr erthygl hon wedi'u cynnwys yn nhrwydded Creative Commons yr erthygl oni nodir yn wahanol mewn llinell gredyd i'r deunydd. Os nad yw deunydd wedi'i gynnwys yn nhrwydded Creative Commons yr erthygl ac nad yw rheoliadau statudol yn caniatáu'ch defnydd arfaethedig neu'n fwy na'r defnydd a ganiateir, bydd angen i chi gael caniatâd yn uniongyrchol gan ddeiliad yr hawlfraint. I weld copi o'r drwydded hon, ewch i http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Cyfeiriadau

1. Mendichovszky I, Pullens P, Dekkers I, Nery F, Bane O, Pohlmann A, de Boer A, Ljimani A, Odudu A, Buchanan C, Sharma K, Laustsen C, Harteveld A, Golay X, Pedrosa I, Alsop D , Fain S, Caroli A, Prasad P, Francis S, Sigmund E, Fernández-Seara M, Sourbron S (2020) Argymhellion technegol ar gyfer cyfieithu clinigol oarennolMRI: prosiect consensws y Gweithredu Cydweithredu mewn Gwyddoniaeth a Thechnoleg PARENCHIMA. Magn Reson Mater Phy Biol Med 33:131–140

2. Selby NM, Blankestijn PJ, Boor P, Combe C, Eckardt KU, EikefJord E, Garcia-Fernandez N, Golay X, Gordon I, Grenier N, Hockings PD, Jensen JD, Joles JA, Kalra PA, Krämer BK, Mark PB, Mendichovszky IA, Nikolic O, Odudu A, Ong ACM, Ortiz A, Pruijm M, Remuzzi G, Rørvik J, de Seigneux S, Simms RJ, Slatinska J, Summers P, Taal MW, Thoeny HC, Vallée JP, Wolf M , Caroli A, Sourbron S (2018) Biomarcwyr delweddu cyseiniant magnetig ar gyfer cronigarenclefyd: papur safbwynt gan y Gweithredu Cydweithrediad Ewropeaidd mewn Gwyddoniaeth a Thechnoleg PARENCHIMA. Trawsblaniad Dial Nephrol 33:24–214

3. Caroli A, Pruijm M, Burnier M, Selby NM (2018) Delweddu cyseiniant magnetig swyddogaethol o'r arennau: ble ydyn ni'n sefyll? Safbwynt y Gweithredu COST Ewropeaidd PARENCHIMA. Trawsblaniad Dial Nephrol. https://doi.org/10.1093/ndt/gfy181

4. Kretzler M, CD Cohen, Doran P, Henger A, Madden S, Gröne EF, Nelson PJ, Schlöndorf D, Gröne HJ (2002) Repuncturing thearennolbiopsi: strategaethau ar gyfer diagnosis moleciwlaidd mewn neffroleg. J Am Soc Nephrol 13:1961–1972

5. Corwin HL, Schwartz MM, Lewis EJ (1988) Pwysigrwydd maint sampl wrth ddehongli'r biopsi arennol. Am J Nephrol 8:85-89

6. Haacke EM, Liu S, Buch S, Zheng W, Wu D, Ye Y (2015) Mapio tueddiad meintiol: statws presennol a chyfeiriadau'r dyfodol. Delweddu Magn Reson 33:1-25

7. Liu C, Wei H, Gong NJ, Cronin M, Dibb R, Decker K (2015) Mapio tueddiad meintiol: mecanweithiau cyferbyniad a chymwysiadau clinigol. Tomograffeg 1:3-17

8. Schweser F, Deistung A, Reichenbach JR (2016) Sylfeini delweddu cam MRI a phrosesu ar gyfer mapio tueddiad meintiol (QSM). Z Med Corff 26:6-34

9. Li W, Wu B, Liu C (2011) Mae mapio tueddiad meintiol o ymennydd dynol yn adlewyrchu amrywiad gofodol mewn cyfansoddiad meinwe. NeuroDelwedd 55:1645–1656

10. Wang Y, Liu T (2015) Mapio tueddiad meintiol (QSM): dadgodio data MRI ar gyfer biomarcwr magnetig meinwe. Magn Reson Med 73:82-101

11. Duyn JH, Van Gelderen P, Li TQ, De Zwart JA, Koretsky AP, Fukunaga M (2007) MRI maes uchel o is-strwythur cortigol yr ymennydd yn seiliedig ar gyfnod signal. Proc Natl Acad Sci UDA 104:11796–11801

12. Liu C (2010) Delweddu tensor tueddiad. Magn Reson Med 63:1471–1477

13. Xie L, Sparks MA, Li W, Qi Y, Liu C, Cofman TM, Johnson GA (2013) Mapio tueddiad meintiol oarenllid a ffibrosis mewn llygod math 1 sy'n ddiffygiol mewn derbynyddion angiotensin. NMR Biomed 26: 1853-1863

14. Zivadinov R, Tavazzi E, Bergsland N, Hagemeier J, Lin F, Dwyer MG, Carl E, Kolb C, Hojnacki D, Ramasamy D, Durfee J, Weinstock-Guttman B, Schweser F (2018) Haearn yr ymennydd ar MRI meintiol yn gysylltiedig ag anabledd mewn sglerosis ymledol. Radioleg 289:487-496

15. Li DTH, Hui ES, Chan Q, Yao N, Chua SE, McAlonan GM, Pang SYY, Ho SL, Mak HKF (2018) Mapio tueddiad meintiol fel dangosydd o annormaledd haearn subcortical a limbig mewn clefyd Parkinson gyda dementia. NeuroImage Clin 20:365–373

16. Sun H, Klahr AC, Kate M, Gioia LC, Emery DJ, Cigydd KS, Wilman AH (2018) Mapio tueddiad meintiol ar gyfer hemorrhage mewngreuanol yn dilyn. Radioleg 288:830–839

17. Sharma SD, Hernando D, Horng DE, Reeder SB (2015) Mapio tueddiad meintiol yn yr abdomen fel biomarcwr delweddu o orlwytho haearn hepatig. Magn Reson Med 74:673-683

18. Xie L, Layton AT, Wang N, Larson PEZ, Zhang JL, Lee VS, Liu C, Johnson GA (2016) Mapio tueddiad meintiol meintiol cyferbyniad deinamig gydag amser adlais ultrashort MRI ar gyfer gwerthusoarennolswyddogaeth. Am J Physiol Ren Physiol 310:F174–F182

19. Xie L, Dibb R, Cofer GP, Li W, Nicholls PJ, Johnson GA, Liu C (2015) Delweddu tensor tueddiad o'r aren a'i seiliau microstrwythurol. Magn Reson Med 73:1270–1281

20. Dong J, Liu T, Chen F, Zhou D, Dimov A, Raj A, Cheng Q, Spincemaille P, Wang Y (2015) Dadlapio cam ar yr un pryd a chael gwared ar sifft cemegol (SPURS) gan ddefnyddio toriadau graff: cymhwyso mewn tueddiad meintiol mapio. Delwedd Traws-Gyfryngol IEEE 34:531–540

21. Li W, Wang N, Yu F, Han H, Cao W, Romero R, Tantiwongkosi B, Duong TQ, Liu C (2015) Mae dull ar gyfer amcangyfrif a chael gwared ar arteffactau streipiog yn mapio tueddiad meintiol. NeuroDelwedd 108:111–122

22. Bechler E, Stabinska J, Wittsack H (2019) Dadansoddiad o wahanol ddulliau dadlapio cyfnod i wneud y gorau o fapio tueddiad meintiol yn yr abdomen. Magn Reson Med 82: 2077-2089

23. Hernando D, Kramer JH, Reeder SB (2013) Ymlaciometreg R2* cymhleth aml-brig wedi'i gywiro â braster: theori, optimeiddio, a dilysu clinigol. Magn Reson Med 70:1319–1331

24. Zhou D, Liu T, Spincemaille P, Wang Y (2014) Cefndir tynnu feld trwy ddatrys y broblem gwerth ffin Laplacian. NMR Biomed 27:312-319

25. Liu J, Liu T, de Rochefort L, Ledoux J, Khalidov I, Chen W, Tsiouris AJ, Wisnief C, Spincemaille P, Tywysog MR, Wang Y (2012) Morffoleg galluogi gwrthdroad deupol ar gyfer mapio meintiol tueddiad gan ddefnyddio cysondeb strwythurol rhwng y ddelwedd maint a'r map tueddiad. NeuroDelwedd 59:2560–2568

26. Wei H, Dibb R, Zhou Y, Sul Y, Xu J, Wang N, Liu C (2015) Streaking arteffact lleihau ar gyfer mapio meintiol tueddiad o ffynonellau gydag ystod deinamig mawr. NMR Biomed 28: 1294-1303

27. Lin H, Wei H, He N, Fu C, Cheng S, Shen J, Wang B, Yan X, Liu C, Yan F (2018) Mapio tueddiad meintiol ar y cyd â gwahanu braster dŵr ar gyfer haearn a braster yr afu ar yr un pryd meintioli ffracsiwn. Eur Radiol 28:3494–3504

28. Kido A, Kataoka M, Yamamoto A, Nakamoto Y, Umeoka S, Koyama T, Maetani Y, Isoda H, Tamai K, Morisawa N, Saga T, Mori S, Togashi K (2010) tensor tryledu MRI yarenyn 3.0 ac 1.5 Tesla. Acta Radiol 51:1059–1063

29. Jafari R, Sheth S, Spincemaille P, Nguyen TD, Prince MR, Wen Y, Guo Y, Deh K, Liu Z, Margolis D, Brittenham GM, Kierans AS, Wang Y (2019) Mapio meintiol meintiol yr afu awtomataidd cyflym. J Magn Delweddu Reson. https://doi.org/10.1002/jmri.26632

30. Li J, Lin H, Liu T, Zhang Z, Tywysog MR, Gillen K, Yan X, Song Q, Hua T, Zhao X, Zhang M, Zhao Y, Li G, Tang G, Yang G, Brittenham GM, Wang Y (2018) Mae mapio tueddiad meintiol (QSM) yn lleihau ymyrraeth gan batholeg gellog wrth amcangyfrif R2 * crynodiad haearn yr afu. J Magn Reson Delweddu 48:1069–1079

31. Luo J, He X, d'Avignon DA, Ackerman JJH, Yablonskiy DA (2010) Dŵr a achosir gan brotein 1H Sifftiau amlder MR: cyfraniadau o dueddiad magnetig ac effeithiau cyfnewid. J Magn Reson 202:102–108

32. Rofsky NM, Lee VS, Laub G, Pollack MA, Krinsky GA, Thomasson D, Ambrosino MM, Weinreb JC (1999) Delweddu MR abdomenol gydag archwiliad dal anadl cyfeintiol rhyngosodedig. Radioleg 212:876-884

33. Yedururi S, Kang HC, Wei W, Wagner-Bartak NA, Marcal LP, Staford RJ, Willis BJ, Szklaruk J (2016) Archwiliad dal anadl rhyngosod cyfeintiol rheiddiol sy'n anadlu'n rhydd yn erbyn anadliad dal anadl cyfeintiol cyfeintiol cartesaidd rhyngosodedig archwilio delweddu cyseiniant magnetig o'r afu ar 1.5 T. World J Radiol 8:707

34. Schweser F, Robinson S, de Rochefort L, Li W, Bredies K (2017) Cymhariaeth ddarluniadol o ddulliau prosesu ar gyfer cam MRI a QSM: dileu cyfraniadau maes cefndir o ffynonellau y tu allan i'r rhanbarth o ddiddordeb. NMR Biomed. https://doi.org/10.1002/nm.3604

35. Karsa A, Punwani S, Shmueli K (2019) Effaith cydraniad isel a sylw ar gywirdeb mapio tueddiad. Magn Reson Med 81:1833–1848

36. Zhou D, Cho J, Zhang J, Spincemaille P, Wang Y (2017) Tanamcangyfrif rhagdueddiad mewn rhith tueddiad uchel: dibyniaeth ar ddatrysiad delweddu, cyferbyniad maint, a pharamedrau eraill. Magn Reson Med 78:1080–1086

Nodyn y Cyhoeddwr Mae Springer Nature yn parhau i fod yn niwtral o ran hawliadau awdurdodaeth mewn mapiau cyhoeddedig a chysylltiadau sefydliadol.