baJezik
Dom / Znanje / Sadržaj

Znanje

Procjena bubrežnog volumena pomoću MRI: Eksperimentalni protokol, dio 1

Mar 28, 2023

Abstract

Dužina i volumen bubrega važni su parametri u kliničkoj procjeni pacijenata sa dijabetes melitusom, transplantacijom bubrega ili stenozom bubrežne arterije. Veličina bubrega se koristi u primarnoj dijagnostici za razlikovanje između akutne (prilično natečenih bubrega) i kronične (prilično mali bubreg) patofiziologije.Ukupni volumen bubregaje također utvrđeni biomarker u studijama za liječenje autosomno dominantne policistične bolesti bubrega (ADPKD). Postoji nekoliko faktora koji utječu na veličinu bubrega, a još uvijek postoji rasprava o vrijednosti izmjerene veličine bubrega u smislu bubrežne funkcije ili kardiovaskularnog rizika. Volumen bubrega se najčešće izračunava mjerenjem tri ose bubrega, pod pretpostavkom da organ podsjeća na elipsoid. Standardno se mjere uzdužni i poprečni promjeri bubrega. U životinjskim modelima, dužina i volumen bubrega1 su također važni parametri u procjeni odbacivanja organa nakon transplantacije i određivanju zatajenja bubrega zbog stenoze bubrežne arterije, rekurentnih infekcija urinarnog trakta ili dijabetes melitusa. Općenito, ukupni volumen bubrega (TKV) je vrijedan parametar za predviđanje prognoze i praćenje progresije bolesti na životinjskim modelima ljudskih bolesti kao što su policistična bolest bubrega (PKD) ili akutna ozljeda bubrega (AKI) i kronična bolest bubrega (CKD).

Ovo poglavlje je zasnovano na radu COST Action PARENCHIMA, mreže vođene zajednicom koju finansira program Evropske unije za nauku i tehnologiju (COST) koji ima za cilj da poboljša reproduktivnost i standardizaciju biomarkera bubrežne magnetne rezonance. Ovaj protokol analize je dopunjen sa dva odvojena poglavlja koja opisuju osnovni koncept i eksperimentalni postupak.
Ključne riječiMagnetna rezonanca (MRI), bubrezi, miševi, pacovi, T2, T1, volumen

1. Uvod

Bubregveličina se koristi u primarnoj dijagnostici za razlikovanje između akutne (prilično natečenih bubrega) i kronične (prilično mali bubreg) patofiziologije. Dužina i volumen bubrega važni su parametri u kliničkoj procjeni pacijenata sa dijabetes melitusom, transplantacijom bubrega ili stenozom bubrežne arterije. Ukupni volumen bubrega (TKV) je također kvalifikovan kao biomarker u studijama za liječenje autosomno dominantne policistične bolesti bubrega (ADPKD). Prema neobavezujućim preporukama FDA-e, ovaj biomarker mogu koristiti proizvođači lijekova za kvalificirani kontekst upotrebe u podnošenju zahtjeva za istraživanje novih lijekova, aplikacija za nove lijekove i aplikacija za licence za biološke lijekove. Postoji mnogo faktora koji utiču na veličinu i volumen bubrega.

Posljednjih godina veliku pažnju privukla su istraživanja upotrebe matičnih stanica i kineskog biljnog lijeka za liječenje bolesti bubrega. Glavni mehanizam ove dvije terapije je promicanje popravke oštećenog bubrežnog tkiva izaštititi preostale bubrežne funkcije. 

Kineski biljni lijek, cistanche, koristi se u tradicionalnoj kineskoj medicini za liječenje raznih kroničnih bolesti bubrega od davnina. Prijavljeno je da cistanche ima potencijal da smanji upalu,smanjiti fibrozu bubregai podstiču sintezu komponenti ekstracelularnog matriksa. Otkriveno je da su ovi efekti posljedica njegovih bioaktivnih komponenti, uključujući mnoge fenolne tvari, triterpenoide i kumarine.

S druge strane, tehnologija matičnih ćelija izazvala je revoluciju u medicinskoj praksi. Istraživanja su pokazala da se matične stanice mogu diferencirati u različite vrste bubrežnih stanica i obavljati terapijske aktivnosti, uključujući zaštitu preostalih funkcionalnih bubrežnih tkiva, usporavanje fibroze tkiva i popravku oštećenog bubrežnog tkiva.

cistanche portugal

Kliknite na dodatak Cistanche Tubulosa

Pitajte za više:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Konačno, kombinacija tradicionalne kineske medicine sa modernom naukom mogla bi biti ključ za liječenje različitih bolesti bubrega. Medicinska zajednica je postepeno prihvatila ovu strategiju i studije su već pokazale da kombinovana terapija cistanche i tretman matičnim ćelijama može značajno smanjiti stopu mortaliteta od bolesti bubrega.

U zaključku, upotrebacistanchei liječenje matičnim stanicama u liječenju bolesti bubrega pokazuje veliki potencijal i zahtijeva dalja istraživanja. Kombinovana terapija ova dva tretmana mogla bi pružiti poboljšanu opciju liječenja za one koji se suočavaju sa bolestima bubrega.

Kod pacijenata, bubrežni volumen je vjerovatno jedan od najvažnijih prediktivnih parametara za gubitak bubrežne funkcije. Stoga se za rizične pacijente preporučuje određivanje veličine bubrega. Na primjer pacijenti sa ADPKD<30 years with a combined renal volume >1500 mL i procijenjena brzina 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].

Također, terapijske odluke se često zasnivaju na veličini bubrega i na primjer rutinski se procjenjuju u praćenju pacijenata sa stenozom bubrega ili za procjenu kandidata za transplantaciju bubrega [4, 5]. Stoga je važno koristiti metodu mjerenja koja daje tačne i precizne rezultate in vivo.

cistanche in urdu

Na životinjskim modelima, dužina i volumen bubrega su također važni parametri u procjeni odbacivanja organa nakon transplantacije i određivanju zatajenja bubrega zbog stenoze bubrežne arterije, rekurentnih infekcija urinarnog trakta ili dijabetes melitusa. Općenito, ukupni volumen bubrega (TKV) je vrijedan parametar za predviđanje prognoze i praćenje progresije bolesti na modelima policistične bolesti bubrega (PKD). Ipak, do sada ne postoji zlatni standard za volumetriju bubrega in vivo.

Volumen bubrega se najčešće izračunava mjerenjem tri ose bubrega, pod pretpostavkom da organ podsjeća na elipsoid. Standardno se mjere uzdužni i poprečni promjeri bubrega. Volumen bubrega se izračunava prema sljedećoj aproksimacijskoj formuli (kod ljudi ovi podaci o zapremini bubrega dobro koreliraju s dužinom tijela i starošću) (vidi sliku 1):

volumen {{0}} dužina ךirina ×prosječna dubina ×0,5.

Konvencionalni anatomski MRI nudi lak pristup visokokvalitetnim slikovnim podacima. Volumen bubrega se pouzdano reprodukuje, a mjerenja se mogu izvoditi uz minimalnu pristrasnost i nisku inter- i intraoperatorsku varijabilnost [6]. U metodi brojanja voksela, precizan proračun je olakšan akvizicijom više uzastopnih slika koje sekuju bubreg. Nakon identifikacije granica organa, zbir svih volumena voksela koji leže unutar granica organa daje ukupni volumen bubrega. Iako je takav pristup vrlo precizan, također oduzima mnogo vremena. Prenošenje TKV mjerenja u svakodnevnu praksu zahtijeva tehnike snimanja i protokole koji su široko dostupni, a laki za upotrebu i brzi. Nadalje, potrebne su metode za interpretaciju rezultata koje su izvodljive i jednostavne za primjenu. U tu svrhu dostupni su alati za analizu slika otvorenog koda koji olakšavaju brzo i jednostavno određivanje TKV-a.

desert cistanche benefits

Za anatomski MRI bubrega T2 ponderisane MRI sekvence su modalitet izbora. Oni pružaju odličan kontrast između različitih tkiva i različitih odjeljaka samog bubrega. Standardne spin-eho T2 ponderisane sekvence snimanja oduzimaju mnogo vremena zbog dugog vremena ponavljanja TR. Međutim, oni i dalje nude najbolji kvalitet slike u pogledu ponovljivosti i varijabilnosti između preseka. Osim toga, takve sekvence se mogu lako modificirati

za izvođenje multi-eho snimanja, što rezultira skupom slika s različitim ponderima koji se čak mogu koristiti za izračunavanje T2 mapa. U ovom vodiču demonstriramo primjenjivost 2D T2 ponderirane multi-eho MRI za precizno određivanje volumena bubrega i upoređujemo različite standardizirane tehnike mjerenja TKV pomoću MRI skenera razvijenih za kliničko rutinsko snimanje ili namijenjenih (prekliničkom) snimanju malih životinja.
Ovo poglavlje je dio knjige Pohlmann A, Niendorf T (eds) (2020) Preclinical MRI of the Kidney—Methods and Protocols. Springer, Njujork.

2 Materijali

2.1 Životinje

Ovi eksperimentalni protokoli su prilagođeni miševima (C57BL/6J) tjelesne mase od 20-30 g. Savjeti za adaptaciju na pacove (Wistar, Sprague-Dawley ili Lewis) su dati u podnaslovu 4 gdje je to potrebno.

cistanche tablets benefits

2.2 Laboratorijska oprema

1. Anestezija: Za standardne eksperimente, inhalacija izoflurana (CP-Pharma, Baxter) pruža robusnu anesteziju do 2 h sa relativno malo nuspojava na fiziologiju bubrega. Za detaljan opis i raspravu o anesteziji pogledajte poglavlje Kaucsar T et al. "Priprema i praćenje malih životinja u MRI bubrega."
2. Gasovi: O2 ili komprimovani vazduh, kao sistem za isporuku isparenog izoflurana. Pored vazduha za upotrebu sa sistemima pulsne oksimetrije za praćenje oksigenacije krvi, gas O2 je poželjan tokom eksperimenta na bolesnim životinjama.

3. Uređaji za fiziološko praćenje EKG-a, temperature i disanja, za pokretanje snimanja slike: na primjer SAI (Model 1030, SAII, Stony Brook, NY, SAD).

2.3 MRI Hardver

Opšti hardverski zahtjevi za renalnu 1H MRI na miševima i pacovima opisani su u poglavlju Ramosa Delgado P et al. "Hardverska razmatranja za pretkliničku magnetnu rezonancu bubrega" (otvoreni pristup). Tehnika opisana u ovom poglavlju je skrojena za 9,4 T MR sistem (Biospec 94/20, Bruker Biospin, Ettlingen, Njemačka), ali savjeti za prilagođavanje drugim jačinama polja i sistemima (npr. 4,7 T Varian i 3 T Siemens Skyra ljudski MR skener koji koristi RF zavojnicu na zglobu (za prijem signala) ili RF zavojnicu koljena (prijenos-prijem)) daje se tamo gdje je potrebno.

Sa pretkliničkim MRI sistemima zapreminski RF zavojnice koje pokrivaju čitavo tijelo miša ili pacova mogu se koristiti za prijenos i prijem signala. Međutim, ako je potreban omjer signal-šum (SNR) može se povećati korištenjem namjenskih površinskih prijemnih RF zavojnica (tj. RF zavojnice s četiri elementa na površini srca miša ili površinske RF zavojnice od četiri elementa srca pacova) u kombinaciji s linearno polariziranim prijenosom -samo zapreminski RF kalemovi.

Nije potreban nikakav drugi poseban ili dodatni hardver.

2.4 MRI protokoli

Za anatomski MRI bubrega T2-ponderisane MRI sekvence su modalitet izbora. Ubrzane tehnike snimanja dostupne su na svim MRI sistemima. Na Bruker sistemima, oni su identifikovani akronimima "RARE" ili "turboRARE" (za poboljšano opuštanje brzog akvizicije). Na Philips-u i Siemens-u, skeneri takve sekvence obično se označavaju "FSE" ili "TSE" (za brzi spin echo ili turbo spin echo).

2.5 Alati za analizu slike

MRI podaci se mogu lako analizirati ručnom planimetrijom ili izračunavanjem TKV-a iz mjerenja dužine i širine pomoću različitih standardiziranih jednačina2 („Tradicionalni elipsoid“, „Mayo elipsoid“ i „Metoda srednjeg preseka“). Za ovo preporučujemo korištenje open-source alata za obradu slika ImageJ ili IcY:

1. ImageJand the Versatile Wand Tool.

2. IcY.

Za postizanje zlatnog standarda ex vivo, volumen bubrega može se dodatno izmjeriti postmortalno, koristeći metodu istiskivanja tekućine.

3 Metode

Bubrežni volumen se može izračunati na nekoliko načina, koristeći elipsoidnu formulu ili metodu brojanja voksela. Za proračun elipsoidne formule, dužina se određuje na sagitalnim snimcima. Širina i debljina će se mjeriti na hilumu na poprečnim skeniranjima. Širina se također može mjeriti na najvećem poprečnom prečniku. Izračunat će se i volumen-hilum i volumen-maksimum. Mjerenja zapremine pomoću formule elipsoida mogu se lako izvesti za manje od 2 minute. U većini kliničkih studija, elipsoidna metoda se obično primjenjuje za procjenu volumena bubrega. Ovom metodom se pretpostavlja da bubreg podsjeća na elipsoidnu strukturu. To dovodi do sistematskog potcjenjivanja bubrežnog volumena. Bubreg nije prava elipsoidna struktura.

cistanche sold near me

Sa metodom brojanja voksela, zapremine svih voksela unutar granice bubrega se zbrajaju, dajući na taj način pravi ukupni volumen bubrega, tako da je dobijanje netačnih rezultata vrlo malo vjerovatno. Za metodu brojanja voksela, bubreg se mora ručno segmentirati. Segmentacije se mogu izvršiti praćenjem granica bubrega na svakoj kriški. Ukupni volumen bubrega će se tada izračunati sumiranjem svih volumena voksela koji leže unutar granica bubrega. Djelomični efekti volumena, koji se javljaju ako vokseli sadrže i bubreg i okolno tkivo, mogu dovesti do precijenjenja volumena bubrega ako su takvi vokseli uključeni unutar granica bubrega. Da bi se izbjeglo takvo precjenjivanje, linija segmentacije se može povući na pola puta duž promjene intenziteta signala između bubrega i okolnih tkiva. Poluautomatske tehnike segmentacije, kao što je uzgoj regiona, mogu uštedjeti vrijeme. Međutim, takve metode nisu praktične za većinu dostupnog softvera. Susedna tkiva sa vrlo sličnim intenzitetom signala i dalje se moraju ručno odvojiti. Masnoća u bubrezima može poremetiti segmentaciju granica zbog artefakata hemijskog pomaka masnoće i vode kada se koristi tehnika segmentacije rasta regiona, što dovodi do potcenjivanja ukupnog volumena. Tehnike poluautomatske segmentacije također su izazovne za izvođenje na slikama dobijenim ubrzanim T2-ponderiranim MRI sekvencama. Dok ubrzano T2-ponderirano snimanje daje dobre rezultate kada je u pitanju morfologija organaUzimajući u obzir, fluktuacije omjera signal-šum između pojedinačnih rezova zbog prostornih promjena u pojačanju šuma svojstvene tehnikama paralelnog snimanja ne mogu se u potpunosti spriječiti. Iz tog razloga, odabir graničnih vrijednosti i propagacija se mora izvršiti pojedinačno za svaki odsječak i izvor je pristranosti istraživača i eksperimentalne greške. Novije tehnike segmentacije, poput automatskog otkrivanja kontura, mogu biti opcija u budućem softveruimplementacije.
Izračunavanje bubrežnog volumena iz koronalnih i sagitalnih skeniranja može pomoći u uklanjanju razlika zbog aberacija u pozicioniranju preseka.
Nadalje, postoji pojednostavljena tehnika srednjeg rezanja za MRI. U ovoj tehnici, bubrežni volumen se izračunava iz površine slike jednog srednjeg preseka bubrega pomnožene brojem rezova. Volumeni bubrega dobro koreliraju sa stereologijom i imaju visoku reproduktivnost uporedivu sa ručnom planimetrijom. Međutim, kada se izračunava zapremina jednog bubrega, i tehnika srednjeg preseka i elipsoidna formula su manje precizne od stereologije i ručne ili poluautomatske planimetrije. Iako je značajno brža od ručnog praćenja za izračunavanje volumena bubrega, ova tehnika je sporija od standardne elipsoidne metode. Procjene volumena temelje se na množitelju povezanom s hipotezom da je oblik bubrega elipsoidan.
Svi ovi pristupi se oslanjaju na geometrijske pretpostavke, što možda nije tačno.
1. Učitajte 2D višeslojnu multi-eho sekvencu (MSME). (poželjno vidi napomenu 1)
2. Podesite najkraće moguće vreme eha (TE) i razmak odjeka (ΔTE), pod uslovom da su mast i voda u fazi (pogledajte napomenu 2). Poslednji TE treba da bude blizu najvećeg očekivanog T2 (*) u bubregu pomnoženom sa 1,5 (videti napomenu 3). Cilj je dobiti najmanje pet eho slika. Razmislite o povećanju propusnog opsega akvizicije i korišćenju pola Fourierovog ubrzanja da skratite prvi TE i ΔTE (vidi napomenu 4).
3. Odaberite najkraće moguće vrijeme ponavljanja (TR) za dobru efikasnost signal-šum po vremenu (SNR/t). TR će biti ograničen dužinom eho vlaka i brojem rezova koje dobijete.
4. Prilagodite ugao okretanja (FA) na TR i T1 kako biste postigli najbolji mogući SNR. Koristite Ernst ugao E=arccos (exp (-TR/T1)) kao dobru početnu vrijednost. Zatim pokušajte s nekoliko manjih i većih FA i odredite optimalni FA eksperimentalno poređenjem izmjerenih SNR-ova.

5. Postavite visoku propusnost za akviziciju (BW) da skratite ΔTE, dok držite na oku SNR, koji se smanjuje s kvadratnim korijenom BW. Nizak SNR se može izbalansirati sa usrednjavanjem (vidi napomenu 5).

6. Omogućite zasićenje mastima. Na sistemima sa ultravisokim poljem, ovo dobro funkcioniše kako bi se izbegli signali masti koji prekrivaju bubrege zbog hemijskih pomaka. Pri nižim jačinama polja može raditi manje efikasno.

7. Omogućite okidač za disanje (po faznom koraku ili rezu). Ovo je neophodno za smanjenje artefakata pokreta (vidi i napomenu 6) i smanjenje zamućenja pokreta i neželjenih varijacija intenziteta između slika dobijenih različitim TE.
8. Odaberite kao smjer faznog kodiranja LR smjer i prilagodite geometriju tako da FOV u ovom smjeru uključuje cijelu životinju (cca. 40 mm).
9. Koristite frekventno kodiranje u smjeru glava-stopala (rostralno-kaudalno) kako biste izbjegli ozbiljno nametanje. Prilagodite FOV svojim potrebama imajući na umu da u ovom smjeru FOV može biti manji od životinje i manji FOV dozvoljava manju matricu akvizicije, a zauzvrat i kraći razmak eha.
10. Koristite odgovarajuću debljinu kriške, obično oko 1,0 mm.
11. Koristite visoku rezoluciju u ravni koju SNR dozvoljava, obično između 100 i 200 μm. Ispunjavanje nule u smjeru faznog kodiranja može biti od pomoći za ubrzanje akvizicije. Može se koristiti pola Furijea u smjeru čitanja (asimetrični eho) da dodatno skrati prvi TE, ako je vrlo kratak T2* (<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 vrlo osjetljivo na nestabilnost vašeg sistema. Ako sistem iz bilo kog razloga nije stabilan, to se često može uočiti direktno u vremenskom signalu.
13. Za primjere specifičnih skupova parametara pogledajte napomene 9–13.


Moglo bi vam se i svidjeti