محقق گراشی یک شاخص پزشکی جدید در بیماری‌های قلبی عروقی پیشنهاد داد

هفت‌برکه – گریشنا: دکتر عبدالله خورشیدی، پژوهش‌گر مهندسی هسته‌ای و پرتوپزشکی، و همکارانش یک شاخص پزشکی جدید در بیماری‌های قلبی عروقی را با انتشار یک مقاله علمی به نام مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی گراش پیشنهاد دادند.

دکتر خورشیدی درباره‌ی تحقیقی که منجر به نگارش این مقاله شد به گریشنا می‌گوید: «در این تحقیق عملی از دستگاه ام‌آرآی و مدل حیوانی موش استفاده شده است تا پارامترهای مویرگی در بافت نرمال و غیرنرمال مقایسه شوند و با تعیین نسبت بین آنها، شاخص پزشکی جدیدی در بیماری‌های قلبی عروقی معرفی گردد.»

سوال اصلی در این تحقیق این بود: آیا می توان بین خواص مویرگی در بافت سالم و غیرسالم رابطه‌ای یافت؟ جهت پاسخ به این پرسش، دکتر خورشیدی و همکارانش یک تحقیق علمی با استفاده از موش‌های آزمایشگاهی تدارک دیدند. جزییات این تحقیق و نتایج آن در ژورنال ISI با نام Reports of Practical Oncology & Radiotherapy به وابستگی و مکاتبه‌گری مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی گراش به عنوان یک مقاله اصیل به چاپ رسیده است. این تحقیق زیر نظر دکتر منصور عاشور و حمایت‌های دکتر جیمز اوینگ و دکتر چوان جیانگ از مرکز علمی هنری-فورد دیتروت میشیگان اجرا شده است.

لازم به ذکر است که دکتر خورشیدی و همکارش قبلا نیز پژوهش پایه‌ای دیگری در سال ۲۰۱۶ در ژورنال معتبر American Journal of Roentgenology با ضریب تاثیر ۱۳/۳ به نام دانشگاه علوم پزشکی تهران منتشر کرده‌اند. در این تحقیق نیز پارامترهای تخلیه انرژی، دما، انباشت آب میان سلولی، مسیرهای پخش خارج سلولی، و تراوایی غشای سلولی به عنوان فاکتورهای سهیم در تعیین ضریب پخش ظاهری آب روی مدل حیوانی در نظر گرفته شده‌اند و رابطه‌اش با فاکتور گرادیان بر حسب ثانیه بر میلیمتر مربع در بافت‌های سالم و غیرسالم فرمول‌بندی شده‌اند.

شرح کامل آزمایش

دکتر خورشیدی شرح کاملی از این تحقیق علمی را برای علاقه‌مندان ارائه می‌کند، و نتایج آن را نیز برمی‌شمرد.

با توجه به ویژگی های مویرگی، ترکیب تصاویر خون رسانی (پرفیوژن) و پخش (دیفیوژن) حاصل از تزریق وریدی بوسیله MRI می تواند اطلاعات ریخت شناسی پایه ای را درباره تومور ارایه کند. در پژوهشی، انتقال خون از بخش های داخلی و خارجی مویرگها بوسیله منفذهای واقع در سطح آن مورد بررسی قرار گرفت و روابط ریاضی بین ضخامت دیواره مویرگ، اندازه و تعداد منفذها، حجم خون مغزی، ضریب پخش ظاهری، نرخ زمان آسایش در قبل و بعد از تزریق عامل کنتراست زا مشخص شدند. جهت تایید این مدل جدید از هشت موش ویستار و دستگاه MRI با میدان مغناطیسی هفت تسلا با یک مگنت فوق هادی با حفره ۲۰ سانتیمتری استفاده شد. در ابتدا یک لخته خونی (۲۴ ساعت قبل از ایسکمی) به سرخرگ کاروتید داخلی جهت بلوکه کردن سرخرگ میانی مغز تزریق شد و یک حلقه ۱۲ سانتیمتری نیز سیم پیچ اطراف موش را حفاظت می کرد. حداکثر میدان مغناطیسی تولیدی این سیم پیچ نیز  ۰۰۲/۰ تسلا برسانتیمتر بود. پالس های رادیویی نیز با سیم پیچ زینی شکلی با قطر ۵/۷ سانتیمتر اعمال شدند که بوسیله یک مدار مجتمع ترانزیستوری از سیم پیچ گیرنده ای که در خط مرکزی بالای جمجمه قرار گرفته بود تفکیک می شد. میله های فرو رونده در گوش جهت ثابت نگهداشتن موش در خلال تصویربرداری استفاده شد که در ابتدا ماده بیهوش کننده استنشاقی شامل گاز N2O، O2 و  هالوتین (غیرقابل اشتعال) مورد استفاده قرار گرفت. دمای راست روده نیز با استفاده از کنترل بازخورد حمام آب، حدود ۳۷ درجه سانتیگراد ثابت نگهداشته شد. توالی تصویربرداری به روش FLASH برای بازتولید موقعیت حیوان درون دستگاه در هر دوره تصویرگیری بکار گرفته شد. دو نوع روش تصویربرداری پخش (دیفیوژن) و شارش خونرسانی (پرفیوژن یا جریانی خون) به صورت وزن دهی شده طی ۲۴ ساعت پس از تشکیل اولین لخته انجام شد.

زمان آسایش اسپین-اسپین پروتونهای آب بافت (T2) با استفاده از تبدیل فوریه دو بعدی استاندارد از هفت اسلایس و چهار اکو اندازه گیری شد که در مجموع ۲۸ سری تصویر کسب شد. تصاویر در یک میدان دید ۳۲ میلیمتری با ضخامت اسلایس ۲ میلیمتر تولید شدند و داده های اکتسابی در یک ماتریس با ابعاد ۱۲۸ در ۶۴ ذخیره شدند. زمان کل هر دوره تصویرگیری ۲/۳ دقیقه بود.

ضریب پخش ظاهری وزن دهی شده با استفاده از توالی استجسکال-تانر با فاکتور گرادیان متفاوت بر حسب ثانیه بر میلیمترمربع (۱۰ و ۸۰۰ و ۱۸۰۰) در هر سه جهت حساس به پخش، با ۷ اسلایس، ۳۲ میلیمتر میدان دید، اندازه ماتریس۱۲۸ در ۶۴، زمان تکرار ۵/۱ ثانیه و زمان اکو ۴۰ میلی ثانیه اندازه گیری شد. زمان کل برای تمام توالی تقریبا ۴/۱۴ دقیقه بود.

اندازه گیری های پرفیوژن قبل از اندازه گیری هر دیفیوژن با استفاده از تکنیک “برچسب زدن اسپین سرخرگی” انجام شد  که در آن پالس ها و گرادیانهای رادیویی به منظور معکوس کردن بردار مغناطش طولی (T1) ترکیب می شوند. دو تصویر از اندازه گیری پرفیوژن با پارامترهای معین (زمان تکرار ۱ ثانیه، زمان اکو ۳۰ میلی ثانیه، ابعاد ماتریس ۶۴ در ۶۴، ضخامت اسلایس ۳ میلیمتر و میدان دید ۳۲ میلیمتر) اندازه گیری شدند. تصویربرداری پرفیوژن وزن دهی شده از طریق تصاویر تاجی اندازه گیری شدند بطوریکه مرکز مختصات در مرکز حدفاصل ۲/۸ میلیمتر گوش درونی و ۸/۰ میلیمتر برگما (نقطه بالای جمجمه که دو استخوان به هم متصل می شوند) قرار داشت. مدت زمان پالس معکوس برابر ۱ ثانیه در یک دامنه میدان مغناطیسی B1 با فرکانس ۳/۰ کیلو هرتز بود. حجم وکسل ها نیز ۳۱۲۵/۰ در ۳۱۲۵/۰ در ۲ میلیمتر مکعب بود.

نتایج

تعداد ماکزیمم منفذها بر واحد طول مویرگی در شرایط مختلف نظیر: ترمیم، هسته، ترمیم نرمال، و هسته نرمال به ترتیب برابر ۱۸۳، ۱۷۶، ۲۷۵، و ۲۸۳ با متوسط خطای ۱۵۳ اندازه گیری شد. این نسبت در نواحی نرمال بیشتر از نواحی صدمه دیده بود. تعداد منفذها نیز با افزایش شعاع میانگین مویرگ و یا کاهش ضخامت دیواره آن افزایش یافت. شکل زیر دو نوع تصویر دریافتی از موش تحت آزمایش پس از اعمال الگوریتم های کاهش نویز و اعوجاج را نشان می دهد که سمت چپ هر تصویر ناحیه نرمال و سمت راست آن نیز  ناحیه صدمه دیده به صورت بخش های روشن می باشد.

در این مطالعه مقادیر ضریب دیفیوژن ظاهری قشر نرمال و پوسته دمی مغز به ترتیب برابر ۷۲۶ و ۶۵۹  پیکومتر مربع بر ثانیه بودند. همچنین رابطه بین شعاع مویرگی میانگین، حجم خون مغزی نسبت به وکسل، و  نسبت تفاضل زمان آسایش عرضی T2 در قبل و بعد از تزریق عامل کنتراست زا مشخص شدند که با افزایش ضریب دیفیوژن، شعاع مویرگی میانگین نیز افزایش یافت.

برآورد اندازه عروق در یک حجم خونی توموری با سیستم MRI هفت تسلا، چهار برابر دقت بیشتر نسبت به اسکن لیزری دارد. مویرگها که با استفاده از فشار تراوشی و اسمزی نقش تبادل مواد را با مایع میان سلولی به عهده دارند گاها هر چند ثانیه با توقف در جریان همراه هستند که عمدتا ناشی از کمبود اکسیژن و مواد زائد متابولیسمی است. سرعت جریان خون در مویرگها تقریبا ۱۰۶۶ برابر کمتر نسبت به آئورت است. در روش جدید ارایه شده با نام مدل قطره ای شبه مایع، تبادل مواد در سطح سلولی با در نظر گرفتن دانسیته و حجم مویرگی، سرعت پلاسمای مویرگی، حجم خون مغزی، ضریب دیفیوژن ظاهری و تفاوت بین نرخ زمان آسایش در قبل و بعد از تزریق عامل کنتراست زای گادولینیوم مورد بررسی قرار گرفت تا رابطه بین شعاع میانگین منفذها، تعداد منفذها و ضخامت جداره مویرگ در چهار محیط مختلف نرمال و غیر نرمال مشخص شود. تعداد منفذها بر طول مویرگ و اندازه منفذها می تواند با تجمع پروتئین ها افزایش یابد زیرا اندرکنش های پروتئین-پروتئین، دیواره سلولی را جهت گسترش بیشتر تقویت می کند. نسبت های یافته شده در این پژوهش می تواند به عنوان یک شاخص پزشکی در تشکیل عروق خونی و همچنین طراحی درمان نواحی غیر نرمال استفاده گردد.

اعداد و اعشار آن فارسی تایپ شده است.