Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

הדמיית תהודה מגנטית של טרשת נפוצה ב 7.0 טסלה

Published: February 19, 2021 doi: 10.3791/62142
Automatic Translation
*1, *1, *2,3,4, 5, 6,7, 8, 1, 2,3, 4,9, 2,3,4, 1,2,8
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

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לרכישת תמונות תהודה מגנטית (MR) של מוחות של חולי טרשת נפוצה (MS) ב 7.0 טסלה. הפרוטוקול כולל הכנת ההתקנה כולל סלילי תדר רדיו, הליכי ראיון סטנדרטיים עם חולי טרשת נפוצה, מיקום נושא בסורק MR ורכישת נתוני MR.

Abstract

המטרה הכוללת של מאמר זה היא להדגים שדה אולטרה-היתד החדיש (UHF) פרוטוקול תהודה מגנטית (MR) של המוח ב 7.0 טסלה בחולי טרשת נפוצה (MS). טרפלס היא מחלה דלקתית כרונית, דמיאלינטית, ניווניות המאופיינת בנגעי חומר לבן ואפור. זיהוי של נגעי T2-hyperintense המופצים באופן מרחבי וטמפורלי על ידי שימוש ב- MRI ב- 1.5 T ו- 3 T מייצג כלי אבחון חיוני בפרקטיקה הקלינית לביסוס אבחנה מדויקת של טרשת נפוצה בהתבסס על הגרסה הנוכחית של קריטריוני מקדונלד 2017. עם זאת, ההבחנה של נגעי טרשתות שני מנגעי חומר לבן במוח ממקורות אחרים יכולה לפעמים להיות מאתגרת בשל המורפולוגיה הדומה להם בעוצמות שדה מגנטי נמוכות יותר (בדרך כלל 3 T). MR שדה Ultrahigh (UHF-MR) נהנה מיחס אות לרעש מוגבר ורזולוציה מרחבית משופרת, הן המפתח להדמיה מעולה לאבחנות מדויקות ומוחלטות יותר של נגעים עדינים. לפיכך, MRI ב 7.0 T הראה תוצאות מעודדות כדי להתגבר על האתגרים של אבחון דיפרנציאלי טרשת נפוצה על ידי מתן סמנים דימות מוחי ספציפיים MS (למשל, סימן וריד מרכזי, מבני שפת hypointense ובידול של נגעים חומר אפור טרשת נפוצה). סמנים אלה ואחרים ניתן לזהות על ידי ניגודים אחרים MR מלבד T1 ו- T2 (T2*, שלב, דיפוזיה) ולשפר באופן משמעותי את ההבחנה של נגעים טרשתות שני מאלה המתרחשים במצבים נוירו-דליקים אחרים כגון נוירומיאליטיס אופטיקה ותסמונת סוסאק. במאמר זה, אנו מתארים את הגישה הטכנית הנוכחית שלנו לחקר נגעים בחומר לבן ואפור במוח בחולי טרשתשת טרשת כף יד ב 7.0 T באמצעות שיטות רכישת MR שונות. הפרוטוקול העדכני כולל הכנת מערך MR כולל סלילי תדר רדיו המותאמים אישית ל- UHF-MR, סינון סטנדרטי, נהלי בטיחות וראיון עם חולי טרשת נפוצה, מיקום מטופלים בסורק MR ורכישת סריקות מוח ייעודיות המותאמות לבדיקת טרשת נפוצה.

Introduction

טרשת נפוצה (MS) היא המחלה הדלקתית והדמיאלינטית השכיחה ביותר של מערכת העצבים המרכזית (CNS) הגורמת לנכות נוירולוגית בולטת אצל מבוגרים צעירים ומובילה לנכות ארוכת טווח1,2. סימן ההיכר הפתולוגי של טרשת טרשת כפיים הוא הצטברות של נגעים demyelinating המתרחשים בחומר האפור והלבן של המוח וגם מפוזרים ניוון עצבי במוח כולו, אפילו בחומר לבן רגיל (NAWM)3,4. פתולוגיה של MS מציעה כי דלקת מניעה פגיעה ברקמות בכל שלבי המחלה, גם בשלבים המתקדמים שלהמחלה 5. הביטויים הקליניים הראשונים של MS מלווים בדרך כלל בפרקים הפיכים של ליקויים נוירולוגיים ומתייחסים אליהם כתסמונת מבודדת קלינית (CIS), כאשר הם רק מרמזים על MS6,7. בהיעדר חבר העמים ברור, יש לנקוט זהירות בביצוע אבחנה טרשת נפוצה: האבחנה צריכה להיות מאושרת על ידי מעקב וייזום טיפולים ארוכי טווח לשינוי מחלות יש לדחות, עד ראיות נוספות8.

הדמיית תהודה מגנטית (MRI) הוא כלי הכרחי באבחון MS וניטור התקדמות המחלה9,10,11. MRI בעוצמות שדה מגנטי של 1.5 T ו- 3 T מייצג כיום כלי אבחון חיוני בפרקטיקה הקלינית כדי לזהות נגעים בזמן הרפיה ספין-ספין משוקלל (T2)ולבסס אבחנה מדויקת של טרשת נפוצה בהתבסס על הגרסה הנוכחית של קריטריוני מקדונלד2017 8. קריטריונים אבחוניים עבור MS מדגישים את הצורך להפגין הפצה של נגעים במרחב ובזמן, ולא לכלול אבחנות חלופיות8,12. MRI משופר ניגודיות היא השיטה היחידה להערכת מחלות חריפות ודלקתחריפה 8,אך חששות גוברים לגבי תצהיר מוח גדול טווח פוטנציאלי עלול להגביל יישום ניגודיות ככלי אבחון חשוב13,14,17. בנוסף, ההבחנה של נגעי טרשתות שני מנגעי חומר לבן במוח ממקורות אחרים יכולה לפעמים להיות מאתגרת בשל המורפולוגיה הדומה שלהם בחוזקות שדה מגנטי נמוכות יותר.

בעוד MRI הוא ללא ספק כלי האבחון הטוב ביותר עבור חולי טרשת נפוצה, בדיקות MR ופרוטוקולים צריכים לעקוב אחר הנחיות של הדמיית תהודה מגנטית בקבוצת MS (MAGNIMS) באירופה18,19 או הקונסורציום של מרכזי טרשת נפוצה (CMSC) בצפון אמריקה20 לאבחון, פרוגנוזה וניטור של חולי טרשת נפוצה. מחקרי בקרת איכות סטנדרטיים בהתאם להנחיות העדכניות ביותר בבתי חולים ובמדינות שונות הם גם חיוניים21.

פרוטוקולי MRI המותאמים לאבחון MS וניטור התקדמות המחלה כוללים ניגודים מרובים של MRI, כולל ניגודיות הנשלטת על ידי זמן הרפיה אורך T1, זמן הרפיה ספין-ספין T2, זמן הרפיה ספין-ספין יעיל T2*, והדמיה משוקללת דיפוזיה (DWI)22. יוזמות הרמוניזציה סיפקו דוחות קונצנזוס עבור MRI ב- MS כדי להתקדם לעבר פרוטוקולים סטנדרטיים המאפשרים תרגום קליני והשוואה של נתונים באתרים23,24,25. דימות T2-weighted מבוסס היטב ומשמש לעתים קרובות בפרקטיקה קלינית לזיהוי נגעים של חומר לבן (WM), המאופיינים במראה היפרינטנס26,27. בעוד היותו קריטריון אבחון חשוב עבור MS28, עומס נגע WM מתאם רק חלש עם נכות קלינית, בשל חוסר הספציפיות שלה לחומרת הנגע ואת הפתופיזיולוגיה הבסיסית26,27,29. תצפית זו עוררה מחקרים למיפוי פרמטרי של זמן ההרפיה הרוחבית T2 30. דימות T2*משוקלל הפך חשוב יותר ויותר הדמיה טרה-אס. סימן הווריד המרכזי ב- T2* MRI משוקלל נחשב סמן הדמיה ספציפי עבור נגעי MS27,31,32,33. T2* רגיש לתצהיר ברזל34,35, אשר עשוי להתייחס משך המחלה, פעילות וחומרה36,37,38. T2* דווח גם כדי לשקף שינויים ברקמת המוח בחולים עם ליקויים קלים טרשתשת טרשת טרשת שוקית מוקדמת, ובכך עשוי להפוך לכלי להערכת התפתחות טרשת טרשת שוק ההון כבר בשלב מוקדם39,40.

שיפורים בטכנולוגיית MRI מבטיחים לזהות טוב יותר שינויים במערכת החולים של חולי MS ולספק לרופאים מדריך טוב יותר כדי לשפר את הדיוק והמהירות של אבחון MS11. שדה Ultrahigh (UHF, B0≥7.0 T) MRI נהנה מעלייה ביחס אות לרעש (SNR) שניתן להשקיע ברזולוציות מרחביות או זמניות משופרות, הן המפתח להדמיה מעולה לאבחנות מדויקות ומוחלטות יותר41,42. שדה שידור (B1+) inhomogeneities שהם תכונה שלילית של תדר הרדיו 1H המשמש בשדות מגנטיים ultrahigh43 ייהנו שידור רב ערוצי באמצעות שידור מקביל (pTx) סלילי RF וגישות עיצוב דופק RF המשפרות את B1+ הומוגניות ובכך להקל על כיסוי אחיד של המוח44.

עם הופעתו של 7.0 T MRI, השגנו תובנה רבה יותר על מחלות demyelinating כגון טרשתשת טרשת כפיים ביחס רגישות מוגברת וספציפיות של זיהוי נגע, זיהוי סימן וריד מרכזי, שיפור leptomeningeal, ואפילו ביחס לשינויים מטבוליים45. נגעים MS הוכחו זה מכבר ממחקרים היסטופתולוגיים להיווצר סביב ורידים venules46. ההתפלגות המתפתלת של נגעים (סימן וריד מרכזי) ניתן לזהות עם T2* משוקלל MRI46,47,48 ב 3.0 T או 1.5 T, אבל ניתן לזהות בצורה הטובה ביותר עם UHF-MRI ב 7.0 T49,50,51,52. מלבד סימן הווריד המרכזי, UHF-MRI ב 7.0 T שיפרה או חשפה סמנים ספציפיים ל- MS כגון מבני שפת לשון ים ובידול של נגעי חומר אפור MS53,54,55,56. תיאור טוב יותר של סמנים אלה עם UHF-MRI מבטיח להתגבר על כמה מהאתגרים של הבחנה נגעים טרשת נפוצה מאלה המתרחשים במצבים נוירו-דלקתיים אחרים כגון תסמונת סוסאק53 נוירומיאליטיס אופטיקה54, תוך זיהוי מנגנונים פתוגנטיים נפוצים בתנאים אחרים או וריאנטים של טרשת נפוצה כגון טרשת נפוצה קונצנטרית של באלו57,58.

מתוך הכרה באתגרים ובהזדמנויות של UHF-MRI לאיתור ובידול של נגעים בטרשתשת טרשתות שני, מאמר זה מתאר את הגישה הטכנית הנוכחית שלנו לחקר נגעי חומר לבן ואפור במוח בחולי טרשתשת טרשת כף יד ב- 7.0 T בטכניקות הדמיה שונות. הפרוטוקול העדכני כולל הכנת מערך MR כולל סלילי גלי רדיו (RF) המותאמים ל- UHF-MR, סינון סטנדרטי, נהלי בטיחות וראיון עם חולי טרשת נפוצה, מיקום המטופל בסורק MR ורכישת סריקות מוח המוקדשות טרשת נפוצה. המאמר נועד להנחות מומחי הדמיה, חוקרים בסיסיים, מדענים קליניים, חוקרי תרגום וטכנולוגים עם כל רמות הניסיון והמומחיות החל מחניכים ועד משתמשים מתקדמים ומומחי יישומים לתחום UHF-MRI בחולי MS, במטרה הסופית לחבר באופן סינרגטי בין פיתוח טכנולוגיה ויישום קליני בתחומים משמעתיים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

פרוטוקול זה מיועד למחקרים שאושרו על ידי ועדת האתיקה של ארגון הצדקה - תפילת ברלין (מספר אישור: EA1/222/17, 2018/01/08) וחטיבת הגנת המידע והממשל התאגידי של המדינה - תות ברלין. הסכמה מדעת התקבלה מכל הנושאים לפני שנכללו במחקר.

1. נושאים

הערה: גיוס חולי טרשת כאשר בדרך כלל מתבצע בימים ספורים עד כמה שבועות לפני חקירות MR ב- 7.0 T.

  1. לגייס חולי טרשת כף-אס על ידי נוירולוגים ממרפאת החוץ על בסיס קריטריוני הכללה (בהתאם לשאלה הנוירו-סימונולוגית) וקריטריוני הדרה (כולל למשל מכשירים רפואיים מושתלים כגון משאבות אינסולין או קוצבי לב או הריון).
  2. במהלך ביקור האשפוז, לתת לחולי טרשה MS סיכום קצר של חקירת MR ב 7.0 T, כמו גם הסבר על אמצעי בטיחות הקשורים לבדיקת MR 7.0 T.
    1. בעוד אמצעי זהירות, במיוחד ב 7.0 T, יש לנקוט רשימה של התוויות נגד (למשל, טבלה 1)צריך להיות זמין לכולם, לשמור מעודכן היטב על תובנות חדשות שיקולי בטיחות ותהליכי קבלת החלטות, במיוחד עם מגוון רחב של שתלים זמינים, ממקורות ספרותאמין 59,60,61,62,63 . האגודה הבינלאומית לתהודה מגנטית ברפואה (ISMRM) והאגודה לרדיוגרפים MR, טכנולוגים (SMRT) מספקים הדרכת בטיחות לגבי אסטרטגיות בטיחות MR וסטנדרטים לשתלים והתקנים 64.
    2. יחד עם קצין הבריאות, הבטיחות והצוות הרפואי, היו מודעים היטב לסכנות, אמצעי זהירות ופתרונות אפשריים הזמינים. סוג סליל RF המקומי המשמש לבדיקה הוא גורם מפתח, כמו גם את המיקום ואת סוג השתל59.
    3. לבצע הערכת סיכון / תועלת התואמת את השיקולים האתיים המקומיים63 בנושאים עם שתלים, מכשירים, או קעקועים ולשקול את הרווחים שאבדו כאשר ההגבלות שמרניות מדי.
  3. ספק לנבדקים פגישה לבדיקה בסורק MR 7.0 T שבוע לפני חקירות MR. צור קשר עם חולים עם בעיות ניידות או אלה המבקרים מעיר אחרת מוקדם יותר מזה. במקביל להקצאת הפגישות, תן לנבדקים מידע חשוב באמצעות דואר אלקטרוני: זה כולל מסמכי הסכמה מדעת וטפסים וכן מידע בטיחות כולל רשימת התוויות נגד (טבלה 1). זה משמש כהכנה לדיון המכוסה בשלבים 1.9 עד 1.14.
  4. לאחר קבלת הנושא לתוך UHF-MR בניין או יחידה ואישור זיהוי, להעריך את המודעות שלהם על הסכנות הפוטנציאליות הקשורות השדות המגנטיים UHF. תשומת לב מיוחדת נדרשת במקרים של השתלות ניצוח פסיבי ולמכשירים רפואיים מושתלים (למשל, קוצבי לב ומשאבות אינסולין).
  5. בקשה שכל נושא ימלא טופס אישור בנוגע לדרישות הבטיחות לכניסה לאזור 5 גאוס (0.5 מ"ר), הנחשב לרמה 'הבטוחה' של חשיפה לשדה מגנטי סטטי עבור הציבור הרחב. אזור בטיחות זה סביב ההיקף של המגנט הראשי של סורק MR מצוין על ידי המרחק שבו השדה המגנטי התועה שווה ערך ל 5 גאוס. קו 5 גאוס מודגש בדרך כלל על הרצפה. בגלל הטווח הארוך של השדה התועה המגנטי של סורק 7.0 T MR מוגן באופן פסיבי במקרה שלנו, השתמש בקירות החיצוניים של הבניין כדי לציין את אזור הבטיחות במקום קו 5 גאוס.
    הערה: בזמן שההקלטה הזו נעשתה, העולם עבר את מגפת הקורונה של 2020 וכל נושא היה צריך לעקוב אחר ההנחיות המתאימות שכללו את כלל הריחוק של 1.5 מ ', הגנה על הפה והאף וכן חיטוי ידיים.
  6. ליידע את הנבדקים על הזמינות של לוקרים קרוב לכניסה של בניין MR, שם הם יכולים לערום בבטחה את חפצי הערך שלהם. ליידע את הנבדקים כי חלק מחפציהם האישיים (שעונים מכניים, כרטיסי בנק עם פסים מגנטיים) מהווים סכנה בטיחותית פוטנציאלית ו/או עלולים להיפגע כאשר הם קרובים למגנטים לאחר תקופה מסוימת.
  7. ללוות את הנושא לחדר ההכנה שבו הנושא ייבדק על ידי הרופא, הנוירולוג או אחות המחקר.
  8. שאילתה על מצב בריאותי וצריכת תרופות. מסמך בטופס דוח האירוע (CRF).
  9. לפני כל אמצעי החקירה, שאילתה על התוויות נגד MRI פוטנציאליות (הריון, כל הניתוחים הקודמים הפוטנציאליים עם גופים זרים פוטנציאליים, פציעות קודמות עם חפצים מתכתיים, פירסינג, קעקועים, מכשירי שמיעה, קלסטרופוביה, בעיות שרירים ושלד, ביצוע פסיבי או פעיל שתלים כולל שתלים דנטליים, מכשירים רפואיים כגון קוצבי קצב ומשאבות אינסולין).
  10. לדון בפרטים על הרקע והמטרות של המחקר (מידע שנשלח קדימה באמצעות דואר אלקטרוני). אם רלוונטי, למסור מידע לגבי מקורות המחקר (למשל, אם המחקר הוא יזום חוקר, יזום בתעשייה או בחסות התעשייה). קשרים מוסדיים של המדינה וניגודי אינטרסים פוטנציאליים. הנושא חייב להיות מסוגל להבין את מטרת המחקר ואת השלכותיו. לנושא יש את הזכות לקבל גישה לנתונים שלהם, אם יתבקש. שנה לאחר סיום המחקר, דו"ח או פרסום יהיו זמינים באופן חופשי.
  11. שוחח על הגנה על נתונים ומידע הקשור לביטוח. כל הנתונים עוברים שם בדוי לפני תחילת המחקר. רשום נתוני נושא אישיים (כולל שם, תאריך לידה, כתובות, מספרי קשר ומזהה שם בדוי) ברשימת זיהוי בתוך קובץ אתר החוקר (ISF) וננעל בארון ייעודי.
    1. שמור נתונים לתקופה מקסימלית של 10 שנים. רק לאנשים מורשים המוגדרים באישור האתיקה של המחקר יש גישה מוגנת באמצעות סיסמה לנתונים. מידע הקשור לביטוח כולל הסדרים לטיפול ו/או פיצוי במקרה של נזק עקב השתתפות במחקר. מידע זה נשלח קדימה באמצעות דואר אלקטרוני.
  12. תאר את מדידות הפרמטר הרפואי של המחקר (למשל, לחץ דם, קצב לב, משקל גוף, גובה הגוף, טמפרטורת הגוף, בדיקת הריון במקרה של נבדקים נשיים פוריות). מידע זה נשלח גם מראש באמצעות דואר אלקטרוני.
  13. תאר את בדיקת ה-MRI. ליידע כל נושא על יתרונות פוטנציאליים, אבל גם סיכונים פוטנציאליים של לעבור בדיקת MRI בשדה המגנטי UHF לפני הכניסה לאזור הבטיחות MRI. מידע זה נשלח גם מראש באמצעות דואר אלקטרוני.
  14. להבטיח שלמות אתית, להעיד כי המחקר אושר על ידי ועדת האתיקה ולהרגיע את המטופלים ביחס להשתתפות בלימודים. ליידע את הנושא כי ההשתתפות בבחינה היא וולונטרית וכי הם תמיד עשויים לבטל את הבדיקה בכל עת, ללא הצדקה נוספת או השלכות שליליות.
  15. קבלת הסכמה מדעת, בעל פה ובכתב.
  16. לאחר ההסכמה, הנושא יוקצה מזהה בשם בדוי וכל הנתונים יתועדו ויוחסנו תחת שם בדוי זה.

2. הכנת התקנה של MR

הערה: הדברים הבאים מבוצעים לפני שהנושא מגיע לבניין UHF-MR.

  1. להפעיל את תוכנת הרכישה MR. המגנט תמיד דלוק.
    1. עבור סורקים מסוימים (לדוגמה, מערכת MR סימנס המשמשת לרכישת התוצאות הייצוגיות בפרוטוקול זה) תיבת מתג בחדר המפעיל(איור 1) יוזמת את מערכת MR (מעברי צבע ותוכנה): סובב את מקש בכיוון השעון, לחץ על לחצן המערכת הכחולה כדי להפעיל את התוכנה (סינגו). חלון מופיע במחשב הסורק הדורש אישור סיסמה.
  2. חבר סליל RF המוקדש לראש MRI למערכת MR. בסליל RF של סימנס 7.0 T, זהו בדרך כלל שידור מעגלי מקוטב (CP) בעל ערוץ אחד (CP), סליל RF של 24 ערוצים (24Rx) (איור 2) או לחילופין סליל RF RF של 1Tx(CP)/32Rx. סלילי RF אלה מחוברים באמצעות 4 תקעים לשולחן המטופל (שכותרתו X1 - X4).
    הערה: במערכת פיליפס או ג'נרל אלקטריק (GE) 7.0 T MR, סליל ראש טיפוסי יהיה סליל RF 2Tx(CP)/32Rx. סליל RF זה מחובר באמצעות 3 תקעים ותיבות ממשק לשולחן המטופל. כל סלילי RF אלה אינם דורשים כוונון והתאמה ספציפיים למטופל.
  3. עבור סלילי RF קטנים, השתמש אטמי אוזניים במקום אוזניות כהגנה על שמיעה.
  4. הכינו את מיטת המטופל. יש אטמי אוזניים, כריות רכות, כרית רגליים, שמיכה וסדין כיסוי המיטה זמין בקלות, בקרבת סורק MR.
  5. מיטת המטופל צריכה להיות במצב נשלף מוכן לנושא.

3. הכנת נושא

  1. להדריך את הנושא לחדר ההלבשה ולבקש מהנושא להחליף לשפשף. רק תחתונים ללא מתכת וללא שבבי זיהוי בתדר רדיו חייבים להיות שחוקים. ודא שוב כי כל האובייקטים המתכתיים כגון משקפיים, תכשיטים, טלפונים ניידים אינם נכנסים למפעיל 7.0 T MR וחדר הסורק.
  2. בצע את כל אמצעי ההכנה המוזכרים בשלב 1.11.
  3. בקש מהנבדקים לרוקן את שלפוחית השתן שלהם לפני מדידות MR. בצע בדיקות הריון אצל נשים בגיל הילד.
  4. ללוות את המתנדב לחדר סורק 7.0 T MR דרך חדר המפעיל. לפני הכניסה לחדר הסורקים 7.0 T MR, ודא שוב כי אין חפצים מתכתיים נוכחים.
  5. לכו לאט לשולחן הבדיקות של 7.0 T. מגנטים ממוגנים באופן פסיבי יש גודל גדול יותר של שדה השוליים המגנטי מאשר אלה מוגנים באופן פעיל. חפצים ברזליים קטנים כבר יכולים לחוות כוחות אטרקטיביים / מומנטים בדלת החדר המכיל מגנט מוגן באופן פסיבי.
  6. בקש מהנושא לשכב על השולחן ולהפוך אותם לנוחים ככל האפשר. מציעים כריות נוחות קטנות לראש ולזרוע, כמו גם כרית רגליים, כמו גם שמיכה כדי למנוע מהנושא להתקרר.
  7. חבר אוקסימטר דופק בטוח MRI לנושא כדי לפקח על רוויית חמצן (SpO2), קריאות קצב הלב וסימנים חיוניים מהנושא במהלך הליך ה- MRI.
  8. ספק אטמי אוזניים וכדור לחיצה ידני (אזעקה) לשימוש במהלך בדיקת MR במקרה חירום. בקש מהנושא ללחוץ על כדור הסחיטה כדי לאשר שהוא מתפקד כראוי.
  9. הנחו את הנבדק להתקרב ל סליל הראש של ה-RF(איור 2). הזיזו את החלק TX-Part וסליל RX עליון של סליל RF לכיוון סוף השירות למיקום ראש הנושא(איור 2). להפעיל את התקן מיקום isocentre.
    1. בחלק מסורקי MR (למשל, סימנס ומערכות GE MR), השתמש בלייזר. הזז את טבלת הנושאים לאט מאוד, כך מיקום הלייזר הוא יישור מלא עם צלב הסמן על גבי סליל RF. שמור עמדה זו. במהלך מיקום הלייזר, בקש מהנושא לעצום את עיניהם. לספקי UHF-MR אחרים יש מערכות אחרות למיצוי. בכל המקרים, ודא כי הסימן על סליל RF מיושר להתקן מיקום isocentre.
  10. ודא כי הראש ממוקם בזהירות ולוודא כי הנושא נוח.
  11. העבר את טבלת הנושאים לאט מאוד למרכז isocenter של סורק MR. ב 7.0 T, חשוב במיוחד להזיז את השולחן לאט כדי למנוע ולהפחית תופעות לוואי כגון טעם מתכתי, סחרחורת, סחרחורת הנגרמות על ידי זרמי אינדוקציה65,66,67. כדי לעמוד בדרישה זו, התאם את פרופיל המהירות של תנועת הטבלה ל- B0*(grad(B0))על-ידי ספקים מסוימים. מומלץ כי תנועת שולחן המטופלים תיקבע מתחת ל- 0.66 T /s 67.
  12. לתקשר עם הנושא בעת נהיגה בטבלה ולהסביר כי כל תופעות לוואי אפשריות ייעלמו ברגע השולחן מגיע לעצירה. הנושא עדיין עשוי להרגיש סחרחורת או לחוות טעם מתכתי בעת הזזת השולחן לכיוון מרכז המגנט. מניסיוננו, אפקטים אלה הם מינוריים והפכים לחלוטין67,68.
  13. לפני היציאה מחדר הסורק, ודא שהנושא נוח ומוכן להתחיל בבדיקת MR.
  14. השתמש באינטרקום כדי לבדוק תקשורת נאותה עם הנושא לאחר היציאה מחדר הסורק. הנושא יכול ליצור קשר עם אנשי המחקר בכל עת.
  15. המשך לעקוב אחר מצבו של הנבדק ולוודא אם הנושא עדיין מרגיש בנוח לאורך כל הבדיקה, כולל כל השלבים הבאים עד סוף המחקר.

4. רכישת נתונים

הערה: להלן, חלק מההפניות לפעולות ממשק משתמש או הליכי סריקה ספציפיים עשויות להיות תקפות רק עבור מערכת MR ספציפית אחת (7.0T Magnetom, בריאות סימנס, ארלנגן, גרמניה). הפקודות וההליכים משתנים בין ספקים לגירסאות תוכנה. הפרוטוקול הבא עוקב אחר ההנחיות של הדמיית תהודה מגנטית בקבוצת MS (MAGNIMS) באירופה18,19 וקונסורציום של מרכזי טרשת נפוצה (CMSC) בצפון אמריקה20 לאבחון, פרוגנוזה וניטור של חולי טרשת נפוצה.

  1. הזן את פרטי המחקר והנושא הנדרשים (מספר פרוייקט, תעודת זהות בדויה, תאריך לידה, גובה, משקל, תנוחת נושא (כלומר, תנוחת ראש בראש ומיקום על-זמני), שם החוקר). השלבים משתנים בין מערכות MR של 7.0 T מספקים שונים. בכל המקרים, ודא שפרוטוקול המחקר הנכון טעון.
    1. עבור סורקי סימנס, לחץ על הסרגל העליון של הצג (Patient | רישום) בתוכנת הסינגו. הקלד את פרטי המטופל, בחר פרוטוקול לימוד ולחץ על מבחן. פרוטוקול הלימוד שנבחר נטען וחלון הבחינה נפתח. בצד ימין של חלון זה יופיעו רצפי הדמיה שמורים עבור פרוטוקול המחקר שנבחר.
  2. הפעל רצפי הדמיה בסדר שניתן בפרוטוקול המחקר שנבחר. הפרמטרים עבור רצפי הדמיה אלה יש לתכנן לקראת חקירות המטופלים ושמר על פי הנחיות CMSC ו MAGNIMS לעיל לאבחון18, כמו גם פרוגנוזה וניטור של חולי טרשת נפוצה19.
  3. התאמות ותמונות סקאוט
    1. לפני רכישת נתונים של בדיקת MS, לבצע את ההתאמות הדרושות באמצעות רצף Localizer (המכונה גם רצף סקאוט). זהו בדרך כלל רצף הד הדרגתי (GRE) ומכיל את פרוטוקולי ההתאמה שיש לבצע לפני הסריקה.
      הערה: ההתאמות כוללות תיקון (שימי) של השדה המגנטי הסטטי אינומוגני (B0). B0 inhomogeneities להתרחש בגלל המגנט הגדול ובשל רגישות בתוך הגוף (למשל, אוויר, עצם, דם) ואת ההפצה שלהם. inhomogeneities להרחיב את התפלגות התדירות של ספינים יכול גם לגרום dephasing intravoxel משמעותי; זה לא בעיה ברצפים RF-refocused (ספין-הד) אבל יכול להפחית את משרעת האות במידה ניכרת ברוב הרצפים הבאים, במיוחד T2* -משוקלל רכישות. התאמות נעשות באופן אוטומטי בסורקים קליניים של MR (התקנים עם עוצמות שדה B0≤7.0 T). בסורקים מסוימים (למשל, סורקי סימנס 7.0 T MR) התאמות מופעלות בדרך כלל באופן פעיל על-ידי המפעיל. לקבלת פרטים ספציפיים אודות אופן הבחירה וההפעלה של רצפים, עיין במדריך המפעיל הספציפי לתצורת המערכת.
    2. בחר את ה- Localizer. בסורקים של סימנס, סמן את הרצף בצד ימין של החלון ולחץ על החץ שמאלה כדי להזיז את הרצף לצד שמאל של החלון כדי לתאר אותו בתור בתוך זרימת העבודה. ודא שכל הערוצים נבחרו עבור סליל RF בשימוש. רצף Localizer חשוב גם לתכנון הכיוון של פרוסות ההדמיה ברצפים הבאים. בשלב זה אין תמונה זמינה, כך שלא ניתן לשנות את אמצעי האחסון להתאמה.
    3. הפעל התאמות כנדרש עבור מערכת MR הספציפית (עיין במדריך המפעיל). בסורקים של סימנס, הדבר כולל התאמות תדרים ומשדרים כדי להגדיר את התדירות הבסיסית ואת המתח הנדרשים לסליל RF ולכוח המגבר המשמשים, כמו גם שימי תלת-ממד לתיקון האי-הומוגניות של השדה המגנטי הסטטי (איור 3):
    4. בחירת אפשרויות | התאמות. כרטיסיות עבור תדירות, משדר, 3D Shim ואחרים יופיעו בסרגל התחתון של החלון. תחת תדירות, בחר עבור עד לתדר הבסיסי מרוכז וכן מופיע. תחת משדר, הגדר את המתח על פי סליל RF וכוח מגבר בשימוש (עבור 24 ערוצים לקבל Rx RF ראש סליל אנו מעסיקים 300 V) ולהחיל.
    5. תחת 3D Shim, בחר מדידה וכאשר מפת B0 נוצרת, הקש חשב כדי לרכוש את ערכי shim. התאמות של 'תדירות' ו'שיים תלת-ממדיות' לפחות פעמיים עד שערכי ה-shim תואמים לקודמים. לחץ על החל וסגור. בסורקים פיליפס ו- GE 7.0 T, בצע התאמות ברקע לפני כל רצף (נדרש משוב מהמפעיל לבקרת התאמה).
    6. הפעל את רצף ה-Localizer ב- 3 כיוונים. פרמטרי רצף: זמן רכישה (ת"א) = 160 ms. מאחר שעדיין אין תמונה זמינה, הגדר את המיקום ב- isocenter, סיבוב = 0 °. פרמטרים אחרים: מטריצה = 256×256, FOV = 250 מ"מ, עובי פרוסה = 7.0 מ"מ, מרווח פרוסה = 7.0 מ"מ (100 %), TR = 7.0 מילישיות, TE = 3.03 מילישיות, ממוצעים (ממוצעים) = 1, זווית היפוך (FA) = 2 °, ללא שומן או דיכוי מים. קבוצת פרוסות 1 (כיוון קשתי, כיוון קידוד פאזה A>P), קבוצת פרוסות 2 (כיוון רוחבי, כיוון קידוד פאזה (PE) A>P), קבוצת פרוסות 3 (כיוון קורונלי, כיוון קידוד פאזה R>L). שלוש פרוסות נרכשות עבור כל קבוצות פרוסות. בשלב זה לא נעשים שינויים בגיאומטריה.
    7. לרכוש את תמונות הצופים.
    8. אשר אם אמצעי האחסון להתאמה הוגדר כראוי באמצעות תמונות MR של התאמה מקומית. יישר את אמצעי האחסון להתאמה עם ה- FOV ויישר באופן מרכזי עם ראש הנושא. אם לא מיושר, ישר נכון ובצע את ההתאמות שוב.
    9. חשוב: בכל פעם שאמצעי האחסון להתאמה או מספר ערוצי ה-RF בהם נעשה שימוש משתנים, בצע שוב התאמות.
      1. במערכות סימנס, הימנע מכך על-ידי העתקת אמצעי האחסון להתאמה מה-Localizer האחרון שבו אמצעי האחסון להתאמה הוגדר כראוי: בחר את הסריקה האחרונה עם ההתאמה הנכונה, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על העתק פרמטרובחר כוונן את עוצמת הקול בחלון הפתוח. הנסיבות שבהן נדרשות התאמות נוספות כוללות רצפי הדמיה מיוחדים הדורשים טכניקות שיימינג אינטנסיביות יותר (למשל, הדמיה מחוללת הד (EPI)).
  4. רכישת רצפי הדמיה ייעודיים של MR
    1. מספר רצפים עם ניגודיות שונה (T1, T2, T2*, פאזה, QSM, דיפוזיה) קיימים לחקר פתולוגיה של טרשת משולבת(איור 11). אלה המתאימים ביותר לצרכים הקליניים או לשאלות המחקר עשויים להיבחר ולארגן במסגרת פרוטוקולי המחקר במערכת MR לשימוש במהלך פרויקטי המחקר או המחקרים הקליניים הרלוונטיים הספציפיים. קיימים מספר מדריכים וביקורות מעשיים ללמידה, זיהוי והגדרת נגעים בטרשת נפוצה ב- MRI 8,50,69. לכל מערכת MR יהיו נהלים תפעוליים וממשק משתמש שונים לרכישת רצפי MR הייעודיים(איור 4). במערכות סימנס, הצג את רשימת שיטות MR (רצפים) מימין עבור כל פרוטוקול לימוד ותור ברשימת הרצף של חלון הבדיקה (מימין). להלן כמה רצפים שאנו מעסיקים בסורק סימנס 7.0 T MR כדי ללמוד פתולוגיה של טרה-אם. בעת תכנון מיקומי רצף, הקפד לחזור על התאמות במידת הצורך.
  5. מגנט מוכן - הד הדרגתי של רכישה RApid (MPRAGE)
    1. MPRAGE הואT 1- T 1 -משוקלל 3D היפוך שקוע התאוששות מוכן התאוששות רצף עבור רזולוציה מרחבית גבוהה T1-ניגודיות. מטרתו היא בדרך כלל אנטומית, וזה שימושי כדי להעריך אובדן נפח ב MS70. זה יושם לראשונה בחולי MS כדי לשפר את הזיהוי של נגעים משופרים ניגודיות (CELs)71. MPRAGE מספק ניגודיות מעולה T1-תלוי בין חומר אפור (GM), חומר לבן (WM), ונוזל השדרתי (CSF) גם ללא סוכן ניגוד72. בשילוב עם רצף T2משוקלל כגון FLAIR (ראה להלן), זוהי טכניקה נפוצה T1-משוקלל בגישות פילוח מולטימודליות ומורפומטריה מבוססת ווקסל73. זיהוי וסיווג נגעים בקליפת המוח MS באמצעות MPRAGE משופרים במידה ניכרת על ידי ביצועי ההדמיה המקבילה הטובים יותר והגדלת SNR והרזולוציה המרחבית הזמינה ב- 7.0 T 74.
    2. השתמש בפרמטרי רצף MPRAGE הבאים: TA = 5 דקות 3 s, מצב תלת-ממד, רזולוציה איזוטרופית = [1.0×1.0×1.0]mm³, מטריצה = 256×256×256, FOV = 256 מ"מ, כיוון קשתי, כיוון PE A>P, פרוסות לכל לוח = 192, עובי פרוסה = 1.0 מ"מ, מרווח פרוסה = 0.5 מ"מ, TR = 2300 ms, TE = 2.98 ms, ממוצע = 1, שרטוטים = 1, ללא מסנן, זמן האבולוציה של התאוששות היפוך TI = 900 ms, FA = 5 °, ללא דיכוי שומן או מים, רזולוציית בסיס = 256, הדמיה מקבילה עם GRAPPA, AFPE = 2 (איור 4A).
    3. לרכוש בכיוון קשת אשר עולה בקנה אחד עם הסדק הבין-הומיספירי. מאז MPRAGE הוא רצף 3D, התמונות עדיין ניתן לרשום על הסריקה הבסיסית בסוף המחקר.
  6. מגנט-מוכן 2 - הד הדרגתי רכישה מהירה (MP2RAGE)
    1. זהו רצף תלת-ממד משוקלל T1עם מיפוי T1 בו זמנית; שני רצף הד הדרגתי מהיר שהוכן על-ידי מגנטיזציה, עבור מדידות חזקות של עוצמת הנגע בחומר הלבן75. רצף MP2RAGE מפיק תמונות עם ניגודיות שונות, למשל, שתי תמונות הד הדרגתיות עם זמני היפוך שונים וזוויות היפוך שונות, תמונת T1w ללא רקע רועש ומפת T1. מיפוי T1 כמותי מספק מידע אבחוני נוסף בחולי טרשתשת טרשת דם כדי להפלות טוב יותר תת-סוגים של נגעים ולאפשר היערכות מהירה יותר של פעילות המחלה76. MP2RAGE הוכח לאחרונה כדי לשפר את ההדמיה של נגעים תוך-קורטיאליים תת-אפיים (איור 13A)77,הקשורים דלקת קרום החיים ב- MS78 וקשה במידה רבה לזהות אפילו עם חוזקות שדה גבוהות יותר ושיטות מתקדמות. קוד MP2RAGE בקוד פתוח זמין מהמפתח: https://:github.com/JosePMarques/MP2RAGE-סקריפטים הקשורים
    2. השתמש בפרמטרי רצף MP2RAGE הבאים: ת"א = 11 דקות 37 s, ממד תלת-ממדי, כיוון קשתי, כיוון PE A>P, רזולוציה מרחבית = [1.01.0]mm², מטריצה = 256×256, FOV = 256 מ"מ, שלב FOV = 93.75 %, לוחות = 1, פרוסות לכל לוח = 176, עובי פרוסה = 1.0 מ"מ, מרווח פרוסה = 0.5 מ"מ, TR = 5000 ms, TE = 3.18 ms, avg = 1, השרורים = 1, TI 1 = 700 ms, TI 2 = 2500 ms, FA 1 = 4 °, FA 2 = 5°, ללא דיכוי שומן או מים, רזולוציית בסיס = 320, הדמיה מקבילה עם GRAPPA, AFPE = 3 (איור 5).
    3. הפעל את MP2RAGE עם אותו כיוון ומיקום כמו MPRAGE.
  7. התאוששות היפוך מוחלץ נוזל (FLAIR)
    1. FLAIR הוא רצף תלת-ממדי המשתמש בשחזור היפוך מוחלש נוזלים משוקלל T2(FLAIR) עם דיכוי אותות CSF כדי להעריך הפצה של נגעי טרשת הנפוצה החדשים לאורך זמן (בסורקים סימנס הוא משמש בשילוב עם SPACE (דגימת שלמות עם ניגודים ממוטבים ליישום באמצעות אבולוציות בזווית היפוך שונה, מודול הדמיה ). היתרונות של רצף זה כוללים רזולוציה איזוטרופית גבוהה, SAR נמוך, אפשרות הדמיה מקבילה, דיכוי CSF ולכן זיהוי טוב יותר של נגעים בגבולות פרנסימאליים במוח. FLAIR מועיל במיוחד לזיהוי נגעים בקליפת המוח (איור 13B)79 ושיפורים לפטומינינגיאליים (LME) לאחר התפרצות מוחות80. מעניין, זיהוי של LME בחולי טרה-מס ב 1.5 T היה גבוה משמעותית בעת שימוש בקוביית FLAIR (מודול הדמיה למערכות GE MR) בהשוואה ל- FLAIR SPACE (סימנס)81. 3D FLAIR SPACE הוכח כרצף אטרקטיבי T2- משוקלל המשלים אתרצףMP2RAGE משוקלל מעל T 1 לגילוי נגע בחולי MS76. בדרך כלל, שני הרצפים רשומים במשותף עם פלחי נגעים חוצי חתך כדי לעבד מפות נגע MS משותפות82. לאחרונה FLAIR (על מערכת MR 3.0 T פיליפס) זיהה כי חולי תסמונת סוסאק היו באופן משמעותי יותר סביר להציג עם LME מאשר חולי טרשתשת טרשת83.
    2. השתמש בפרמטרי רצף FLAIR הבאים: TA = 6 דקות 16 s, דגם תלת-ממדי, כיוון קשתי, כיוון PE A>P, רזולוציה איזוטרופית = [0.8×0.8×0.8]מ"מ³, מטריצה = 320×320×320, FOV = 256 מ"מ, לוחות = 1, פרוסת דגימת יתר = 18.2 %, פרוסות לכל לוח = 176, שלב FOV = 87.5 %, עובי פרוסה = 0.80 מ"מ, TR = 8000 ms, TE = 398 ms, avg = 1, שרטוטים = 1, מסנן גולמי ותמונה, TI = 2150 ms, ללא דיכוי שומן או מים, גורם האצה לאורך כיוון קידוד הפאזה AFPE = 4 (איור 6).
    3. הפעל את הרצף בכיוון קשתי, זהה לרצפי MPRAGE ו- MP2RAGE.
    4. הגדל את שלב FOV במפת פרמטרי הרצף ל- 100% אם האף נמצא מחוץ למסגרת הצהובה. זה משנה את ת"א ל 6 דקות 56 s.
  8. צילום מהיר בזווית נמוכה (FLASH-ME)
    1. FLASH-ME הוא רצף GRE 2D T2*משוקלל רכישת הדים מרובים עם זמני הד שונים. רצף דומה שימש בעבר ב 7.0 T ככלי כמותי להערכת T2* שיעורי הרפיה, כדי לחקור דפוסים של ארגון ציטוארכיקטואלי ברחבי קליפת המוח כולה בבקרות בריאות 84. לאחרונה, מיפוי T2* כמותי שימש לחקר שלמות הרקמה הקליפתית בחולי טרשה טרשה, ופגמים קוגניטיביים הוכחו כמתאם עם עלייה T2 *, ללא תלות בעובי קליפת המוח או נוכחות של נגעים85. כאשר משתמשים בזמן ההד הארוך ביותר בלבד, הרצף משמש לתיוג נגעי חומר לבן MS המרוכזים סביב כלי וריד קטן (סימן וריד מרכזי, איור 12),במיוחד אלה הקרובים לחדרים (איור 14a)42,55.
    2. השתמש בפרמטרי רצף FLASH-ME הבאים: TA = 12 דקות 10 s, מצב דו-ממדי, כיוון רוחבי, ברזולוציית מישור = [0.47×0.47]mm², מטריצה = 512×512, FOV = 238 מ"מ, פרוסות = 52, עובי פרוסה = 2.0 מ"מ, ללא מרווח פרוסה, כיוון PE R>L, TR = 1820 ms, TE1-8 = 4.08 ms, 7.14 ms, 10.20 ms, 13.26 ms, 16.32 ms, 19.37 אלפיות שני, 22.43 אלפיות שני, 25.49 אלפיות שני (ודאו שההפרש המצטבר בזמן ההד הוא כפולה של משמרת מי השומן של 3.5 ppm), ממוצע = 1, קרש = 1, FA = 35 °, ללאדיכוי שומן (איור 7).
    3. השתמש ב- MPRAGE 3D ובתמונות לוקליזציה קורונלית, חוצת גבולות כדי לתכנן את הגיאומטריה של סריקת FLASH-ME הדו-ממדית.
    4. התאם את FOV ופרוסות כך שהראש כולו יהיה באמצע (ראה לעיל).
    5. הזז והטה את 2D FLASH-ME FOV, באמצעות כלי זום ו גלילה רציפה בתמונות MPRAGE קשתיות, כך הגבול התחתון של FOV (מסגרת צהובה) הוא בקנה אחד עם קו קלוסום הקורפוס התחתון (מישור תת-קולוסאלי).
    6. הזז את הערימה כולה לאחר אנגולציה, כך שהשכבה העליונה תסתיים בקלוטה הגולגולת. הערימה לא מכסה את כל המוח. ערימות גדולות יותר מגדילות את זמן המדידה ומציגות חפצים לרגישות מגנטית בחלל האף.
    7. שנה את אמצעי האחסון להתאמה אם הוא אינו מיושר עוד לאמצעי האחסון הגיאומטרי. במידת הצורך חזור על ההתאמות (ראה לעיל).
  9. הדמיה משוקלללת רגישות (SWI)
    1. עבור SWI, השתמש בנתוני גודל ושלב של רצף GRE תלת-ממדי2משוקלל בזרימה מלאה. כדי לשפר את ניגודיות הרגישות, מסכות שקלול נוצרות מנתוני פאזה ומוכפלות בתמונות בסדר גודל ב- SWI86. SWI משפר את הניגוד בין ורידים לרקמה הסובבת87, וגם מזהה תצהיר ברזל בחולי MS88. תצהיר של מקרופאגים עמוסי ברזל מתרחש בשולי נגעי טרשת כף היד כרוניים89, וזה מציג כאות היפרינטנס בגבול הנגע בתמונות שלב89,90 ואות מופחת (שפת hypointense) על T2*- תמונות משוקללות לאחר עיבוד באמצעות SWI ב ויוו ונתיחה שלאחר המוות91 ( איור14b ). קידוד תלת-ממד מאפשר TRs קצר יותר וזוויות היפוך נמוכות יותר, ובכך מאפשר כיסוי מוחי שלם, מקצר את זמן הרכישה ומוריד את הרגישות ל- B1+ 92. הדמיה מקבילה גם מקטינה את זמן הרכישה; כיול אוטומטי כללי של רכישה מקבילה חלקית (GRAPPA) הדמיה מקבילה משחזרת תמונות סדר גודל פאזה עבור כל ערוץ ומשלבת אותן כדי ליצור את התמונות הסופיות93,94.
    2. השתמש בפרמטרי רצף SWI הבאים: TA = 9 דקות 26 s, מצב דו-ממדי, רזולוציה מרחבית: [0.30.3]mm², מטריצה = 768×768, קריאת FOV = 256 מ"מ, שלב FOV = 68.75 %, לוחות = 1, פרוסות לכל לוח = 120, עובי פרוסה = 1.0 מ"מ, מרווח פרוסה = 0.2 מ"מ, כיוון רוחבי חזק, כיוון PE R>L, TR = 30 ms, TE = 15.3 מיל'ור, avg = 1, קריגות = 1, FA = 30 °, ללא שומן או דיכוי מים, רזולוציית בסיס = 768, רזולוציית פאזה = 100 %, רזולוציית פרוסה = 100 %, פורייה חלקית שלב = 6/8, פרוסה פורייה חלקית = 6/8, הדמיה מקבילה עם GRAPPA, AFPE = 2 (איור 8).
    3. לרכוש בכיוון רוחבי ולא להציג כלangulation כמו זה עושה לאחר עיבוד קשה יותר.
    4. הזיזו את לוח הפרוסה בכיוון הגולגולת כך שהגבול העליון יתיישר עם קלוט הגולגולת. להזיז את לוח בכיוון גחון או גב, כך המוח הוא לגמרי באמצע FOV.
  10. מיפוי רגישות כמותית (QSM)
    1. עבור QSM, השתמש ברצף GRE2DT 2 *משוקלל (תוך שימוש בשש פעמים הד עם פיצוי זרימה עבור ההד הראשון). QSM הוא יורש של SWI והרעיון מאחוריו הוא לספק הערכת voxel-by- voxel של התפלגות הרגישות95. QSM עושה שימוש בתמונות פאזה ומייצרת התפלגות רגישות תלת-ממדית. עוצמת ווקסל היא ליניארית פרופורציונלית לרגישות המגנטית לכאורה של הרקמה הבסיסית. כאשר לומדים פתולוגיה של MS, QSM מספק מידע חשוב על הרכב רקמות ומיקרו מבנים כגון תוכן מיאלין בחומר לבן ותצהיר ברזל בחומר אפור95. התהליכים הפתופיציולוגיים השונים של MS התורמים לשינויי אותות הניתנים למדידה MR הם מורכבים, כך ששילוב של שיטות MR שונות מועיל: בעוד ש- QSM רגיש יותר לשינויי רקמות הקשורים לטרשתשת טרשת כף-אס, הוא גם מראה השפעה נוספת של הצטברות ברזל ודמיאלינציה(שניהםמקדמים רגישות מגנטית), זאת בניגוד למיפוי T 2 * , שבו שני התהליכים הפתולוגיים ב- MS מפעילים השפעות מנוגדות: demyelination מגביר T2* שיעור בעוד תצהיר ברזל מקטין T2*96. QSM פותר במדויק את תבנית הרגישות המגנטית המרחבית בהשוואה לתמונות פאזה ומכאן מתאר דפוסי מוצקים ושוליים של רגישות מדויקת ואמינה יותר97. על ידי שילוב של תמונות T2 *משוקלל עם SWI ו- QSM, ניתן גם ללמוד שינויים בתוכן הברזל בנגעות במהלך התקדמות המחלה ב- MS: בעוד נגעים שאינם עמוסי ברזל הם hyperintense בכל הרצפים, נגעים עמוסי ברזל הם מזמורים T2 * ו- SWI אך לא QSM 98.
    2. השתמש בפרמטרי רצף QSM הבאים: TA = 7 דקות 43 s, מצב דו-ממדי, לוחות = 1, כיוון PE A>P, ברזולוציית מישור = [0.49×0.49]mm², מטריצה = 448×448, קריאת FOV = 220 מ"מ, שלב FOV = 90.6 %, פרוסות לכל לוח = 96, עובי פרוסה = 1.0 מ"מ, דגימת יתר פרוסה = 8.3 %, TR = 36 ms, TE1-6 = 6.15 ms, 11.22 ms, 16.32 ms, 21.42 ms, 26.52 ms, 31.62 ms, ממוצע = 1, קערות = 1, מסנן תמונה, FA = 30 °, ללא שומן או דיכוי מים, רזולוציית בסיס = 448, פורייה חלקית שלב = 6/8, פורייה חלקי פרוסה = 6/8, הדמיה מקבילה עם GRAPPA, AFPE = 2 (איור 9).
    3. הזז והטה את ה- FOV, באמצעות כלי הזום והגלישה בתמונות MPRAGE הקשתות כך שהגבול התחתון של ה- FOV (מסגרת צהובה) עולה בקנה אחד עם קו קלוסום הקורפוס התחתון (מישור תת-קולוסאלי).
    4. הזז את מחסנית הפרוסה באופן cranially כך השכבה העליונה מיושר עם קלוטה הגולגולת.
  11. הדמיה אקו-פלנארית משוקללת דיפוזיה (DW-EPI)
    1. עבור הדמיית DW, השתמש ברצף EPI דו-ממדי עם 64 כיווני קידוד דיפוזיה שונים ב- b-ערך b = 0 s/mm2 ו- b = 1000 s/mm2. הדמיית DW מזהה שינויים דיסקרטיים במיקרו-מבנה רקמות, כולל ניוון עצבי מפוזר ו demyelination ב- NAWM בשלב מוקדם MS כי הוא החמיץ לעתים קרובות על MRI קונבנציונאלי99,100. מחקרי דיפוזיה קודמים ב- MS דיווחו על דיפוזיה ממוצעת מוגברת ב נגעים קליפת המוח101. מחקר שנערך לאחרונה ב 7.0 T גילה ממצאים דומים, אך גם שבר נפח תאי נמוך יותר בשלב מוקדם טרשה-אס; התא התא התאי הופרד מחלק הנפח האיזוטרופי (בצקת או CSF) והחלל החוץ-תאי על ידי התאמת דגם רקמות של שלושה תאים לתמונות DW 102. ירידה בשבר נפח תאיים דווחה לא רק בנגעים קליפת המוח WM, אלא גם ב NAWM, בהשוואה WM של פקדים102. ב נגעים WM, התא התא התאי מופחת לווה דיפוזיה ממוצעת מוגברת ואניזוטרופיה חלקית, המציין demyelination ואובדן אקסוני102. DW-EPI מזוהה בדרך כלל עם עיוותים גיאומטריים המופיעים כפיקסלים מתוחים או דחוסים בתמונה שנרכשה. על מנת לפצות על כך, הוכנסו גישות הדרגתיות פאזה הפוכות, שבהן אותה פרוסה נרכשת פעמיים באמצעות קוטביות קידוד פאזה הפוכה (PE) 103,104. ניתן ליישר את דפוסי העיוות המרחבי ההפוכים, ואת התמונות המשולבות באמצעות כלי רישום. לתיקון עיוות, אותה תמונה נרכשת עם כיוון PE הפוך אך ללא שקלול דיפוזיה, ומכאן ירידה בזמן הרכישה.
    2. השתמש בפרמטרי רצף DW-EPI הבאים: ת"א = 14 דקות 02 s, ממד דו-ממדי, כיוון רוחבי, כיוון A>P PE, רזולוציה מרחבית = [1.951.95]mm², מטריצה = 256×256, קריאת FOV = 500 מ"מ, פרוסות = 30, שלב FOV = 100.0 %, עובי פרוסה = 2.0 מ"מ, מרווח פרוסה = 2.0 מ"מ, TR = 12000 ms, TE = 115 ms, avg = 1, שרוכים = 1, דיכוי שומן, רזולוציית בסיס = 256, רזולוציית פאזה = 100 %, פורייה חלקית שלב = 6/8, הדמיה מקבילה עם GRAPPA, AFPE = 3, מצב דיפוזיה = MDDW, 2 שקלולי דיפוזיה: b-ערך 1 = 0 s/mm², b-ערך 2 = 1000 s/mm², כיווני דיפוזיה = 64 (איור 10).
    3. לרכוש בכיוון רוחבי ולא להציג כלangulation כמו זה עושה לאחר עיבוד קשה יותר.
    4. הזז את ה- FOV כך שהקו העליון של בלוק השכבה יתיישר עם קלוט הגולגולת. הזזת דורסוונטרית כך שהמוח נמצא בדיוק באמצע ה-FOV.
    5. רכוש את הרצף בשתי קוטביות הפוכה של כיוון קידוד הפאזה (PE) כדי לבטל חפצי עיוות במהלך עיבוד לאחר. כדי להפעיל את רצף הקוטביות ההפוך, חזור שוב על רצף ה- EPI הדו-ממדי, ובחר כעת את גירסת הרצף עם כיוון PE ב- P>A. פרמטרי רצף שהשתנו: TA = 1 min 14 s, P>A PE כיוון, שקלול דיפוזיה 1: b-ערך = 0 s/mm².
    6. הפעל רצף זה עם אותו כיוון ומיקום כמו רצף ה- EPI הדו-חמצני הקודם.
    7. ודא שכיוון קידוד הפאזה מוגדר כ- P>A בכרטיסיית הפרמטר Routine. אם לא, שנה על-ידי הזנת 180°.
    8. ברגע שהרצף האחרון מסתיים ומשוחזר, בדיקת ה-MRI מוכנה.
    9. תעד את כל הרצפים שנרכשו ואת התיאורים המשויכים שלהם ב- CRF.

5. סיכום בדיקת MR

  1. הזן את חדר סורק MR והזז את טבלת הנושאים באיטיות הרחק ממרכז האיזו-מרכז.
  2. להעריך את מצב הנושא ואת השאילתה על כל תופעות לוואי אפשריות לפני, במהלך או אחרי המדידות. שאל במיוחד על סחרחורת, הבזקי אור, תחושה של חום או קור, אי נוחות כללית, עוויתות שרירים, טעם מתכתי, או כל אפקט אחר.
  3. לתעד את כל התצפיות (כולל תופעות לוואי) ב- CRF.
  4. לאחר התייעצות אחרונה, הנושא מלווה לחדר ההלבשה, ולאחר מכן לארונית כדי לאסוף את חפצי הערך המאוחסנים שם ולאחר מכן ליציאה של הבניין. כאמצעי בטיחות תמיד מלווה את הנבדקים המבקרים.
  5. תייק את כל המסמכים הכתובים (CRF, רשימת מזהי נושא, טפסי הסכמה של לימוד) בתיקיית אתר החוקרים ונעל במקום בטוח. תקופת האחסון היא לפחות 10 שנים.

6. גיבוי נתונים

הערה: כל מרכז MR פועל בהתאם להנחיות שלו לשמירה ולגיבוי בטוח של נתוני MR. יש לאחסן נתוני MR דיגיטליים בשרת המוגן באמצעות סיסמה. ההליך שלהלן אופייני למערכת סימנס 7.0 T MR.

  1. בחר את מספר מזהה המשתתף בדפדפן המטופל ובחר העבר.
  2. בחר יצא אל לא מקוון והזן את הנתיב של תיקיה מקומית (למשל, C:\temp).
  3. בדוק אם התהליך הסתיים (מתוך Transfer | מצב משימה מקומית).
  4. בחר משתמש מתקדם (Ctrl+Esc) ובטל את הנעילה על-ידי הזנת סיסמת ניהול.
  5. לאחר הפעלת משתמש מתקדם, עבור אל סייר Windows (Ctrl+Esc).
  6. העבר את נתוני Dicom מתיקיה מקומית לתיקיית לימוד נתונים מאובטחת של Dicom בשרת המוגן באמצעות סיסמה.

7. כיבוי המערכת

  1. כבה את המערכת בהתאם לדרישות המערכת. עבור סורקי סימנס, השתמש בסרגל העליון בתוכנת הסינגו כדי לכבות את התוכנה. כבה את מערכת MR (לחצן כחול בסורקים של סימנס) רק לאחר כיבוי התוכנה. סובב את המפתח שמאלה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

אישה בת 26 שאובחנה עם נסיגה טרשת MS (RRMS) נבדקה ב 7.0 T באמצעות הפרוטוקולים לעיל(איור 11). ניתן לראות עיוותים מסוימים בפרופיל B1+ בתמונות MR. זה צפוי כאשר עוברים לתדרי תהודה גבוהים יותר43; אורכי הגל הקצרים יותר מגבירים הפרעות הרסניות ובונות105,106. כדי להשיג את תמונות MR(איור 11, איור 12, איור 13, איור 14),השתמשנו בסליל עוצמת שידור של ערוץ יחיד במערכת סימנס 7.0 T MR שבה לא ניתן היה לקזז את ה- B1+ inhomogeneities. טכנולוגיות רב-משדר מציעות את דרגות חופש השידור המקביל הנדרש כדי לווסת באופן דינמי את התפלגות השדה B1+ 44. בעוד B1+ דפוס לא ניתן לשנות עבור אלמנט שידור יחיד של סליל נתון, המאפיינים האלקטרומגנטיים שלהסביבהשמסביב עשויים להשתנות, כפי שהוכח עם ריפוד דיאלקטרי מלא במים107 או השעיות טיטאנאט סידן108 בשימוש ב 7.0 T. רפידות דיאלקטריות מותאמות גיאומטרית הוכחו כיעילות בהדמיית המוח 109, 110 ובמיוחד האוזן הפנימית111, מקום מאתגר לתמונה בשל אי-תום לב מהבדלי רגישות בין נוזלי האוזן הפנימיים לעצם.

באיור 11 מוצגות השקפות קשתיות וחוצה של מוחו של המטופל באמצעות פרוטוקולים שונים המספקים ניגודים שונים. ארבע וחצי שנים לפני בדיקת 7.0 T MR הציג המטופל עם דיפלופיה וראייה מטושטשת. האבחון נקבע בתחילה, בהתבסס על הקריטריונים מקדונלד 20178 בשל periventricular, juxtacortical ו התפשטות נגע MR אינפרא-נטורית ועל סמך המופע של נגעים משפרי גדליניום ולא משפרים ב 3.0 T. CSF ממצאים היו בגבולות הרגילים. תרופות עם natalizumab (NTZ) יזם לאחר מכן. האבחנה טרשת נפוצה אותגרה לאחר מכן עקב עלייה בנגעים T2 והישנות קליניות מרובות עם הפוגה חלקית למרות טיפול NTZ יעיל מאוד. עם זאת, 7.0 T MRI תמך באבחון טרשת נפוצה על ידי חשיפת סימן הווריד המרכזי ברוב הנגעים המשולשים והמשפטיים(איור 12). האבחנה של טרשת נפוצה אומתה עוד יותר על ידי פתולוגיה קליפת המוח(איור 13)ומבני שפת הייפונס המקיפים תת-קבוצה של נגעי היפר-ינטנס T2 (איור 14). ההערכה מחדש של האבחון כללה גם חיפוש אחר הפרעות אוטואימוניות, זיהומיות ומטבוליות אחרות, אך לא חשפה תוצאות חריגות נוספות. בסופו של דבר החולה נמצא חיובי לנוגדנים נגד NTZ, מה שמצביע על נטרול בתיווך נוגדנים ומסביר את תגובת הטיפול הלא מספקת כלפי NTZ 112. לכן, אבחון MS עם חוסר תגובה כלפי טיפול NTZ סוכם בחולה זה. התרופה הועברה מ- NTZ לאוקרליצומאב והמטופל היה ללא הישנות בשלבים שלאחר מכן.

Figure 1
איור 1. תיבת מתג של סורק MR סימנס אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2. חיבור סליל RF ייעודי למערכת MR. (א)שידור (Tx), 24- או 32 ערוץ לקבל (Rx) סליל ראש תדר רדיו מותאם MRI המוח ב 7.0 T (b)להורות לנושא להתקרב סליל הראש RF ולמקם את ראש הנושא מעל סליל RX התחתון מתחת סליל RX העליון (פאנל שמאלי). המהלך הבא של חלק TX של סליל הראש RF מעל סליל RX (מימין למטה). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3. התאמות ריצה (מערכת סימנס). (א)כוונון תדר בסיסי, (b) כוונון מתח משדר, (c) יצירת מפת B0 ושיימינג תלת-ממדי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4. תכנון רצף MR על מערכות MR 7.0 T מספקים שונים. (א)סימנס, (ב)פיליפס ו (ג)ג' ג'נרל אלקטריק. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5. תכנון רצף הדמיה MP2RAGE תלת-ממדי אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 6
איור 6. תכנון רצף הדמיה 3D SPACE-FLAIR אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 7
איור 7. תכנון רצף הדמיה 2D FLASH-ME אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 8
איור 8. תכנון רצף הדמיה משוקלל רגישות תלת-ממדית אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 9
איור 9. תכנון QSM-FC אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 10
איור 10. תכנון רצף הדמיה אקו-פלנארי משוקלל דיפוזיה אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 11
איור 11. תוצאות מייצגות של MRI מוחי ברזולוציה גבוהה של פאנל עליון של חולה RRMS משמאל לימין: (a) תצוגה קשתית של רצף T1w 3D היפוך מפונק-GRE (MPRAGE), (b)תצוגה רוחבית של T1w 3D MPRAGE, (c) תצוגה רוחבית של T2* w 2D FLASH רצף עם קריאה מרובת הד (FLASH-ME), (ד)תצוגה רוחבית של T2 w התאוששות היפוך מוחלשת בנוזל באמצעות שלמות דגימה עם ניגודים ממוטבים ליישום באמצעות אבולוציות שונות של זווית היפוך (SPACE-FLAIR), (e) תצוגה רוחבית של מיפוי רגישות כמותית מפצה זרימה (QSM-FC). החלונית התחתונה משמאל לימין: (f) תצוגה קשתית שלרצףהד הדרגתי מהיר (MP2RAGE) המוכן למגנטיזציה תלת-ממדית (MP2RAGE), (g) תצוגה רוחבית של T1w 3D MP2RAGE, (h)תצוגה רוחבית של הדמיה משוקללת של רגישות תלת-ממדית (SWI) באמצעות נתוני גודל פאזה של רצף GE בפיצוי מלא, (i)מפת אניזוטרופיה חלקית משולבת ומפה כיוונית של רצף הדמיה משוקלל דיפוזיה של הד-פלנאר (2D EPI), (j)תצוגה רוחבית של T2* w הדמיית הד הדרגתית 2D עם פיצוי זרימה (GRE-FC). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 12
איור 12. נגעי MS של חומר לבן מייצגים עם סימן וריד מרכזי (a ו- b)תצוגה רוחבית של T2* w 2D FLASH עם קריאת ריבוי הד (FLASH-ME) חושפת סימן וריד מרכזי ספציפי מאוד ל- MS (חץ אדום) בתוך נגעים periventricular למופת, (c) נגע תלמי בחצי הכדור הימני (d), ונגע juxtacortical הקודקודי, מבסס את אבחנת הטרשת נפוצה של המטופל. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 13
איור 13. נגע נגע נ.ב. קליפת המוח. (א)מבט קשתי שלרצףהד הדרגתי מהיר של T 1 w 3D המוכן מגנטיזציה (MP2RAGE) מתווה נגע קליפת המוח התת-אפית (ראשי חץ אדום) בתוך קליפת המוח הקודקודית (b) עם רגישות יתר תואמת בתצוגה רוחבית של התאוששות היפוך נזילה של T2w (SPACE-FLAIR), המציין את התרחשותה של פתולוגיית MS קליפתית בחולה MS חוזר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 14
איור 14. מבני חישוקי ים נקודתיים מייצגים. (א)תצוגה רוחבית של T2* w 2D FLASH רצף עם קריאת ריבוי הד (FLASH-ME) מגלה נגע טרשת-מנחה ovoid periventricular, ו - (b)תצוגה רוחבית של הדמיה משוקלל רגישות תלת-ממדית (SWI) מתווה מבנה שפת הייפונס סביב הנגע, מה שמרמז על מקרופאגים עמוסי ברזל להיות נוכחים כפונדקאית פוטנציאלית לפעילות נגע MS. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

שתלים מתכתיים (יכול תקלה עקב שדות מגנטיים או לגרום לפציעה)
מכשירים אלקטרוניים למשל קוצבי לב, דפיברילטורים, משאבת אינסולין, ממריצים עצביים
מפרצת וקליפים האמוסטטיים, שסתומי לב תותבים
שבלול, שתלים אוטולוגיים
מכשירי עירוי סמים
אלקטרודות גירוי מוחי עמוק
חוטי אלקטרוקרדיוגרמה עופרת
התוויות נגד אחרות (סיכון לכוויות בעור, נפיחות או נזק באמצעות השפעות שדה מגנטי)
כמה טלאי תרופות
גופים זרים מתכתיים למשל רסיסים או שברי מתכת דקה אחרים בעין
קצת קעקועים וקוסמטיקה (איפור קבוע)
תכשיטים חודרי גוף
הריון (השפעות ביולוגיות שליליות אפשריות על ידי שדות מגנטיים)
קלסטרופוביה ידועה

טבלה 1. התוויות נגד עיקריות של בדיקת MRI. התוויות נגד הנפוצות ביותר הן שתלים מתכתיים. שתלים הופכים יותר ויותר בטוח MR (MRI מותנה) אבל נשארים דאגה גדולה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הפרוטוקול המוצג כאן מתאר סדרה של רצפי MRI עם ניגודים שונים המשמשים בדרך כלל בעת בדיקת חולי טרשת הנפוצה ב 7.0 T. יחד עם התפתחויות טכנולוגיות מתפתחות, הם מספקים את הבסיס לחקירות לתוך יישומים מתקדמים יותר בהדמיה מטבולית או תפקודית.

מלבד נגעים במוח, נגעים בחוט השדרה משפיעים לעתים קרובות על חולי MS הגורמים לתפקוד לקוי של המנוע, החושים והאוטונומיה. עם זאת הדמיית חוט השדרה, במיוחד ב 7.0 T, הוא מאתגר מבחינה טכנית113. התפתחויות נוספות בשידור מקביל והדמיה מקבילה מוצדקות להתגבר על המשוכות של פרופילי שדה B1 מעוותים114.

מטרת פרוטוקול זה היא להפיץ ולחבר באופן סינרגטי פיתוחים טכנולוגיים ויישום קליני בתחומים משמעתיים. מלבד השיפורים הצפויים ברזולוציה המרחבית והזמן, הזדמנויות מהמאפיינים הפיזיים המשתנים של שדות מגנטיים גבוהים יותר כוללות ניגודים טובים יותר בהדמיה משוקלל רגישות (SWI) וטכניקות ניגודיות פאזה115, כמו גם הדמיה של X-גרעינים כגון נתרן116,117 ופלואור118,119,120 להערכה מעמיקה יותר של הפתולוגיה כמו גם ניטור טיפולי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין אינטרסים פיננסיים מתחרים שיש להצהיר עליו.

Acknowledgments

פרויקט זה (T.N.) קיבל מימון בחלקו ממועצת המחקר האירופית (ERC) במסגרת תוכנית המחקר והחדשנות Horizon 2020 של האיחוד האירופי במסגרת הסכם המענק No 743077 (ThermalMR). המחברים מבקשים להודות לצוותים במתקן שדה Ultrahigh בברלין (B.U.F.F.), מרכז מקס דלברוק לרפואה מולקולרית באגודת הלמהולץ, ברלין, גרמניה; במתקן ה-7T הלאומי השבדי, במרכז הביו-הדמיה של אוניברסיטת לונד, אוניברסיטת לונד, שבדיה וב-ECOTECH-COMPLEX, אוניברסיטת מריה קירי-סקובודובסקה, לובלין, פולין לסיוע טכני ואחר.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
7T TX/RX 24 Ch Head Coil Nova Medical, Inc., Wilmington, USA NM008-24-7S-013 1-channel circular polarized (CP) transmit (Tx), 24-channel receive (Rx) RF head coil
Magnetom 7T System Siemens Healthineers, Erlangen, Germany MRB1076 7.0 T whole body research scanner
syngoMR B17 Software Siemens Healthineers, Erlangen, Germany B17A image processing software for the Magnetom 7T system

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Filippi, M., et al. Multiple sclerosis. Nature Reviews Disease Primers. 4 (1), 43 (2018).
  2. Krieger, S. C., Cook, K., De Nino, S., Fletcher, M. The topographical model of multiple sclerosis: A dynamic visualization of disease course. Neurology: Neuroimmunology & Neuroinflammation. 3 (5), 279 (2016).
  3. Kutzelnigg, A., et al. Cortical demyelination and diffuse white matter injury in multiple sclerosis. Brain. 128 (11), 2705-2712 (2005).
  4. Kuchling, J., Paul, F. Visualizing the Central Nervous System: Imaging Tools for Multiple Sclerosis and Neuromyelitis Optica Spectrum Disorders. Frontiers in Neurology. 11, 450 (2020).
  5. Lassmann, H. Multiple Sclerosis Pathology. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 8 (3), (2018).
  6. Miller, D. H., Chard, D. T., Ciccarelli, O. Clinically isolated syndromes. The Lancet Neurology. 11 (2), 157-169 (2012).
  7. van der Vuurst de Vries, R. M., et al. Application of the 2017 Revised McDonald Criteria for Multiple Sclerosis to Patients With a Typical Clinically Isolated Syndrome. JAMA Neurologyogy. 75 (11), 1392-1398 (2018).
  8. Thompson, A. J., et al. Diagnosis of multiple sclerosis: 2017 revisions of the McDonald criteria. The Lancet Neurology. 17 (2), 162-173 (2018).
  9. Filippi, M., Preziosa, P., Rocca, M. A. Multiple sclerosis. Handbook of Clinical Neurology. 135, 399-423 (2016).
  10. Rovira, A., de Stefano, N. MRI monitoring of spinal cord changes in patients with multiple sclerosis. Current Opinion in Neurology. 29 (4), 445-452 (2016).
  11. Filippi, M., et al. Assessment of lesions on magnetic resonance imaging in multiple sclerosis: practical guidelines. Brain. , (2019).
  12. Kuhle, J., et al. Conversion from clinically isolated syndrome to multiple sclerosis: a large multicentre study. Multiple Sclerosis Journal. 21 (8), 1013-1024 (2015).
  13. El-Khatib, A. H., et al. Gadolinium in human brain sections and colocalization with other elements. Neurology: Neuroimmunology & Neuroinflammation. 6 (1), 515 (2019).
  14. McDonald, R. J., et al. Intracranial Gadolinium Deposition after Contrast-enhanced MR Imaging. Radiology. 275 (3), 772-782 (2015).
  15. McDonald, R. J., et al. Gadolinium Deposition in Human Brain Tissues after Contrast-enhanced MR Imaging in Adult Patients without Intracranial Abnormalities. Radiology. 285 (2), 546-554 (2017).
  16. Schlemm, L., et al. Gadopentetate but not gadobutrol accumulates in the dentate nucleus of multiple sclerosis patients. Multiple Sclerosis. 23 (7), 963-972 (2017).
  17. Boyken, J., Niendorf, T., Flemming, B., Seeliger, E. Gadolinium Deposition in the Brain after Contrast-enhanced MRI: Are the Data Valid. Radiology. 288 (2), 630-632 (2018).
  18. Rovira, Àal, et al. MAGNIMS consensus guidelines on the use of MRI in multiple sclerosis-clinical implementation in the diagnostic process. Nature Reviews Neurology. 11, 471 (2015).
  19. Wattjes, M. P., et al. MAGNIMS consensus guidelines on the use of MRI in multiple sclerosis-establishing disease prognosis and monitoring patients. Nature Reviews Neurology. 11 (10), 597-606 (2015).
  20. Traboulsee, A., et al. Revised Recommendations of the Consortium of MS Centers Task Force for a Standardized MRI Protocol and Clinical Guidelines for the Diagnosis and Follow-Up of Multiple Sclerosis. American Journal of Neuroradiology. 37 (3), 394-401 (2016).
  21. Sąsiadek, M., et al. Recommendations of the Polish Medical Society of Radiology and the Polish Society of Neurology for the routinely used magnetic resonance imaging protocol in patients with multiple sclerosis. Polish Journal of Radiology. 85, 272-276 (2020).
  22. Maranzano, J., et al. Comparison of multiple sclerosis cortical lesion types detected by multicontrast 3T and 7T MRI. American Journal of Neuroradiology. 40 (7), 1162-1169 (2019).
  23. Arevalo, O., Riascos, R., Rabiei, P., Kamali, A., Nelson, F. Standardizing Magnetic Resonance Imaging Protocols, Requisitions, and Reports in Multiple Sclerosis: An Update for Radiologist Based on 2017 Magnetic Resonance Imaging in Multiple Sclerosis and 2018 Consortium of Multiple Sclerosis Centers Consensus Guidelines. Journal of Computer Assisted Tomography. 43 (1), 1-12 (2019).
  24. Schmierer, K., et al. Towards a standard MRI protocol for multiple sclerosis across the UK. The British Journal of Radiology. 92 (1101), 20180926 (2019).
  25. Pereira, D. J., et al. Consensus Recommendations of the Multiple Sclerosis Study Group and the Portuguese Neuroradiological Society for the Use of Magnetic Resonance Imaging in Multiple Sclerosis in Clinical Practice: Part 2. Acta Médica Portuguesa. 33 (1), 66-75 (2020).
  26. Zivadinov, R., Bakshi, R. Role of MRI in multiple sclerosis I: inflammation and lesions. Front Biosci. 9 (665), 28 (2004).
  27. Hemond, C. C., Bakshi, R. Magnetic resonance imaging in multiple sclerosis. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 8 (5), 028969 (2018).
  28. Thompson, A. J., et al. Diagnosis of multiple sclerosis: 2017 revisions of the McDonald criteria. The Lancet Neurology. 17 (2), 162-173 (2018).
  29. Neema, M., et al. T1-and T2-based MRI measures of diffuse gray matter and white matter damage in patients with multiple sclerosis. Journal of Neuroimaging. 17, 16-21 (2007).
  30. Shepherd, T. M., et al. New rapid, accurate T(2) quantification detects pathology in normal-appearing brain regions of relapsing-remitting MS patients. NeuroImage. Clinical. 14 (2), 363-370 (2017).
  31. Tallantyre, E. C., et al. A comparison of 3T and 7T in the detection of small parenchymal veins within MS lesions. Investigative Radiology. 44 (9), 491-494 (2009).
  32. Geraldes, R., et al. The current role of MRI in differentiating multiple sclerosis from its imaging mimics. Nature Reviews Neurology. 14 (4), 199 (2018).
  33. Sinnecker, T., et al. Evaluation of the Central Vein Sign as a Diagnostic Imaging Biomarker in Multiple Sclerosis. JAMA Neurology. 76 (12), 1446-1456 (2019).
  34. Bagnato, F., et al. Untangling the R2* contrast in multiple sclerosis: a combined MRI-histology study at 7.0 Tesla. Public Library of Science one. 13 (3), (2018).
  35. Walsh, A. J., et al. Multiple sclerosis: validation of MR imaging for quantification and detection of iron. Radiology. 267 (2), 531-542 (2013).
  36. Bozin, I., et al. Magnetic resonance phase alterations in multiple sclerosis patients with short and long disease duration. Public Library of Science one. 10 (7), 0128386 (2015).
  37. Ropele, S., et al. Determinants of iron accumulation in deep grey matter of multiple sclerosis patients. Multiple Sclerosis Journal. 20 (13), 1692-1698 (2014).
  38. Walsh, A. J., et al. Longitudinal MR imaging of iron in multiple sclerosis: an imaging marker of disease. Radiology. 270 (1), 186-196 (2014).
  39. Blazejewska, A. I., et al. Increase in the iron content of the substantia nigra and red nucleus in multiple sclerosis and clinically isolated syndrome: a 7 Tesla MRI study. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 41 (4), 1065-1070 (2015).
  40. Bonnier, G., et al. Advanced MRI unravels the nature of tissue alterations in early multiple sclerosis. Annals of Clinical and Translational Neurology. 1 (6), 423-432 (2014).
  41. Niendorf, T., Barth, M., Kober, F., Trattnig, S. From ultrahigh to extreme field magnetic resonance: where physics, biology and medicine meet. MAGMA. 29 (3), 309-311 (2016).
  42. Sinnecker, T., et al. Ultrahigh field MRI in clinical neuroimmunology: a potential contribution to improved diagnostics and personalised disease management. EPMA. 6 (1), 16 (2015).
  43. Vaughan, J. T., et al. 7T vs. 4T: RF power, homogeneity, and signal-to-noise comparison in head images. Magnetic Resonance in Medicine. 46 (1), 24-30 (2001).
  44. Padormo, F., Beqiri, A., Hajnal, J. V., Malik, S. J. Parallel transmission for ultrahigh-field imaging. NMR in Biomedicine. 29 (9), 1145-1161 (2016).
  45. Bruschi, N., Boffa, G., Inglese, M. Ultra-high-field 7-T MRI in multiple sclerosis and other demyelinating diseases: from pathology to clinical practice. European Radiology Experimental. 4 (1), 59 (2020).
  46. Sati, P., et al. The central vein sign and its clinical evaluation for the diagnosis of multiple sclerosis: a consensus statement from the North American Imaging in Multiple Sclerosis Cooperative. Nature Reviews Neurology. 12 (12), 714-722 (2016).
  47. Tan, I. L., et al. MR venography of multiple sclerosis. American Journal of Neuroradiology. 21 (6), 1039-1042 (2000).
  48. Maggi, P., et al. The formation of inflammatory demyelinated lesions in cerebral white matter. Annals of Neurology. 76 (4), 594-608 (2014).
  49. Tallantyre, E. C., et al. A comparison of 3T and 7T in the detection of small parenchymal veins within MS lesions. Investigative Radiology. 44 (9), 491-494 (2009).
  50. Filippi, M., et al. Assessment of lesions on magnetic resonance imaging in multiple sclerosis: practical guidelines. Brain. 142 (7), 1858-1875 (2019).
  51. Muller, K., et al. Detailing intra-lesional venous lumen shrinking in multiple sclerosis investigated by sFLAIR MRI at 7-T. Journal of Neurology. , (2014).
  52. Sinnecker, T., et al. Periventricular venous density in multiple sclerosis is inversely associated with T2 lesion count: a 7 Tesla MRI study. Multiple Sclerosis. 19 (3), 316-325 (2013).
  53. Wuerfel, J., et al. Lesion morphology at 7 Tesla MRI differentiates Susac syndrome from multiple sclerosis. Multiple Sclerosis. 18 (11), 1592-1599 (2012).
  54. Sinnecker, T., et al. Distinct lesion morphology at 7-T MRI differentiates neuromyelitis optica from multiple sclerosis. Neurology. 79 (7), 708-714 (2012).
  55. Kuchling, J., et al. Identical lesion morphology in primary progressive and relapsing-remitting MS--an ultrahigh field MRI study. Multiple Sclerosis. 20 (14), 1866-1871 (2014).
  56. Sinnecker, T., et al. Multiple sclerosis lesions and irreversible brain tissue damage: a comparative ultrahigh-field strength magnetic resonance imaging study. Archives of Neurology. 69 (6), 739-745 (2012).
  57. Behrens, J. R., et al. 7 Tesla MRI of Balo's concentric sclerosis versus multiple sclerosis lesions. Annals of Clinical and Translational Neurology. 5 (8), 900-912 (2018).
  58. Blaabjerg, M., et al. Widespread inflammation in CLIPPERS syndrome indicated by autopsy and ultra-high-field 7T MRI. Neurology: Neuroimmunology & Neuroinflammation. 3 (3), 226 (2016).
  59. Noureddine, Y., et al. Experience with magnetic resonance imaging of human subjects with passive implants and tattoos at 7 T: a retrospective study. Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine. 28 (6), 577-590 (2015).
  60. Kraff, O., Quick, H. H. 7T: Physics, safety, and potential clinical applications. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 46 (6), 1573-1589 (2017).
  61. Hoff, M. N., et al. Safety Considerations of 7-T MRI in Clinical Practice. Radiology. 292 (3), 509-518 (2019).
  62. Kraff, O., Quick, H. H. Sicherheit von Implantaten im Hochfeld- und Ultrahochfeld-MRT. Der Radiologe. 59 (10), 898-905 (2019).
  63. Fagan, A. J., et al. 7T MR Safety. Journal of Magnetic Resonance Imaging. , (2020).
  64. Technologists. MR Safety Guidance, Documents and Links: MR Safety Strategies to Help You Stay Current with MR Safety Standards. , Available from: https://www.ismrm.org/mr-safety-links/mr-safety-resources-page/ (2020).
  65. Versluis, M. J., et al. Subject tolerance of 7 T MRI examinations. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 38 (3), 722-725 (2013).
  66. Theysohn, J. M., et al. Subjective acceptance of 7 Tesla MRI for human imaging. Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine. 21 (1-2), 63 (2008).
  67. Klix, S., et al. On the Subjective Acceptance during Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging at 7.0 Tesla. PLoS One. 10 (1), 0117095 (2015).
  68. Rauschenberg, J., et al. Multicenter study of subjective acceptance during magnetic resonance imaging at 7 and 9.4 T. Investigative Radiology. 49 (5), 249-259 (2014).
  69. Zurawski, J., Lassmann, H., Bakshi, R. Use of Magnetic Resonance Imaging to Visualize Leptomeningeal Inflammation in Patients With Multiple Sclerosis: A Review. JAMA Neurologyogy. 74 (1), 100-109 (2017).
  70. Radue, E. -W., et al. Correlation between brain volume loss and clinical and MRI outcomes in multiple sclerosis. Neurology. 84 (8), 784-793 (2015).
  71. Filippi, M., et al. A high-resolution three-dimensional T1-weighted gradient echo sequence improves the detection of disease activity in multiple sclerosis. Annals of Neurology. 40 (6), 901-907 (1996).
  72. Mugler, J. P., Brookeman, J. R. Three-dimensional magnetization-prepared rapid gradient-echo imaging (3D MP RAGE). Magnetic Resonance in Medicine. 15 (1), 152-157 (1990).
  73. Lindig, T., et al. Evaluation of multimodal segmentation based on 3D T1-, T2- and FLAIR-weighted images - the difficulty of choosing. NeuroImage. 170, 210-221 (2018).
  74. Nelson, F., Poonawalla, A., Hou, P., Wolinsky, J. S., Narayana, P. A. 3D MPRAGE improves classification of cortical lesions in multiple sclerosis. Multiple sclerosis. 14 (9), Houndmills, Basingstoke, England. 1214-1219 (2008).
  75. Marques, J. P., et al. MP2RAGE, a self bias-field corrected sequence for improved segmentation and T1-mapping at high field. NeuroImage. 49 (2), 1271-1281 (2010).
  76. Kober, T., et al. MP2RAGE Multiple Sclerosis Magnetic Resonance Imaging at 3 T. Investigative Radiology. 47 (6), 346-352 (2012).
  77. Beck, E. S., et al. Improved Visualization of Cortical Lesions in Multiple Sclerosis Using 7T MP2RAGE. American Journal of Neuroradiology. 39 (3), 459-466 (2018).
  78. Bø, L., Vedeler, C. A., Nyland, H. I., Trapp, B. D., Mørk, S. J. Subpial Demyelination in the Cerebral Cortex of Multiple Sclerosis Patients. Journal of Neuropathology, Experimental Neurology. 62 (7), 723-732 (2003).
  79. Kilsdonk, I. D., et al. Increased cortical grey matter lesion detection in multiple sclerosis with 7 T MRI: a post-mortem verification study. Brain. 139 (5), 1472-1481 (2016).
  80. Absinta, M., et al. Gadolinium-based MRI characterization of leptomeningeal inflammation in multiple sclerosis. Neurology. 85 (1), 18-28 (2015).
  81. Titelbaum, D. S., et al. Leptomeningeal Enhancement on 3D-FLAIR MRI in Multiple Sclerosis: Systematic Observations in Clinical Practice. Journal of Neuroimaging. 30 (6), 917-929 (2020).
  82. Schmidt, P., et al. Automated segmentation of changes in FLAIR-hyperintense white matter lesions in multiple sclerosis on serial magnetic resonance imaging. NeuroImage: Clinical. 23, 101849 (2019).
  83. Coulette, S., et al. Diagnosis and Prediction of Relapses in Susac Syndrome: A New Use for MR Postcontrast FLAIR Leptomeningeal Enhancement. American Journal of Neuroradiology. 40 (7), 1184-1190 (2019).
  84. Cohen-Adad, J., et al. T2* mapping and B0 orientation-dependence at 7T reveal cyto- and myeloarchitecture organization of the human cortex. NeuroImage. 60 (2), 1006-1014 (2012).
  85. Louapre, C., et al. The association between intra- and juxta-cortical pathology and cognitive impairment in multiple sclerosis by quantitative T2* mapping at 7T MRI. NeuroImage: Clinical. 12, 879-886 (2016).
  86. Liu, S., et al. Susceptibility-weighted imaging: current status and future directions. NMR in Biomedicine. 30 (4), 3552 (2017).
  87. Haacke, E. M., Xu, Y., Cheng, Y. C., Reichenbach, J. R. Susceptibility weighted imaging (SWI). Magnetic Resonance in Medicine. 52 (3), 612-618 (2004).
  88. Haacke, E. M., et al. Characterizing iron deposition in multiple sclerosis lesions using susceptibility weighted imaging. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 29 (3), 537-544 (2009).
  89. Pitt, D., et al. Imaging Cortical Lesions in Multiple Sclerosis With Ultra-High-Field Magnetic Resonance Imaging. Archives of Neurology. 67 (7), 812-818 (2010).
  90. Li, X., et al. Magnetic susceptibility contrast variations in multiple sclerosis lesions. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 43 (2), 463-473 (2016).
  91. Dal-Bianco, A., et al. Slow expansion of multiple sclerosis iron rim lesions: pathology and 7 T magnetic resonance imaging. Acta Neuropathologica. 133 (1), 25-42 (2017).
  92. Sati, P. Diagnosis of multiple sclerosis through the lens of ultra-high-field MRI. Journal of Magnetic Resonance. 291, 101-109 (2018).
  93. Griswold, M. A., et al. Generalized autocalibrating partially parallel acquisitions (GRAPPA). Magnetic Resonance in Medicine. 47 (6), 1202-1210 (2002).
  94. Hammond, K. E., et al. Development of a robust method for generating 7.0 T multichannel phase images of the brain with application to normal volunteers and patients with neurological diseases. NeuroImage. 39 (4), 1682-1692 (2008).
  95. Haacke, E. M., et al. Quantitative susceptibility mapping: current status and future directions. Magnetic Resonance Imaging. 33 (1), 1-25 (2015).
  96. Langkammer, C., et al. Quantitative susceptibility mapping in multiple sclerosis. Radiology. 267 (2), 551-559 (2013).
  97. Eskreis-Winkler, S., et al. Multiple sclerosis lesion geometry in quantitative susceptibility mapping (QSM) and phase imaging. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 42 (1), 224-229 (2015).
  98. Chawla, S., et al. Longitudinal study of multiple sclerosis lesions using ultra-high field (7T) multiparametric MR imaging. PLOS ONE. 13 (9), 0202918 (2018).
  99. Kolasinski, J., et al. A combined post-mortem magnetic resonance imaging and quantitative histological study of multiple sclerosis pathology. Brain. 135 (10), 2938-2951 (2012).
  100. De Santis, S., et al. Evidence of early microstructural white matter abnormalities in multiple sclerosis from multi-shell diffusion MRI. NeuroImage: Clinical. 22, 101699 (2019).
  101. Filippi, M., et al. Microstructural magnetic resonance imaging of cortical lesions in multiple sclerosis. Multiple Sclerosis. 19 (4), 418-426 (2013).
  102. Granberg, T., et al. In vivo characterization of cortical and white matter neuroaxonal pathology in early multiple sclerosis. Brain: a Journal of Neurology. 140 (11), 2912-2926 (2017).
  103. Holland, D., Kuperman, J. M., Dale, A. M. Efficient correction of inhomogeneous static magnetic field-induced distortion in Echo Planar Imaging. NeuroImage. 50 (1), 175-183 (2010).
  104. In, M. -H., Posnansky, O., Beall, E. B., Lowe, M. J., Speck, O. Distortion correction in EPI using an extended PSF method with a reversed phase gradient approach. PloS one. 10 (2), 0116320 (2015).
  105. Van de Moortele, P. F., et al. B(1) destructive interferences and spatial phase patterns at 7 T with a head transceiver array coil. Magnetic Resonance in Medicine. 54 (6), 1503-1518 (2005).
  106. Collins, C. M., Liu, W., Schreiber, W., Yang, Q. X., Smith, M. B. Central brightening due to constructive interference with, without, and despite dielectric resonance. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 21 (2), 192-196 (2005).
  107. Yang, Q. X., et al. Manipulation of image intensity distribution at 7.0 T: passive RF shimming and focusing with dielectric materials. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 24 (1), 197-202 (2006).
  108. Teeuwisse, W. M., Brink, W. M., Webb, A. G. Quantitative assessment of the effects of high-permittivity pads in 7 Tesla MRI of the brain. Magnetic Resonance in Medicine. 67 (5), 1285-1293 (2012).
  109. van Gemert, J., Brink, W., Webb, A., Remis, R. High-permittivity pad design tool for 7T neuroimaging and 3T body imaging. Magnetic Resonance in Medicine. 81 (5), 3370-3378 (2019).
  110. Vaidya, M. V., et al. Improved detection of fMRI activation in the cerebellum at 7T with dielectric pads extending the imaging region of a commercial head coil. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 48 (2), 431-440 (2018).
  111. Brink, W. M., vander Jagt, A. M., Versluis, M. J., Verbist, B. M., Webb, A. G. High permittivity dielectric pads improve high spatial resolution magnetic resonance imaging of the inner ear at 7 T. Investigative Radiology. 49 (5), 271-277 (2014).
  112. Lundkvist, M., et al. Characterization of anti-natalizumab antibodies in multiple sclerosis patients. Multiple Sclerosis. 19 (6), 757-764 (2013).
  113. Moccia, M., et al. Advances in spinal cord imaging in multiple sclerosis. Therapeutic Advances in Neurological Disorders. 12, 1756286419840593 (2019).
  114. Zhao, W., et al. Nineteen-channel receive array and four-channel transmit array coil for cervical spinal cord imaging at 7T. Magnetic Resonance in Medicine. 72 (1), 291-300 (2014).
  115. Sinnecker, T., et al. MRI phase changes in multiple sclerosis vs neuromyelitis optica lesions at 7T. Neurology: Neuroimmunology & Neuroinflammation. 3 (4), 259 (2016).
  116. Wenz, D., et al. Millimeter spatial resolution in vivo sodium MRI of the human eye at 7 T using a dedicated radiofrequency transceiver array. Magnetic Resonance in Medicine. 80 (2), 672-684 (2018).
  117. Huhn, K., Engelhorn, T., Linker, R. A., Nagel, A. M. Potential of Sodium MRI as a Biomarker for Neurodegeneration and Neuroinflammation in Multiple Sclerosis. Frontiers in Neurology. 10 (84), (2019).
  118. Bolo, N. R., et al. Brain Pharmacokinetics and Tissue Distribution In Vivo of Fluvoxamine and Fluoxetine by Fluorine Magnetic Resonance Spectroscopy. Neuropsychopharmacology. 23 (4), 428-438 (2000).
  119. Ji, Y., et al. Eight-channel transceiver RF coil array tailored for 1H/19F MR of the human knee and fluorinated drugs at 7.0 T. NMR in Biomedicine. 28 (6), 726-737 (2015).
  120. Starke, L., Pohlmann, A., Prinz, C., Niendorf, T., Waiczies, S. Performance of compressed sensing for fluorine-19 magnetic resonance imaging at low signal-to-noise ratio conditions. Magnetic Resonance in Medicine. , 1-17 (2019).

Tags

רפואה גיליון 168
הדמיית תהודה מגנטית של טרשת נפוצה ב 7.0 טסלה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Waiczies, S., Els, A., Kuchling, J., … More

Waiczies, S., Els, A., Kuchling, J., Markenroth Bloch, K., Pankowska, A., Waiczies, H., Herrmann, C., Chien, C., Finke, C., Paul, F., Niendorf, T. Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla. J. Vis. Exp. (168), e62142, doi:10.3791/62142 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter