Stwardnienie rozsiane (SM) jest najczęstszą przewlekłą chorobą zapalną i demielinizacyjną ośrodkowego układu nerwowego (OUN), która powoduje wyraźną niepełnosprawność neurologiczną u młodszych dorosłych i prowadzi do długotrwałej niepełnosprawności1,2. Patologicznym znakiem rozpoznawczym stwardnienia rozsianego jest nagromadzenie zmian demielinizacyjnych, które występują w istocie szarej i białej mózgu, a także rozlana neurodegeneracja w całym mózgu, nawet w normalnie wyglądającej istocie białej (NAWM)3,4. Patologia stwardnienia rozsianego sugeruje, że stan zapalny prowadzi do uszkodzenia tkanek na wszystkich etapach choroby, nawet w postępujących stadiach choroby5. Pierwszym objawom klinicznym stwardnienia rozsianego często towarzyszą odwracalne epizody deficytów neurologicznych i określa się je mianem klinicznie izolowanego zespołu (CIS), gdy sugerują one tylko stwardnienie rozsiane6,7. W przypadku braku jednoznacznego CIS, należy zachować ostrożność przy stawianiu diagnozy SM: diagnoza powinna zostać potwierdzona przez obserwację, a rozpoczęcie długoterminowych terapii modyfikujących przebieg choroby powinno zostać odroczone w oczekiwaniu na dodatkowe dowody8.
Rezonans magnetyczny (MRI) jest niezbędnym narzędziem w diagnozowaniu stwardnienia rozsianego i monitorowaniu postępu choroby9,10,11. Rezonans magnetyczny przy natężeniu pola magnetycznego 1,5 T i 3 T stanowi obecnie kluczowe narzędzie diagnostyczne w praktyce klinicznej do wykrywania hiperintensywnych zmian zależnych od relaksacji spinowo-spinowej (T2) i ustalania dokładnej diagnozy stwardnienia rozsianego w oparciu o aktualną wersję kryteriów McDonalda z 2017 r. < klasa sup = "xref">8. Kryteria diagnostyczne dla SM podkreślają potrzebę wykazania rozprzestrzeniania się zmian w czasie i przestrzeni oraz wykluczenia alternatywnych diagnoz8,12. Rezonans magnetyczny z kontrastem jest jedyną metodą oceny ostrej choroby i ostrego stanu zapalnego8, ale rosnące obawy dotyczące potencjalnego długoterminowego odkładania się gadolinu w mózgu mogą potencjalnie ograniczyć zastosowanie kontrastu jako ważnego narzędzia diagnostycznego13,14,17. Ponadto odróżnienie zmian w stwardnieniu rozsianym od zmian w istocie białej mózgu innego pochodzenia może czasami być trudne ze względu na ich morfologię przypominającą morfologię przy niższych natężeniach pola magnetycznego.
Chociaż MRI jest z pewnością najlepszym narzędziem diagnostycznym dla pacjentów ze stwardnieniem rozsianym, badania i protokoły MR powinny być zgodne z wytycznymi grupy Rezonansu Magnetycznego w grupie SM (MAGNIMS) w Europie18,19 lub Konsorcjum Centrów Stwardnienia Rozsianego (CMSC) w Ameryce Północnej20 do diagnozy, rokowania i monitorowania pacjentów ze stwardnieniem rozsianym. Kluczowe znaczenie mają również ustandaryzowane badania kontroli jakości zgodne z najnowszymi wytycznymi w różnych szpitalach i krajach21.
Protokoły MRI dostosowane do diagnozowania SM i monitorowania postępu choroby obejmują wiele kontrastów MRI, w tym kontrast regulowany przez czas relaksacji podłużnej T1, czas relaksacji spin-spin T2, efektywny czas relaksacji spin-spin T2*, oraz obrazowanie ważone dyfuzją (DWI)22. Inicjatywy harmonizacyjne dostarczyły raportów konsensusu dotyczących MRI w stwardnieniu rozsianym, aby przejść na ustandaryzowane protokoły, które ułatwiają translację kliniczną i porównywanie danych między ośrodkami23,24,25. Obrazowanie T2-zależne jest dobrze znane i często stosowane w praktyce klinicznej do identyfikacji zmian w istocie białej (WM), które charakteryzują się hiperintensywnym wyglądem26,27. Chociaż jest to ważne kryterium diagnostyczne dla MS28, obciążenie zmianami WM tylko słabo koreluje z niepełnosprawnością kliniczną, ze względu na brak swoistości dla ciężkości zmiany i leżącej u jej podstaw patofizjologii26,27,29. Ta obserwacja zainspirowała badania nad parametrycznym mapowaniem czasu relaksacji poprzecznej T2 30. Obrazowanie T2* zależne staje się coraz ważniejsze w obrazowaniu stwardnienia rozsianego. Znak żyły centralnej w MRI ważonym T2* jest uważany za specyficzny marker obrazowania zmian chorobowych SM27,31,32,33. T2* jest wrażliwy na osadzanie się żelaza34,35, co może odnosić się do czasu trwania choroby, aktywności i ciężkości36,37,38. Stwierdzono również, że T2* odzwierciedla zmiany w tkance mózgowej u pacjentów z niewielkimi deficytami i wczesnym stwardnieniem rozsianym, a tym samym może stać się narzędziem do oceny rozwoju stwardnienia rozsianego już na wczesnym etapie39,40.
Ulepszenia w technologii MRI obiecują lepiej identyfikować zmiany w OUN u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym i dostarczyć klinicystom lepszego przewodnika, aby zwiększyć dokładność i szybkość diagnozy SM11. Rezonans magnetyczny o ultrawysokim polu (UHF, B0≥7,0 T) korzysta ze wzrostu stosunku sygnału do szumu (SNR), który można zainwestować w poprawę rozdzielczości przestrzennej lub czasowej, co jest kluczem do doskonałego obrazowania w celu uzyskania dokładniejszej i ostatecznej diagnozy41,42. Niejednorodności pola transmisyjnego (B1+), które są niekorzystnym atrybutem 1H częstotliwości radiowej używanej przy ultrawysokich polach magnetycznych43 skorzystałyby na transmisji wielokanałowej przy użyciu cewek RF z transmisją równoległą (pTx) i podejść do projektowania impulsów RF, które zwiększają jednorodność B1+, a tym samym ułatwiają równomierne pokrycie klasy mózg44.
Wraz z pojawieniem się 7.0 T MRI, uzyskaliśmy więcej wglądu w choroby demielinizacyjne, takie jak stwardnienie rozsiane, w odniesieniu do zwiększonej czułości i swoistości wykrywania zmian, identyfikacji centralnego znaku żyły, wzmocnienia opon mózgowo-rdzeniowych, a nawet w odniesieniu do zmian metabolicznych45. Badania histopatologiczne wykazały, że zmiany w stwardnieniu rozsianym tworzą się wokół żył i żyłek46. Rozkład zmian okołożylnych (objaw żyły centralnej) można zidentyfikować za pomocą MRI ważonego T2*46,47,48 przy 3,0 T lub 1,5 T, ale najlepiej można go zidentyfikować za pomocą UHF-MRI przy 7,0 T49,50,51,52. Poza objawem żyły centralnej, UHF-MRI przy 7,0 T poprawił lub odkrył markery specyficzne dla SM, takie jak hipointensywne struktury brzegów i zróżnicowanie zmian w istocie szarej SM53,54,55,56. Lepsze rozgraniczenie tych markerów za pomocą UHF-MRI daje nadzieję na przezwyciężenie niektórych wyzwań związanych z różnicowaniem zmian w stwardnieniu rozsianym od tych występujących w innych stanach neurozapalnych, takich jak zespół Susaca53 i zapalenie nerwu wzrokowego54, jednocześnie identyfikując wspólne mechanizmy patogenetyczne w innych stanach lub wariantach SM, takich jak stwardnienie koncentryczne Baló57, 58.
Uznając wyzwania i możliwości UHF-MRI do wykrywania i różnicowania zmian w stwardnieniu rozsianym, ten artykuł opisuje nasze obecne techniczne podejście do badania zmian w istocie białej i szarej mózgu u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym przy 7,0 T przy użyciu różnych technik obrazowania. Aktualny protokół obejmuje przygotowanie zestawu MR, w tym cewek o częstotliwości radiowej (RF) dostosowanych do UHF-MR, standaryzowane badania przesiewowe, procedury bezpieczeństwa i wywiadu z pacjentami ze stwardnieniem rozsianym, ułożenie pacjenta w skanerze MR oraz akwizycję skanów mózgu dedykowanych dla SM. Artykuł ma na celu poprowadzenie ekspertów w dziedzinie obrazowania, badaczy podstawowych, naukowców klinicznych, badaczy translacyjnych i technologów na wszystkich poziomach doświadczenia i wiedzy, od stażystów po zaawansowanych użytkowników i ekspertów ds. aplikacji, w dziedzinie UHF-MRI u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym, z ostatecznym celem synergicznego połączenia rozwoju technologii i zastosowań klinicznych w różnych dziedzinach.