MRI trường siêu cao khám phá cấu trúc chi tiết của tiểu não

Tiểu não, một vùng nhỏ của não nằm ở phía sau đầu, chịu trách nhiệm chính trong việc kiểm soát vận động, cũng như tham gia vào hành vi và nhận thức. Nó cũng đóng một vai trò trong các quá trình bệnh khác nhau, chẳng hạn như bệnh đa xơ cứng (MS), gây ra sự mất myelin trên diện rộng ở vỏ tiểu não. Nhưng bất chấp tầm quan trọng của nó, cấu trúc của tiểu não vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ do độ phân giải dòng điện không đầy đủ. trong cơ thể kỹ thuật hình ảnh.

Trở ngại chính là vỏ não bao phủ tiểu não bao gồm các lớp mô được gấp cực kỳ chặt chẽ và yêu cầu hình ảnh có độ phân giải cao để hình dung và nghiên cứu đầy đủ về giải phẫu của nó. Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm hình ảnh thần kinh Spinoza ở Hà Lan đã phát triển một phương pháp chụp ảnh các lớp vỏ tiểu não bằng máy quét 7 T MRI mạnh mẽ, mô tả kỹ thuật này trong Radiology.

Tác giả đầu tiên Nikos Priovoulos và các đồng nghiệp đã sửa đổi hai chuỗi xung MRI hình ảnh bề mặt vỏ não và các lớp bên trong vỏ não, để chuyển tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm cao của 7T MRI thành độ phân giải không gian cao. Bằng cách cũng bù cho chuyển động, họ đã tạo ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 200 μm, với thời gian quét áp dụng lâm sàng dưới 20 phút.

Đối với nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu đã chụp ảnh những người tham gia khỏe mạnh trong máy quét MRI 7.0 T. Để chụp ảnh các lớp bên trong vỏ tiểu não, họ đã sử dụng chuỗi ảnh chụp góc thấp nhanh (FLASH) có trọng số T2* với trường quan sát (FOV) 210 × 210 × 15 mm và kích thước điểm ảnh ba chiều là 0.19 × 0.19 × 0.5 mm. Họ đã sử dụng phương pháp quét này, chỉ bao gồm một phần của vỏ tiểu não, để chụp ảnh chín đối tượng.

Với kích thước voxel nhỏ như vậy, chuyển động không chủ ý có thể hạn chế độ phân giải không gian hiệu quả. Để chống lại điều này, các nhà nghiên cứu đã xen kẽ trình tự FLASH với hình ảnh chất béo toàn bộ đầu mà họ sử dụng để ước tính và hiệu chỉnh chuyển động. Trong bốn người tham gia đã trải qua quá trình quét cả khi có và không có bước này, hiệu chỉnh chuyển động trong tương lai đã cải thiện độ sắc nét của hình ảnh và giữ nguyên các tính năng có độ phân giải cao.

FLASH điều chỉnh chuyển động quét các cấu trúc lớp bên trong và lớp bên ngoài được hình dung trong vỏ tiểu não cho tất cả những người tham gia. Các nhà nghiên cứu gợi ý rằng chúng đại diện cho lớp hạt sâu, giàu sắt và lớp phân tử bề mặt ít dày đặc tế bào thần kinh hơn, thể hiện sự khác biệt về độ nhạy từ tính ở 7.0 T. Họ lưu ý rằng các lớp tiểu não bị ảnh hưởng khác nhau trong các bệnh như MS, do đó khả năng để quan sát các lớp riêng lẻ có thể cung cấp các dấu hiệu chẩn đoán có giá trị.

“Trong MS, tiểu não đóng một vai trò quan trọng,” Priovoulos giải thích trong một thông cáo báo chí. “Bệnh nhân MS bị tổn thương vận động, có nghĩa là họ bị tổn thương các tế bào thần kinh liên quan đến chuyển động. Dựa trên những phát hiện trước đây, chúng tôi biết cụ thể đối với MS rằng chúng tôi có thể hưởng lợi từ hình ảnh có độ phân giải cao ở tiểu não.”

mở ra tiểu não

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng 7 T MRI để hình dung toàn bộ tiểu não ở chín người tham gia khỏe mạnh. Tại đây, họ đã sử dụng chuỗi 2 tiếng vang độ dốc nhanh (MP2RAGE) được chuẩn bị từ hóa với FOV 210 × 120 × 60 mm và kích thước voxel là 0.4 mm³. Họ đã sử dụng cùng một bộ điều hướng chất béo để điều chỉnh chuyển động.

MP2RAGE được hiệu chỉnh chuyển động quét các đặc điểm giải phẫu tiểu não đã phân giải xuống từng lá riêng lẻ – những nếp gấp nhỏ trên bề mặt vỏ não. Đội, dẫn đầu bởi Wietske van der Zwaag, lưu ý rằng việc lấy mẫu dữ liệu xuống để phù hợp với các lần thu thập MRI tiên tiến nhất hiện nay đã làm giảm khả năng hiển thị của các tính năng này.

Độ phân giải không gian cao của hình ảnh cho phép các nhà nghiên cứu mở rộng bề mặt vỏ tiểu não thành một tấm liên tục. Điều này cho phép họ tính toán các biện pháp lâm sàng như diện tích và độ dày bề mặt vỏ não, đồng thời kiểm tra các yếu tố liên quan đến bệnh như giá trị T1 nhạy cảm với myelin.

Diện tích bề mặt vỏ tiểu não trung bình ước tính là 949 cm² (lớn hơn 176%–759% so với dựa trên hình ảnh trước đây trong cơ thể ước tính) và độ dày vỏ tiểu não trung bình là 0.88 mm, phù hợp với ex vivo báo cáo và mỏng hơn bốn đến năm lần so với dựa trên hình ảnh hiện tại trong cơ thể ước tính.

Trong khi hầu hết những người tham gia nghiên cứu đều còn trẻ (tuổi trung bình là 36), nhóm nghiên cứu bao gồm hai đối tượng lớn tuổi hơn (57 và 62 tuổi). Hình ảnh MR của những người tham gia này cho thấy vỏ não mỏng đi có thể nhìn thấy ở tiểu não khi kiểm tra bằng mắt và độ dày vỏ tiểu não cũng như giá trị T1 của chất xám thấp hơn so với nhóm trẻ hơn.

Priovoulos cho biết: “Đây là lần đầu tiên chúng ta có thể quan sát trực tiếp tiểu não người ở người sống với nhiều chi tiết như vậy. “Chúng tôi có thể làm điều này một cách đặc biệt vì chúng tôi có một nam châm từ trường rất cao (đắt tiền và khó chế tạo) và cả tính năng hiệu chỉnh chuyển động, bởi vì mọi người có xu hướng di chuyển trong quá trình quét.”

MRI trường siêu cao theo dõi tiến trình bệnh đa xơ cứng

Priovoulos, van der Zwaag và nghiên cứu sinh tiến sĩ Emma Brouwer hiện đang làm việc để làm cho tín hiệu MRI trong tiểu não trở nên đáng tin cậy hơn. Priovoulos cho biết: “Bước sóng của tín hiệu MRI ở mức 7 T tương đương với kích thước đầu người và điều này thường làm cho tín hiệu trong tiểu não không đồng nhất. Thế giới vật lý. “Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đang cố gắng kết hợp thiết lập của mình với nhiều cuộn dây tạo tần số vô tuyến để tối ưu hóa việc tạo tín hiệu. Thách thức là làm như vậy trong khi vẫn giữ thời lượng quét ngắn và thiết lập có thể chuyển đổi sang phòng khám.”

Các nhà nghiên cứu đã áp dụng phương pháp 7 T MRI để quét bệnh nhân bị MS. Họ cũng muốn sử dụng nó để hiểu rõ hơn về chứng mất điều hòa tiểu não, một căn bệnh kiểm soát cơ bắp. Bên cạnh đó, họ đang sử dụng hình ảnh chức năng 7T, cùng với tái tạo giải phẫu tiểu não, để kiểm tra chi tiết các phản ứng chức năng của tiểu não và khám phá vai trò của tiểu não đối với sức khỏe và bệnh tật của con người.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/ultrahigh-field-mri-uncovers-detailed-structure-of-the-brains-cerebellum/