afزبان
صفحه اصلی / دانش / محتوای

دانش

ارزیابی حجم کلیه با MRI: پروتکل تجربی قسمت 1

Mar 28, 2023

خلاصه

طول و حجم کلیه پارامترهای مهمی در ارزیابی بالینی بیماران مبتلا به دیابت شیرین، پیوند کلیه یا تنگی شریان کلیوی هستند. اندازه کلیه در تشخیص اولیه برای تمایز بین پاتوفیزیولوژی حاد (کلیه‌های نسبتاً متورم) و مزمن (یک کلیه نسبتاً کوچک) استفاده می‌شود.حجم کل کلیههمچنین یک نشانگر زیستی تثبیت شده در مطالعات برای درمان بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال غالب (ADPKD) است. عوامل متعددی بر اندازه کلیه تأثیر می‌گذارند، و هنوز بحث بر سر ارزش اندازه کلیه اندازه‌گیری شده از نظر عملکرد کلیوی یا خطر قلبی عروقی وجود دارد. حجم کلیه اغلب با اندازه گیری سه محور کلیه محاسبه می شود، با این فرض که اندام شبیه یک بیضی است. به طور پیش فرض، قطر طولی و عرضی کلیه اندازه گیری می شود. در مدل‌های حیوانی، طول و حجم 1 کلیه پارامترهای مهمی در ارزیابی رد عضو پس از پیوند و تعیین نارسایی کلیه به دلیل تنگی شریان کلیوی، عفونت‌های مکرر دستگاه ادراری یا دیابت هستند. به طور کلی حجم کل کلیه (TKV) یک پارامتر با ارزش برای پیش بینی پیش آگهی و نظارت بر پیشرفت بیماری در مدل های حیوانی بیماری های انسانی مانند بیماری کلیه پلی کیستیک (PKD) یا آسیب حاد کلیه (AKI) و بیماری مزمن کلیه است.CKD).

این فصل بر اساس کار COST Action PARENCHIMA، شبکه ای مبتنی بر جامعه است که توسط برنامه همکاری اروپا در علم و فناوری (COST) اتحادیه اروپا تامین مالی شده است، که هدف آن بهبود تکرارپذیری و استانداردسازی بیومارکرهای MRI کلیوی است. این پروتکل تجزیه و تحلیل با دو فصل جداگانه که مفهوم اصلی و روش تجربی را توصیف می کند تکمیل می شود.
کلید واژه هاتصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)، کلیه، موش، موش، T2، T1، حجم

1. معرفی

کلیهاندازه در تشخیص های اولیه برای تمایز بین پاتوفیزیولوژی حاد (کلیه های نسبتاً متورم) و مزمن (به جای کلیه کوچک) استفاده می شود. طول و حجم کلیه پارامترهای مهمی در ارزیابی بالینی بیماران مبتلا به دیابت شیرین، پیوند کلیه یا تنگی شریان کلیوی هستند. حجم کل کلیه (TKV) همچنین به عنوان یک نشانگر زیستی در مطالعات برای درمان بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال غالب (ADPKD) واجد شرایط است. طبق توصیه‌های غیر الزام‌آور FDA، این نشانگر زیستی می‌تواند توسط توسعه‌دهندگان دارو برای استفاده واجد شرایط در ارسال برنامه‌های کاربردی دارویی جدید، برنامه‌های دارویی جدید، و برنامه‌های مجوز بیولوژیک مورد استفاده قرار گیرد. فاکتورهای زیادی بر اندازه و حجم کلیه تأثیر می گذارد.

در سال های اخیر، تحقیقات در مورد استفاده از سلول های بنیادی و یک داروی گیاهی چینی برای درمان بیماری های کلیوی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. مکانیسم اصلی دو روش درمانی ترویج ترمیم بافت های آسیب دیده کلیه واز عملکردهای باقی مانده کلیه محافظت می کند. 

داروی گیاهی چینی، سیستانچ، از زمان های قدیم در طب سنتی چینی برای درمان بیماری های مزمن کلیوی مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. گزارش شده است که سیستانچ پتانسیل کاهش التهاب را دارد.کاهش فیبروز کلیهو سنتز اجزای ماتریکس خارج سلولی را ترویج می کند. مشخص شده است که این اثرات به دلیل اجزای زیست فعال آن از جمله بسیاری از مواد فنلی، تری ترپنوئیدها و کومارین ها است.

از سوی دیگر، فناوری سلول های بنیادی انقلابی در عمل پزشکی ایجاد کرده است. تحقیقات نشان داده است که سلول‌های بنیادی می‌توانند به انواع مختلفی از سلول‌های کلیوی تمایز پیدا کنند و فعالیت‌های درمانی از جمله محافظت از بافت‌های عملکردی باقی‌مانده کلیوی، کاهش سرعت فیبروز بافتی و ترمیم بافت‌های آسیب دیده کلیه را انجام دهند.

cistanche portugal

بر روی مکمل Cistanche Tubulosa کلیک کنید

بیشتر بخواهید:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

در نهایت، ترکیب طب سنتی چینی با علم مدرن می تواند کلید درمان انواع بیماری های کلیوی باشد. این استراتژی به تدریج توسط جامعه پزشکی پذیرفته شده است و مطالعات قبلاً نشان داده اند که درمان ترکیبی سیستانچ و درمان سلول های بنیادی ممکن است میزان مرگ و میر بیماری های کلیوی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

در نتیجه، استفاده ازسیستانچو درمان با سلول های بنیادی در درمان بیماری های کلیوی پتانسیل بالایی را نشان می دهد و نیاز به تحقیقات بیشتر دارد. درمان ترکیبی این دو درمان می تواند گزینه درمانی بهبود یافته ای را برای کسانی که با بیماری های کلیوی مواجه هستند فراهم کند.

در بیماران، حجم کلیه احتمالاً یکی از مهم ترین پارامترهای پیش بینی کننده برای از دست دادن عملکرد کلیه است. بنابراین، تعیین اندازه کلیه برای بیماران در معرض خطر توصیه می شود. به عنوان مثال بیماران ADPKD<30 years with a combined renal volume >1500 میلی لیتر و نرخ فیلتراسیون گلومرولی تخمینی (eGFR)<90 mL/min are at high risk even with otherwise normal renal function. Such patients will need renal replacement therapy within 20 years. In ADPKD patients renal volume measurements have been studied extensively and provide a method for patient stratification, monitoring of disease progression, and therapeutic efficacy [1–3].

همچنین، تصمیمات درمانی اغلب بر اساس اندازه کلیه است، و به عنوان مثال به طور معمول در پیگیری بیماران مبتلا به تنگی کلیه یا برای ارزیابی نامزدهای پیوند کلیه ارزیابی می شود [4، 5]. بنابراین استفاده از یک روش اندازه گیری که نتایج دقیق و دقیقی را در داخل بدن ارائه می دهد، مهم است.

cistanche in urdu

در مدل‌های حیوانی، طول و حجم کلیه نیز پارامترهای مهمی در ارزیابی رد عضو پس از پیوند و تعیین نارسایی کلیه به دلیل تنگی شریان کلیوی، عفونت‌های مکرر دستگاه ادراری یا دیابت هستند. به طور کلی حجم کل کلیه (TKV) یک پارامتر با ارزش برای پیش بینی پیش آگهی و نظارت بر پیشرفت بیماری در مدل های بیماری کلیه پلی کیستیک (PKD) است. هنوز، تا کنون، هیچ استاندارد طلایی برای حجم سنجی کلیه در داخل بدن وجود ندارد.

حجم کلیه اغلب با اندازه گیری سه محور کلیه محاسبه می شود، با این فرض که اندام شبیه یک بیضی است. به طور پیش فرض، قطر طولی و عرضی کلیه اندازه گیری می شود. حجم کلیه طبق فرمول تقریبی زیر محاسبه می شود (در انسان، این داده های حجم کلیه به خوبی با طول و سن بدن مرتبط است) (شکل 1 را ببینید):

حجم {{0}} طول × عرض × عمق متوسط ​​× 0.5.

MRI آناتومیک معمولی دسترسی آسان به داده های تصویری با کیفیت بالا را ارائه می دهد. حجم کلیه به طور قابل اعتمادی بازتولید می شود و اندازه گیری ها را می توان با حداقل سوگیری و تنوع کم بین عملگر و داخل عملگر انجام داد [6]. در روش شمارش وکسل، محاسبه دقیق با به دست آوردن چندین تصویر متوالی برش کلیه تسهیل می شود. پس از شناسایی مرزهای اندام، مجموع تمام حجم های وکسل که در داخل مرزهای اندام قرار دارند، حجم کل کلیوی را فراهم می کند. اگرچه چنین رویکردی بسیار دقیق است، اما زمان‌بر است. انتقال اندازه‌گیری TKV به تمرینات روزمره نیازمند تکنیک‌ها و پروتکل‌های تصویربرداری است که به‌طور گسترده در دسترس هستند، در حالی که به کارگیری آن آسان و سریع است. علاوه بر این، روش هایی برای تفسیر نتایج مورد نیاز است که امکان پذیر و آسان برای اعمال باشد. برای این منظور، ابزارهای تجزیه و تحلیل تصویر منبع باز موجود است که تعیین سریع و آسان TKV را تسهیل می کند.

desert cistanche benefits

برای MRI تشریحی کلیه، توالی MRI وزنی T2 روش انتخابی است. آنها کنتراست عالی بین بافت های مختلف و بخش های مختلف خود کلیه ایجاد می کنند. توالی‌های تصویربرداری با وزن استاندارد اسپین-اکو T2 به دلیل زمان‌های تکرار طولانی TR زمان‌بر هستند. با این حال، آنها هنوز هم بهترین کیفیت تصویر را در مورد تکرارپذیری و تنوع بین برش ارائه می دهند. علاوه بر این، چنین توالی هایی را می توان به راحتی تغییر داد

برای انجام تصویربرداری چند اکو، و در نتیجه مجموعه ای از تصاویر با وزن های مختلف که حتی می توان از آنها برای محاسبه نقشه های T2 استفاده کرد. در این آموزش، ما کاربرد یک MRI چند اکو با وزن دو بعدی T2 را برای تعیین دقیق حجم کلیه نشان می‌دهیم و تکنیک‌های مختلف اندازه‌گیری استاندارد TKV را با استفاده از اسکنرهای MRI توسعه‌یافته برای تصویربرداری معمول بالینی یا اختصاص داده شده به تصویربرداری حیوانات کوچک (پیش بالینی) مقایسه می‌کنیم.
این فصل بخشی از کتاب Pohlmann A, Niendorf T (eds) (2020) MRI پیش بالینی کلیه - روش‌ها و پروتکل‌ها است. اسپرینگر، نیویورک

2 مواد

2.1 حیوانات

این پروتکل‌های تجربی برای موش‌های (C57BL/6J) با توده بدنی 20 تا 30 گرم طراحی شده‌اند. توصیه هایی برای سازگاری با موش های صحرایی (Wistar، Sprague-Dawley یا Lewis) در صورت لزوم در زیر عنوان 4 ارائه شده است.

cistanche tablets benefits

2.2 تجهیزات آزمایشگاهی

1. بیهوشی: برای آزمایشات استاندارد، استنشاق ایزوفلوران (CP-Pharma، Baxter) بیهوشی قوی را تا 2 ساعت با عوارض جانبی نسبتا کمی بر فیزیولوژی کلیه ارائه می دهد. برای توضیح دقیق و بحث در مورد بیهوشی لطفاً به فصل Kaucsar T و همکاران مراجعه کنید. "آماده سازی و پایش حیوانات کوچک در ام آر آی کلیه."
2. گازها: O2 یا هوای فشرده، به عنوان سیستم تحویل ایزوفلوران تبخیر شده. علاوه بر هوا برای استفاده با سیستم های پالس اکسیمتری برای نظارت بر اکسیژن رسانی خون، گاز O2 در طول آزمایش بر روی حیوانات بیمار ترجیح داده می شود.

3. دستگاه‌هایی برای نظارت فیزیولوژیکی ECG، دما، و تنفس، برای تحریک گرفتن تصویر: برای مثال SAI (مدل 1030، SAII، Stony Brook، نیویورک، ایالات متحده).

2.3 سخت افزار MRI

الزامات سخت افزاری کلی برای MRI 1H کلیه در موش ها و موش ها در فصل توسط Ramos Delgado P و همکاران توضیح داده شده است. "ملاحظات سخت افزاری برای تشدید مغناطیسی پیش بالینی کلیه" (دسترسی باز). تکنیک توضیح داده شده در این فصل برای یک سیستم MR 9.4 T (Biospec 94/20، Bruker Biospin، Ettlingen، آلمان) طراحی شده است، اما توصیه هایی برای انطباق با سایر نقاط قوت میدانی و سیستم ها (به عنوان مثال، 4.7 T Varian و 3 T Siemens Skyra MR انسانی است. اسکنر با استفاده از سیم پیچ RF مچ (برای دریافت سیگنال) یا سیم پیچ RF زانو (فرستنده-دریافت)) در صورت لزوم داده می شود.

با سیستم های MRI پیش بالینی، سیم پیچ های RF حجمی که کل بدن موش یا موش را پوشش می دهند، می توانند برای انتقال و دریافت سیگنال استفاده شوند. با این حال، در صورت نیاز، نسبت سیگنال به نویز (SNR) را می توان با استفاده از سیم پیچ های دریافت RF سطح اختصاصی (یعنی سیم پیچ چهار عنصری RF سطح قلب موش یا سیم پیچ RF سطح چهار عنصری قلب موش) در ترکیب با فرستنده پلاریزه خطی افزایش داد. کویل های RF فقط حجمی

هیچ سخت افزار خاص یا اضافی دیگری مورد نیاز نیست.

2.4 پروتکل های MRI

برای MRI تشریحی کلیه، T{0}}توالی‌های MRI وزنی روش انتخابی است. تکنیک های تصویربرداری تسریع شده در تمام سیستم های MRI موجود است. در سیستم‌های بروکر، آنها با حروف اختصاری "RARE" یا "turboRARE" (برای افزایش آرامش اکتساب سریع) شناسایی می‌شوند. در فیلیپس و زیمنس، اسکنرها، چنین توالی‌هایی معمولاً «FSE» یا «TSE» (برای اکو اسپین سریع یا اکو اسپین توربو) نشان داده می‌شوند.

2.5 ابزار تجزیه و تحلیل تصویر

داده های MRI را می توان به راحتی با پلان سنجی دستی یا با محاسبه TKV از اندازه گیری طول و عرض با معادلات استاندارد شده مختلف تجزیه و تحلیل کرد. برای این کار ما استفاده از ابزارهای تصویربرداری منبع باز ImageJ یا IcY را توصیه می کنیم:

1. ImageJand ابزار همه کاره Wand.

2. IcY.

برای ارائه استاندارد طلای ex vivo، حجم کلیه را می توان با استفاده از روش جابجایی مایع، پس از مرگ اندازه گیری کرد.

3 روش

حجم کلیوی را می توان به روش های مختلفی با استفاده از فرمول بیضی یا روش شمارش وکسل محاسبه کرد. برای محاسبه فرمول بیضی، طول در اسکن های ساژیتال تعیین می شود. عرض و ضخامت در ناف روی اسکن های عرضی اندازه گیری می شود. عرض را می توان در بزرگترین قطر عرضی نیز اندازه گیری کرد. هر دو حجم-هیلوم و حجم-حداکثر محاسبه خواهند شد. اندازه گیری حجم با استفاده از فرمول بیضی به راحتی در کمتر از 2 دقیقه انجام می شود. در اکثر مطالعات بالینی، روش بیضی معمولاً برای ارزیابی حجم کلیه استفاده می شود. با این روش فرض بر این است که کلیه شبیه یک ساختار بیضی است. این منجر به دست کم گرفتن سیستماتیک حجم کلیه می شود. کلیه یک ساختار بیضی واقعی نیست.

cistanche sold near me

با روش شمارش وکسل، حجم تمام وکسل‌های داخل مرز کلیه جمع می‌شود، بنابراین حجم کل واقعی کلیه به دست می‌آید به طوری که به دست آوردن نتایج نادرست بسیار بعید است. برای روش شمارش وکسل، کلیه باید به صورت دستی تقسیم شود. تقسیم بندی را می توان با ردیابی مرزهای کلیه در هر برش انجام داد. سپس حجم کل کلیه با مجموع تمام حجم های وکسل که در داخل مرزهای کلیه قرار دارند محاسبه می شود. اثرات حجم جزئی، که اگر وکسل‌ها شامل کلیه و بافت اطراف آن باشند، رخ می‌دهند، اگر چنین وکسل‌هایی در محدوده کلیه قرار گیرند، می‌توانند منجر به تخمین بیش از حد حجم کلیه شوند. برای جلوگیری از چنین تخمینی بیش از حد، می‌توان خط تقسیم‌بندی را تا نیمه در امتداد تغییر در شدت سیگنال بین کلیه و بافت‌های اطراف ترسیم کرد. تکنیک‌های تقسیم‌بندی نیمه خودکار، مانند رشد منطقه، می‌توانند در زمان صرفه‌جویی کنند. با این حال، استفاده از چنین روش هایی برای اکثر نرم افزارهای موجود عملی نیست. بافت های همسایه با شدت سیگنال بسیار مشابه هنوز باید به صورت دستی جدا شوند. چربی درون کلیه‌ها ممکن است به دلیل تغییرات شیمیایی آب-چربی در هنگام استفاده از تکنیک تقسیم‌بندی منطقه‌ای در حال رشد، تقسیم‌بندی مرزها را مختل کند، که منجر به دست کم‌گرفتن حجم کل می‌شود. تکنیک‌های تقسیم‌بندی نیمه خودکار نیز برای انجام روی تصاویر به‌دست‌آمده با توالی‌های MRI وزن‌دار شتاب‌دار T{5}} چالش برانگیز هستند. در حالی که تصویربرداری وزنی T تسریع شده زمانی که مورفولوژی اندام انجام می شود نتایج خوبی به همراه دارد.در نظر گرفته شده، نمی توان از نوسانات نسبت سیگنال به نویز بین تک تک تکه ها به دلیل تغییرات فضایی در تقویت نویز ذاتی تکنیک های تصویربرداری موازی جلوگیری کرد. به همین دلیل، انتخاب مقادیر آستانه و انتشار باید به صورت جداگانه برای هر برش انجام شود و منبعی از سوگیری محقق و خطای تجربی است. تکنیک‌های تقسیم‌بندی جدیدتر، مانند تشخیص خودکار خطوط، ممکن است گزینه‌ای در نرم‌افزار آینده باشدپیاده سازی ها
محاسبه حجم کلیه از هر دو اسکن تاج و ساژیتال می تواند به حذف تفاوت های ناشی از انحراف در موقعیت برش کمک کند.
علاوه بر این، یک تکنیک Mid-Slice ساده برای MRI وجود دارد. در این روش، حجم کلیه از مساحت یک تصویر تک تک تکه وسط کلیه ضرب در تعداد برش ها محاسبه می شود. حجم کلیه به خوبی با استریولوژی ارتباط دارد و قابلیت تکرارپذیری بالایی دارد که با پلان سنجی دستی قابل مقایسه است. با این حال، هنگام محاسبه حجم تک کلیه، هم تکنیک Mid-slice و هم فرمول بیضی دقت کمتری نسبت به استریولوژی و پلان سنجی دستی یا نیمه خودکار دارند. اگرچه به طور قابل توجهی سریعتر از ردیابی دستی برای محاسبه حجم کلیه است، این تکنیک کندتر از روش استاندارد بیضی است. تخمین حجم بر اساس یک ضریب مرتبط با این فرضیه است که شکل کلیه بیضوی است.
همه این رویکردها بر فرضیات هندسی تکیه دارند، که ممکن است درست نباشد.
1. توالی 2 بعدی چند تکه چند اکو (MSME) را بارگیری کنید. (ترجیحاً به تبصره 1 مراجعه کنید)
2. کمترین زمان پژواک (TE) و فاصله پژواک (ΔTE) ممکن را تنظیم کنید، به شرطی که چربی و آب در فاز باشند (به تبصره 2 مراجعه کنید). آخرین TE باید نزدیک به بزرگترین T2 مورد انتظار (*) در کلیه ضربدر 1.5 باشد (نکته 3 را ببینید). هدف بدست آوردن حداقل پنج تصویر اکو است. افزایش پهنای باند اکتساب و استفاده از نیمی از شتاب فوریه برای کوتاه کردن اولین TE و ΔTE را در نظر بگیرید (نکته 4 را ببینید).
3. کوتاه ترین زمان تکرار ممکن (TR) را برای کارایی خوب سیگنال به نویز در هر زمان (SNR/t) انتخاب کنید. TR با طول قطار اکو و تعداد برش هایی که به دست می آورید محدود می شود.
4. برای دستیابی به بهترین SNR، زاویه چرخش (FA) را با TR و T1 تطبیق دهید. از زاویه ارنست E=arccos (exp (-TR/T1)) به عنوان یک مقدار شروع خوب استفاده کنید. سپس چند FA کوچکتر و بزرگتر را امتحان کنید و با مقایسه SNR های اندازه گیری شده، FA بهینه را به صورت تجربی تعیین کنید.

5. پهنای باند اکتساب بالا (BW) را برای کوتاه کردن ΔTE تنظیم کنید، در حالی که مراقب SNR باشید، که با ریشه دوم BW کاهش می یابد. SNR پایین ممکن است با میانگین گیری متعادل شود (نکته 5 را ببینید).

6. اشباع چربی را فعال کنید. در سیستم‌های میدان فوق‌العاده، این کار برای جلوگیری از پوشاندن سیگنال‌های چربی روی کلیه به دلیل جابجایی‌های شیمیایی، به خوبی کار می‌کند. در قدرت میدان کمتر ممکن است کارایی کمتری داشته باشد.

7. محرک تنفس را فعال کنید (در هر مرحله یا برش). این برای کاهش مصنوعات حرکتی ضروری است (همچنین به یادداشت 6 مراجعه کنید)، و کاهش تاری حرکت و تغییرات شدت ناخواسته در بین تصاویر به دست آمده با TE های مختلف.
8. جهت رمزگذاری فاز، جهت LR را انتخاب کنید و هندسه را طوری تنظیم کنید که FOV در این جهت کل حیوان را شامل شود (تقریباً 40 میلی متر).
9. از رمزگذاری فرکانس در جهت سر-پا (منقاری-دمی) استفاده کنید تا از همخوانی شدید جلوگیری کنید. FOV را با توجه به نیازهای خود تنظیم کنید و در نظر داشته باشید که در این جهت FOV می تواند کوچکتر از حیوان باشد و FOV کوچکتر اجازه ماتریس اکتساب کوچکتر و به نوبه خود فاصله اکو کوتاهتر را می دهد.
10. از ضخامت برش مناسب، معمولاً حدود 1.0 میلی متر استفاده کنید.
11. از وضوح بالای درون صفحه ای که SNR اجازه می دهد استفاده کنید، معمولاً بین 100 تا 200 میکرومتر. پر کردن صفر در جهت رمزگذاری فاز می تواند برای سرعت بخشیدن به اکتساب مفید باشد. می‌توان از نیمه فوریه در جهت خواندن (پژواک نامتقارن) برای کوتاه‌تر کردن TE اول استفاده کرد، اگر T2 بسیار کوتاه باشد.<5 ms) can occur. Reducing the excitation pulse length to below 1 ms would then also help to shorten TE.
12. A spin echo sequence (MSME) with an echo time of >20 ms به ناپایداری های سیستم شما بسیار حساس است. اگر سیستم به هر دلیلی پایدار نباشد، اغلب می توان آن را مستقیماً در سیگنال زمان مشاهده کرد.
13. برای نمونه هایی از مجموعه پارامترهای خاص لطفاً به یادداشت های 9-13 مراجعه کنید.


شما نیز ممکن است دوست داشته باشید