ويرد وصف بروتوكول لتقدير الوقت بداية السكتة الدماغية في نموذج الفئران من السكتة الدماغية استغلال المعلمات كمية التصوير بالرنين المغناطيسي (قمري). الإجراء الذي يستغل نشر التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد الآفة الدماغية الحادة والكمية تي1 وأوقات الاسترخاء2 (كيو تي1 و2من كيو تي) T لتوقيت السكتة الدماغية.
التصوير بالرنين المغناطيسي يوفر أداة تصوير حساسة ومحددة للكشف عن السكتة الدماغية الحادة عن طريق نشر انخفاض معامل المياه المخ. في نموذج الفئران من السكتة الدماغية، زيادة الاختلافات في كمية تي1 وتي أوقات الاسترخاء2 التصوير بالرنين المغناطيسي (كيو تي1 وكيو تي2) بين الآفة الدماغية (رسمتها نشر منخفضة) ونصف الكرة الغربي غير الدماغية كونترالاتيرال مع مرور الوقت من بداية السكتة الدماغية. تبعية وقت التصوير بالرنين المغناطيسي وقت الاسترخاء الاختلافات تجريبيا وقد وصف دالة خطية ومن ثم يوفر تقدير بسيط لوقت بداية السكتة الدماغية. بالإضافة إلى ذلك، زيادة حجم غير طبيعي كيو تي1 و كيو تي2 داخل الآفة الدماغية خطيا مع الوقت إلى توفير وسيلة تكميلية لتوقيت السكتة الدماغية. الآلي (شبه) روتين الكمبيوتر تعتمد على نشر كمياً ومعامل يرد تحديد الأنسجة السكتة الدماغية الحادة في الاسكيمية الفئران. كما يحدد هذا الروتين الاختلافات نصف الكرة الغربي في كيو تي1 كيو تي2 أوقات الاسترخاء وموقع وحجم غير طبيعي كيو تي1 وفوكسيلس2 كيو تي داخل الآفة. أوجه عدم اليقين المرتبطة بالتقديرات وقت بداية من كيو تي1 وبيانات2 التصوير بالرنين المغناطيسي كيو تي تختلف ± 25 دقيقة إلى ± 47 دقيقة لأول 5 ساعات من السكتة الدماغية. يمكن أن تكون التي تم الحصول عليها عن طريق التحديد الكمي لحجم تداخل غير طبيعي كيو تي1 كيو تي2 الآفة وحدات التخزين وتقديرات الوقت بداية الأكثر دقة، يطلق عليه ‘تتداخل‘ (± 25 دقيقة) أو عن طريق التحديد الكمي لنصف الكرة الغربي الاختلافات في كيو تي2 أوقات الاسترخاء فقط (± 28 دقيقة). وعموما، يتفوق كيو تي2 اشتقاق المعلمات من كيو تي1. يتم اختبار البروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي الحالية في المرحلة هايبراكوتي من طراز الاسكيمية التنسيق الدائم، التي قد لا تكون منطبقة على الاسكيمية الدماغ البؤري عابرة.
أنسجة المخ عرضه الاسكيمية بسبب شدة اعتماد الفسفرة لتوليف ATP واحتياطيات الطاقة محدودة. ويؤدي الاسكيمية تعتمد على الوقت الأيونية بعض التغييرات الطفيفة في الأماكن داخل الخلية وخارج الخلية التي تؤدي إلى إعادة توزيع أحواض المياه المخ، والإفراج عن العصبية اكسسيتوتوكسيك والبدء بعمليات تدميرية 1في نهاية المطاف. في الاسكيمية المحورية، ينتشر تلف الأنسجة خارج الأساسية الأولية إذا لم تتم استعادة تدفق الدم داخل إطار زمني معين 2. وقت بداية السكتة الدماغية حاليا واحدة من المعايير الرئيسية في القرارات السريرية من أجل العلاج الصيدلاني السكتة الدماغية، بما في ذلك إعادة الاستقناء وكلاء ثرومبوليتيك 3. ونتيجة لذلك، العديد من المرضى غير مؤهلة تلقائياً للعلاج ثرومبوليتيك بسبب الوقت ظهور أعراض غير معروفة، بسبب السكتة الدماغية التي تحدث أثناء النوم (‘السكتة الاستيقاظ’)، عدم وجود الشهود، أو يجري غير مدركين للأعراض 4،5. ولذلك مطلوب إجراء الذي يحدد وقت بداية السكتة الدماغية حيث أن هؤلاء المرضى يمكن النظر ثرومبوليسيس.
التصوير بالرنين المغناطيسي المسابير فيفو فيالمياه. الديناميات التي هي قلق شديد بالطاقة الدماغية الحادة فشل 6. وأبرزها خفض نشر المياه التي تنظمها الحركة (الحرارية) متعدية لجزيئات الماء في اللحظات الأولى من الاسكيمية بسبب فشل الطاقة 7. هذا بدوره يؤدي وصول ديبولاريزيشن من الخلايا العصبية 8. وقد أصبح نشر “التصوير بالرنين المغناطيسي” (دوي) معيار الذهب طريقة تصوير تشخيصي للسكتة الدماغية الحادة 9. يزيد من سرعة استجابة الاسكيمية السماح للأنسجة الدماغية تحديد إشارة دوي لكن لا تظهر أي وقت التبعية خلال الساعات القليلة الأولى للسكتة الدماغية 10. وبالمثل، مقاييس كمية لنشر المياه مثل معامل نشر الظاهر (ADC) أو التتبع لنشر موتر (دav) إنقاص سرعة في الأنسجة الدماغية، ولكن تظهر أية علاقة مع الوقت من بداية السكتة الدماغية في المخ الحيوان نماذج 10 والمرضى 11.
التصوير بالرنين المغناطيسي (قمري) الكمية الاسترخاء المعلمات، كيو تي1و2 من كيو تي كيو تي1ρ، تنظم الحركة الدورانية وتبادل ذرات الهيدروجين في الماء وإظهار تغييرات معقدة تعتمد على الوقت في أعقاب حمة الدماغ الدماغية فشل الطاقة 6. مكنت هذه التغيرات تعتمد على الوقت السكتة الدماغية بداية الوقت لتقدير المرضى 12 ونماذج حيوانية الاسكيمية 13،،من1415. في الفئران المحورية السكتة الدماغية، كيو تي1ρ يزيد على الفور تقريبا بعد ظهور الاسكيمية، ولا يزال خطيا على الأقل 6 ساعات 13،14. كيو تي1 أوقات الاسترخاء أيضا زيادة بطريقة تعتمد على الوقت في أنسجة الدماغ الدماغية التي يمكن أن توصف بثوابت وقت اثنين: مرحلة سريعة أولية تليها مرحلة بطيئة تدوم ساعة 8،16. وبسبب هذه الزيادة ثنائية الطور، استخدام كيو تي1 في توقيت السكتة الدماغية قد تكون أكثر تعقيداً من أن كيو تي1ρ التصوير بالرنين المغناطيسي 15. كيو تي2 أوقات الاسترخاء أيضا إظهار تغيير ثنائية طورية في الفئران المحورية السكتة الدماغية، حيث هناك هو تقصير أولية خلال الساعة الأولى، متبوعة بزيادة خطية مع الوقت 13. تقصير الأولى يمكن تفسيره بعاملين متوازية قيد التشغيل بما في ذلك: (ط) تراكم ديوكسيهيموجلوبين الناجمة عن ذلك في ما يسمى ‘سلبية الدم الأوكسجين مستوى يتوقف تأثير’ و (ثانيا)، تحول المياه خارج الخلية في الفضاء داخل الخلايا 17،18. من المرجح أن الزيادة تعتمد على الوقت في كيو تي2 سبب السامة للخلايا و/أو هياكل ذمة فاسوجينيك مع انهيار اللاحقة من داخل الخلايا الجزيئات 18. كيو تي1ρ والبيانات2 كيو تي تقديم تقديرات دقيقة للوقت بداية السكتة الدماغية في نماذج الإكلينيكية 14. كيو تي2 12 و T2-إشارة مرجح كثافات 19،20 استغلوا أيضا لتقدير الوقت بداية السكتة الدماغية في إعدادات السريرية.
بالإضافة إلى نصف الكرة الغربي الاختلافات في أوقات الاسترخاء الكمية، التوزيع المكاني لأوقات الاسترخاء مرتفعة داخل المنطقة الدماغية قد تستخدم أيضا كالأمهات البديلات للسكتة الدماغية بداية الساعة 14. في نماذج الفئران من السكتة الدماغية، والمناطق مع ارتفاع كيو تي1ρوكيو تي2 كيو تي أوقات الاسترخاء1 أصغر في البداية من نشر تعريف الآفة الدماغية ولكن يزداد مع الوقت 14،15، 21. ومن ثم يمكن التحديد الكمي للتوزيع المكاني لأوقات الاسترخاء مرتفعة كنسبة مئوية من حجم الآفة الدماغية أيضا وقت بداية السكتة الدماغية أن ما يقدر 14،15. هنا، يمكننا وصف بروتوكول لتحديد وقت بداية السكتة الدماغية في نموذج الفئران من السكتة الدماغية باستخدام معلمات قمري.
يستخدم البروتوكول الحالي لتقدير الوقت بداية السكتة الدماغية في الفئران كمية الوقت الاسترخاء ونشر التصوير بالرنين المغناطيسي البيانات بدلاً من إشارة كثافات التباين MR مرجح كل الصور19. وتشير الدلائل الأخيرة إلى أداء أدنى من كثافة الصورة في تقدير السكتة الدماغية بداية الوقت 14،25. وينص البروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي لدينا في الآفة ‘نشر-إيجابية’ السكتة الدماغية السكتة الدماغية مرات بداية من كيو تي1 وبيانات2 التصوير بالرنين المغناطيسي كيو تي بدقة من نصف ساعة أو نحو ذلك. اتجاه عام أن البيانات2 كيو تي يتفوق من كيو تي1. يتم الحصول على أفضل دقة لتحديد وقت بداية من حجم تداخل مرتفعة كيو تي1 وكيو تي2 (Vالتداخل).
الصور في الشكل 1 يبين أن بينما يظهر معامل تخفيض نشر بدلاً من الزي الرسمي، المناطق مع الشاذ كيو تي1 وكيو تي2 منتشرة بين داخل الآفة الدماغية. هذا الاستنتاج هو وفقا للملاحظات السابقة ومن المرجح بسبب الحساسيات المختلفة لهذه المعلمات قمري للتغيرات الفيزيولوجية المرضية الناجمة عن الاسكيمية 6. وهذا يعني قد تكون مفيدة لمفاهيم المركز ويدعم الأنسجة أن دوي الإفراط تقديرات الأضرار الدماغية 26معلمات قمري. وفي الواقع، تعريف النقاط الأدلة الإكلينيكية الأخيرة تجاه عدم تجانس الأضرار الدماغية داخل نشر آفات 27. وهكذا، المزيج من نشرها، كيو تي1 وكيو تي2 يحتمل أن يقدم معلومات عن السكتة الدماغية بداية الوقت والأنسجة حالة، كلاهما سريرياً مفيدة لقرارات العلاج فيما يتعلق بالمرضى الذين يعانون من بداية غير معروف.
Vتتداخل وو2 قدم تقديرات أكثر دقة من وقت بداية السكتة الدماغية. الاستفادة من التحديد الكمي لأوقات الاسترخاء أن خلافا لكثافة إشارة حساسة للاختلافات المتأصلة الناجمة عن عوامل فنية مثل إينهوموجينيتيس المجال المغناطيسي وبروتون كثافة 6، بما في ذلك المجال المغناطيسي المتوقعة تباين داخل الآفة الدماغية 18. تقليل عدم اليقين المرتبطة بوقت بداية تقديرات كيو تي1 وواو1 من المحتمل نظراً لاستجابة ثنائية طورية الآنفة الذكر من كيو تي1 إلى الاسكيمية، مما يسهم في المنحدر الضحلة من كيو تي تعتمد على الوقت1 تغيير 8،،من1516. بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي يظهر (الشكل 2) هي وفقا للسابقة يعمل 13،14، في أن دورات الوقت وقت الاسترخاء الاختلافات بين الدماغ غير السكتة الدماغية وكونترالاتيرال على نحو كاف ووصف وظائف الخطي. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن التغييرات هيدرودينامية أساسا بسبب الاسكيمية غير الخطية 1،18.
بروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي الحالي لوقت السكتة الدماغية يتجلى في الفئران التي تتعرض إلى الاسكيمية الدائمة باستخدام الإجراء لونغا et al. 22. في تجربتنا، لونغا وآخرون يفشل الإجراء للحث على ماكاو في 10-20% فئران، ومع ذلك، كما يستخدم ADC للتحقق من وجود الاسكيمية، التجارب يمكن إنهاء قبل الأوان. فشل للحث على ماكاو يرجع غالباً ما ترابط occluder ناقصة. عامل آخر أدى إلى فشل التجريبية أن ماكاو إجراءات شديدة مما تسبب في وفاة تصل إلى 20 في المائة فئران خلال جلسة التصوير بالرنين المغناطيسي مطول.
بروتوكول توقيت بدء السكتة الدماغية ينطبق فقط على الاسكيمية الدائم. في الفئران الاسكيمية التنسيق مع ضخه، العلاقة بين دav وكيو تي1 أو2 من كيو تي سوف ننأى دav للشفاء، ولكن قد لا عن كيو تي1 و كيو تي2 حسب مدة الاسكيمية قبل ضخه 8،28. بالإضافة إلى ذلك، تطور الأضرار الدماغية من المرجح أن تكون أكثر تقلباً في مرضى السكتة الدماغية بسبب الاختلافات الفردية في العوامل المؤثرة في دوران الأوعية الدقيقة مثل العمر والمراضات المشارك (مثلاً، والسكري، وارتفاع ضغط الدم، أمراض القلب). وهذه العوامل ستؤثر حتما على الاعتماد على الوقت و1، و2 ، والخامستتداخل في السكتات الدماغية البشرية ومما يتطلب التحقيق في ظروف سريرية.
وختاما، توفر المعلمات قمري تقديرات الوقت بداية السكتة الدماغية. Vتتداخل وو2 تقديم التقديرات الأكثر دقة وقد تكون أيضا مفيدة لحالة الأنسجة. ولذلك يمكن قمري سريرياً مفيدة من حيث مساعدة قرارات العلاج للمرضى مع وقت بداية غير معروف. مسألة النظر هنا هو أن نسبة الرمادي إلى الأبيض المسألة في الدماغ الجرذان أعلى بكثير من البشر، وقد تختلف الهيدروناميكا في هذه الأنواع أنسجة الدماغ 18. ومع ذلك، المزيد من التحقيق في الاعتماد على الوقت و2، الخامستتداخل ويبرر كيو تي2 في مرضى السكتة الدماغية الحادة فرط.
The authors have nothing to disclose.
هي المستفيدة منحة الدكتوراه EPSRC BLM وتلقى منحة سفر لجامعة شرق فنلندا من المدرسة “علم النفس التجريبي”، جامعة بريستول. MJK يمول المعهد إليزابيث بلاكويل وصندوق ويلكوم ترست الدعم الاستراتيجي الدولي [ISSF2: 105612/Z/14/Z]. وتمول كتج وأوهجج من أكاديمية فنلندا، استراتيجية التمويل من جامعة شرق فنلندا وفنلندا بيوسينتير إف في الدماغ. وأيد الأعمال “دنهيل الطبية الأمانة” [المنحة رقم R385/1114].
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 |