siJezik
Dom / znanje / Vsebine

znanje

Ocena ledvičnega volumna z MRI: eksperimentalni protokol, 1. del

Mar 28, 2023

Povzetek

Dolžina in volumen ledvic sta pomembna parametra pri klinični oceni bolnikov s sladkorno boleznijo, presajenimi ledvicami ali stenozo ledvične arterije. Velikost ledvic se uporablja v primarni diagnostiki za razlikovanje med akutno (precej otekle ledvice) in kronično (precej majhna ledvica) patofiziologijo.Skupni volumen ledvicje tudi uveljavljen biomarker v študijah za zdravljenje avtosomno dominantne policistične bolezni ledvic (ADPKD). Obstaja več dejavnikov, ki vplivajo na velikost ledvic, še vedno pa poteka razprava o vrednosti izmerjene velikosti ledvic glede na delovanje ledvic ali srčno-žilno tveganje. Ledvični volumen najpogosteje izračunamo z merjenjem treh osi ledvice ob predpostavki, da organ spominja na elipsoid. Privzeto se merita vzdolžni in prečni premer ledvice. V živalskih modelih sta dolžina in volumen ledvic1 prav tako pomembna parametra pri oceni zavrnitve organa po presaditvi in ​​določanju odpovedi ledvic zaradi stenoze ledvične arterije, ponavljajočih se okužb sečil ali sladkorne bolezni. Na splošno je skupni volumen ledvic (TKV) dragocen parameter za napovedovanje prognoze in spremljanje napredovanja bolezni pri živalskih modelih človeških bolezni, kot je policistična ledvična bolezen (PKD) ali akutna ledvična poškodba (AKI) in kronična ledvična bolezen (CKD).

To poglavje temelji na delu projekta COST Action PARENCHIMA, mreže, ki jo vodi skupnost in financira program Evropske unije za evropsko sodelovanje v znanosti in tehnologiji, katerega namen je izboljšati ponovljivost in standardizacijo biomarkerjev MRI ledvic. Ta analizni protokol dopolnjujeta dve ločeni poglavji, ki opisujeta osnovni koncept in eksperimentalni postopek.
Ključne besedeSlikanje z magnetno resonanco (MRI), ledvice, miši, podgane, T2, T1, volumen

1. Uvod

LedvicaVelikost se uporablja v primarni diagnostiki za razlikovanje med akutno (precej otekle ledvice) in kronično (precej majhna ledvica) patofiziologijo. Dolžina in volumen ledvic sta pomembna parametra pri klinični oceni bolnikov s sladkorno boleznijo, presajenimi ledvicami ali stenozo ledvične arterije. Skupni volumen ledvic (TKV) je prav tako opredeljen kot biomarker v študijah za zdravljenje avtosomno dominantne policistične bolezni ledvic (ADPKD). V skladu z nezavezujočimi priporočili FDA lahko razvijalci zdravil uporabljajo ta biomarker za kvalificiran kontekst uporabe pri oddaji prošenj za nova zdravila, novih zdravil in prošenj za dovoljenje za biološka zdravila. Na velikost in volumen ledvic vpliva veliko dejavnikov.

V zadnjih letih so veliko pozornosti pritegnile raziskave o uporabi izvornih celic in kitajskega zeliščnega zdravila za zdravljenje bolezni ledvic. Glavni mehanizem obeh terapij je spodbujanje obnove poškodovanega ledvičnega tkiva inzaščititi preostale ledvične funkcije. 

Kitajsko zeliščno zdravilo cistanche se že od antičnih časov uporablja v tradicionalni kitajski medicini za zdravljenje različnih kroničnih bolezni ledvic. Poroča se, da lahko cistanča zmanjša vnetje,zmanjša fibrozo ledvicin spodbujajo sintezo komponent zunajceličnega matriksa. Ugotovljeno je bilo, da so ti učinki posledica njegovih bioaktivnih sestavin, vključno s številnimi fenolnimi snovmi, triterpenoidi in kumarini.

Po drugi strani pa je tehnologija matičnih celic povzročila revolucijo v medicinski praksi. Raziskave so pokazale, da se matične celice lahko diferencirajo v različne vrste ledvičnih celic in izvajajo terapevtske dejavnosti, vključno z zaščito preostalih funkcionalnih ledvičnih tkiv, upočasnitvijo fibroze tkiva in popravljanjem poškodovanih ledvičnih tkiv.

cistanche portugal

Kliknite na dodatek Cistanche Tubulosa

Vprašaj za več:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Navsezadnje bi lahko bila kombinacija tradicionalne kitajske medicine s sodobno znanostjo ključ do zdravljenja različnih bolezni ledvic. Medicinska skupnost je to strategijo postopoma sprejela in študije so že pokazale, da lahko kombinirana terapija s cistanko in zdravljenjem z matičnimi celicami znatno zmanjša stopnjo umrljivosti zaradi bolezni ledvic.

Skratka, uporabacistanchein zdravljenje z matičnimi celicami pri zdravljenju bolezni ledvic kaže velik potencial in zahteva nadaljnje raziskave. Kombinirana terapija obeh zdravil bi lahko zagotovila izboljšano možnost zdravljenja za tiste, ki se soočajo z boleznimi ledvic.

Pri bolnikih je ledvični volumen verjetno eden najpomembnejših napovednih parametrov za izgubo ledvične funkcije. Zato je pri ogroženih bolnikih priporočljivo določiti velikost ledvice. Na primer bolniki z ADPKD<30 years with a combined renal volume >1500 ml in ocenjena hitrost glomerularne filtracije (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].

Poleg tega terapevtske odločitve pogosto temeljijo na velikosti ledvice in se na primer rutinsko ocenjujejo pri spremljanju bolnikov z ledvično stenozo ali za oceno kandidatov za presaditev ledvice [4, 5]. Zato je pomembno uporabiti merilno metodo, ki zagotavlja točne in natančne rezultate in vivo.

cistanche in urdu

Pri živalskih modelih sta dolžina in volumen ledvic prav tako pomembna parametra pri oceni zavrnitve organa po presaditvi in ​​določanju odpovedi ledvic zaradi stenoze ledvične arterije, ponavljajočih se okužb sečil ali sladkorne bolezni. Na splošno je skupni volumen ledvic (TKV) dragocen parameter za napovedovanje prognoze in spremljanje napredovanja bolezni v modelih policistične bolezni ledvic (PKD). Kljub temu za zdaj ne obstaja zlati standard za ledvično volumetrijo in vivo.

Ledvični volumen najpogosteje izračunamo z merjenjem treh osi ledvice ob predpostavki, da organ spominja na elipsoid. Privzeto se merita vzdolžni in prečni premer ledvice. Volumen ledvic se izračuna po naslednji približni formuli (pri ljudeh ti podatki o volumnu ledvic dobro korelirajo s telesno dolžino in starostjo) (glej sliko 1):

volumen {{0}} dolžina ךirina ×povprečna globina ×0,5.

Običajni anatomski MRI ponuja enostaven dostop do visokokakovostnih slikovnih podatkov. Volumen ledvic je zanesljivo ponovljen, meritve pa je mogoče izvesti z minimalno pristranskostjo in nizko variabilnostjo med in znotraj operaterja [6]. Pri metodi štetja vokslov je natančen izračun olajšan s pridobitvijo več zaporednih slik prereza ledvice. Po identifikaciji meja organa seštevek vseh volumnov vokselov, ki ležijo znotraj meja organa, zagotovi skupni volumen ledvic. Čeprav je tak pristop zelo natančen, je tudi dolgotrajen. Prenos meritev TKV v vsakodnevno prakso zahteva slikovne tehnike in protokole, ki so široko dostopni, hkrati pa enostavni za uporabo in hitri. Poleg tega so potrebne metode za razlago rezultatov, ki so izvedljive in enostavne za uporabo. V ta namen so na voljo odprtokodna orodja za analizo slik, ki omogočajo hitro in enostavno določanje TKV.

desert cistanche benefits

Za anatomsko MRI ledvice so T2 utežene sekvence MRI modaliteta izbire. Zagotavljajo odličen kontrast med različnimi tkivi in ​​različnimi deli same ledvice. Standardna spin-echo T2 tehtana slikovna zaporedja so zamudna zaradi dolgih ponavljalnih časov TR. Vendar pa še vedno nudijo najboljšo kakovost slike glede ponovljivosti in variabilnosti med rezinami. Poleg tega je mogoče takšna zaporedja enostavno spremeniti

za izvajanje slikanja z več odmevi, kar ima za posledico niz slik z različnimi utežmi, ki jih je mogoče uporabiti celo za izračun zemljevidov T2. V tej vadnici prikazujemo uporabnost 2D T2 tehtanega MRI z več odmevi za natančno določanje volumna ledvic in primerjamo različne standardizirane tehnike merjenja TKV z uporabo skenerjev MRI, razvitih za klinično rutinsko slikanje ali namenjenih (predkliničnemu) slikanju malih živali.
To poglavje je del knjige Pohlmann A, Niendorf T (ur.) (2020) Predklinični MRI ledvic – metode in protokoli. Springer, New York.

2 Materiali

2.1 Živali

Ti eksperimentalni protokoli so prilagojeni za miši (C57BL/6J) s telesno maso 20–30 g. Nasveti za prilagoditev na podgane (Wistar, Sprague-Dawley ali Lewis) so po potrebi navedeni v podnaslovu 4.

cistanche tablets benefits

2.2 Laboratorijska oprema

1. Anestezija: Za standardne poskuse inhalacija izoflurana (CP-Pharma, Baxter) zagotavlja močno anestezijo do 2 uri s sorazmerno malo stranskimi učinki na ledvično fiziologijo. Za podroben opis in razpravo o anesteziji glejte poglavje Kaucsar T et al. "Priprava in spremljanje malih živali pri MRI ledvic."
2. Plini: O2 ali stisnjen zrak kot dovodni sistem za evaporiran izofluran. Poleg zraka za uporabo s sistemi pulzne oksimetrije za spremljanje oksigenacije krvi je med poskusom na obolelih živalih prednost plin O2.

3. Naprave za fiziološko spremljanje EKG, temperature in dihanja, ki sprožijo zajemanje slike: na primer SAI (model 1030, SAII, Stony Brook, NY, ZDA).

2.3 Strojna oprema za MRI

Splošne strojne zahteve za MRI ledvic 1H pri miših in podganah so opisane v poglavju Ramosa Delgada P et al. "Premisleki o strojni opremi za predklinično magnetno resonanco ledvic" (prost dostop). Tehnika, opisana v tem poglavju, je bila prilagojena za 9,4 T MR sistem (Biospec 94/20, Bruker Biospin, Ettlingen, Nemčija), vendar nasvet za prilagoditev na druge poljske jakosti in sisteme (npr. 4,7 T Varian in 3 T Siemens Skyra human MR skener, ki uporablja zapestno RF tuljavo (za sprejem signala) ali kolensko RF tuljavo (oddajno-sprejemni)), je po potrebi na voljo.

S predkliničnimi sistemi MRI se lahko za prenos in sprejem signala uporabljajo volumske RF tuljave, ki pokrivajo celotno telo miši ali podgane. Vendar pa je po potrebi mogoče povečati razmerje med signalom in šumom (SNR) z uporabo namenskih površinskih sprejemnih RF tuljav (tj. štirielementna površinska RF tuljava mišjega srca ali štirielementna površinska RF tuljava podganjega srca) v kombinaciji z linearno polariziranim oddajanjem -samo volumske RF tuljave.

Nobena druga posebna ali dodatna strojna oprema ni potrebna.

2.4 Protokoli MRI

Za anatomsko MRI ledvic so T2-utežene sekvence MRI izbrani način. Tehnike pospešenega slikanja so na voljo na vseh sistemih MRI. V sistemih Bruker so označeni z akronimi »RARE« ali »turboRARE« (za izboljšano sprostitev hitrega pridobivanja). Pri Philipsovih in Siemensovih optičnih bralnikih so takšna zaporedja običajno označena z "FSE" ali "TSE" (za hitri vrtilni odmev ali turbo vrtilni odmev).

2.5 Orodja za analizo slike

Podatke MRI je mogoče enostavno analizirati z ročno planimetrijo ali z izračunom TKV iz meritev dolžine in širine z različnimi standardiziranimi enačbami2 (»tradicionalni elipsoid«, »Mayo elipsoid« in »metoda srednjega rezina«). Za to priporočamo uporabo odprtokodnih orodij za slikanje ImageJ ali IcY:

1. ImageJand vsestransko orodje Wand.

2. IcY.

Za zagotavljanje zlatega standarda ex vivo je mogoče volumne ledvic dodatno izmeriti post mortem z metodo izpodrivanja tekočine.

3 metode

Ledvične volumne je mogoče izračunati na več načinov, z uporabo elipsoidne formule ali metode števila vokslov. Za izračun elipsoidne formule se dolžina določi na sagitalnih slikah. Širina in debelina bosta izmerjeni na hilumu na prečnih posnetkih. Širina se lahko meri tudi pri največjem prečnem premeru. Izračunana bosta volumen hiluma in volumen maksimum. Meritve prostornine z elipsoidno formulo je mogoče preprosto izvesti v manj kot 2 minutah. V večini kliničnih študij se za oceno volumna ledvic običajno uporablja elipsoidna metoda. Pri tej metodi se predpostavlja, da je ledvica podobna elipsoidni strukturi. To vodi do sistematičnega podcenjevanja volumna ledvic. Ledvica ni prava elipsoidna struktura.

cistanche sold near me

Pri metodi štetja vokslov se prostornine vseh vokslov znotraj meje ledvice seštejejo in tako dobijo resnično skupno prostornino ledvice, tako da je pridobitev netočnih rezultatov zelo malo verjetna. Za metodo štetja vokselov je treba ledvico segmentirati ročno. Segmentacijo lahko naredite tako, da na vsaki rezini zarišete meje ledvice. Celoten ledvični volumen bo nato izračunan s seštevkom vseh volumnov vokselov, ki ležijo znotraj meja ledvice. Učinki delnega volumna, ki se pojavijo, če vokseli vsebujejo tako ledvico kot okoliško tkivo, lahko vodijo do precenjevanja volumna ledvic, če so taki voksli vključeni znotraj meja ledvice. Da bi se izognili takšnemu precenjevanju, lahko segmentacijsko črto narišemo na polovici vzdolž spremembe intenzitete signala med ledvico in okoliškimi tkivi. Polsamodejne tehnike segmentacije, kot je rast regij, lahko prihranijo čas. Vendar pa takšne metode niso praktične za uporabo pri večini razpoložljive programske opreme. Sosednja tkiva z zelo podobno intenzivnostjo signala je treba še vedno ločiti ročno. Maščoba v ledvicah lahko moti segmentacijo meja zaradi artefaktov kemijskega premika maščobe in vode pri uporabi tehnike segmentacije po regijah, kar vodi do podcenjevanja skupnega volumna. Tehnike polavtomatske segmentacije so prav tako zahtevne za izvajanje na slikah, pridobljenih s pospešenimi T2-uteženimi zaporedji MRI. Medtem ko pospešeno T2-uteženo slikanje daje dobre rezultate, ko je morfologija organovGlede na to ni mogoče v celoti preprečiti nihanj razmerja med signalom in šumom med posameznimi rezinami zaradi prostorskih sprememb v ojačanju šuma, ki je lastno tehnikam vzporednega slikanja. Iz tega razloga je treba izbiro mejnih vrednosti in razmnoževanje opraviti posebej za vsako rezino in je vir pristranskosti raziskovalca in eksperimentalne napake. Novejše tehnike segmentacije, kot je samodejno zaznavanje kontur, bi lahko bile možnost v prihodnji programski opremiizvedbe.
Izračun volumna ledvic iz koronarnega in sagitalnega skeniranja lahko pomaga odpraviti razlike zaradi aberacij v položaju rezine.
Poleg tega obstaja poenostavljena tehnika srednjega reza za MRI. Pri tej tehniki se volumen ledvic izračuna iz površine ene same srednje rezine ledvice, pomnožene s številom rezin. Volumeni ledvic dobro korelirajo s stereologijo in imajo visoko ponovljivost, primerljivo z ročno planimetrijo. Vendar pa sta pri izračunu prostornine posamezne ledvice tako tehnika srednjega rezina kot elipsoidna formula manj natančni kot stereologija in ročna ali polavtomatska planimetrija. Čeprav je ta tehnika bistveno hitrejša od ročnega sledenja za izračun volumna ledvic, je počasnejša od standardne elipsoidne metode. Ocene volumna temeljijo na množitelju, povezanem s hipotezo, da je oblika ledvice elipsoidna.
Vsi ti pristopi temeljijo na geometrijskih predpostavkah, kar morda ne drži.
1. Naložite 2D večrezinsko zaporedje z več odmevi (MSME). (zaželeno glejte opombo 1)
2. Nastavite najkrajši možni čas odmeva (TE) in razmik med odmevi (ΔTE) pod pogojem, da sta maščoba in voda v fazi (glejte opombo 2). Zadnji TE mora biti blizu največjega pričakovanega T2 (*) v ledvicah, pomnoženega z 1,5 (glejte opombo 3). Cilj je pridobiti vsaj pet odmevnih slik. Razmislite o povečanju pasovne širine zajemanja in uporabi polovice Fourierjevega pospeška za skrajšanje prvih TE in ΔTE (glejte opombo 4).
3. Izberite najkrajši možni čas ponavljanja (TR) za dobro učinkovitost razmerja signal/šum na čas (SNR/t). TR bo omejen z dolžino niza odmevov in številom rezin, ki jih pridobite.
4. Prilagodite kot obračanja (FA) na TR in T1, da dosežete najboljši možni SNR. Kot dobro začetno vrednost uporabite Ernstov kot E=arccos (exp (-TR/T1)). Nato preizkusite nekaj manjših in večjih FA in eksperimentalno določite optimalno FA s primerjavo izmerjenih SNR.

5. Nastavite visoko zajemno pasovno širino (BW), da skrajšate ΔTE, pri tem pa pazite na SNR, ki se zmanjšuje s kvadratnim korenom iz BW. Nizek SNR je mogoče uravnotežiti s povprečenjem (glejte opombo 5).

6. Omogoči nasičenost z maščobo. Na sistemih z ultra visokim poljem to dobro deluje, da se izognete maščobnim signalom, ki prekrivajo ledvice zaradi kemičnih premikov. Pri nižjih poljskih jakostih lahko deluje manj učinkovito.

7. Omogočite sprožilec dihanja (na fazni korak ali rezino). To je bistvenega pomena za zmanjšanje artefaktov gibanja (glejte tudi opombo 6) ter zmanjšanje zamegljenosti gibanja in neželenih razlik v intenzivnosti med slikami, pridobljenimi z različnimi TE.
8. Za smer faznega kodiranja izberite smer LR in prilagodite geometrijo tako, da FOV v tej smeri vključuje celotno žival (približno 40 mm).
9. Uporabite frekvenčno kodiranje v smeri glava-noge (rostralno-kavdalno), da se izognete močnemu vzdevku. Prilagodite vidno polje svojim potrebam in upoštevajte, da je v tej smeri lahko vidno polje manjše od vidnega polja živali in manjši vidni vid omogoča manjšo zajemno matrico in posledično krajši razmik med odmevi.
10. Uporabite ustrezno debelino rezine, običajno približno 1,0 mm.
11. Uporabite visoko ločljivost v ravnini, ki jo omogoča SNR, običajno med 100 in 200 μm. Polnjenje nič v smeri faznega kodiranja je lahko koristno za pospešitev pridobivanja. Uporabite lahko polovico Fourierja v smeri branja (asimetrični odmev), da dodatno skrajšate prvi TE, če je T2* zelo kratek (<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 je zelo občutljivo na nestabilnosti vašega sistema. Če sistem iz kakršnega koli razloga ni stabilen, je to pogosto mogoče opaziti neposredno na časovnem signalu.
13. Za primere posebnih nizov parametrov glejte opombe 9–13.


Morda vam bo všeč tudi