Magnetresonanztomographie der Multiplen Sklerose bei 7,0 Tesla

Sonia Waiczies; Antje Els; Joseph Kuchling; Karin Markenroth Bloch; Anna Pankowska; Helmar Waiczies; Carl Herrmann; Claudia Chien; Carsten Finke; Friedemann Paul; Thoralf Niendorf

doi:10.3791/62142

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Methodenartikel

Magnetresonanztomographie der Multiplen Sklerose bei 7,0 Tesla

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DOI:

10.3791/62142

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19. Februar 2021

Sonia Waiczies^*¹ , Antje Els^*¹ , Joseph Kuchling^*²^,³^,⁴ , Karin Markenroth Bloch⁵ , Anna Pankowska⁶^,⁷ , Helmar Waiczies⁸ , Carl Herrmann¹ , Claudia Chien²^,³ , Carsten Finke⁴^,⁹ , Friedemann Paul²^,³^,⁴ , Thoralf Niendorf¹^,²^,⁸

¹Berlin Ultrahigh Field Facility (B.U.F.F.), Max Delbrück Center for Molecular Medicine in the Helmholtz Association, ²Experimental and Clinical Research Center, Max Delbrueck Center for Molecular Medicine and Charité – Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, and Berlin Institute of Health, ³NeuroCure Clinical Research Center, Charité – Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, and Berlin Institute of Health, ⁴Department of Neurology, Charité – Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, and Berlin Institute of Health, ⁵The Swedish National 7T Facility, Lund University Bioimaging Center, Lund University, ⁶Department of Radiography, Medical University of Lublin, ⁷ECOTECH-COMPLEX, Maria Curie-Skłodowska University, ⁸MRI.TOOLS GmbH, ⁹Berlin School of Mind and Brain, Humboldt-Universität zu Berlin

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier stellen wir ein Protokoll zur Erfassung von Magnetresonanzbildern (MR) von Patientengehirnen mit Multipler Sklerose (MS) bei 7,0 Tesla vor. Das Protokoll umfasst die Vorbereitung des Setups einschließlich der Hochfrequenzspulen, standardisierte Interviewverfahren mit MS-Patienten, die Positionierung der Probanden im MR-Scanner und die MR-Datenerfassung.

Zusammenfassung

Das übergeordnete Ziel dieses Artikels ist es, ein hochmodernes Ultrahochfeld (UHF) Magnetresonanzprotokoll (MR) des Gehirns bei 7,0 Tesla bei Patienten mit Multipler Sklerose (MS) zu demonstrieren. MS ist eine chronisch entzündliche, demyelinisierende, neurodegenerative Erkrankung, die durch Läsionen der weißen und grauen Substanz gekennzeichnet ist. Der Nachweis von räumlichund zeitlich disseminierten T2-hyperinsens läsionen durch den Einsatz von MRT bei 1,5 T und 3 T stellt ein entscheidendes diagnostisches Instrument in der klinischen Praxis dar, um eine genaue Diagnose von MS auf der Grundlage der aktuellen Version der McDonald-Kriterien von 2017 zu stellen. Die Differenzierung von MS-Läsionen von Läsionen der weißen Substanz des Gehirns anderer Herkunft kann jedoch aufgrund ihrer ähnlichkeitsartigen Morphologie bei niedrigeren Magnetfeldstärken (typischerweise 3 T) manchmal eine Herausforderung darstellen. Ultrahochfeld-MR (UHF-MR) profitiert von einem erhöhten Signal-Rausch-Verhältnis und einer verbesserten räumlichen Auflösung, beides Schlüssel zu überlegener Bildgebung für genauere und definitivere Diagnosen subtiler Läsionen. Daher hat die MRT bei 7,0 T ermutigende Ergebnisse gezeigt, um die Herausforderungen der MS-Differentialdiagnose durch die Bereitstellung ms-spezifischer Neuroimaging-Marker (z. B. zentrales Venenzeichen, Hypointense-Randstrukturen und Differenzierung von MS-Läsionen der grauen Substanz) zu überwinden. Diese und andere Marker können durch andere MR-Kontraste als_T1 und_{T2 (T2} _*,Phase, Diffusion) identifiziert werden und verbessern wesentlich die Differenzierung von MS-Läsionen von denen, die bei anderen neuroinflammatorischen Erkrankungen wie Neuromyelitis optica und Susac-Syndrom auftreten. In diesem Artikel beschreiben wir unseren aktuellen technischen Ansatz zur Untersuchung zerebraler Läsionen der weißen und grauen Substanz bei MS-Patienten bei 7,0 T unter Verwendung verschiedener MR-Akquisitionsmethoden. Das aktuelle Protokoll umfasst die Vorbereitung des MR-Setups einschließlich der für UHF-MR angepassten Hochfrequenzspulen, standardisierte Screening-, Sicherheits- und Interviewverfahren mit MS-Patienten, die Patientenpositionierung im MR-Scanner und die Erfassung spezieller Gehirnscans, die auf die Untersuchung von MS zugeschnitten sind.

Einleitung

Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste chronisch entzündliche und demyelinisierende Erkrankung des Zentralnervensystems (ZNS), die bei jüngeren Erwachsenen eine ausgeprägte neurologische Behinderung verursacht und zu einer langfristigen Behinderung führt¹^,². Das pathologische Kennzeichen der MS ist die Anhäufung von demyelinisierenden Läsionen, die in der grauen und weißen Substanz des Gehirns auftreten, und auch die diffuse Neurodegeneration im gesamten Gehirn, selbst bei normal erscheinender weißer Substanz (NAWM)³^,⁴. Die MS-Pathologie deutet darau....