ilבחר
הבית / יֶדַע / תוכן

יֶדַע

הערכת נפח הכליות עם MRI: פרוטוקול ניסוי חלק 1

Mar 28, 2023

תַקצִיר

אורך ונפח הכליות הם פרמטרים חשובים בהערכה הקלינית של חולים עם סוכרת, השתלות כליה או היצרות בעורק הכליה. גודל הכליה משמש באבחון ראשוני כדי להבדיל בין פתופיזיולוגיה חריפה (די נפוחה) לכרונית (כליה קטנה למדי).נפח הכליות הכוללהוא גם סמן ביולוגי מבוסס במחקרים לטיפול במחלת כליות פוליציסטית אוטוזומלית דומיננטית (ADPKD). ישנם מספר גורמים המשפיעים על גודל הכליות, ועדיין יש ויכוח על הערך של גודל הכליה הנמדד במונחים של תפקוד כליות או סיכון קרדיווסקולרי. נפח הכליה מחושב לרוב על ידי מדידת שלושת הצירים של הכליה, מתוך הנחה שהאיבר דומה לאליפסואיד. כברירת מחדל, קוטר האורך והרוחב של הכליה נמדד. במודלים של בעלי חיים, אורך הכליה ונפח1 הם גם פרמטרים חשובים בהערכת דחיית איברים לאחר השתלה ובקביעת אי ספיקת כליות עקב היצרות בעורק הכליה, דלקות חוזרות בדרכי השתן או סוכרת. באופן כללי נפח הכליות הכולל (TKV) הוא פרמטר חשוב לניבוי פרוגנוזה וניטור התקדמות המחלה במודלים של בעלי חיים של מחלות אנושיות כמו מחלת כליות פוליציסטית (PKD) או פגיעה כלייתית חריפה (AKI) ומחלת כליות כרונית (CKD).

פרק זה מבוסס על עבודה של COST Action PARENCHIMA, רשת מונעת על ידי קהילה הממומנת על ידי תוכנית שיתוף הפעולה האירופי במדע וטכנולוגיה (COST) של האיחוד האירופי, שמטרתה לשפר את יכולת השחזור והסטנדרטיזציה של סמנים ביולוגיים של MRI כליות. פרוטוקול ניתוח זה משלים על ידי שני פרקים נפרדים המתארים את הרעיון הבסיסי ואת ההליך הניסיוני.
מילות מפתחהדמיית תהודה מגנטית (MRI), כליות, עכברים, חולדות, T2, T1, נפח

1. הקדמה

כִּליָההגודל משמש באבחון ראשוני כדי להבדיל בין פתופיזיולוגיות חריפות (די נפוחות) וכרוניות (די יותר כליה קטנה). אורך ונפח הכליות הם פרמטרים חשובים בהערכה הקלינית של חולים עם סוכרת, השתלות כליה או היצרות בעורק הכליה. נפח הכליות הכולל (TKV) מוסמך גם כסמן ביולוגי במחקרים לטיפול במחלת כליות פוליציסטית אוטוזומלית דומיננטית (ADPKD). על פי ההמלצות הבלתי מחייבות של ה-FDA, סמן ביולוגי זה יכול לשמש מפתחי תרופות בהקשר המוסמך של שימוש בהגשת בקשות מחקר חדשות לתרופות, בקשות לתרופות חדשות ובקשות לרישיון תרופות ביולוגיות. ישנם גורמים רבים השולטים בגודל ונפח הכליות.

בשנים האחרונות זכה המחקר בשימוש בתאי גזע וצמחי מרפא סיניים לטיפול במחלות כליה לתשומת לב רבה. המנגנון העיקרי של שני הטיפולים הוא לקדם תיקון של רקמות כליות פגועות ולהגן על תפקודי הכליות הנותרים. 

תרופת הצמחים הסינית, Cistanche, שימשה ברפואה הסינית המסורתית לטיפול במחלות כליה כרוניות שונות מאז ימי קדם. מדווח כי ל-cistanche יש פוטנציאל להפחית דלקת,להפחית פיברוזיס בכליות, ולקדם את הסינתזה של רכיבי מטריצה ​​תאיים. התגלה כי השפעות אלו נובעות מהמרכיבים הביו-אקטיביים שלה, כולל חומרים פנולים רבים, טריטרפנואידים וקומרינים.

מצד שני, טכנולוגיית תאי גזע חוללה מהפכה בפרקטיקה הרפואית. מחקרים הוכיחו שתאי גזע יכולים להתמיין לסוגים שונים של תאי כליה ולבצע פעילויות טיפוליות, כולל הגנה על שאר הרקמות הכליות התפקודיות, האטת פיברוזיס של רקמות ותיקון רקמות כליות פגועות.

cistanche portugal

לחץ על מוסף Cistanche Tubulosa

תבקש עוד:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

בסופו של דבר, השילוב של רפואה סינית מסורתית עם מדע מודרני יכול להיות המפתח לטיפול במחלות כליה שונות. אסטרטגיה זו התקבלה בהדרגה על ידי הקהילה הרפואית ומחקרים כבר הראו שהטיפול המשולב של טיפול בתאי גזע עשוי להפחית במידה ניכרת את שיעור התמותה של מחלות כליות.

לסיכום, השימוש בcistancheוטיפול בתאי גזע בטיפול במחלות כליה מראה פוטנציאל רב ודורש מחקר נוסף. הטיפול המשולב של שני הטיפולים יכול לספק אפשרות טיפול משופרת לאלו המתמודדים עם מחלות כליה.

בחולים, נפח הכליות הוא כנראה אחד הפרמטרים הניבויים החשובים ביותר לאובדן תפקוד הכליות. לכן, מומלצת קביעה של גודל הכליה לחולים בסיכון. למשל חולי ADPKD<30 years with a combined renal volume >1500 מ"ל וקצב סינון גלומרולרי משוער (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].

כמו כן, החלטות טיפוליות מבוססות לעיתים קרובות על גודל הכליה, ולדוגמא מוערכות באופן שגרתי במעקב אחר חולים עם היצרות כליה או לצורך הערכה של מועמדים להשתלת כליה [4, 5]. לכן חשוב להשתמש בשיטת מדידה המספקת תוצאות מדויקות ומדויקות in vivo.

cistanche in urdu

במודלים של בעלי חיים, אורך ונפח הכליות הם גם פרמטרים חשובים בהערכת דחיית איברים לאחר השתלה ובקביעת אי ספיקת כליות עקב היצרות בעורק הכליה, דלקות חוזרות בדרכי השתן או סוכרת. באופן כללי נפח הכליות הכולל (TKV) הוא פרמטר חשוב לניבוי פרוגנוזה ומעקב אחר התקדמות המחלה במודלים של מחלת כליות פוליציסטית (PKD). ובכל זאת, עד כה, לא קיים תקן זהב עבור נפח כליות in vivo.

נפח הכליה מחושב לרוב על ידי מדידת שלושת הצירים של הכליה, מתוך הנחה שהאיבר דומה לאליפסואיד. כברירת מחדל, קוטר האורך והרוחב של הכליה נמדד. נפח הכליות מחושב לפי נוסחת הקירוב הבאה (בבני אדם נתוני נפח הכליות הללו מתואמים היטב עם אורך וגיל הגוף) (ראה איור 1):

נפח {{0}} אורך ×רוחב ×עומק ממוצע ×0.5.

MRI אנטומי רגיל מציע גישה קלה לנתוני תמונה באיכות גבוהה. נפח הכליות משוחזר באופן אמין, וניתן לבצע מדידות עם הטיה מינימלית ושונות נמוכה בין ותוך-ניתוחית [6]. בשיטת ספירת ה-voxel, החישוב המדויק מקל על ידי רכישת מספר תמונות רצופות החותכות את הכליה. לאחר זיהוי גבולות האיברים, סיכום כל נפחי ה-voxel השוכבים בתוך גבולות האיברים מספק את נפח הכליות הכולל. אמנם גישה כזו היא מדויקת ביותר, אך היא גם גוזלת זמן. העברת מדידת TKV לתרגול יומיומי מצריכה טכניקות הדמיה ופרוטוקולים זמינים באופן נרחב תוך קל לשימוש ומהיר. יתר על כן, יש צורך בשיטות לפרשנות של תוצאות שהן ניתנות לביצוע וקלות ליישום. למטרה זו, זמינים כלי ניתוח תמונות בקוד פתוח המאפשרים קביעה מהירה וקלה של TKV.

desert cistanche benefits

עבור MRI אנטומי של הכליה T2 משוקלל רצפי MRI הוא האופציה הבחירה. הם מספקים ניגודיות מצוינת בין רקמות שונות לבין התאים השונים של הכליה עצמה. רצפי הדמיה משוקללים סטנדרטיים של spin-echo T2 גוזלים זמן בשל זמני החזרה הארוכים TR. עם זאת, הם עדיין מציעים את איכות התמונה הטובה ביותר ביחס לשחזור ולשונות בין פרוסות. בנוסף, ניתן לשנות רצפים כאלה בקלות

לבצע הדמיה מרובה-הד, וכתוצאה מכך קבוצה של תמונות עם שקלול שונה שאפילו ניתן להשתמש בהן לחישוב מפות T2. במדריך זה, אנו מדגימים את הישימות של MRI רב-הד משוקלל 2D T2 לקביעה מדויקת של נפח הכליה ומשווים טכניקות מדידת TKV סטנדרטיות שונות באמצעות סורקי MRI שפותחו להדמיה שגרתית קלינית או ייעודית להדמיה (פרה-קלינית) של בעלי חיים קטנים.
פרק זה הוא חלק מהספר Pohlmann A, Niendorf T (eds) (2020) Preclinical MRI of the Kidney-Methods and Protocols. ספרינגר, ניו יורק.

2 חומרים

2.1 בעלי חיים

פרוטוקולי ניסוי אלה מותאמים לעכברים (C57BL/6J) עם מסת גוף של 20-30 גרם. עצות להסתגלות לחולדות (Wistar, Sprague-Dawley או Lewis) ניתנות בכותרת משנה 4 במידת הצורך.

cistanche tablets benefits

2.2 ציוד מעבדה

1. הרדמה: עבור ניסויים סטנדרטיים, שאיפת איזופלורן (CP-Pharma, Baxter) מספקת הרדמה חזקה למשך עד שעתיים עם תופעות לוואי מעטות יחסית על הפיזיולוגיה הכלייתית. לתיאור מפורט ודיון על ההרדמה נא לעיין בפרק מאת Kaucsar T et al. "הכנה וניטור של בעלי חיים קטנים ב-MRI כליות".
2. גזים: O2 או אוויר דחוס, כמערכת אספקת איזופלורן מתאדה. מלבד אוויר לשימוש עם מערכות דופק אוקסימטריה לניטור חמצון בדם, גז O2 עדיף במהלך הניסוי על בעלי חיים חולים.

3. מכשירים לניטור פיזיולוגי של אק"ג, טמפרטורה ונשימה, להפעלת רכישת התמונה: למשל SAI (דגם 1030, SAII, Stony Brook, NY, US).

2.3 חומרת MRI

דרישות החומרה הכלליות עבור MRI כליות 1H על עכברים וחולדות מתוארות בפרק של Ramos Delgado P וחב'. "שיקולי חומרה עבור תהודה מגנטית פרה-קלינית של הכליה" (גישה פתוחה). הטכניקה המתוארת בפרק זה הותאמה עבור מערכת 9.4 T MR (Biospec 94/20, Bruker Biospin, Ettlingen, גרמניה) אך עצות להתאמה לחוזקות שדה ומערכות אחרות (למשל, 4.7 T Varian ו-3 T Siemens Skyra human MR סורק באמצעות סליל RF פרק כף היד (לקליטת אותות) או סליל RF ברך (שידור-קבל)) ניתן במידת הצורך.

עם מערכות MRI פרה-קליניות ניתן להשתמש בסלילי RF נפח המכסים את כל גופי העכבר או החולדה לשידור וקליטה של ​​אותות. עם זאת, במידת הצורך ניתן להעלות את יחס האות לרעש (SNR) על ידי שימוש בסלילי RF ייעודיים לקליטת משטח (כלומר, סליל RF משטח בעל ארבעה אלמנטים של עכבר או סליל RF משטח ארבעת אלמנטים של לב חולדה) בשילוב עם שידור מקוטב ליניארי -סלילי RF נפח בלבד.

אין צורך בחומרה מיוחדת או נוספת.

2.4 פרוטוקולי MRI

עבור MRI אנטומי של הכליה T2-רצפי MRI משוקלל הוא האופציה הבחירה. טכניקות הדמיה מואצות זמינות בכל מערכות ה-MRI. במערכות Bruker, הם מזוהים על ידי ראשי תיבות "RARE" או "turboRARE" (להרפיית רכישה מהירה משופרת). על פיליפס וסימנס, סורקים רצפים כאלה בדרך כלל מסומנים "FSE" או "TSE" (להד ספין מהיר או אקו טורבו).

2.5 כלים לניתוח תמונה

ניתן לנתח נתוני MRI בקלות על ידי פלנימטריה ידנית או על ידי חישוב TKV ממדידות אורך ורוחב עם משוואות סטנדרטיות שונות2 ("האליפסואיד המסורתי", "האליפסואיד מאיו" ו"שיטת הפרוסה האמצעית"). לשם כך אנו ממליצים להשתמש בכלי ההדמיה בקוד פתוח ImageJ או IcY:

1. ImageJand כלי שרביט רב-תכליתי.

2. IcY.

כדי לספק את תקן הזהב ex vivo, ניתן למדוד בנוסף את נפחי הכליות לאחר המוות, באמצעות שיטת עקירת הנוזלים.

3 שיטות

ניתן לחשב נפחי כליות בכמה דרכים, באמצעות הנוסחה האליפסואידית או שיטת ספירת ה-voxel. עבור חישוב נוסחת אליפסואיד, האורך נקבע בסריקות הסגיטליות. הרוחב והעובי יימדדו בהילום בסריקות הרוחביות. ניתן למדוד את הרוחב גם בקוטר הרוחבי הגדול ביותר. יחושבו גם נפח-הילום וגם נפח-מקסימום. מדידות נפח באמצעות הנוסחה האליפסואידית יכולות להיעשות בקלות תוך פחות מ-2 דקות. ברוב המחקרים הקליניים, השיטה האליפסואידית מיושמת בדרך כלל להערכת נפח הכליה. בשיטה זו מניחים שהכליה דומה למבנה אליפסואיד. זה מוביל להערכת חסר שיטתית של נפח הכליה. למעשה, הכליה אינה מבנה אליפסואיד אמיתי.

cistanche sold near me

בשיטת ספירת ה-voxel, מסוכמים את הנפחים של כל ה-voxels בתוך גבול הכליה, ובכך נותנים את הנפח הכולל האמיתי של הכליה, כך שהשגת תוצאות לא מדויקות אינה סבירה ביותר. עבור שיטת ספירת ה-voxel, יש לפלח את הכליה באופן ידני. ניתן לבצע פילוחים על ידי התחקות אחר גבולות הכליה על כל פרוסה. נפח הכליות הכולל יחושב לאחר מכן על ידי סיכום של כל נפחי ה-voxel השוכבים בגבולות הכליה. השפעות נפח חלקיות, המתרחשות אם ווקסלים מכילים גם כליה ורקמה מסביב, עלולות להוביל להערכת יתר של נפח הכליה אם ווקסלים כאלה נכללים בגבולות הכליה. כדי למנוע הערכת יתר כזו, ניתן לשרטט את קו הפילוח באמצע הדרך לאורך השינוי בעוצמת האות בין הכליה והרקמות שמסביב. טכניקות פילוח חצי אוטומטיות, כגון גידול אזורים, יכולות לחסוך זמן. עם זאת, שיטות כאלה אינן ממש מעשיות לשימוש עבור רוב התוכנות הזמינות. רקמות שכנות עם עוצמת אות דומה מאוד עדיין צריכות להיות מופרדות באופן ידני. שומן בתוך הכליות עלול להפריע לפילוח הגבולות עקב חפצי תזוזה כימיים של שומן-מים בעת שימוש בטכניקת הפילוח הצומח באזור, מה שמוביל להערכת חסר של הנפח הכולל. טכניקות פילוח חצי-אוטומטיות הן גם מאתגרות לביצוע בתמונות המתקבלות עם רצפי MRI מואצים2-. בעוד שהדמיה משוקללת T2- מואצת מניבה תוצאות טובות כאשר מורפולוגיה של איברים היאבחשבון, לא ניתן למנוע לחלוטין תנודות ביחס אות לרעש בין הפרוסות הבודדות עקב שינויים מרחביים בהגברת הרעש המהותית לטכניקות הדמיה מקבילות. מסיבה זו, בחירת ערכי הסף וההפצה צריכה להיעשות בנפרד עבור כל פרוסה ומהווה מקור להטיה של חוקר ולשגיאות ניסוי. טכניקות פילוח חדשות יותר, כמו זיהוי קווי מתאר אוטומטי, עשויות להיות אופציה בתוכנה עתידיתיישומים.
חישוב נפח הכליה מסריקות העטרה והסגיטליות כאחד יכול לסייע בביטול הבדלים עקב סטיות במיקום הפרוסה.
יתר על כן, קיימת טכניקת Mid-Slice פשוטה עבור MRI. בטכניקה זו, נפח הכליה מחושב משטח של תמונת פרוסה אמצעית אחת של הכליה כפול מספר הפרוסות. נפחי הכליות מתואמים היטב עם סטריאולוגיה ויש להם יכולת שחזור גבוהה הדומה לפלנימטריה ידנית. עם זאת, בעת חישוב נפחי כליה בודדים, גם טכניקת הפרוסה האמצעית וגם הנוסחה האליפסואידית פחות מדויקות מסטריאולוגיה ופלנימטריה ידנית או חצי אוטומטית. למרות שהיא מהירה משמעותית ממעקב ידני לחישוב נפח הכליות, טכניקה זו איטית יותר משיטת האליפסואיד הסטנדרטית. הערכות נפח מבוססות על מכפיל המקושר להשערה שצורת הכליה היא אליפסואידית.
כל הגישות הללו מסתמכות על הנחות גיאומטריות, שאולי זה לא נכון.
1. טען את רצף רב-הדים דו-ממדיים (MSME). (מועדף לראות הערה 1)
2. הגדר את זמן ההד הקצר ביותר (TE) ואת מרווח ההד (ΔTE) האפשרי, בתנאי שהשומן והמים נמצאים בשלב (ראה הערה 2). ה-TE האחרון צריך להיות קרוב ל-T2 הצפוי(*) הגדול ביותר בכליה כפול 1.5 (ראה הערה 3). המטרה היא לרכוש לפחות חמש תמונות הד. שקול להגדיל את רוחב הפס הרכישה ולהשתמש בחצי תאוצת פורייה כדי לקצר את ה-TE וה-ΔTE הראשונים (ראה הערה 4).
3. בחר את זמן החזרה הקצר ביותר האפשרי (TR) ליעילות טובה של אות לרעש לכל זמן (SNR/t). TR יוגבל על ידי אורך רכבת ההד ומספר הפרוסות שתרכוש.
4. התאם את זווית ההיפוך (FA) ל-TR ו-T1 על מנת להשיג את ה-SNR הטוב ביותר האפשרי. השתמש בזווית Ernst E=arccos (exp (-TR/T1)) כערך התחלתי טוב. לאחר מכן נסה כמה FAs קטנים וגדולים יותר וקבע את ה-FA האופטימלי בניסוי על ידי השוואת ה-SNRs הנמדדים.

5. הגדר רוחב פס רכישה גבוה (BW) כדי לקצר את ΔTE, תוך שמירה על ה-SNR, שיורד עם השורש הריבועי של BW. SNR נמוך עשוי להיות מאוזן עם ממוצע (ראה הערה 5).

6. אפשר ריווי שומן. במערכות שדה אולטרה-גבוהות, זה עובד היטב כדי למנוע אותות שומן שמציפים את הכליה עקב שינויים כימיים. בעוצמות שדה נמוכות יותר זה עשוי לעבוד פחות יעיל.

7. הפעל את טריגר הנשימה (לשלב שלב או לכל פרוסה). זה חיוני כדי להפחית חפצי תנועה (ראה גם הערה 6), ולהפחית את טשטוש התנועה וריאציות בעוצמות לא רצויות בין התמונות שנרכשו עם TEs שונים.
8. בחר ככיוון קידוד פאזה את כיוון ה-LR והתאם את הגיאומטריה כך שה-FOV בכיוון זה יכלול את כל החיה (כ-40 מ"מ).
9. השתמש בקידוד תדר בכיוון ראש-רגלי (רוסטרלי-זנב) כדי למנוע כינוי חמור. התאם את ה-FOV לצרכים שלך תוך התחשבות שבכיוון זה ה-FOV יכול להיות קטן יותר מהחיה ו-FOV קטן יותר מאפשר מטריצת רכישה קטנה יותר, ובתמורה מרווח הד קצר יותר.
10. השתמש בעובי פרוסה מתאים, בדרך כלל בסביבות 1.0 מ"מ.
11. השתמש ברזולוציה הגבוהה במישור שה-SNR מאפשר, בדרך כלל בין 100 ל-200 מיקרומטר. מילוי אפס בכיוון קידוד פאזה יכול להיות מועיל כדי להאיץ את הרכישה. אפשר להשתמש בחצי פורייה בכיוון הקריאה (הד אסימטרי) כדי לקצר עוד יותר את ה-TE הראשון, אם קצר מאוד 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 רגיש מאוד לחוסר היציבות של המערכת שלך. אם המערכת אינה יציבה מסיבה כלשהי, לעתים קרובות ניתן לראות זאת ישירות באות הזמן.
13. לדוגמאות של ערכות פרמטרים ספציפיות, ראה הערות 9-13.


אולי גם תרצה