MRI میدان فوق العاده ساختار دقیق مخچه مغز را آشکار می کند

مخچه، ناحیه کوچکی از مغز که در پشت سر قرار دارد، تا حد زیادی مسئول کنترل حرکتی و همچنین در رفتار و شناخت است. همچنین در فرآیندهای مختلف بیماری مانند ام اس (MS) نقش دارد که باعث دمیلیناسیون گسترده در قشر مخچه می شود. اما با وجود اهمیت آن، ساختار مخچه به دلیل تفکیک ناکافی جریان به طور کامل بررسی نشده است. در داخل بدن تکنیک های تصویربرداری

مانع اصلی این است که قشر پوشاننده مخچه از لایه‌های بافتی بسیار فشرده تشکیل شده است و برای تجسم و مطالعه کامل آناتومی آن به تصویربرداری با وضوح بالا نیاز دارد. در حال حاضر، محققان در مرکز تصویربرداری عصبی اسپینوزا در هلند روشی برای تصویربرداری از لایه‌های قشر مخچه با استفاده از یک اسکنر قدرتمند MRI 7 T توسعه داده‌اند که این تکنیک را در رادیولوژی.

نویسنده اول نیکوس پریوولوس و همکارانش دو توالی پالس MRI را اصلاح کردند که سطح قشر مغز و لایه‌های داخل قشری را تصویر می‌کنند تا نسبت سیگنال به نویز بالای 7 T MRI را به وضوح فضایی بالا تبدیل کنند. آنها همچنین با جبران حرکت، تصاویری با وضوح 200 میکرومتر با زمان اسکن بالینی کمتر از 20 دقیقه تولید کردند.

برای مطالعه خود، محققان از شرکت کنندگان سالم در یک اسکنر MRI 7.0 T تصویربرداری کردند. برای تصویربرداری از لایه‌های درون قشر مخچه، آنها از یک توالی عکس سریع با زاویه پایین (FLASH) با وزن T2* با میدان دید 210 × 210 × 15 میلی‌متر (FOV) و اندازه وکسل 0.19 × 0.19 × استفاده کردند. 0.5 میلی متر آنها از این اسکن که تنها بخشی از قشر مخچه را پوشش می دهد، برای تصویربرداری از XNUMX سوژه استفاده کردند.

با چنین اندازه وکسل کوچک، حرکت غیرارادی می تواند وضوح فضایی موثر را محدود کند. برای مبارزه با این، محققان دنباله FLASH را با تصاویر چربی کل سر در هم آمیختند که از آن برای تخمین و تصحیح حرکت استفاده کردند. در چهار شرکت کننده که هم با و هم بدون این مرحله اسکن شده بودند، تصحیح حرکت آینده نگر وضوح تصویر را بهبود بخشید و ویژگی های با وضوح بالا را حفظ کرد.

اسکن های FLASH اصلاح شده با حرکت، ساختارهای لایه داخلی و خارجی را در قشر مخچه برای همه شرکت کنندگان تجسم کردند. محققان پیشنهاد می‌کنند که این لایه‌های دانه‌ای عمیق و غنی از آهن و لایه مولکولی سطحی با تراکم نورونی کمتر است که تفاوت‌هایی را در حساسیت مغناطیسی در 7.0 T نشان می‌دهند. مشاهده لایه های منفرد می تواند نشانگرهای تشخیصی ارزشمندی را ارائه دهد.

پریوولوس در بیانیه مطبوعاتی توضیح می دهد: «در ام اس، مخچه نقش مهمی ایفا می کند. بیماران ام اس ضایعات حرکتی دارند، به این معنی که آنها به سلول های عصبی درگیر در حرکت آسیب می رسانند. بر اساس یافته های قبلی، ما به طور خاص برای ام اس می دانیم که می توانیم از تصویربرداری با وضوح بالا در مخچه بهره مند شویم.

باز شدن مخچه

محققان همچنین از 7 T MRI برای تجسم کل مخچه در 2 شرکت کننده سالم استفاده کردند. در اینجا، آن‌ها از یک توالی 2 gradient-echo سریع (MP210RAGE) آماده مغناطیسی با FOV 120 × 60 × 0.4 میلی‌متر و اندازه وکسل XNUMX میلی‌متر استفاده کردند.³. آنها از همان ناوبری چربی برای اصلاح حرکت استفاده کردند.

اسکن‌های MP2RAGE تصحیح‌شده با حرکت، ویژگی‌های آناتومیک مخچه را تا سطح برگ‌های منفرد - چین‌های ریز در سطح قشر مغز - برطرف کرد. تیم به رهبری ویتسکه ون در زواگتوجه داشته باشید که کاهش نمونه‌گیری داده‌ها برای مطابقت با آخرین دستاوردهای MRI، دید این ویژگی‌ها را کاهش می‌دهد.

وضوح فضایی بالای تصاویر به محققان این امکان را داد تا سطح قشر مخچه را به صورت محاسباتی در یک صفحه پیوسته باز کنند. این آنها را قادر می سازد تا اقدامات بالینی مانند سطح و ضخامت قشر مغز را محاسبه کنند و عوامل مرتبط با بیماری مانند مقادیر T1 حساس به میلین را بررسی کنند.

سطح متوسط ​​​​قشر مخچه 949 سانتی متر برآورد شد² (176٪-759٪ بزرگتر از تصویربرداری مبتنی بر قبلی است در داخل بدن تخمین زده می شود) و ضخامت قشر مخچه میانه 0.88 میلی متر بود، در توافق با شرایط ازمایشگاهی گزارش ها و چهار تا پنج برابر نازک تر از تصویربرداری فعلی است در داخل بدن تخمین می زند.

در حالی که اکثر شرکت کنندگان در این مطالعه جوان بودند (میانگین سنی 36 سال)، تیم شامل دو فرد مسن تر (57 و 62 ساله) بود. تصاویر MR از این شرکت‌کنندگان، نازک شدن قشر مخچه را در هنگام بازرسی بصری نشان داد و ضخامت قشر مخچه و مقدار ماده خاکستری T1 را نسبت به گروه جوان‌تر نشان داد.

پریوولوس می‌گوید: «این اولین باری است که می‌توانیم مخچه انسان را مستقیماً در انسان‌های زنده مشاهده کنیم، با این جزئیات. ما می‌توانیم این کار را به‌طور خاص انجام دهیم، زیرا یک آهنربا با میدان بسیار بالا (که ساخت آن گران است و سخت است) و همچنین تصحیح حرکت داریم، زیرا افراد تمایل دارند در طول اسکن حرکت کنند.

MRI با میدان بسیار بالا پیشرفت بیماری ام اس را ردیابی می کند

Priovoulos، van der Zwaag و دانشجوی دکتری Emma Brouwer اکنون در تلاش هستند تا سیگنال MRI در مخچه را قابل اعتمادتر کنند. پریوولوس می گوید: "طول موج سیگنال MRI در 7 T با اندازه سر انسان قابل مقایسه است و این اغلب سیگنال را در مخچه ناهمگن می کند." دنیای فیزیک. برای مقابله با این موضوع، ما در تلاش هستیم تا تنظیمات خود را با سیم پیچ های متعدد تولید کننده فرکانس رادیویی ترکیب کنیم تا تولید سیگنال را بهینه کنیم. چالش این است که این کار را انجام دهید در حالی که طول اسکن را کوتاه نگه دارید و تنظیمات را به کلینیک ترجمه کنید.

محققان در حال حاضر از روش 7 T MRI برای اسکن بیماران مبتلا به ام اس استفاده می کنند. آنها همچنین می خواهند از آن برای درک بهتر آتاکسی مخچه، یک بیماری کنترل عضله، استفاده کنند. در کنار آن، آنها از تصویربرداری عملکردی 7 T، همراه با بازسازی تشریحی مخچه، برای بررسی دقیق پاسخ های عملکردی مخچه و کشف نقش مخچه در سلامت و بیماری انسان استفاده می کنند.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/ultrahigh-field-mri-uncovers-detailed-structure-of-the-brains-cerebellum/