MRI เขตข้อมูลสูงพิเศษเปิดเผยโครงสร้างโดยละเอียดของสมองน้อยของสมอง

ซีรีเบลลัมซึ่งเป็นส่วนเล็ก ๆ ของสมองที่อยู่ด้านหลังศีรษะ มีหน้าที่หลักในการควบคุมการเคลื่อนไหว รวมทั้งมีส่วนร่วมในพฤติกรรมและการรับรู้ นอกจากนี้ยังมีบทบาทในกระบวนการต่างๆ ของโรค เช่น โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง (MS) ซึ่งทำให้เกิดการทำลายเซลล์เยื่อหุ้มสมองในเปลือกสมองน้อย แต่ถึงแม้จะมีความสำคัญ โครงสร้างของซีเบลลัมก็ยังไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างเต็มที่เนื่องจากความละเอียดไม่เพียงพอของกระแส ในร่างกาย เทคนิคการถ่ายภาพ

อุปสรรคที่สำคัญคือเยื่อหุ้มสมองที่ปกคลุมสมองน้อยประกอบด้วยชั้นเนื้อเยื่อที่พับแน่นมาก และต้องใช้ภาพที่มีความละเอียดสูงเพื่อให้เห็นภาพและศึกษากายวิภาคของสมองได้อย่างเต็มที่ ตอนนี้นักวิจัยที่ ศูนย์ Spinoza สำหรับการสร้างภาพระบบประสาท ในประเทศเนเธอร์แลนด์ได้พัฒนาวิธีการถ่ายภาพชั้นเยื่อหุ้มสมองน้อยโดยใช้เครื่องสแกน MRI 7 T อันทรงพลัง โดยอธิบายเทคนิคดังกล่าวไว้ใน รังสีวิทยา.

ผู้เขียนคนแรก นิคอส ไพรโวอูลอส และเพื่อนร่วมงานได้แก้ไขลำดับพัลส์ MRI สองลำดับที่แสดงภาพพื้นผิวเปลือกนอกและชั้นภายในเพื่อแปลอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูงที่ 7 T MRI เป็นความละเอียดเชิงพื้นที่สูง ด้วยการชดเชยการเคลื่อนไหวด้วย พวกเขาสร้างภาพที่มีความละเอียดสูงสุด 200 μm โดยใช้เวลาสแกนทางคลินิกน้อยกว่า 20 นาที

สำหรับการศึกษาของพวกเขา นักวิจัยถ่ายภาพผู้เข้าร่วมที่มีสุขภาพดีในเครื่องสแกน MRI 7.0 T ในการถ่ายภาพเลเยอร์ต่างๆ ภายในเปลือกสมองน้อย พวกเขาใช้ลำดับการถ่ายภาพมุมต่ำอย่างรวดเร็ว (FLASH) แบบถ่วงน้ำหนัก T2* ที่มีขอบเขตการมองเห็น (FOV) 210 × 210 × 15 มม. และขนาด voxel 0.19 × 0.19 × 0.5 มม. พวกเขาใช้การสแกนนี้ ซึ่งครอบคลุมเพียงบางส่วนของเปลือกสมองน้อย เพื่อถ่ายภาพวัตถุทั้งเก้า

ด้วยขนาดว็อกเซลที่เล็กเช่นนี้ การเคลื่อนไหวโดยไม่สมัครใจสามารถจำกัดความละเอียดเชิงพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพได้ เพื่อต่อสู้กับสิ่งนี้ นักวิจัยได้รวมลำดับ FLASH กับภาพไขมันทั้งหัว ซึ่งพวกเขาใช้ในการประมาณและแก้ไขการเคลื่อนไหว ในผู้เข้าร่วม XNUMX คนที่ผ่านการสแกนทั้งที่มีและไม่มีขั้นตอนนี้ การแก้ไขการเคลื่อนไหวในอนาคตช่วยปรับปรุงความคมชัดของภาพและคงไว้ซึ่งคุณสมบัติความละเอียดสูง

FLASH ที่แก้ไขการเคลื่อนไหวจะสแกนโครงสร้างชั้นในและชั้นนอกที่มองเห็นได้ในเปลือกสมองน้อยสำหรับผู้เข้าร่วมทั้งหมด นักวิจัยแนะนำว่าสิ่งเหล่านี้เป็นตัวแทนของชั้นเม็ดละเอียดที่อุดมด้วยธาตุเหล็กและชั้นโมเลกุลผิวเผินที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าซึ่งมีความไวต่อแม่เหล็กต่างกันที่ 7.0 T พวกเขาสังเกตว่าชั้นสมองน้อยได้รับผลกระทบที่แตกต่างกันในโรคเช่น MS ดังนั้นความสามารถ การสังเกตแต่ละชั้นสามารถให้เครื่องหมายการวินิจฉัยที่มีค่าได้

"ใน MS สมองน้อยมีบทบาทสำคัญ" Priovoulos อธิบายในแถลงการณ์ “ผู้ป่วยโรค MS มีรอยโรคจากการเคลื่อนไหว ซึ่งหมายความว่าพวกเขาได้รับความเสียหายต่อเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว จากการค้นพบก่อนหน้านี้ เราทราบดีสำหรับ MS โดยเฉพาะว่าเราสามารถได้รับประโยชน์จากการถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงในสมองน้อย”

เปิดสมองน้อย

นักวิจัยยังใช้ 7 T MRI เพื่อเห็นภาพสมองน้อยทั้งหมดในผู้เข้าร่วมที่มีสุขภาพดี 2 คน ที่นี่ พวกเขาใช้ลำดับการไล่ระดับสีอย่างรวดเร็ว (MP2RAGE) 210 ลำดับที่เตรียมการสะกดจิตด้วยแม่เหล็กด้วย 120 × 60 × 0.4 มม. FOV และขนาด voxel XNUMX มม.³. พวกเขาใช้ตัวนำทางไขมันตัวเดียวกันสำหรับการแก้ไขการเคลื่อนไหว

การสแกน MP2RAGE ที่แก้ไขด้วยการเคลื่อนไหวจะแก้ไขลักษณะทางกายวิภาคของซีรีเบลลาร์จนถึงโฟเลียแต่ละส่วน ซึ่งก็คือรอยพับเล็กๆ ในพื้นผิวเปลือกนอก นำทีมโดย วิสเก้ ฟาน เดอร์ ซวากโปรดทราบว่าการลดการสุ่มตัวอย่างข้อมูลเพื่อให้ตรงกับการได้มาซึ่ง MRI ที่ล้ำสมัยในปัจจุบันจะลดการมองเห็นคุณลักษณะเหล่านี้

ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงของภาพช่วยให้นักวิจัยสามารถคลี่พื้นผิวเปลือกนอกสมองน้อยออกเป็นแผ่นต่อเนื่องได้ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถคำนวณมาตรการทางคลินิก เช่น พื้นที่ผิวเปลือกนอกและความหนา และตรวจสอบปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับโรค เช่น ค่า T1 ที่ไวต่อไมอีลิน

พื้นที่ผิวเปลือกนอกเปลือกสมองน้อยมัธยฐานโดยประมาณคือ 949 ซม² (ใหญ่กว่าตามภาพก่อนหน้า 176%–759% ในร่างกาย ค่าประมาณ) และค่ามัธยฐานความหนาของเยื่อหุ้มสมองน้อยเท่ากับ 0.88 มม. ซึ่งสอดคล้องกับ ex vivo รายงานและบางกว่าสี่ถึงห้าเท่าของอิงตามภาพในปัจจุบัน ในร่างกาย ประมาณการ

ในขณะที่ผู้เข้าร่วมการศึกษาส่วนใหญ่ยังอายุน้อย (อายุเฉลี่ย 36 ปี) ทีมงานได้รวมอาสาสมัครที่มีอายุมากกว่า 57 คน (อายุ 62 และ 1 ปี) ภาพ MR ของผู้เข้าร่วมเหล่านี้แสดงให้เห็นการผอมบางของเยื่อหุ้มสมองในซีรีเบลลัมเมื่อตรวจด้วยสายตา และความหนาของเปลือกนอกซีรีเบลลาร์ที่ต่ำกว่าและค่า TXNUMX ของสารสีเทามากกว่าในกลุ่มที่อายุน้อยกว่า

“นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถดูซีรีเบลลัมของมนุษย์ได้โดยตรงในมนุษย์ที่มีชีวิตด้วยรายละเอียดมากมายขนาดนี้” Priovoulos กล่าว “เราสามารถทำได้โดยเฉพาะเพราะเรามีแม่เหล็กสนามสูง (ซึ่งมีราคาแพงและยากที่จะสร้าง) และยังมีการแก้ไขการเคลื่อนไหวด้วย เนื่องจากผู้คนมักจะเคลื่อนไหวระหว่างการสแกน”

MRI เขตข้อมูลสูงพิเศษติดตามความก้าวหน้าของเส้นโลหิตตีบหลายเส้น

Priovoulos, van der Zwaag และนักศึกษาระดับปริญญาเอก Emma Brouwer กำลังทำงานเพื่อทำให้สัญญาณ MRI ในสมองน้อยมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น "ความยาวคลื่นของสัญญาณ MRI ที่ 7 T นั้นเทียบได้กับขนาดศีรษะของมนุษย์ และสิ่งนี้มักจะทำให้สัญญาณในซีรีเบลลัมไม่เท่ากัน" Priovoulos กล่าว โลกฟิสิกส์. “เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เรากำลังพยายามรวมการตั้งค่าของเรากับคอยล์ที่ผลิตคลื่นความถี่วิทยุหลายตัวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสร้างสัญญาณ ความท้าทายคือการทำเช่นนั้นในขณะที่ยังคงรักษาความยาวการสแกนให้สั้นและการตั้งค่าที่แปลไปยังคลินิกได้”

นักวิจัยกำลังใช้วิธี 7 T MRI เพื่อสแกนผู้ป่วยที่เป็นโรค MS พวกเขายังต้องการใช้มันเพื่อทำความเข้าใจความผิดปกติของสมองน้อยซึ่งเป็นโรคที่ควบคุมกล้ามเนื้อได้ดีขึ้น นอกจากนี้ พวกเขากำลังใช้การถ่ายภาพด้วยฟังก์ชั่น 7 T ร่วมกับการสร้างใหม่ทางกายวิภาคของสมองน้อย เพื่อตรวจสอบการตอบสนองการทำงานของสมองน้อยโดยละเอียด และสำรวจบทบาทของสมองน้อยต่อสุขภาพและโรคของมนุษย์

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/ultrahigh-field-mri-uncovers-detailed-structure-of-the-brains-cerebellum/