Name: Ocena mikrozawałów kory mózgowej na obrazach MR o wysokiej rozdzielczości (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 39 s
Description: Poznaj metodę oceny mikrozawałów kory mózgowej na obrazach MR 7T i 3T w badaniu choroby naczyń małych mózgu. Protokół obejmuje skanowanie post-mortem tkanki ludzkiej w celu walidacji patologii mikronaczyniowej.

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

Badania prowadzące do tych wyników otrzymały finansowanie od Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych w ramach Siódmego Programu Ramowego Unii Europejskiej [FP7/2007-2013] / umowy o grant ERBN [337333]. Badania SvV i GJB są wspierane przez grant VIDI [91711384] z ZonMw, Holenderskiej Organizacji Badań i Rozwoju w Dziedzinie Zdrowia.

Wykorzystanie próbek z sekcji zwłok oraz obrazów MR in vivo w niniejszym protokole odbyło się zgodnie z lokalnymi przepisami i zostało zatwierdzone przez lokalną komisję bioetyczną University Medical Center Utrecht (UMCU).
1. Histopatologiczna walidacja mikrozawałów korowych z obrazowaniem MR
<ol>
	<li>Ex vivo MRI
	<ol>
		<li>Podczas pracy z tkanką mózgu należy zawsze nosić rękawice i odpowiednią odzież ochronną.</li>
		<li>W zależności od pytania badawczego należy wybrać odpowiednie, najlepiej 10-mm grube, utrwalone w formalinie plastry mózgu. Plastry mózgu wykorzystane w niniejszej pracy pochodziły z oddziału neuropatologii UMCU oraz VU University Medical Centre (VUMC), na podstawie znanej patologii choroby Alzheimera.
		<ol>
			<li>Przed pocięciem należy utrwalić całe mózgi w formalinie przez co najmniej 3-4 tygodnie poprzez zanurzenie w 10% formalinie. Mózgi należy pociąć na plastry czołowe obejmujące obie półkule.</li>
			<li>Do obrazowania pośmiertnego należy wybrać na przykład trzy plastry mózgu z każdego mózgu, pobrane z regionów czołowego, skroniowo-ciemieniowego i potylicznego. Niniejszy protokół jest zoptymalizowany pod kątem zastosowania trzech czołowych plastrów mózgu, zawierających obie półkule, w jednej sesji skanowania.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Należy wykonać zdjęcia plastrów mózgu z obu stron (grzbietowej i ogonowej) oraz sporządzić dokładne notatki (lub szkice) dotyczące orientacji plastrów w pojemniku i w skanerze, w celu późniejszej ko-lokalizacji histologii z MRI.</li>
		<li>Należy wypełnić specjalnie zaprojektowany pojemnik (Rysunek 1) – w tym przypadku taki, który mieści się w cewce głowowej MR – 10% świeżą formaliną w temperaturze pokojowej. Jeśli sygnał MRI z cieczy jest niepożądany, zamiast formaliny należy użyć środka smarnego na bazie perfluoropolieteru (PFPE) o odpowiedniej gęstości (takiego jak Fomblin lub Galden PFPE). Podczas pracy z formaliną należy bezwzględnie korzystać z dygestorium.</li>
		<li>Podczas umieszczania plastrów mózgu w pojemniku należy unikać powstawania pęcherzyków powietrza. Większość pęcherzyków powietrza należy usunąć poprzez delikatne potrząsanie tkanką, ręcznie, za pomocą wytrząsarki lub kąpieli ultradźwiękowej.</li>
		<li>Należy upewnić się, że plastry nie mogą przemieszczać się wewnątrz pojemnika i ograniczyć ilości potrzebnej cieczy, stosując mniejszy pojemnik do utrzymania plastrów na miejscu (Rysunek 1).</li>
		<li>Pojemnik należy przykryć folią plastikową lub parafilmem, aby zapobiec parowaniu i chronić cewkę MR (głowową) przed potencjalnym zanieczyszczeniem (Rysunek 2).</li>
		<li>Należy użyć skanera MRI 7T do całego ciała z odpowiednią cewką. W tym protokole zastosowano cewkę głowową z podwójnym nadawaniem i 32-kanałowym odbiorem.</li>
		<li>Pojemnik należy umieścić w cewce głowowej, owijając go ręcznikiem lub podkładem chirurgicznym, aby zapobiec ewentualnemu rozlaniu cieczy. Należy upewnić się, że pojemnik jest nieruchomy, a plastry pozostają w pozycji poziomej (Rysunek 2).</li>
		<li>Należy wykonać skan orientacyjny (survey scan), który posłuży do zaplanowania skanów o wysokiej rozdzielczości, skorygować niejednorodność B0 za pomocą odpowiedniego narzędzia do shimowania i skalibrować moc RF w celu uzyskania prawidłowych kątów odchylenia (flip angles) zgodnie z protokołem producenta (kilka plastrów wymaga mniejszej mocy w porównaniu do obrazowania in vivo całej głowy).</li>
		<li>Na podstawie skanu orientacyjnego należy zaplanować akwizycje o wysokiej rozdzielczości, aby upewnić się, że plastry mózgu są w całości zawarte w polu widzenia. Plastry mózgu należy skanować przez noc z zastosowaniem akwizycji o wysokiej rozdzielczości przedstawionych w Tabeli 1, które są zoptymalizowane do obrazowania ex vivo. Przedstawiony tutaj protokół akwizycji obejmuje obrazy 3D FLAIR, T2 i T1 o rozdzielczości izotropowej 0,4 mm oraz obraz T2* o rozdzielczości izotropowej 0,18 mm.</li>
		<li>Należy zidentyfikować automatyczne procesy oprogramowania, które mogą przerwać skanowanie, takie jak automatyczne aktualizacje uruchamiane w nocy lub ostrzeżenia o stymulacji nerwów obwodowych, i upewnić się, że procedury skanera nie zostaną przez nie przerwane.</li>
		<li>Należy monitorować skaner w nocy pod kątem możliwych wyskakujących okien potwierdzenia, które mogą przerwać skanowanie, korzystając na przykład z połączenia VPN.</li>
		<li>Należy wrócić następnego ranka (po całkowitym czasie skanowania wynoszącym około 12 h w obecnym protokole). Plastry mózgu należy przechowywać w formalinie i uporządkować stanowisko.</li>
		<li>Obrazy należy zapisać na zewnętrznym dysku twardym.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Proces utrwalania tkanki mózgu; zestaw z pojemnikami i utrwalaczem Fomblin; technika konserwacji." src="/files/ftp_upload/53125/53125fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1. Przygotowanie utrwalonych w formalinie plastrów mózgu do skanowania pośmiertnego w MRI 7T. Specjalnie zaprojektowany pojemnik z pleksiglasu wypełnia się 10% formaliną lub smarem perfluoropolieterowym (PFPE), jeśli sygnał MRI z cieczy jest niepożądany. W pojemniku umieszcza się trzy utrwalone w formalinie plastry mózgu w przekroju wieńcowym o grubości 10 mm. Mniejszy pojemnik służy do stabilizacji plastrów w jednej pozycji. Drugi pojemnik należy przykleić taśmą do pierwszego, aby zapobiec jego przemieszczaniu się.
<img alt="Konfiguracja urządzenia MRI z uchwytem dla zwierząt, testy fantomowe dla dokładności obrazowania, analiza eksperymentalna." src="/files/ftp_upload/53125/53125fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2. Umieszczenie specjalnie wykonanego pojemnika w cewce głowowej 7T. Przykryć pojemnik folią plastikową lub parafilmem, aby zapobiec odparowywaniu formaliny. Umieścić pojemnik, owinięty w ręcznik lub podkład chirurgiczny, w cewce głowowej skanera MR 7T. Upewnić się, że pojemnik jest unieruchomiony, a preparaty pozostają w pozycji poziomej.
<ol start="2">
	<li>Histopatologia
	<ol>
		<li>Zidentyfikuj możliwe CMI kory — lub inne interesujące zmiany — na uzyskanych obrazach. Zmiany te stanowią cele analizy histologicznej. Zwróć uwagę na artefakty, takie jak pośmiertne uszkodzenia tkanki (które czasami pojawiają się na powierzchni plastrów mózgu w wyniku cięcia) lub artefakty wynikające z długotrwałego przechowywania w formalinie (np. grube hipointensywności w MRI reprezentujące zmiany neuropilu8). 
		Uwaga: Różne podtypy histopatologiczne CMI kory mają różne charakterystyki w MR. Po więcej szczegółów na temat podtypów CMI odsyła się czytelnika do niedawnego badania ex vivo7.</li>
		<li>Po zidentyfikowaniu możliwych CMI kory na obrazach MR, pobierz próbkę z obszaru zainteresowania w celu walidacji histopatologicznej. Należy pamiętać o wycięciu obszaru zawierającego punkty orientacyjne anatomiczne, aby umożliwić późniejsze dopasowanie obrazów MRI do histopatologii. Wykonaj standardową procedurę histopatologiczną zgodnie z poniższym opisem (choć mogą mieć zastosowanie również inne podejścia).</li>
		<li>Wycięć obszar o wymiarach około 30 x 20 x 5 mm3 zawierający możliwy CMI kory.</li>
		<li>Aby uzyskać precyzyjny pobór próbki, oszacuj lokalizację zmiany na podstawie grubości warstw obrazów MR oraz architektury tkanki. Odetnij tkankę ręcznie nieco powyżej szacowanej lokalizacji zmiany, aby ograniczyć liczbę seryjnych cięć (po zatopieniu w parafinie) niezbędnych do dotarcia do zmiany.</li>
		<li>Upewnij się, że pobrana tkanka mieści się w kasecie do tkanek. Umieść powierzchnię przeznaczoną do cięcia stroną skierowaną w dół w kasecie.</li>
		<li>Przechowuj wszystkie kasety z tkankami w 10% formalinie do czasu przetworzenia tkanki.</li>
		<li>Przygotuj tkankę do zatopienia w parafinie. Zazwyczaj obejmuje to zautomatyzowaną procedurę odwadniania tkanki poprzez serię kąpieli w alkoholach o różnym stężeniu (np. 70%, 95% i 100%) oraz klarowanie tkanki w ksylenie.</li>
		<li>Zatop tkankę w blokach z wosku parafinowego. Upewnij się, że po zatopieniu powierzchnia przeznaczona do cięcia jest skierowana do góry.</li>
		<li>Wykonaj seryjne cięcia o grubości 4-6 µm za pomocą mikrotomu, aż do momentu uzyskania docelowej zmiany.</li>
		<li>Wypłucz skrawki na powierzchni kąpieli wodnej o temperaturze 37 °C. Zamocuj skrawki na szkiełkach przedmiotowych. Umieść szkiełka na bloku grzewczym, aby związać tkankę ze szkłem. Przechowuj szkiełka przez noc (O/N) w temperaturze pokojowej (RT).</li>
		<li>Wykonaj odpowiednie barwienie (np. barwienie H&amp;E) na pierwszych skrawkach, zachowując sąsiednie niebarwione skrawki do dalszego wykorzystania (np. immunohistochemii).</li>
		<li>Przykryj skrawki barwione H&amp;E szkiełkami cover-slip, używając kropli wybranego medium montażowego. Delikatnie opuść szkiełko, unikając powstania pęcherzyków powietrza.</li>
		<li>Zbadaj skrawki za pomocą mikroskopu świetlnego przy odpowiednim powiększeniu. Porównaj skrawki z wcześniej uzyskanymi obrazami MR.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Ocena mikrozawałów korowych w obrazowaniu In Vivo MRI 7T
<ol>
	<li>Wykonaj badanie MRI 7T w interesującej Cię populacji pacjentów, stosując protokół MRI in vivo (obejmujący co najmniej sekwencję 3D FLAIR), zgodnie z opisem w6.</li>
	<li>Oceń korowe mikrokrwawienia (CMI) na obrazach MR 7T in vivo zgodnie z poniższymi krokami, stosując następujące kryteria oceny CMI dla 7T: korowe CMI są hiperintensywne w sekwencji FLAIR (z hipointensywnym centrum lub bez), hiperintensywne w T2, hipointensywne w T1, wykrywalne w co najmniej dwóch przekrojach mózgu (np. strzałkowym i poprzecznym), ograniczone do kory, odróżnialne od przestrzeni periwaskularnych, o największym wymiarze ≤4 mm6,7.</li>
	<li>Użyj interfejsu z trzema przeglądarkami obrazów, aby jednocześnie przeglądać obrazy FLAIR, T1 i T2, np. MeVisLab (Rycina 3). Platforma ta pozwala na zintegrowanie wielu przeglądarek i umieszczanie znaczników w potencjalnych lokalizacjach zmian.</li>
	<li>W pierwszej kolejności oceń jedną półkulę w sekwencji FLAIR w przekroju strzałkowym. Przeskanuj całą korę w poszukiwaniu zmian hiperintensywnych. Każda zmiana hiperintensywna ≤4 mm jest potencjalnym CMI. Umieść znaczniki, klikając w każde potencjalne CMI.</li>
	<li>Powtórz czynność dla drugiej półkuli.</li>
	<li>Zweryfikuj wszystkie zaznaczone lokalizacje w sekwencjach T1 i T2. Odrzuć lokalizację, jeśli nie jest ona hipointensywna w T1 lub hiperintensywna w T2.</li>
	<li>Oceń przekrój poprzeczny w sekwencjach FLAIR, T1 i T2. Odrzuć lokalizację, jeśli nie jest ona widoczna. W razie wątpliwości sprawdź przekrój czołowy.</li>
	<li>Zwróć uwagę na artefakty MRI i warianty anatomiczne (szczególnie krawędzie bruzd).</li>
	<li>Zapisz znaczniki.</li>
</ol>
<img alt="Skan MRI mózgu; widok osiowy; równowaga statyczna; obrazowanie medyczne; analiza diagnostyczna." src="/files/ftp_upload/53125/53125fig3.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. Przykładowa platforma do przeglądania obrazów w celu oceny mikrozawałów korowych. Wykorzystano interfejs zintegrowany z programem MeVisLab. Program ten umożliwia jednoczesne korzystanie z wielu okien podglądu, łatwe przełączanie się między orientacją strzałkową, poprzeczną i czołową oraz umieszczanie i zapisywanie markerów w potencjalnych miejscach występowania zmian. (Dla różnych typów zmian można wybrać różne markery).
3. Ocena mikrozawałów korowych w badaniu MRI 3T in vivo
<ol>
	<li>Pozyskaj obrazy MR 3T z populacji pacjentów, która Cię interesuje. Można również wykorzystać istniejące dane, o ile protokół obrazowania MR zawierał co najmniej sekwencję 3D T1, a także FLAIR i T2.</li>
	<li>Oceń korowe CMI na obrazach MR 3T in vivo zgodnie ze szczegółami opisanymi w poniższych krokach, stosując następujące kryteria oceny CMI dla 3T: korowe CMI są hipointensywne w T1 (izointensywne z CSF), wykrywalne w co najmniej dwóch rzutach mózgu (np. strzałkowym i poprzecznym), ograniczone do kory, odróżnialne od przestrzeni peryvaskularnych, o największym wymiarze ≤4 mm.
	<ol>
		<li>Zbadaj lokalizację hipointensywnej zmiany korowej znalezionej w T1 na obrazach FLAIR i T2. Zakwalifikuj zmianę jako prawdopodobne korowe CMI, jeśli lokalizacja ta jest hiperintensywna lub izointensywna (w stosunku do istoty szarej) w FLAIR i T2. Odrzuć zmianę, jeśli w tym samym miejscu stwierdzono sygnał hipointensywny w T2, co wskazuje, że hipointensywna zmiana w T1 wynika z zmiany krwotocznej, naczynia lub artefaktu. W razie wątpliwości sprawdź lokalizację na obrazie ważonym T2*9.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Użyj tego samego interfejsu, który opisano powyżej.</li>
	<li>Najpierw oceń jedną półkulę w T1 w rzucie strzałkowym. Przeskanuj całą korę w poszukiwaniu ogniskowych zmian hipointensywnych. Każda zmiana hipointensywna ≤4 mm jest potencjalnym CMI. Umieść markery, klikając na każde potencjalne CMI.</li>
	<li>Powtórz czynność dla drugiej półkuli.</li>
	<li>Oceń T1 w rzucie poprzecznym i jednocześnie zweryfikuj wszystkie zaznaczone lokalizacje na obrazach FLAIR i T2 w rzucie poprzecznym. Uznaj lokalizację za prawdopodobne CMI, jeśli jest ona hiperintensywna lub izointensywna w FLAIR i T2. Odrzuć lokalizację, jeśli wydaje się być artefaktem lub wariantem anatomicznym. Odrzuć lokalizację, jeśli jest ona hipointensywna w T2.</li>
	<li>Zwróć uwagę na artefakty, które na obrazach ważonych T1 przypominają CMI, zwłaszcza artefakty pierścieniowania na „krawędziach” mózgu, które pojawiają się w kilku sąsiednich zakrętach; uważaj na krawędzie bruzd oraz duże naczynia w płatach skroniowych (przy biegunach). Na koniec zaleca się odrzucenie potencjalnych korowych CMI w tkance znajdującej się w bliskim sąsiedztwie większego zawału kory.</li>
	<li>Zapisz markery.</li>
</ol>

<ol><li>Vander Kolk, A. G., Hendrikse, J., Zwanenburg, J. J., Visser, F., Luijten, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+applications+of+7+T+MRI+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Radiol%22%5BJournal%5D)">Clinical applications of 7 T MRI in the brain.</a> Eur J Radiol. 82 (5), 708-718 (2013).</li>
<li>Pantoni, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+small+vessel+disease%3A+from+pathogenesis+and+clinical+characteristics+to+therapeutic+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Neurol%22%5BJournal%5D)">Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges.</a> Lancet Neurol. 9, 689-701 (2010).</li>
<li>Gouw, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heterogeneity+of+small+vessel+disease%3A+a+systematic+review+of+MRI+and+histopathology+correlations%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Neurosurg+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Heterogeneity of small vessel disease: a systematic review of MRI and histopathology correlations.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 82 (2), 126-135 (2011).</li>
<li>Smith, E. E., Schneider, J. A., Wardlaw, J. M., Greenberg, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+microinfarcts%3A+the+invisible+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Neurol%22%5BJournal%5D)">Cerebral microinfarcts: the invisible lesions.</a> Lancet Neurol. 11, 272-282 (2012).</li>
<li>Brundel, M., de Bresser, J., van Dillen, J. J., Kappelle, L. J., Biessels, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+microinfarcts%3A+a+systematic+review+of+neuropathological+studies%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cereb.+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Cerebral microinfarcts: a systematic review of neuropathological studies.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 32 (3), 425-436 (2012).</li>
<li>Van Veluw, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+detection+of+cerebral+cortical+microinfarcts+with+high-resolution+7T+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">In vivo detection of cerebral cortical microinfarcts with high-resolution 7T MRI.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 33 (3), 322-329 (2013).</li>
<li>Van Veluw, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+spectrum+of+MR+detectable+cortical+microinfarcts%3B+a+classification+study+with+7+tesla+post-mortem+MRI+and+histopathology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Floow+Metab.+Jan%22%5BJournal%5D)">The spectrum of MR detectable cortical microinfarcts; a classification study with 7 tesla post-mortem MRI and histopathology.</a> J Cereb Blood Floow Metab. Jan. 21, 10-1038 (2015).</li>
<li>Van Duijn, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+artifacts+in+human+brain+tissue+after+prolonged+formalin+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">MRI artifacts in human brain tissue after prolonged formalin storage.</a> Magn Reson Med. 65 (6), 1750-1758 (2011).</li>
<li>Van Veluw, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+microinfarcts+on+3T+MRI%3A+clinical+correlates+in+memory-clinic+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Alzheimers+Dement%22%5BJournal%5D)">Cortical microinfarcts on 3T MRI: clinical correlates in memory-clinic patients.</a> Alzheimers Dement. 5, 10-1016 (2015).</li>
<li>Van Dalen, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+microinfarcts+detected+in+vivo+on+3+Tesla+MRI%3A+clinical+and+radiological+correlates%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Cortical microinfarcts detected in vivo on 3 Tesla MRI: clinical and radiological correlates.</a> Stroke. 46 (1), 255-257 (2015).</li>
<li>Vander Kolk, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+the+intracranial+atherosclerotic+vessel+wall+using+7T+MRI%3A+initial+comparison+with+histopathology%5BTitle%5D)+AND+%22AJNR+Am+J+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Imaging the intracranial atherosclerotic vessel wall using 7T MRI: initial comparison with histopathology.</a> AJNR Am J Neuroradiol. 36 (4), 694-701 (2015).</li>
<li>Visser, F., Zwanenburg, J. J., Hoogduin, J. M., Luijten, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+magnetization-prepared+3D-FLAIR+imaging+at+7.0+Tesla%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">High-resolution magnetization-prepared 3D-FLAIR imaging at 7.0 Tesla.</a> Magn Reson Med. 64 (1), 194-202 (2010).</li>
<li>Brundel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+prevalence+of+cerebral+microbleeds+at+7Tesla+MRI+in+patients+with+early+Alzheimer%E2%80%99s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J+Alzheimers+Dis%22%5BJournal%5D)">High prevalence of cerebral microbleeds at 7Tesla MRI in patients with early Alzheimer’s disease.</a> J Alzheimers Dis. 31 (2), 259-263 (2012).</li>
<li>Kuijf, H. J., et al. Detecting cortical cerebral microinfarcts in 7.0 T MR images. IEEE International Symposium on Biomedical Imaging. , 982-985 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W ciągu ostatnich kilku lat CMI cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Coraz więcej dowodów pochodzących z badań autopsyjnych zidentyfikowało CMI jako ważne czynniki przyczyniające się do związanego z wiekiem spadku funkcji poznawczych i demencji4,5. CMI są teraz wykrywalne w rezonansie magnetycznym 7T, a także 3T. Optymalizacja i standaryzacja protokołów oceny tych zmian przyczyni się do szybkiego wdrożenia solidnego i ważnego wykrywania CMI w badaniach kohortowych na całym świecie. Umożliwi to powszechn...

Zastosowanie ultra-wysokiego pola 7 Tesla (T) MRI w badaniach z udziałem pacjentów szybko postępuje1. W artykule przedstawiono reprezentatywne zastosowanie rezonansu magnetycznego 7T w kontekście chorób naczyń mózgowych w starzejącym się mózgu człowieka. Choroba naczyń mózgowych jest główną przyczyną pogorszenia funkcji poznawczych i demencji. Ten naczyniowy wkład w demencję często obejmuje małe naczynia mózgu, takie jak tętniczki, małe żyły i naczynia włosowate. W związku z tym określa się ją mianem choroby małych naczyń mózgowych (SVD)2. Ponieważ małe naczynia mózgowe są zbyt małe, aby można je było uchwycić za pomocą konwencjonalnego rezonansu magnetycznego, można uwidocznić tylko konsekwencje SVD - tj. wynikające z tego uszkodzenie tkanki. Obejmuje to nadmierne natężenie istoty białej, mikrokrwawienia mózgowe i zawały lakunarne3.
Inne ważne objawy SVD to mikrozawały mózgu (CMI)4. Badania autopsyjne wskazują na wysoką częstość występowania CMI w otępieniu naczyniowym i chorobie Alzheimera5. Jednak ze względu na swoje niewielkie rozmiary (od 50 μm do kilku mm) unikają wykrycia w konwencjonalnym rezonansie magnetycznym4,5. Rezonans magnetyczny 7T zapewnia obrazy o wysokiej rozdzielczości z lepszym stosunkiem sygnału do szumu i kontrastem, co umożliwia wykrycie niektórych struktur i zmian chorobowych poza granicą wykrywalności konwencjonalnego rezonansu magnetycznego. Technika ta została zatem zastosowana do wykrywania CMI. Aby zidentyfikować możliwe CMI, wiele skanów MRI in vivo 7T zostało wcześniej przebadanych pod kątem zmian o rozmiarach <5 mm i charakterystyce obrazowania zgodnej z właściwościami niedokrwiennymi. Takie zmiany można było wiarygodnie zidentyfikować w korze mózgowej. Te ogniskowe wydłużone zmiany były hiperintensywne na 7T FLAIR (woksele izotropowe 0,8 mm), ograniczone do kory i wydawały się rozciągać od powierzchni kory, hiperintensywne na T2 (woksele izotropowe 0,7 mm) i hipointensywne na T1 (woksele izotropowe 1,0 mm). Potwierdzono, że zmiany te były korowymi CMI przy użyciu podejścia histopatologicznego pod kontrolą MR w pośmiertnej tkance mózgowej człowieka6,7.
Tutaj prezentowany jest protokół MRI ex vivo, który był używany w poprzednich badaniach do histopatologicznej walidacji korowych CMI. Po drugie, przedstawiono wytyczne dotyczące oceny korowych CMI w MRI 7T in vivo. Wreszcie, ocena korowych CMI na 7T została przełożona na szerzej dostępny 3T MRI i podano wytyczne dotyczące identyfikacji korowych CMI na 3T MRI.

<table><tbody><tr><td>Fomblin / Galden PFPE</td><td>Solvay Solexis, Bollate, Włochy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>System 7T MR</td><td>Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>32-kanałowa cewka odbiorcza</td><td>Nova Medical, Wilmington, MA, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MeVisLab MeVis</td><td>Medical Solutions AG, Brema, Niemcy</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ocena mikrozawałów kory mózgowej na obrazach mr o wysokiej rozdzielczości

Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images

Mikrozawały mózgu są częstym zjawiskiem w pośmiertnym ludzkim mózgu i są związane ze spadkiem funkcji poznawczych i demencją. Ze względu na ich niewielkie rozmiary trudno jest je badać na klinicznych skanach MRI. Niedawno wykazano, że mikrozawały kory mózgowej można zobrazować za pomocą skanerów MRI przy użyciu pola magnetycznego o wysokim natężeniu (7T). Na podstawie tego doświadczenia można stwierdzić, że część tych zmian jest również widoczna w rezonansie magnetycznym 3T o niższej rozdzielczości. Wyniki te zostały potwierdzone obrazowaniem ex vivo pośmiertnej tkanki mózgowej człowieka, któremu towarzyszyła histopatologiczna weryfikacja ewentualnych mikrozawałów korowych.
Tutaj przedstawiono protokół obrazowania ex vivo, w celu walidacji zaobserwowanej przez MR patologii mikrokrążenia mózgu z oceną histologiczną. Ponadto przedstawiono wytyczne dotyczące oceny mikrozawałów kory mózgowej zarówno na obrazach MR in vivo 7T, jak i 3T. Wytyczne te dostarczają naukowcom narzędzia do oceny mikrozawałów kory mózgowej na obrazach in vivo większych próbek pacjentów, aby jeszcze bardziej odkryć ich znaczenie kliniczne w pogorszeniu funkcji poznawczych i demencji oraz ustalić te zmiany jako nowy biomarker choroby małych naczyń mózgowych.

Przedstawienie wysokiej rozdzielczości i wysokiej jakości obrazu sekwencji ex vivo uzyskanej przy 7T dostępna jest <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53125/53125fig4.mp4" target="_blank">tutaj (Rysunek 4)</a>. Jest to skan ex vivo 3D ważony T2* o izotropowej rozdzielczości 0,18 mm. Tkanka została pobrana od 84-letniej kobiety z otępieniem, u której patologicznie potwierdzono chorobę Alzheimera oraz ciężką amyloidową angiopatię mózgową (CAA). Szczegółowość obrazu pozwala na identyfikację pato...

Przedstawiono protokół obrazowania MR 7T o wysokiej rozdzielczości, w celu przeprowadzenia histopatologicznej walidacji mikrokrążenia w pośmiertnej tkance mózgowej ludzkiej pod kontrolą MR. Ponadto przedstawiono wytyczne dotyczące oceny mikrozawałów kory mózgowej na obrazach MR in vivo 7T i 3T.

Ocena mikrozawałów kory mózgowej na obrazach MR o wysokiej rozdzielczości

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes ...

Ogólnym celem jest wprowadzenie korowych mikrozawałów jako nowego markera obrazowego patologii mikronaczyniowej mózgu w badaniu MRI. W pierwszej kolejności zidentyfikowano mikrozawały w skanach MRI 7 Tesla in vivo. Następnie wykonano badanie MRI post-mortem w celu potwierdzenia patologii tych zmian.W niniejszej pracy prezentujemy nasz protokół obrazowania MRI postmortem, a także proponujemy kryteria oceny mikrozawałów w badaniach MRI o natężeniu pola siedmiu Tesli oraz sposób ich optymalnej identyfikacji w badaniach MRI postmortem o natężeniu trzech Tesli. Tkanka ludzkiego mózgu stanowi potężne narzędzie pozwalające wypełnić lukę między neuropatologią a badaniami MRI wykonywanymi w trybie FIFO. Jest to szczególnie wartościowe w przypadku chorób małych naczyń, które obejmują liczne i zróżnicowane rodzaje zmian mózgowych.Przed skanowaniem pośmiertnym należy wybrać koronalne plastry mózgu o grubości 10 milimetrów, utrwalone w formalinie. W tym przykładzie trzy plastry pobrano z obszarów czołowo-skroniowego, ciemieniowego i potylicznego mózgu. Należy sfotografować plastry mózgu z obu stron lub sporządzić dokładne notatki dotyczące orientacji plastrów w pojemniku oraz w skanerze.W celu kolokalizacji histologii z MRI, należy napełnić pojemnik mieszczący się w cewce Mr.Head 10% świeżym forminą w temperaturze pokojowej. Podczas pracy z forminą należy korzystać z komory z laminarnym przepływem powietrza. Należy unikać pęcherzyków powietrza podczas umieszczania plastrów mózgu w pojemniku.Usuń większość pęcherzyków powietrza, delikatnie potrząsając tkanką w dłoni. Umieść mniejszy pojemnik wewnątrz większego, aby ograniczyć ilość potrzebnego płynu oraz zapewnić, by bloki nie przemieszczały się w większym pojemniku. Opcjonalnie można usunąć dodatkowe pęcherzyki powietrza, umieszczając pojemnik w kąpieli ultradźwiękowej.Następnie przykryj pojemnik parafirmą, aby zapobiec odparowywaniu i chronić cewkę Mr.Head przed potencjalnym zanieczyszczeniem. Do skanowania plastrów mózgu użyj skanera siedmiotetrowego MRI całego ciała z 32-kanałową cewką głowową. Podczas umieszczania pojemnika w cewce głowowej owiń go podkładem chirurgicznym, aby zapobiec ewentualnemu wyciekowi płynu. Upewnij się, że pojemnik jest stabilny i że plastry pozostają w pozycji poziomej.Wykonaj skan orientacyjny i skoryguj jednorodność pola B0 za pomocą odpowiedniego narzędzia do shimowania. Skalibruj moc RF, aby uzyskać prawidłowe kąty odchylenia. Następnie zaplanuj akwizycję o wysokiej rozdzielczości na skanie orientacyjnym, aby upewnić się, że warstwy mózgu znajdują się w całości w polu widzenia.Skanuj plastry mózgu przez noc, stosując protokół akwizycji o wysokiej rozdzielczości, który obejmuje obrazy 3D FLAIR T2- i T1-zależne o rozdzielczości izotropowej 0,4 mm oraz obraz T2*-zależny o rozdzielczości izotropowej 0,18 mm. Użyj połączenia VPN, aby monitorować skaner przez noc pod kątem pojawienia się okien pop-up lub automatycznych procesów oprogramowania, które mogłyby przerwać skanowanie. Powróć następnego ranka, po całkowitym czasie skanowania wynoszącym około 12 godzin, i wyjmij plastry mózgu z MRI; na koniec przechowuj plastry mózgu w formalinie.Oceń mikrozawały kory mózgu na obrazach MR in vivo 70 T zgodnie z następującymi siedmioma kryteriami oceny: mikrozawały kory są hiperintensywne w obrazowaniu FLAIR, hiperintensywne w T2, hiperintensywne w T1, wykrywalne w co najmniej dwóch rzutach mózgu, ograniczone do kory, odróżnialne od przestrzeni periwaskularnych oraz mają jednocześnie wymiar mniejszy lub równy 4 mm. Przejrzyj obrazy FLAIR, T1 i T2, aby zaznaczyć możliwe lokalizacje zmian. Oceń jedną półkulę w obrazowaniu FLAIR w rzucie strzałkowym i przeskanuj całą korę w poszukiwaniu ogniskowych zmian hiperintensywnych.Należy zaznaczyć wszystkie zmiany hiperintensywne o rozmiarze mniejszym lub równym 4 mm, ponieważ mogą one stanowić potencjalne mikrozawały; czynność tę należy powtórzyć dla drugiej półkuli. Następnie należy zweryfikować wszystkie zaznaczone miejsca w obrazach T1 i T2. Lokalizację należy odrzucić, jeśli nie jest ona hiperintensywna w obrazie T1 lub nie jest hiperintensywna w obrazie T2.Na koniec oceń widok poprzeczny w sekwencjach flare T1 i T2. Odrzuć lokalizację, jeśli nie jest widoczna żadna zmiana. Zapisz wszystkie znaczniki.Oceń mikrozawały kory na obrazach MRI 3T in vivo zgodnie z następującymi trzema kryteriami oceny. Mikrozawały kory są hipointensywne w obrazowaniu T1, mają największy wymiar mniejszy lub równy 4 mm, ograniczają się do kory i są odróżnialne od przestrzeni peryvaskularnych. Zbadaj lokalizację hipointensywnej zmiany korowej stwierdzonej w obrazowaniu T1 na obrazach FLAIR oraz obrazach ważonych T2.Oceń zmianę jako prawdopodobny mikrzwaw infarkt korowy, jeśli miejsce to wykazuje hiperintensywność lub izointensywność w sekwencjach FLAIR i T2. Odrzuć zmianę, jeśli to samo miejsce jest hiperintensywne w sekwencji T2. Najpierw oceń jedną półkulę w obrazowaniu T1 w widoku strzałkowym.Przeskanuj całą korę w poszukiwaniu ogniskowych hipointensywnych markerów miejsc w każdej hipointensywnej zmianie o średnicy mniejszej niż lub równej 4 mm. Powtórz czynność dla drugiej półkuli. Oceń widok poprzeczny w obrazowaniu T1 i jednocześnie zweryfikuj wszystkie zaznaczone lokalizacje w obrazowaniu poprzecznym FLAIR oraz T2.Lokalizację uznaje się za mikrozawał, jeśli wykazuje ona hiperintensywność lub izointensywność w obrazowaniu FLAIR oraz T2. Lokalizację należy odrzucić, jeśli wykazuje ona hipointensywność w T2 lub stanowi wariant anatomiczny. Na koniec zaleca się odrzucenie możliwego mikrozawału korowego w tkance znajdującej się w bliskim sąsiedztwie większego zawału korowego.Zapisz markery. Jest to przykład obrazu T2-zależnego o izotropicznej rozdzielczości 0,4 milimetra, wykonanego ex vivo przy polu 7 Tesla, w przypadku ciężkiej amyloidowej angiopatii mózgowej. Tutaj, w innym przypadku, na obrazach FLAIR T2 i T1 zidentyfikowano prawdopodobny mikrozawał.Po badaniu mikroskopowym przekrojów histologicznych mikroinfarkt ten okazał się być przewlekłym mikroinfarktem glejowym z kawitacją. Jest to mikroinfarkt korowy, który na obrazach MR in vivo o natężeniu siedmiu Tesla jest hiperintensywny w sekwencjach FLAIR i T2; mikroinfarkt korowy na MRI o natężeniu trzech Tesla można najlepiej zidentyfikować na obrazach ważonych T1. Tutaj mikroinfarkt korowy jest zidentyfikowany jako zmiana hipointensywna.W obrazowaniu T1. Odpowiadający temu obszar wykazuje hiperintensywność w sekwencjach FLAIR i T2. Po odpowiednim przeszkoleniu ocena mikrozawałów w badaniu MRI 3 Tesla zajmuje średnio około pół godziny.Pragniemy również podkreślić, że proponowane przez nas kryteria oceny mogą wymagać dostosowania w zależności od dostępnego zbioru danych. Gorąco zachęcamy innych badaczy do oceny mikrozawałów we własnych zbiorach danych, gdyż pomoże to w szybkim zwiększeniu naszej wiedzy na temat znaczenia klinicznego tych zmian. W związku z tym przygotowujemy moduł szkoleniowy dla innych badaczy w zakresie oceny mikrozawałów.

assessing-cortical-cerebral-microinfarcts-on-high-resolution-mr-images

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Chirurgiczne wywołanie niedokrwiennego uszkodzenia mózgu u szczura jest powszechnie stosowanym modelem w badaniach nad udarem. W niniejszej pracy demonstrujemy indukcję ogniskowego niedokrwienia mózgu poprzez zamknięcie tętnicy środkowej mózgu. Przedstawiono również wizualizację powstałego zawału za pomocą barwienia histologicznego oraz obrazowania rezonansem magnetycznym.

Model ogniskowego niedokrwienia mózgu poprzez endowaskularną okluzję tętnicy środkowej mózgu u szczura za pomocą szwu

W niniejszym artykule opisano techniki wykonywania funkcjonalnego obrazowania rezonansu magnetycznego o wysokiej rozdzielczości z próbkowaniem 1,2 mm w obrębie ludzkiego śródmózwia i struktur podkorowych przy użyciu skanera 3T. Jako przykład przedstawiono zastosowanie tych technik do opracowania map topograficznych stymulacji wzrokowej w ludzkim wzgórzu górnym (SC).

Metody funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym o wysokiej rozdzielczości dla ludzkiego śródmózgowia

Różne mysie modele zamknięcia tętnicy środkowej mózgu (MCAO) są szeroko stosowane w eksperymentalnych badaniach mózgu. W tym miejscu demonstrujemy model przezczaszkowego stałego dystalnego MCAO, który powoduje konsekwentny zawał kory mózgowej o wielkości odpowiadającej uszkodzeniom spowodowanym przez większość udarów niedokrwiennych u ludzi.

Modelowanie udaru u myszy: trwała koagulacja dalszej tętnicy środkowej mózgu

Tutaj prezentujemy protokół do określenia minimalnej liczby obrazów, które musiały zostać zarejestrowane i uśrednione, aby rozwiązać struktury podkorowe i sprawdzić, czy poszczególne warstwy LGN mogą być rozwiązane przy braku szumu fizjologicznego.

Obrazowanie strukturalnego rezonansu magnetycznego człowieka w wysokiej rozdzielczości in vivo i post mortem

Rezonans magnetyczny funkcjonalnej łączności w stanie spoczynku zidentyfikował nieprawidłowości u pacjentów z szerokim zakresem zaburzeń neuropsychiatrycznych, w tym padaczką spowodowaną wadami rozwojowymi kory mózgowej. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna w połączeniu z EEG może wykazać, że pacjenci z padaczką mają nadpobudliwość kory mózgowej w regionach o nieprawidłowej łączności.

Multimodalna metoda obrazowania i stymulacji oceny pobudliwości mózgu związanej z łącznością u pacjentów z padaczką

Ten protokół opisuje zastosowanie połączonego obrazowania fluorescencyjnego w bliskiej podczerwieni (NIRF) i mikrotomografii komputerowej (microCT) do wizualizacji choroby zakrzepowo-zatorowej mózgu. Technika ta pozwala na ilościowe określenie obciążenia skrzepliną i ewolucji. Technika obrazowania NIRF wizualizuje znakowaną fluorescencyjnie skrzeplinę w wyciętym mózgu, podczas gdy technika mikroCT wizualizuje skrzeplinę wewnątrz żywych zwierząt za pomocą nanocząstek złota.

Połączone obrazowanie fluorescencyjne w bliskiej podczerwieni i tomografia mikrokomputerowa do bezpośredniej wizualizacji choroby zakrzepowo-zatorowej mózgu

Opisano protokół szacowania czasu wystąpienia udaru w szczurzym modelu udaru, wykorzystujący parametry ilościowego rezonansu magnetycznego (qMRI). Procedura wykorzystuje dyfuzyjny rezonans magnetyczny do wyznaczenia zmiany w ostrym udarze mózgu oraz ilościowych czasów relaksacji T1 i T2 (qT1 i qT2) w celu określenia czasu udaru.

Protokół obrazowania metodą rezonansu magnetycznego do szacowania czasu wystąpienia udaru w trwałym niedokrwieniu mózgu

Dostępny tutaj jest praktyczny samouczek dla ogólnodostępnego, ustandaryzowanego potoku przetwarzania obrazów w celu mapowania objawów zmian chorobowych. Dla każdego etapu przetwarzania dostępny jest przewodnik krok po kroku, od ręcznej segmentacji zawału w tomografii komputerowej/rezonansie magnetycznym po późniejszą rejestrację w standardowej przestrzeni, wraz z praktycznymi zaleceniami i ilustracjami z przykładowymi przypadkami.

Segmentacja zawału mózgu i rejestracja w rezonansie magnetycznym lub tomografii komputerowej w celu mapowania objawów zmian

Ogólnym celem tej procedury jest uzyskanie ilościowych informacji mikrostrukturalnych o hipokampie u szczura z łagodnym urazowym uszkodzeniem mózgu. Odbywa się to za pomocą zaawansowanego protokołu obrazowania rezonansu magnetycznego ważonego dyfuzją oraz analizy parametrycznych map dyfuzji opartej na obszarze zainteresowania.

Zaawansowane obrazowanie dyfuzyjne w hipokampie szczurów z łagodnym urazowym uszkodzeniem mózgu

Wysokoczęstotliwościowe ultradźwięki Dopplera to nowatorska technologia służąca do oceny regionalnej funkcji mięśnia sercowego. Niniejsza praca przedstawia pierwsze dowody wykazujące przydatność tej wszechstronnej platformy obrazowania do wielokrotnego pomiaru odkształcenia mięśnia sercowego, dp/dt oraz niedomykalności zastawki mitralnej w modelu niedokrwienia i reperfuzji (IR) serca mysiego.

Wysokoczęstotliwościowa echokardiografia o wysokiej rozdzielczości: pierwsze dowody na nieinwazyjny, powtarzalny pomiar odkształcenia mięśnia sercowego, kurczliwości i niedomykalności zastawki mitralnej w modelu niedokrwienia i reperfuzji serca myszy

Poznaj metodę oceny mikrozawałów kory mózgowej na obrazach MR 7T i 3T w badaniu choroby naczyń małych mózgu. Protokół obejmuje skanowanie post-mortem tkanki ludzkiej w celu walidacji patologii mikronaczyniowej.

Ocena mikrozawałów kory mózgowej na obrazach MR o wysokiej rozdzielczości

Przeglądaj więcej filmów