Name: Quantitative Magnetic Resonance Imaging van de skeletspieren Disease (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 30 s
Description: Leer kwantitatieve MRI van skeletspieren voor neuromusculaire ziekten. Deze niet-invasieve methode karakteriseert ruimtelijk heterogene pathologie en biedt inzicht in spiergezondheid voor klinisch onderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

We danken voor de subsidieondersteuning van de National Institutes of Health: NIH/NIAMS R01 AR050101 (BMD), NIH/NIAMS R01 AR057091 (BMD/JHP), NIH/NIBEB K25 EB013659 (RDD), en de Vanderbilt CTSA-toekenning RR024975. We danken ook de recensenten voor hun opmerkingen en de deelnemer voor zijn deelname aan deze studies.

LET OP: De lezer wordt eraan herinnerd dat alle onderzoek met mensen door de lokale Institutional Review Board (IRB) moet worden goedgekeurd voor het gebruik van proefpersonen in het onderzoek. Onderzoek deelnemers moeten worden geïnformeerd over het doel, de procedures, de risico&#39;s en voordelen van het voorgestelde onderzoek; de beschikbaarheid van alternatieve behandelingen of procedures; de beschikbaarheid van de vergoeding; en van hun recht op privacy en om hun toestemming in te trekken en te staken hun deelname. Voorafgaand aan de MRI-testsessie, een onderzoeker moet een potentiële proefpersoon te presenteren met een IRB-goedgekeurde informed consent document (ICD), de inhoud ervan uit te leggen, en vraag de potentiële onderzoek deelnemer als hij / zij wenst deel te nemen aan het onderzoek. Als dat zo is, zal de deelnemer moeten ondertekenen en dateren de ICD voorafgaand aan de voltooiing van een van de stappen van het protocol hier. 1. acties voor de dag van Testing <ol><li> Beperk de leefgewoonten dat Kan verwart de Data <ol><li> Vraag de deelnemer niet matige tot zware oefening tijdens de 48 uur voorafgaand aan het testen. Instrueer de deelnemer tijdens de 24 uur voorafgaand aan het testen van over-the-counter medicatie en alcoholgebruik te onthouden. Vraag de deelnemer te onthouden van het gebruik van tabak of cafeïne verbruik tijdens de 6 uur voor de test. </li><li> Voorafgaand aan het testen, bevestigen dat de deelnemer in overeenstemming is met deze instructies. </li></ol></li><li> Bereid de MRI-systeem <ol><li> Zorg ervoor dat de beschikbaarheid van alle benodigde apparatuur, zoals vermeld in de tabel van materialen en apparatuur. </li><li> Definieer een MRI-protocol; voorgestelde parameters worden in tabellen 1-5. </li></ol></li></ol> 2. Dag van Testing: Bereid je voor op MRI Data Acquisition <ol><li> Gedragscode Veiligheid Screening <ol><li> Scherm voor potentiële gevaren in de MRI-omgeving door het hebben van een MRI-veiligheid-tregende gezondheidszorgarbeider presenteren het onderzoek deelnemer met een geschikte veiligheid MRI vorm, zoals die gevonden op www.mrisafety.com. </li><li> Als er een geïmplanteerde magnetische of magnetisch gevoelige objecten, ervoor te zorgen dat ze veilig zijn voor de MRI-scan. </li></ol></li><li> Bereid de MRI-systeem <ol><li> Zorg ervoor dat al het personeel van alle magnetische en magnetisch gevoelige objecten zijn verwijderd voordat het invoeren van de kamer dat de MRI-systeem herbergt. Voeren deze controle elke keer dat er iemand binnenkomt de MRI-kamer. </li><li> Bereid het MRI systeem door het plaatsen van de ontvangstspoel op de patiënt bed van het MRI systeem. Ook, plaats een matras met een laken en kussen met kussensloop op het bed. Hebben bandjes beschikbaar rond de dijen te plaatsen en bolsters of kussens te plaatsen onder de knieën. </li><li> Start de software-interface, voer patiëntgegevens, en open de imaging-protocol. </li></ol></li><li> Plaats de Research Participant op de MRI-scanner Table &lt;ol&gt; <li> Observeer het onderzoek deelnemer als hij / zij controleert zijn / haar persoon en kleding voor het magnetisch gevoelige objecten. Verzeker deze voorwerpen buiten de MRI kamer in een afsluitbare container. Voer de MRI-kamer met het onderzoek deelnemer direct na het voltooien van deze stap. </li><li> Plaats de deelnemer op de patiënt bed in een liggende, voeten-eerste positie. Plaats het lichaamsdeel te beelden zo dicht bij de middellijn van de tabel als praktisch. Plaats bolsters of kussens onder de knieën te trekontlasting terug te bieden voor de lagere en plaats een kussen onder het hoofd. Om beweging te beperken, voorzichtig maar effectief te beveiligen de dij, benen en voeten en ervoor te zorgen dat de deelnemer is comfortabel. </li><li> Plaats de RF-ontvanger spoel rond de dijen van de deelnemer en sluit deze aan het MRI-systeem. </li></ol></li><li> Instrueer de deelnemer en complete Final Pre-testing Steps <ol><li> Instructies geven over hoe om te communiceren met de onderzoekers. Zorg voor de participant met gehoorbescherming en een signalering apparaat dat kan worden gebruikt om te bellen voor hulp inroepen als dat nodig is. Instrueer de deelnemer van de noodzaak om stil te blijven tijdens en tussen alle beeldvormende sequenties. </li><li> Schuif de patiënt bed in de MRI scanner zodanig dat het lichaamsdeel af te beelden is afgestemd op het centrum van de MRI-scanner. </li><li> Na het verlaten van de MRI-kamer, bevestigen dat de communicatie met de patiënt systeem werkt en zie dat de deelnemer is comfortabel. Gedurende het protocol, communiceren regelmatig met de deelnemer zijn / haar comfort en de naleving van de instructies van de ECB. </li></ol></li></ol> 3. Dag van Testing: Verwerven van de MRI gegevens <ol><li> voorbereidende stappen <ol><li> Als het MRI-systeem bepaalt de instrumentele instellingen en kalibraties voor elke beeldvormingssequentie (middenfrequentie, ontvangerversterking kalibratie, etc.), begeleiden deze processen en zorgen dat elke stap wordt uitgevoerd correctly. </li><li> Met behulp van een geschikte software-interface, het verwerven van een set van plaatsbepalende beelden (ook bekend als piloot of scout beelden); het gebruik gesuggereerd parameters weergegeven in tabel 2. </li><li> Bepalen waar het centrum slice plaats voor qMRI data acquisities, door het identificeren van beschadigingen en / of door te verwijzen naar het deel ten opzichte van reproduceerbare anatomische oriëntatiepunten. </li></ol></li><li> Verzenden en ontvangen Coil Calibration Steps <ol><li> Voor deze procedure alsmede alle gewenste beeldvormende stappen definiëren gebied van de anatomie waarin de homogeniteit van het statische magneetveld (B 0), een proces dat bekend staat als &quot;shimming&quot; optimaliseren. Zie figuur 1A voor de typische plaatsing van de shimming volume plaats (VOI) die bij de onderhavige studies. </li><li> Als de MRI scanner heeft een multi-element zendspoel verkrijgen een RF ijkgegevens. </li><li> Als de MRI scanner heeft een multi-element ontvangstspoel verwerveneen ruimtelijke gevoeligheid kaart van de spoelen. </li></ol></li><li> Verwerven Structurele MRI gegevens <ol><li> Verwerven van hoge resolutie, multi-slice, T 1-gewogen beelden met behulp van een snelle spin-echo (FSE) volgorde; de beeldvormende parameters voor deze studies zijn samengevat in Tabel 1. </li><li> Verwerven van hoge resolutie, multi-slice, T2-gewogen beelden met behulp van een FSE-sequentie; de beeldvormende parameters voor deze studies zijn samengevat in Tabel 2. </li></ol></li><li> Acquire Gegevens voor Real-time Quality Control en maken post-processing Correcties <ol><li> Acquire driedimensionale (3D) multiple gradient-echo gegevens voor de berekening van de B 0 veld kaarten. De beeldvormende parameters voor de huidige studies zijn samengevat in Tabel 3. </li><li> Onderzoekt het veld kaarten zodat er geen afwijkingen van meer dan ± 60 Hz (ongeveer 0,5delen per miljoen op 3 Tesla) over het beeld. Als er, keur een alternatieve benadering vulplaten (andere methode, verschillende plaatsen van VOI, enz.). </li><li> Verwerven van 3D data voor de berekening van nutatie hoek kaarten. De beeldvormende parameters voor de huidige studies zijn samengevat in Tabel 2. </li><li> Onderzoek op het gebied kaarten om ervoor te zorgen dat er geen gebieden die overmatig afwijken van de nominale nutatie hoek. Voor de RF pulsen die worden gebruikt in dit protocol worden afwijkingen groter dan ± 30% van de nominale nutatie hoek als buitensporig. </li></ol></li><li> Het verwerven van de qMRI Gegevens <ol><li> Acquire 3D beelden voor het berekenen van de T 1, met een inversie herstel sequentie. De beeldvormende parameters voor de onderhavige studie zijn weergegeven in Tabel 3. </li><li> Herhaal de T 1 meting het aanwezige vet signaalonderdrukking (FS, deze parameter abbreviated T 1, FS). </li><li> Verwerven één schijfbeelden voor het berekenen van de T 2, dat een T spin-echo sequentie. Gebruik de beeldvormende parameters in tabel 3. </li><li> Herhaal de meting T 2 bij aanwezigheid van FS (T 2, FS). </li><li> Acquire 3D-beelden voor de berekening van QMT parameters, met behulp van een gepulste verzadiging sequentie met FS en de beeldvormende parameters in tabel 4. </li><li> Verwerven meerschijven voor berekeningen van diffusie tensor-parameters met behulp van een aantal diffusie-gewogen beelden. De beeldvormende parameters die in deze studies worden in tabel 4. </li><li> Verwerven van 3D data voor de berekening van vet / water beelden, met behulp van een reeks van zes gradient-echo beelden. De beeldvormende parameters die in deze studies worden in tabel 5. </li></ol></li><li> Na het invullen van de qMRI Protocol <ol><li> Verzekeren datalle afbeeldingen zijn van voldoende kwaliteit zijn ze te bestuderen voor potentieel corrigeerbaar artefacten en door meting van het voldoende signaal-ruisverhouding. </li><li> Voor elke qMRI gegevensset definieert verscheidene gebieden van belang (ROI) in de beeldreeksen en onderzoekt het signaal als functie van de relevante parameters (bijvoorbeeld de T 1 afhankelijke gegevens verkregen in stap 3.5.1 en 3.5.2, plot het signaal als functie van de TI en ervoor te zorgen dat de gegevens volgen de inversie-herstelfunctie hieronder in stap 4.1.2 vermeld). </li><li> Na het voltooien van een persoonlijke screening voor het magnetisch gevoelige objecten, voert de MRI-kamer. Verwijder de deelnemer uit de magneet, verwijder alle bandjes en padding, en de deelnemers te helpen bij het verlaten van de MRI-scanner en de MRI-kamer. </li><li> Overdracht van de gegevens, met behulp van methoden die voldoen aan de lokale gezondheidszorg privacywetgeving, een lokaal werkstation voor de verwerking; data kunnen als Digital Imaging Communications worden geëxporteerd in Medicine (DICOM) bestanden of in de leverancier&#39;S eigen formaat (de methode die wordt gebruikt in dit protocol). </li></ol></li></ol> 4. Analyseer de qMRI Gegevens <ol><li> Bereken de Parametric Maps <ol><li> Gebruik een computer programma dat is ontworpen voor wetenschappelijke computing en beeldanalyse. Door behandeling van een histogram van het signaal intensiteiten in het beeld zijn, een signaal-gebaseerde drempel beeldmasker dat delen van het signaal bakent uit gebieden lawaai. Vul onderstaand voor elke pixel in het signaal delen van de beelden stappen. </li><li> Analyseer de T 1 data door het meten van de intensiteit van het signaal S voor elke inversie keer (TI). Vervolgens passen bij de waarden van S tot een inversie-herstel met een verminderde pre-delay model: <img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/52352/52352equation1.jpg" /> waarbij M 0 een signaalintensiteit die de magnetisatie in de evenwichtstoestand, Sf de inversie verhouding,en TD is de pre-vertragingstijd. Vervolgens past de gegevens met FS op hetzelfde model, waardoor het bepalen van de longitudinale relaxatietijdconstante met FS, T 1, FS. </li><li> Analyseer de T 2-gegevens door het meten van S bij elke TE. Vervolgens past de gegevens aan een mono-exponentieel verval model: <img alt="Equation2" src="/files/ftp_upload/52352/52352equation2.jpg" /> waarbij N het signaalcompensatiepotentiometer bij aanvang. De lezer kan ook besluiten om de gegevens naar een multi-exponentieel model, zoals hieronder te passen: <img alt="Equation3" src="/files/ftp_upload/52352/52352equation3.jpg" /> waarin J het aantal exponentiële componenten en f en T 2, j het signaal fractie en T2 behorende bij de jde component. Of de lezer een werkwijze 3 niet-negatieve kleinste kwadraten (NNLS) gebruikt. In de lAtter geval, de Multi-exponentiële Ontspanning Analysis (MERA) toolbox 33 is vrij beschikbaar; andere programma&#39;s zijn ook beschikbaar. Herhaal deze analyses voor de gegevens met en zonder FS. </li><li> Om de QMT gegevens te analyseren, te meten S voor elke bestraling kracht en de frequentie te compenseren. Corrigeer de nominale bestraling machten (voorgesteld door ω 1 in de onderstaande vergelijking) met behulp van de nutatie hoek kaarten. Corrigeer de frequentie offsets (Δ f in de onderstaande vergelijking) met behulp van de B 0 kaarten om de toegepaste compenseren frequenties aan te passen. Vervolgens past de gegevens naar het volgende model 34,35 <img alt="Equation4" src="/files/ftp_upload/52352/52352equation4.jpg" /> waar ligt de wisselkoers van de macromoleculaire zwembad om het vrije water zwembad, is de longitudinale ontspanning koers van de vrije water zwembad, is de longitudinale ontspanning koers van de macromoleculaire zwembad (aangenomen dat 1 s -1), is de PSR, wordt T <sub&gt; 2 van de gratis water zwembad, en ω 1CWPE is het gemiddelde vermogen van de verzadiging puls. De verzadiging snelheid van de longitudinale magnetisatie van de macromoleculaire zwembad, wordt beschreven door een super-Lorentz model, zoals beschreven in het werk van Henkelman en collega&#39;s 34,35. </li><li> Om de DTI gegevens te analyseren, voor het eerst gebruik van een affine transformatie algoritme 36 tot elk beeld diffusie gewogen registreren om de bijbehorende afbeelding non-diffusie gewogen. Vervolgens wordt voor elke pixel meet de waarden voor S in de niet-diffusie beeld gewogen en in elke diffusiegewogen richting. Vorm een ​​matrix samengesteld uit de diffusie-codering richtingen. Met behulp van multivariate, gewogen kleinste kwadraten regressie, regressie het signaal gegevens over de verspreiding codering matrix en formulier D. Diagonaliseren D en het uitvoeren van een magnitude-sortering van de eigenwaarden en de eigenvectoren. Vervolgens berekent het gemiddelde diffusiviteit (MD) als: <img alt= &quot;Equation5&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 52352 / 52352equation5.jpg&quot; /&gt; waarbij λ 1 λ 2 en λ 3 zijn de eigenwaarden van de diffusie tensor. Ook het berekenen van de fractionele anisotropie (FA) als: <img alt="Equation6" src="/files/ftp_upload/52352/52352equation6.jpg" /> </li><li> Analyseer de FWMRI gegevens met behulp van een kwantitatieve benadering dat water en vet signalen scheidt op basis van chemische verschuiving (zoals de FattyRiot algoritme, gratis te downloaden vanaf https://github.com/welcheb/FattyRiot). </li></ol></li><li> Definieer regio&#39;s van belang voor de analyse <ol><li> Geef ROI op de anatomische beelden (door het definiëren van de grenzen van elke spier van rente). Een voorbeeld is getoond in figuur 1. </li><li> Het formaat van de ROI aan de matrix grootte van de qMRI beelden overeenkomen. Indien nodig, stelt u de uitlijning van de ROI op de kaart qMRI overeenkomen (bijvoorbeeld als de deelnemer verplaatsttussen acquisities kan een vertaling van het ROI positie verplicht overlapping de spier grenzen). </li><li> Onderzoek elk ROI. Indien nodig, ervoor te zorgen dat er geen pixels opgenomen die deelvolume artefacten, niet-contractiele weefsel, en de stroom artefacten bevatten; zie Figuur 1 voor voorbeelden. </li><li> Bereken het gemiddelde en de standaardafwijking van de waarden qMRI alle pixels binnen het geselecteerde ROI. </li></ol></li></ol>

Geen van de auteurs heeft een financieel belangenconflict te melden.

Spierziekten zoals de spierdystrofieën en idiopathische inflammatoire myopathieën uitmaken van de groep van ziekten die heterogene in etiologie en als individuele entiteiten, zeldzaam in de incidentie zijn. Bijvoorbeeld, Duchenne spierdystrofie - de meest voorkomende vorm van spierdystrofie - heeft een incidentie van 1 op de 3500 levend mannelijke geboortes 37,38; dermatomyositis, waarop dit protocol is toegepast, heeft een incidentie van 1 op 100.000 39. De hogere collectieve incidentie van deze z...

Kwantitatieve magnetische resonantie beeldvorming (qMRI) beschrijft de ontwikkeling en toepassing van MRI fysische, chemische kwantificeren en / of biologische eigenschappen van levende systemen. QMRI vereist dat men een biofysische model voor het systeem, dat bestaat uit het weefsel van de rente en een MRI-pulssequentie te nemen. De pulssequentie is bedoeld om de foto-signaal intensiteiten sensibiliseren voor de van interesse zijnde parameter in het model. MRI-signaal eigenschappen (signaal magnitude, frequentie en / of fase) worden gemeten en geanalyseerd volgens het model. Het doel is om een ​​onpartijdige, kwantitatieve schatting van een fysische of biologische parameter die continu verdeeld, fysieke meeteenheden te produceren. Vaak zijn de vergelijkingen die het systeem geanalyseerd en gemonteerd op een pixel voor pixel basis het produceren van een beeld waarvan de pixelwaarden de waarde van de variabele directe weergave. Zo&#39;n beeld wordt aangeduid als een parametrische kaart. Een gemeenschappelijk gebruik van qMRI is de development en de toepassing van biomarkers. Biomarkers kunnen worden gebruikt om een ​​ziektemechanisme onderzoeken stellen van een diagnose, prognose te bepalen, en / of een therapeutische reactie te evalueren. Zij kunnen de vorm aannemen van de concentraties of activiteiten van endogene en exogene moleculen, een histologisch monster, een fysieke hoeveelheid, of een interne opname te maken. Enkele algemene eisen van biomarkers zijn dat zij objectief gezien een continu verdeelde variabele meten met behulp van fysische meeteenheden; hebben een duidelijke, goed begrepen relatie met de pathologie van belang; zijn gevoelig voor verbetering en verslechtering van de klinische toestand; en kan worden gemeten met geschikte nauwkeurigheid en precisie. Niet-invasieve of minimaal invasieve biomarkers bijzonder gewenst mocht bevorderen patiëntcomfort en minimaal verstoren de pathologie van belang. Een doelpunt voor het ontwikkelen van image-based biomarkers voor spierziekte is spierziekte op een manier die complementar weerspiegeleny, specifieker dan meer ruimtelijk selectief dan, en / of minder invasief dan bestaande methoden. Een bijzonder voordeel van qMRI hierbij is dat het de mogelijkheid om meerdere soorten informatie integreren en dus potentieel karakteriseren vele aspecten van het ziekteproces. Dit vermogen is zeer belangrijk in spierziekten, die vaak vertonen een ruimtelijk variabele complexe pathologie die ontsteking, necrose en / of atrofie met vetvervanger, fibrose, verstoring van de myofilament rooster ( &quot;Z-disk streaming&quot;) en membraanschade omvat . Een ander voordeel van qMRI methodes is dat kwalitatieve of semi-kwantitatieve beschrijvingen van-contrast op basis van MR-beelden weer te geven niet alleen de pathologie, maar ook verschillen in beeldopname parameters, hardware en menselijke perceptie. Een voorbeeld van dit laatste punt werd gedemonstreerd door Wokke et al., Die aantoonde dat semi-kwantitatieve evaluatie van vetinfiltratie zijn zeer variabel en vaak onjuist, wkip in vergelijking met kwantitatieve vet / water MRI (FWMRI) 1. Het protocol hier beschreven omvat pulssequenties voor het meten van de longitudinale (T 1) en transversale (T2) relaxatietijd constanten, kwantitatieve magnetisatie overdracht (QMT) parameters, water diffusie coëfficiënten gebruikmakend van diffusie tensor MRI (DT-MRI), en spieren structuur met behulp van structurele beelden en FWMRI. T 1 wordt gemeten met een inversie herstel sequentie, waarbij de netto magnetisatie vector wordt omgekeerd en de grootte wordt bemonsterd als het systeem terug naar evenwicht. T 2 wordt gemeten door herhaaldelijk heroriënteren dwarsmagnetisatie behulp van een trein van pulsen heroriëntatie, zoals de Carr-Purcell Meiboom-Gill (CPMG) methode, en bemonstering van de resulterende spin-echo. T 1 en T2 gegevens kunnen worden geanalyseerd met niet-lineaire curve-fitting methoden die uitgaan van een aantal Exponential componenten a priori (gewoonlijk één tot drie) of met een inverse lineaire benadering waarin de waargenomen data past op de som van een groot aantal rottende exponentiële resulteert in een spectrum van signaalamplitudes. Deze benadering vereist een niet-negatieve kleinste kwadraten (NNLS) 3 oplossing, en omvat typisch bijkomende regularisatie stabiele resultaten. T 1 en T2 metingen zijn op grote schaal gebruikt voor spierziekten en schade 4-9 bestuderen. 1 T-waarden worden gewoonlijk afgenomen vet geïnfiltreerde gebieden van spieren en verhoogd in ontstoken gebieden 4-6; T2-waarden worden verhoogd in zowel vet geïnfiltreerd en ontstoken gebieden 10. QMT-MRI is kenmerkend voor de gratis water en solid-achtige macromoleculaire proton zwembaden in de weefsels door het schatten van de verhouding van macromoleculaire om gratis water protonen (de grootte van het zwembad ratio, PSR); de intrinsieke relaxatie tarieven van deze zwembaden; en de wisselkoersen tussen hen. Common QMT benaderingen omvatten gepulseerde verzadiging 11 en selectieve inversie herstel 12,13 methoden. De onderstaande protocol beschrijft het gebruik van gepulseerde verzadiging benadering, waarin ruime lijnbreedte van de macromoleculaire proton signaal ten opzichte van de smalle lijnbreedte van het water proton signaal exploiteert. Door het verzadigen van de macromoleculaire signaal bij resonantiefrequenties voldoende van het watersignaal wordt het watersignaal verlaagd als gevolg van magnetisatie overdracht tussen de vaste en vrije waterproton zwembaden. De gegevens worden geanalyseerd met een kwantitatieve biofysische model. QMT is ontwikkeld en toegepast bij gezonde spieren 14,15, en een recente abstracte verscheen beschrijft de uitvoering ervan in spierziekte 16. QMT is gebruikt om kleine diermodellen van spierontsteking bestuderen, waarbij is aangetoond dat ontsteking vermindert de PSR 17. Aangezien MTweerspiegelt zowel macromoleculaire en water inhoud, kan MT data ook nadenken fibrose 18,19. DT-MRI wordt gebruikt om het anisotrope diffusie gedrag van watermoleculen in weefsels van geordende, langgerekte cellen te kwantificeren. In DT-MRI wordt het water diffusie gemeten in zes of meer verschillende richtingen; Deze signalen worden vervolgens aan een tensor model 20. De diffusie tensor, D, is gediagonaliseerd drie eigenwaarden (waarin de drie voornaamste diffusiviteiten zijn) en drie eigenvectoren (waarvan de richting overeenkomt met de drie diffusiecoëfficiënten geven) te verkrijgen. Deze en andere kwantitatieve indices afgeleid van D geven informatie over weefselstructuur en oriëntatie op een microscopisch niveau. De diffusie-eigenschappen van de spieren, met name de derde eigenwaarde van D en de mate van diffusie anisotropie weerspiegelen spierontsteking 17 en spierschade door experimentele letsel 21, strain injury 22, en de ziekte van 23,24. Andere mogelijke invloeden op de diffusie-eigenschappen van de spier in verandering celdiameter 25 en membraanpermeabiliteit veranderingen. Tenslotte spieratrofie, zonder of zonder macroscopische doorregen, is een pathologisch bestanddeel van vele spierziekten. Spieratrofie kan worden beoordeeld aan de hand van structurele beelden spier doorsnede of volume en FW-MRI meten vettige infiltratie te evalueren. Vetinfiltratie kan kwalitatief worden beschreven in T1 - en T2-gewogen afbeeldingen 26, maar vet en water signalen meet u door het vormen van beelden die de verschillende resonantiefrequenties van vet en water protonen 27-29 benutten. Kwantitatieve vet / water beeldvormende werkwijzen zijn toegepast spierziekten zoals spierdystrofie 1,30,31, en kan het verlies van beweeglijkheid bij deze patiënten 31 voorspellen. <pclass = &quot;jove_content&quot;&gt; De qMRI protocol hier beschreven maakt gebruik van al deze metingen te karakteriseren spier voorwaarde in de auto-immune inflammatoire myopathieën dermatomyositis (DM) en polymyositis (PM). Verdere details van het protocol, met inbegrip van de reproduceerbaarheid, in het verleden 32 gepubliceerd. Het protocol bevat standaard pulssequenties evenals radiofrequentie (RF) en magnetisch veld gradiënt objecten specifiek op onze systemen geprogrammeerd. De auteurs verwachten dat het protocol ook bij andere neuromusculaire aandoeningen gekenmerkt door spieratrofie, ontsteking en vetinfiltratie toepassing (zoals spierdystrofieën).

<table><tbody><tr><td>3T human MRI system</td><td>Philips Medical Systems (Best, the Netherlands)</td><td></td><td>Achieva/Intera</td></tr><tr><td>Cardiac phased array receive coil</td><td>Philips Medical Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pillows, straps, bolsters, and other positioning devices</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Computer met MATLAB-software</td><td>The Mathworks, Inc (Natick, MA)</td><td></td><td>r. 2014</td></tr></tbody></table>

quantitative magnetic resonance imaging van de skeletspieren disease

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Kwantitatieve magnetische resonantiebeeldvorming (qMRI) beschrijft de ontwikkeling en het gebruik van MRI om fysische, chemische en/of biologische eigenschappen van levende systemen te kwantificeren. Neuromusculaire ziekten vertonen vaak een tijdelijk variërende, ruimtelijk heterogene en veelzijdige pathologie. Het doel van dit protocol is om deze pathologie te karakteriseren met behulp van qMRI-methoden. Het MRI-acquisitieprotocol begint met localizer-beelden (die worden gebruikt om de positie van het lichaam en het weefsel van belang binnen het MRI-systeem te lokaliseren), kwaliteitscontrolemetingen van relevante magnetische veldverdelingen en structurele beeldvorming voor algemene anatomische karakterisering. Het qMRI-gedeelte van het protocol omvat metingen van de longitudinale en transversale relaxatietijdconstanten (respectievelijk T1 en T2). Ook verkregen zijn diffusie-tensor MRI-gegevens, waarin de diffusie van water wordt gemeten en gebruikt om pathologische processen zoals oedeem te infereren. Kwantitatieve magnetisatie-overdrachtbeeldvorming wordt gebruikt om het relatieve weefselgehalte van macromoleculaire en vrije waterprotonen te karakteriseren. Ten slotte worden vet-water MRI-methoden gebruikt om fibro-adipse weefselvervanging van spier te karakteriseren. Naast het beschrijven van de data-acquisitie- en analyseprocedures, bespreekt dit artikel ook de potentiële problemen die gepaard gaan met deze methoden, de analyse en interpretatie van de gegevens, MRI-veiligheid en strategieën voor artefactreductie en protocoloptimalisatie.

Figuur 1 toont representatieve axiale anatomische beelden die op het midden van de dij van een patiënt met polymyositis. Ook getoond is de locatie van de in het vlak projectie van het vulstuk volume. Representatieve parameter kaarten voor elke qMRI methode, allemaal afkomstig van dezelfde patiënt, zijn voorzien van de figuren 2-7. Figuren 2A en 2B tonen de Δ <...

Neuromusculaire aandoeningen vertonen vaak een tijdelijk wisselend, ruimtelijk heterogene en veelzijdige pathologie. Het doel van dit protocol is om deze pathologie niet-invasieve magnetische resonantie beeldvorming te karakteriseren.

Quantitative Magnetic Resonance Imaging van de skeletspieren Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Het algemene doel van deze procedure is om de ruimtelijk heterogene pathologie, die kenmerkend is voor veel neuromusculaire ziekten, te karakteriseren met behulp van niet-invasieve MRI-methoden. Dit wordt bereikt door eerst een MRI-protocol te definiëren dat bestaat uit één of meer kwantitatieve methoden. De tweede stap is om de patiënt in de MRI-scanner te positioneren zodat hij of zij zich comfortabel en veilig voelt, maar niet in staat is om overbodige bewegingen uit te voeren.Vervolgens worden kwantitatieve MRI-gegevens verzameld volgens een vastgesteld protocol. De laatste stap is om de gegevens offline te analyseren met behulp van een wetenschappelijk computingplatform. Uiteindelijk wordt kwantitatieve MRI gebruikt om de gezondheid van de spieren te karakteriseren.De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot de therapie bij spierziekten, omdat deze kan worden ingezet om de prognose van een patiënt vast te stellen of om de respons op therapie te volgen. Het protocol is specifiek getest bij patiënten met inflammatoire myopathieën, maar het kan ook bij andere patiënten worden gebruikt, zoals mensen met spierdistrofieën of met een spierverrekking. Bereid dit experiment

quantitative-magnetic-resonance-imaging-of-skeletal-muscle-disease

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Een nauwkeurige en praktische methode om de parameters te meten achtige stam in myocardiale weefsel is van grote klinische waarde, want het is aangetoond, dat de stam is een meer gevoelige en eerder marker voor contractiele dysfunctie dan de vaak gebruikte parameter EF.

Magnetic Resonance Afgeleide myocard Strain Assessment Met behulp van functie Tracking

Een In vivo Knaagdieren Model van krimp veroorzaakte letsel en niet-invasieve monitoring van de Recovery

Source:Lale Ertuglu1, Michael Pridmore2, Rachelle Crescenzi2,3, Annet Kirabo41Division of Nephrology and Hypertension, Vanderbilt University Medical Center.2Department of Radiology and Radiological Sciences, Vanderbilt University Medical Center.3Department of Biomedical Engineering, Vanderbilt University.4Division of Clinical Pharmacology, Department of Medicine, Vanderbilt University Medical Center.This video demonstrates the quantification of sodium content in human tissues using sodium...

Using 23Na Magnetic Resonance Imaging to Measure Sodium in Muscle Tissues

Deze studie toont de succesvolle implementatie van magnetische resonantiemicroscopiebeeldvorming aan als een niet-invasieve tool om de hartafwijkingen te beoordelen bij muizen die zijn getroffen door auto-immuun myocarditis. De gegevens geven aan dat de techniek kan worden gebruikt om de ziekteprogressie bij levende dieren te volgen.

Niet-invasieve evaluatie van cardiale afwijkingen in experimentele autoimmuun Myocarditis door Magnetic Resonance Imaging Microscopy in de muis

Dit werk toont de haalbaarheid aan van een in vivo fosfor-31 magnetische resonantiespectroscopie (31PMRS) techniek om mitochondriale oxidatieve fosforylering (OXPHOS) capaciteit in menselijke skeletspier te kwantificeren.

Fosfor-31 magnetische resonantie spectroscopie: een instrument voor het meten In Vivo Mitochondrial Oxydatieve Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Het doel van deze studie is te presenteren van de meest betrouwbare klinische resultaten maatregelen en hun correlatie met kwantitatieve spier MRI bij ambulante patiënten met Duchenne spierdystrofie.

Metingen van Motor functie en andere klinische uitkomst Parameters in ambulante kinderen met Duchenne spierdystrofie

We presenteren gedetailleerde protocollen voor het uitvoeren van Small-angle röntgendiffractie experimenten met behulp van intact muis skeletspieren. Met de brede beschikbaarheid van transgene muismodellen voor menselijke ziekten, kan dit experimentele platform een nuttig testbed vormen om de structurele basis van genetische spierziekten te...

Röntgendiffractie van intact Murine skeletspieren als een instrument voor het bestuderen van de structurele basis van spierziekte

Hier presenteren we een protocol om magnetische resonantie (MR) beelden te verkrijgen van multiple sclerose (MS) patiëntenhersenen bij 7,0 Tesla. Het protocol omvat de voorbereiding van de opstelling inclusief de radiofrequentiespoelen, gestandaardiseerde interviewprocedures met MS-patiënten, positionering van het onderwerp in de MR-scanner en MR-gegevensverzameling.

Magnetic Resonance Imaging van Multiple Sclerose bij 7.0 Tesla

De huidige studie beschrijft op decellularisatie gebaseerde methodologieën voor het visualiseren en kwantificeren van intramusculair vetweefsel (IMAT) afzetting door middel van intact spiervolume, evenals het kwantificeren van statistieken van individuele adipocyten waaruit IMAT bestaat.

Op decellularisatie gebaseerde kwantificering van vetinfiltratie van skeletspieren

Dit protocol maakt gebruik van microcomputertomografie om de kosteneffectieve kwantificering van vetvrije massa mogelijk te maken, inclusief skeletspieren en visceraal weefsel, vetweefsel en skeletweefsel bij kleine dieren. Het maakt onderscheid tussen mager en vetweefsel, wat aanzienlijke voordelen biedt voor biomedisch onderzoek, met name bij translationeel onderzoek bij kleine dieren.

Niet-invasieve kwantificering van skeletspieren bij kleine dieren met behulp van microcomputertomografie

Lokale injecties van een mitochondriale kleurstof, labelen terminale Schwann-celmitochondriën in vivo voor confocale microscopie. Deze methode maakt gebruik van proof of concept aangetoond in skeletspierweefsel van muizen met gezonde of zieke spieren om een hoogresolutie mitochondriale visualisatie te bieden.

Methoden voor in situ kwantificering van mitochondriale morfologie in spier- en terminale Schwann-cellen van muizen

Leer kwantitatieve MRI van skeletspieren voor neuromusculaire ziekten. Deze niet-invasieve methode karakteriseert ruimtelijk heterogene pathologie en biedt inzicht in spiergezondheid voor klinisch onderzoek.

Quantitative Magnetic Resonance Imaging van de skeletspieren Disease

Meer video's verkennen