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Medicine

Resonancia magnética de la esclerosis múltiple a 7.0 Tesla

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

Aquí, presentamos un protocolo para adquirir imágenes de resonancia magnética (RM) de cerebros de pacientes con esclerosis múltiple (EM) a 7.0 Tesla. El protocolo incluye la preparación de la configuración, incluidas las bobinas de radiofrecuencia, los procedimientos de entrevista estandarizados con pacientes con EM, el posicionamiento del sujeto en el escáner de RM y la adquisición de datos de RM.

Abstract

El objetivo general de este artículo es demostrar un protocolo de resonancia magnética (MR) de campo ultra alto (UHF) de última generación del cerebro a 7.0 Tesla en pacientes con esclerosis múltiple (EM). La EM es una enfermedad inflamatoria crónica, desmielinizante y neurodegenerativa que se caracteriza por lesiones de materia blanca y gris. La detección de lesiones T2-hiperintensas diseminadas espacial y temporalmente mediante el uso de RM a 1,5 T y 3 T representa una herramienta diagnóstica crucial en la práctica clínica para establecer un diagnóstico preciso de la EM basado en la versión actual de los criterios de McDonald de 2017. Sin embargo, la diferenciación de las lesiones de EM de las lesiones de la sustancia blanca cerebral de otros orígenes a veces puede ser un desafío debido a su morfología similar a intensidades de campo magnético más bajas (típicamente 3 T). La RM de campo ultra alto (UHF-MR) se beneficia de una mayor relación señal-ruido y una resolución espacial mejorada, ambas clave para obtener imágenes superiores para diagnósticos más precisos y definitivos de lesiones sutiles. Por lo tanto, la resonancia magnética a 7.0 T ha mostrado resultados alentadores para superar los desafíos del diagnóstico diferencial de EM al proporcionar marcadores de neuroimagen específicos de EM (por ejemplo, signo venoso central, estructuras de borde hipensenso y diferenciación de lesiones de materia gris de EM). Estos marcadores y otros pueden ser identificados por otros contrastes de RM distintos de T1 y T2 (T2*,fase, difusión) y mejorar sustancialmente la diferenciación de las lesiones de EM de las que ocurren en otras afecciones neuroinflamatorias como la neuromielitis óptica y el síndrome de Susac. En este artículo, describimos nuestro enfoque técnico actual para estudiar las lesiones cerebrales de materia blanca y gris en pacientes con EM a 7.0 T utilizando diferentes métodos de adquisición de RM. El protocolo actualizado incluye la preparación de la configuración de RM, incluidas las bobinas de radiofrecuencia personalizadas para UHF-MR, procedimientos estandarizados de detección, seguridad y entrevista con pacientes con EM, posicionamiento del paciente en el escáner de RM y adquisición de escáneres cerebrales dedicados adaptados para examinar la EM.

Introduction

La esclerosis múltiple (EM) es la enfermedad inflamatoria y desmielinizante crónica más común del sistema nervioso central (SNC) que causa una discapacidad neurológica pronunciada en adultos más jóvenes y conduce a una discapacidad a largo plazo1,2. El sello patológico de la EM es la acumulación de lesiones desmielinizantes que se producen en la materia gris y blanca del cerebro y también la neurodegeneración difusa en todo el cerebro, incluso en la materia blanca de apariencia normal (NAWM)3,4. La patología de la EM sugiere que la inflamación impulsa la lesión tisular en todas las etapas de la enfermedad, incluso durante las etapas progresivas de la enfermedad5. Las primeras manifestaciones clínicas de la EM suelen ir acompañadas de episodios reversibles de déficits neurológicos y se denominan síndrome clínicamente aislado (CIS), cuando sólo sugieren EM6,7. En ausencia de un CIS claro, se debe tener precaución al hacer un diagnóstico de EM: el diagnóstico debe confirmarse mediante el seguimiento y el inicio de terapias modificadores de la enfermedad a largo plazo debe posponerse, a la espera de evidencia adicional8.

La resonancia magnética (RM) es una herramienta indispensable en el diagnóstico de la EM y el seguimiento de la progresión de la enfermedad9,10,11. La resonancia magnética a intensidades de campo magnético de 1,5 T y 3 T representa actualmente una herramienta diagnóstica crucial en la práctica clínica para detectar lesiones hiperinsensas ponderadas en tiempo de relajación espín-giro (T2)y establecer un diagnóstico preciso de la EM basado en la versión actual de los criterios McDonald 20178. Los criterios diagnósticos para la EM enfatizan la necesidad de demostrar la diseminación de lesiones en el espacio y el tiempo, y de excluir diagnósticos alternativos8,12. La resonancia magnética con contraste mejorado es el único método para evaluar la enfermedad aguda y la inflamación aguda8,pero las crecientes preocupaciones con respecto a la posible deposición cerebral de gadolinio a largo plazo podrían restringir la aplicación del contraste como una herramienta de diagnóstico importante13,14,17. Además, la diferenciación de las lesiones de EM de las lesiones de la sustancia blanca cerebral de otros orígenes a veces puede ser un desafío debido a su morfología similar a intensidades de campo magnético más bajas.

Si bien la RM es sin duda la mejor herramienta diagnóstica para los pacientes con EM, los exámenes y protocolos de RM deben seguir las directrices del grupo de Resonancia Magnética en EM (MAGNIMS) en Europa18,19 o del Consorcio de Centros de Esclerosis Múltiple (CMSC) en América del Norte20 para el diagnóstico, pronóstico y seguimiento de los pacientes con EM. Los estudios estandarizados de control de calidad de acuerdo con las últimas directrices en diferentes hospitales y países también son cruciales21.

Los protocolos de RESONANCIA magnética adaptados para el diagnóstico de EM y el monitoreo de la progresión de la enfermedad comprenden múltiples contrastes de resonancia magnética, incluido el contraste gobernado por el tiempo de relajación longitudinal T1,el tiempo de relajación espín-giro T2, el tiempo efectivo de relajación espín-giro T2* y la imagen ponderada por difusión (DWI)22. Las iniciativas de armonización proporcionaron informes de consenso para la resonancia magnética en la EM para avanzar hacia protocolos estandarizados que faciliten la traducción clínica y la comparación de datos entre los sitios23,24,25. La imagen ponderada en T2está bien establecida y se utiliza con frecuencia en la práctica clínica para la identificación de lesiones de materia blanca (WM), que se caracterizan por una apariencia hiperintesa26,27. Si bien es un criterio diagnóstico importante para la EM28,la carga de la lesión WM se correlaciona solo débilmente con la discapacidad clínica, debido a su falta de especificidad para la gravedad de la lesión y la fisiopatología subyacente26,27,29. Esta observación ha desencadenado exploraciones en el mapeo paramétrico del tiempo de relajación transversal T2 30. Las imágenes ponderadas en T2* se han vuelto cada vez más importantes en la obtención de imágenes de EM. El signo venoso central en la RM ponderada T2*se considera un marcador de imagen específico para las lesiones de EM27,31,32,33. T2* es sensible a la deposición de hierro34,35, que puede relacionarse con la duración, la actividad y la gravedad de la enfermedad36,37,38. También se informó que T2* refleja los cambios en el tejido cerebral en pacientes con déficits menores y EM temprana, y por lo tanto puede convertirse en una herramienta para evaluar el desarrollo de EM ya en una etapa temprana39,40.

Las mejoras en la tecnología de resonancia magnética prometen identificar mejor los cambios en el SNC de los pacientes con EM y proporcionar a los médicos una mejor guía para mejorar la precisión y la velocidad de un diagnóstico de EM11. La resonancia magnética de campo ultra alto (UHF, B0≥7.0 T) se beneficia de un aumento en la relación señal-ruido (SNR) que se puede invertir en resoluciones espaciales o temporales mejoradas, ambas clave para obtener imágenes superiores para diagnósticos más precisos y definitivos41,42. El campo de transmisión(B1+)inhomogeneidades que son un atributo adverso de la radiofrecuencia 1H utilizada en campos magnéticos ultra altos43 se beneficiaría de la transmisión multicanal utilizando bobinas de RF de transmisión paralela (pTx) y enfoques de diseño de pulsos de RF que mejoren la homogeneidad de B1+ y faciliten así una cobertura uniforme del cerebro44.

Con el advenimiento de la resonancia magnética 7.0, hemos logrado una mayor comprensión de las enfermedades desmielinizantes como la EM con respecto al aumento de la sensibilidad y la especificidad de la detección de lesiones, la identificación del signo venoso central, la mejora leptomeningeal e incluso con respecto a los cambiosmetabólicos 45. Las lesiones de EM se han demostrado durante mucho tiempo a partir de estudios histopatológicos que se forman alrededor de venas y vénulas46. La distribución perúnica de las lesiones (signo venoso central) se puede identificar con T2*RM ponderada46,47,48 a 3,0 T o 1,5 T, pero se puede identificar mejor con UHF-RM a 7,0 T49,50,51,52. Aparte del signo venoso central, la UHF-MRI a 7.0 T ha mejorado o descubierto marcadores específicos de MS, como las estructuras del borde hipointenso y la diferenciación de las lesiones de materia gris de MS53,54,55,56. Una mejor delineación de estos marcadores con UHF-MRI promete superar algunos de los desafíos de diferenciar las lesiones de EM de las que ocurren en otras afecciones neuroinflamatorias como el síndrome de Susac53 y la neuromielitis óptica54,al tiempo que identifica mecanismos patogénicos comunes en otras afecciones o variantes de em como la esclerosis concéntrica de Baló57,58.

Reconociendo los desafíos y oportunidades de UHF-MRI para la detección y diferenciación de lesiones de EM, este artículo describe nuestro enfoque técnico actual para estudiar las lesiones cerebrales de materia blanca y gris en pacientes con EM a 7.0 T utilizando diferentes técnicas de imagen. El protocolo actualizado incluye la preparación de la configuración de RM, incluidas las bobinas de radiofrecuencia (RF) adaptadas a la UHF-MR, procedimientos estandarizados de detección, seguridad y entrevista con pacientes con EM, posicionamiento del paciente en el escáner de RM y adquisición de escáneres cerebrales dedicados a la EM. El artículo está destinado a guiar a expertos en imágenes, investigadores básicos, científicos clínicos, investigadores traslacionales y tecnólogos con todos los niveles de experiencia y conocimientos que van desde aprendices hasta usuarios avanzados y expertos en aplicaciones en el campo de UHF-MRI en pacientes con EM, con el objetivo final de conectar sinérgicamente el desarrollo de tecnología y la aplicación clínica en todos los dominios disciplinarios.

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Protocol

Este protocolo es para estudios aprobados por el comité de ética de la Charité - Universitätsmedizin Berlin (número de aprobación: EA1/222/17, 2018/01/08) y la División de Protección de Datos y Gobierno Corporativo de la Charité - Universitätsmedizin Berlin. Se ha obtenido el consentimiento informado de todos los sujetos antes de ser incluidos en el estudio.

1. Asignaturas

NOTA: El reclutamiento de pacientes con EM generalmente se lleva a cabo en pocos días hasta algunas semanas antes de las investigaciones de RM a 7.0 T.

  1. Reclutar pacientes con EM por neurólogos de la clínica ambulatoria sobre la base de criterios de inclusión (dependiendo de la cuestión neuroinmunológica) y criterios de exclusión (incluidos, por ejemplo, dispositivos médicos implantables como bombas de insulina o marcapasos o embarazo).
  2. Durante la visita ambulatoria, proporcione a los pacientes con EM un breve resumen de la investigación de RM a 7,0 T, así como una explicación de las medidas de seguridad asociadas con un examen de RM de 7,0 T.
    1. Si bien se deben tomar medidas de precaución, particularmente a 7.0 T, y se debe poner a disposición de todos una lista de contraindicaciones (por ejemplo, la Tabla 1),mantenerse bien informado sobre los nuevos conocimientos sobre las consideraciones de seguridad y los procesos de toma de decisiones, particularmente con la amplia gama de implantes disponibles, de fuentes bibliográficas confiables59,60,61,62,63 . La Sociedad Internacional de Resonancia Magnética en Medicina (ISMRM) y la Sociedad de Radiógrafos y Tecnólogos de RM (SMRT) proporcionan orientación de seguridad con respecto a las estrategias y estándares de seguridad de RM para implantes y dispositivos 64.
    2. Junto con el oficial de salud, seguridad y personal médico, esté bien informado de los posibles peligros, precauciones y soluciones disponibles. El tipo de bobina de RF local utilizada para el examen es un factor clave, así como la posición y el tipo de implante59.
    3. Haga una evaluación de riesgo/beneficio que se ajuste a las consideraciones éticas locales63 en sujetos con implantes, dispositivos o tatuajes y considere las ganancias perdidas cuando las restricciones son demasiado conservadoras.
  3. Proporcione a los sujetos una cita para el examen en el escáner de RM de 7.0 T una semana antes de las investigaciones de RM. Contactar con pacientes con problemas de movilidad o aquellos que visitan desde otra ciudad antes de esto. Paralelamente a la asignación de citas, proporcione a los sujetos información importante por correo electrónico: esto incluye documentos y formularios de consentimiento informado, así como información de seguridad, incluida una lista de contraindicaciones (Tabla 1). Esto sirve como preparación para la discusión cubierta en los pasos 1.9 a 1.14.
  4. Una vez admitido el sujeto en el edificio o unidad UHF-MR y confirmando la identificación, evalúe su conocimiento sobre los peligros potenciales relacionados con los campos magnéticos UHF. Es necesaria una atención especial en los casos de implantes de conducción pasiva y para dispositivos médicos implantables (por ejemplo, marcapasos y bombas de insulina).
  5. Solicite que cada sujeto complete un formulario confirmatorio con respecto a los requisitos de seguridad para ingresar a la zona de 5 Gauss (0.5 mT), que se considera el nivel "seguro" de exposición al campo magnético estático para el público en general. Esta zona de seguridad alrededor del perímetro del imán principal del escáner MR se especifica por la distancia a la que el campo magnético perdido es equivalente a 5 Gauss. La línea 5 Gauss se destaca comúnmente en el suelo. Debido al largo alcance del campo magnético perdido de un escáner de RM de 7.0 T blindado pasivamente en nuestro caso, utilice las paredes externas del edificio para especificar la zona de seguridad en lugar de la línea 5 Gauss.
    NOTA: En el momento en que se realizó esta grabación, el mundo estaba sufriendo la pandemia de coronavirus 2020 y cada sujeto debía seguir las pautas correspondientes que incluían la regla de distanciamiento de 1,5 m, protección de boca y nariz, así como desinfección de manos.
  6. Informar a los sujetos sobre la disponibilidad de casilleros cerca de la entrada del edificio de MR, donde pueden apilar de manera segura sus objetos de valor. Informar a los sujetos que algunas de sus pertenencias personales (relojes mecánicos, tarjetas bancarias con bandas magnéticas) constituyen un peligro potencial para la seguridad y / o pueden dañarse cuando se acercan a los imanes después de un cierto período.
  7. Acompañar al sujeto a la sala de preparación donde el sujeto será examinado por el médico, neurólogo o enfermera del estudio.
  8. Consulta sobre estado de salud e ingesta de medicamentos. Documento dentro del formulario de informe de caso (CRF).
  9. Antes de todas las medidas de investigación, consulte sobre posibles contraindicaciones de resonancia magnética (embarazo, todas las posibles cirugías previas con cuerpos extraños potenciales, lesiones previas con objetos metálicos, piercings, tatuajes, audífonos, claustrofobia, problemas musculoesqueléticos, implantes de conducción pasiva o activa, incluidos implantes dentales, dispositivos médicos como marcapasos y bombas de insulina).
  10. Discuta los detalles sobre los antecedentes y los objetivos del estudio (información enviada por correo electrónico). Si es relevante, proporcione información sobre las fuentes del estudio (por ejemplo, si el estudio es iniciado por un investigador, iniciado por la industria o patrocinado por la industria). Vínculos institucionales del Estado y posibles conflictos de intereses. El sujeto debe ser capaz de comprender el propósito del estudio y sus implicaciones. El sujeto tiene derecho a obtener acceso a sus propios datos, si así lo solicita. Un año después de la finalización del estudio, un informe o publicación estará disponible gratuitamente.
  11. Discuta la protección de datos y la información relacionada con los seguros. Todos los datos se someten a seudonimización antes del inicio del estudio. Registre los datos personales del sujeto (incluido el nombre, la fecha de nacimiento, las direcciones, los números de contacto y la identificación de seudonimización) en una lista de identificación dentro del archivo del sitio del investigador (ISF) y enciérrelos en un gabinete dedicado.
    1. Conservar los datos durante un periodo máximo de 10 años. Solo las personas autorizadas definidas en la aprobación ética del estudio tienen acceso protegido por contraseña a los datos. La información relacionada con el seguro incluye arreglos para el tratamiento y / o compensación en caso de daño debido a la participación en el estudio. Esta información se envía por correo electrónico.
  12. Describa las mediciones de los parámetros médicos del estudio (por ejemplo, presión arterial, frecuencia cardíaca, peso corporal, altura corporal, temperatura corporal, prueba de embarazo en el caso de sujetos femeninos en edad fértil). Esta información también se envía por correo electrónico.
  13. Describa el examen de resonancia magnética. Informar a cada sujeto sobre los beneficios potenciales, pero también los riesgos potenciales de someterse a un examen de resonancia magnética en el campo magnético UHF antes de ingresar a la zona de seguridad de resonancia magnética. Esta información también se envía por correo electrónico.
  14. Asegurar la integridad ética, dar fe de que el estudio ha sido aprobado por el comité de ética y tranquilizar a los pacientes con respecto a la participación en el estudio. Informar al sujeto de que la participación en el examen es voluntaria y que siempre puede abortar el examen en cualquier momento, sin justificación adicional ni consecuencias negativas.
  15. Obtener el consentimiento informado, tanto oral como por escrito.
  16. Después del consentimiento, al sujeto se le asignará una identificación seudonimizada y todos los datos se registrarán y almacenarán bajo este seudónimo.

2. Preparación de la configuración de MR

NOTA: Lo siguiente se realiza antes de que el sujeto llegue al Edificio UHF-MR.

  1. Encienda el software de adquisición de MR. El imán está siempre encendido.
    1. Para algunos escáneres (por ejemplo, el sistema Siemens MR utilizado para adquirir los resultados representativos en este protocolo) una caja de interruptores en la sala de operaciones(Figura 1)inicia el sistema MR (gradientes y software): Gire la llave en el sentido de las agujas del reloj, presione el botón azul System on para iniciar el software (syngo). Aparece una ventana en el PC del escáner que requiere confirmación de contraseña.
  2. Conecte una bobina de RF dedicada a la resonancia magnética del cabezal al sistema de resonancia magnética. En un Siemens 7.0 T, esto es típicamente una transmisión polarizada circular (CP) de 1 canal (1Tx (CP)), una bobina de RF de recepción de 24 canales (24Rx)(Figura 2)o, alternativamente, una bobina de RF 1Tx (CP) / 32Rx. Estas bobinas de RF se conectan a través de 4 enchufes a la mesa del paciente (etiquetado X1 - X4).
    NOTA: En un sistema Philips o General Electric (GE) 7.0 T MR, una bobina de cabeza típica sería una bobina de RF 2Tx (CP) / 32Rx. Esta bobina de RF se conecta a través de 3 enchufes y cajas de interfaz a la mesa del paciente. Todas estas bobinas de RF no requieren ajuste y coincidencia específicos del paciente.
  3. Para bobinas de RF pequeñas, use tapones para los oídos en lugar de auriculares como protección auditiva.
  4. Preparar la cama del paciente. Tenga tapones para los oídos, almohadas suaves, cojín para las piernas, manta y sábana de cubierta de cama fácilmente disponibles, en las cercanías del escáner de RM.
  5. La cama del paciente debe estar en la posición retráctil lista para el sujeto.

3. Preparación de la asignatura

  1. Guíe al sujeto al vestuario y pídale que se cambie a exfoliantes. Solo se debe usar ropa interior libre de metal y libre de chips de identificación por radiofrecuencia. Asegúrese una vez más de que todos los objetos metálicos como gafas, joyas, teléfonos móviles no entren en el operador de RM de 7.0 T y en la sala de escáneres.
  2. Llevar a cabo todas las medidas preparatorias mencionadas en el paso 1.11.
  3. Pida a los sujetos que vacíen su vejiga antes de las mediciones de RM. Realizar pruebas de embarazo en sujetos femeninos en edad fértil.
  4. Acompañe al voluntario a la sala de escáneres de RM de 7.0 T a través de la sala de operaciones. Antes de entrar en la sala de escáneres de RM de 7,0 T, asegúrese una vez más de que no haya objetos metálicos presentes.
  5. Camine lentamente hacia la mesa de examen de 7.0 T. Los imanes blindados pasivamente tienen un tamaño más grande del campo de flecos magnéticos que los protegidos activamente. Los objetos ferrosos pequeños ya podían experimentar fuerzas / pares atractivos en la puerta de la habitación que contenía un imán blindado pasivamente.
  6. Pídale al sujeto que se acueste sobre la mesa y que se sienta lo más cómodo posible. Ofrezca almohadas pequeñas para la comodidad de la cabeza y los brazos, así como un cojín para las piernas, así como una manta para evitar que el sujeto se enfríe.
  7. Conecte un oxímetro de pulso seguro para MRI al sujeto para monitorear la saturación de oxígeno (SpO2),las lecturas de frecuencia cardíaca y los signos vitales del sujeto durante el procedimiento de MRI.
  8. Proporcione tapones para los oídos y una bola de apretón de mano (alarma) para usar durante el examen de RM en caso de emergencia. Pídale al sujeto que presione la bola de compresión para confirmar que está funcionando correctamente.
  9. Indique al sujeto que se acerque a la bobina de cabeza de RF(Figura 2). Desplaze la parte TX-Part y la parte superior de la bobina RX de la bobina RF hacia el extremo de servicio para posicionar la cabeza del sujeto (Figura 2). Encienda el dispositivo de posicionamiento del isocentro.
    1. En algunos escáneres de RM (por ejemplo, sistemas Siemens y GE MR), utilice un láser. Mueva la tabla de asunto muy lentamente para que el posicionamiento del láser esté en plena alineación con la cruz del marcador en la parte superior de la bobina de RF. Guarde esta posición. Durante el posicionamiento con láser, pídale al sujeto que cierre los ojos. Otros proveedores de UHF-MR tienen otros sistemas para el posicionamiento. En todos los casos, asegúrese de que la marca de la bobina de RF esté alineada con el dispositivo de posicionamiento isocentro.
  10. Asegúrese de que la cabeza esté colocada con cuidado y asegúrese de que el sujeto esté cómodo.
  11. Mueva la tabla de asuntos muy lentamente al isocentro del escáner de RM. A 7.0 T, es particularmente importante mover la mesa lentamente para evitar y reducir los efectos secundarios como el sabor metálico, el vértigo, los mareos que son causados por las corrientes de inducción65,66,67. Para cumplir con este requisito, ajuste el perfil de velocidad del movimiento de la tabla a B0* (grad (B0)) por algunos proveedores. Se recomienda que el movimiento de la mesa del paciente sea inferior a 0,66 T/s 67.
  12. Comunícate con el sujeto mientras conduces la mesa y explícale que cualquier efecto secundario potencial desaparecerá tan pronto como la mesa se detenga. El sujeto aún puede sentirse mareado o experimentar un sabor metálico al mover la mesa hacia el centro del imán. En nuestra experiencia, estos efectos son menores y completamentereversibles67,68.
  13. Antes de salir de la sala de escáneres, asegúrese de que el sujeto esté cómodo y dispuesto a comenzar con el examen de RM.
  14. Utilice el intercomunicador para comprobar la comunicación adecuada con el sujeto después de salir de la sala del escáner. El sujeto puede ponerse en contacto con el personal del estudio en cualquier momento.
  15. Continúe monitoreando la condición del sujeto y verifique si el sujeto todavía se siente cómodo durante todo el examen, incluidos todos los próximos pasos hasta el final del estudio.

4. Adquisición de datos

NOTA: A continuación, algunas de las referencias a acciones de interfaz de usuario o procedimientos de escaneo específicos solo pueden ser válidas para un sistema de RM específico (7.0T Magnetom, Siemens healthineers, Erlangen, Alemania). Los comandos y procedimientos varían entre proveedores y versiones de software. El siguiente protocolo sigue las directrices del grupo de Resonancia Magnética en EM (MAGNIMS) en Europa18,19 y del Consorcio de Centros de Esclerosis Múltiple (CMSC) en América del Norte20 para el diagnóstico, pronóstico y seguimiento de pacientes con EM.

  1. Ingrese el estudio requerido y los detalles del sujeto (número de proyecto, identificación seudonimizada, fecha de nacimiento, altura, peso, posición del sujeto (es decir, posición de cabeza y supina), nombre del investigador). Los pasos varían entre los sistemas de RM de 7,0 T de diferentes proveedores. En todos los casos, asegúrese de que se carga el protocolo de estudio correcto.
    1. Para los escáneres Siemens, haga clic en la barra superior de la pantalla (| Registro) en el software syngo. Escriba la información del paciente, seleccione el protocolo del estudio y haga clic en Examen. Se carga el protocolo de estudio seleccionado y se abre la ventana de examen. En el lado derecho de esta ventana aparecerán las secuencias de imágenes guardadas para el protocolo de estudio seleccionado.
  2. Ejecute secuencias de imágenes en el orden dado dentro del protocolo de estudio seleccionado. Los parámetros para estas secuencias de imágenes deben planificarse antes de las investigaciones de los pacientes y guardarse de acuerdo con las pautas CMSC y MAGNIMS anteriores para el diagnóstico18, así como el pronóstico y el monitoreo de los pacientes con EM19.
  3. Ajustes e imágenes de exploración
    1. Antes de la adquisición de datos del examen de EM, realice los ajustes necesarios utilizando la secuencia Localizador (también conocida como secuencia de exploración). Por lo general, se trata de una secuencia de eco de gradiente (GRE) y contiene los protocolos de ajuste que deben llevarse a cabo antes de escanear.
      NOTA: Los ajustes incluyen una corrección (shimming) del campo magnético estático no homogéneo (B0). Las inhomogeneidades de B0 ocurren debido al imán grande y debido a susceptibilidades dentro del cuerpo (por ejemplo, aire, hueso, sangre) y su distribución. Las inhomogeneidades amplían la distribución de frecuencia de los espines y también pueden causar una desfase intravoxel significativa; esto no es un problema en las secuencias reenfocadas por RF (espín-eco), pero puede reducir considerablemente la amplitud de la señal en la mayoría de las siguientes secuencias, particularmente las adquisiciones ponderadas en T2*. Los ajustes se realizan automáticamente en escáneres clínicos de RM (dispositivos con intensidades de campo B0≤7,0 T). En algunos escáneres (por ejemplo, los escáneres Siemens 7.0 T MR) los ajustes suelen ser iniciados activamente por el operador. Para obtener detalles específicos sobre cómo seleccionar y operar secuencias, consulte el manual del operador específico para la configuración del sistema.
    2. Seleccione el localizador. En los escáneres Siemens, marque la secuencia en el lado derecho de la ventana y haga clic en la flecha izquierda para mover la secuencia al lado izquierdo de la ventana para ponerla en cola dentro del flujo de trabajo. Asegúrese de que todos los canales estén seleccionados para la bobina de RF utilizada. La secuencia Localizer también es importante para planificar la orientación de los segmentos de imagen en las secuencias posteriores. En este punto no hay ninguna imagen disponible, por lo que el volumen de ajuste no se puede alterar.
    3. Ejecute los ajustes necesarios para el sistema de RM específico (consulte el manual del operador). En los escáneres siemens, esto incluye ajustes de frecuencia y transmisor para establecer la frecuencia básica y el voltaje requerido para la bobina de RF y la potencia del amplificador utilizada, así como la corrección 3D para corregir la inhomogeneidad del campo magnético estático(Figura 3):
    4. Elija Opciones | Ajustes. Las pestañas de Frecuencia, Transmisor, Shim 3D y otras aparecerán en la barra inferior de la ventana. En Frecuencia, seleccione Ir hasta que la frecuencia básica esté centrada y aparezca Sí. En Transmisor,establezca el voltaje de acuerdo con la bobina de RF y la potencia del amplificador utilizada (para la bobina de cabeza de 24 canales de recepción Rx RF empleamos 300 V) y Aplique.
    5. En Shim 3D, seleccione Medir y cuando se genere el mapa B0, pulse Calcular para adquirir los valores de shim. Repita los ajustes de frecuencia y Shim 3D al menos dos veces hasta que los valores de shim sean consistentes con los anteriores. Pulse Aplicar y Cierre. En los escáneres Philips y GE 7.0 T, realice ajustes en segundo plano antes de cada secuencia (se requiere retroalimentación del operador para el control del ajuste).
    6. Ejecute la secuencia Localizer en 3 orientaciones. Parámetros de secuencia: Tiempo de adquisición (TA) = 160 ms. Dado que aún no hay ninguna imagen disponible, establezca la posición en isocentro, rotación = 0 °. Otros parámetros: matriz = 256×256, FOV = 250 mm, espesor de la rodaja = 7,0 mm, espacio de la rebanada = 7,0 mm (100 %), TR = 7,0 ms, TE = 3,03 ms, Promedios (promedio) = 1, Ángulo de giro (FA) = 2 °, sin supresión de grasa o agua. Grupo de segmentos 1 (orientación sagital, dirección de codificación de fase A>P), Grupo de segmentos 2 (orientación transversal, dirección de codificación de fase (PE) A>P), Grupo de segmentos 3 (orientación coronal, dirección de codificación de fase R>L). Se adquieren tres rebanadas para todos los grupos de rebanadas. En este punto no se realizan cambios en la geometría.
    7. Adquiere las imágenes del explorador.
    8. Confirme si el volumen de ajuste se ha ajustado correctamente mediante las imágenes de Localizer MR. Alinee el volumen de ajuste con el FOV y alinee centralmente con la cabeza del sujeto. Si no está alineado, alinee correctamente y vuelva a realizar los ajustes.
    9. Importante: Cada vez que se cambie el volumen de ajuste o el número de canales de RF utilizados, realice los ajustes nuevamente.
      1. En los sistemas Siemens, evite esto copiando el volumen de ajuste del último localizador donde se configuró correctamente el volumen de ajuste: seleccione el último escaneo con el ajuste correcto, haga clic con el botón derecho en Copiar parámetroy seleccione Ajustar volumen en la ventana abierta. Las circunstancias en las que se requieren ajustes adicionales incluyen secuencias de imágenes especiales que requieren técnicas de shimming más intensivas (por ejemplo, imágenes planares de eco [EPI]).
  4. Adquisición de secuencias de imágenes de RM dedicadas
    1. Existen varias secuencias con diferentes contrastes (T1,T2,T2*,fase, QSM, difusión) para estudiar la patología de la EM(Figura 11). Los más adecuados para las necesidades clínicas o las preguntas de investigación pueden seleccionarse y organizarse dentro de los protocolos de estudio en el sistema de RM para su uso durante los proyectos de investigación o estudios clínicos específicos relevantes. Existen varias guías prácticas y revisiones para estudiar, detectar y definir lesiones de esclerosis múltiple en la RM 8,50,69. Cada sistema de RM tendrá diferentes procedimientos operativos e interfaz de usuario para adquirir las secuencias de RM dedicadas(Figura 4). En los sistemas Siemens, vea la lista de métodos de RM (secuencias) a la derecha para cada protocolo de estudio y haga cola en la lista de secuencias de la ventana de examen (a la izquierda). A continuación se presentan algunas secuencias que empleamos en un escáner Siemens 7.0 T MR para estudiar la patología de la EM. Al planificar los posicionamientos de secuencia, asegúrese de repetir los ajustes si es necesario.
  5. Preparación para magnetización - RApid Acquisition Gradient Echo (MPRAGE)
    1. MPRAGE es una secuencia GRE estropeada de recuperación de inversión sagital ponderada T1-ponderada por recuperación-para alta resolución espacial y contraste T1. Su propósito es típicamente anatómico, y es útil para evaluar la pérdida de volumen en MS70. Se aplicó por primera vez en pacientes con EM para mejorar la detección de lesiones con contraste (CELs)71. MPRAGE proporciona un excelente contraste dependiente de T1entre la materia gris (GM), la materia blanca (WM) y el líquido cefalorraquídeo (LCR) incluso sin el agente de contraste72. En combinación con una secuencia ponderada en T2como FLAIR (ver más abajo), es una técnica ponderada en T1ampliamente utilizada en enfoques de segmentación multimodal y morfometría basada en vóxel73. La detección y clasificación de lesiones corticales de EM mediante MPRAGE se mejora considerablemente gracias al mejor rendimiento de las imágenes paralelas y al aumento de la resolución espacial y SNR disponible a 7,0 T 74.
    2. Utilice los siguientes parámetros de secuencia MPRAGE: TA = 5 min 3 s, modo 3D, resolución isotrópica = [1.0×1.0×1.0]mm³, matriz = 256×256×256, FOV = 256 mm, orientación sagital, dirección PE A>P, rodajas por losa = 192, espesor de la rebanada = 1,0 mm, brecha de corte = 0,5 mm, TR = 2300 ms, TE = 2,98 ms, promedio = 1, concatenaciones = 1, sin filtro, inversión recuperación tiempo de evolución TI = 900 ms, FA = 5°, sin supresión de grasa o agua, resolución base = 256, imagen paralela con GRAPPA, AFPE = 2 (Figura 4A).
    3. Adquirir en orientación sagital que está alineada con la fisura interhemisférica. Dado que MPRAGE es una secuencia 3D, las imágenes aún se pueden registrar en el escaneo de referencia al final del estudio.
  6. Preparado para magnetización 2 - Eco de gradiente de adquisición rápida (MP2RAGE)
    1. Esta es una secuencia 3D ponderada en T1con mapeo simultáneo de T1; una secuencia de eco de gradiente rápido preparada para la magnetización de dos inversiones y contraste para mediciones robustas del volumen de la lesión de la materia blanca75. La secuencia MP2RAGE produce imágenes con diferentes contrastes, por ejemplo, dos imágenes de eco de gradiente con diferentes tiempos de inversión y ángulos de giro, una imagen T1w sin un fondo ruidoso y un mapa T1. El mapeo cuantitativo de T1 proporciona más información diagnóstica en pacientes con EM para discriminar mejor los subtipos de lesiones y permitir una estadificación más rápida de la actividad de la enfermedad76. Recientemente se demostró que MP2RAGE mejora la visualización de las lesiones intracorticales subpiales(Figura 13A)77, que se asocian con la inflamación meningeal en la EM78 y son en gran medida difíciles de detectar incluso con intensidades de campo más altas y métodos avanzados. El código MP2RAGE de código abierto está disponible en el desarrollador: https://:github.com/JosePMarques/MP2RAGE-related-scripts
    2. Utilice los siguientes parámetros de secuencia MP2RAGE: TA = 11 min 37 s, dimensión 3D, orientación sagital, dirección PE A>P, resolución espacial = [1.01.0]mm², matriz = 256×256, FOV = 256 mm, fase FOV = 93.75 %, losas = 1, cortes por losa = 176, grosor del corte = 1.0 mm, espacio de corte = 0.5 mm, TR = 5000 ms, TE = 3.18 ms, avg = 1, concatenaciones = 1, TI 1 = 700 ms, TI 2 = 2500 ms, FA 1 = 4 °, FA 2 = 5°, sin supresión de grasa o agua, resolución base = 320, imágenes paralelas con GRAPPA, AFPE = 3 (Figura 5).
    3. Ejecute el MP2RAGE con la misma orientación y posicionamiento que el MPRAGE.
  7. Recuperación de inversión atenuada por fluidos (FLAIR)
    1. FLAIR es una secuencia 3D que utiliza la recuperación de inversión atenuada por fluido ponderado T2(FLAIR) con supresión de señal de LÍQUIDO CSF para evaluar la diseminación de nuevas lesiones de EM a lo largo del tiempo(en los escáneres Siemens se utiliza junto con SPACE (Sampling Perfection with Application-optimized Contrasts using different flip angle Evolutions, módulo de imágenes ). Las ventajas de esta secuencia incluyen alta resolución isotrópica, bajo SAR, posibilidad de imágenes paralelas, supresión del CSF y, por lo tanto, una mejor detección de lesiones en los límites del parénquima cerebral. FLAIR es particularmente beneficioso para identificar lesiones corticales (Figura 13B)79 y realces leptomeníngeos (LME) postcontraste en cerebros con EM80. Curiosamente, la detección de LME en pacientes con EM a 1,5 T fue significativamente mayor cuando se utiliza FLAIR CUBE (módulo de imágenes para sistemas GE MR) en comparación con FLAIR SPACE (Siemens)81. 3D FLAIR SPACE demostró ser una atractiva secuencia ponderada T2que complementa la secuencia MP2RAGE ponderada T1anterior para la detección de lesiones en pacientes con EM76. Típicamente, ambas secuencias se registran conjuntamente con segmentaciones de lesiones transversales para representar mapas de lesiones de EM articular82. Recientemente, FLAIR (en un sistema de RM de Philips de 3,0 T) identificó que los pacientes con síndrome de Susac eran significativamente más propensos a presentar LME que los pacientes con EM83.
    2. Utilice los siguientes parámetros de secuencia FLAIR: TA = 6 min 16 s, modelo 3D, orientación sagital, dirección PE A>P, resolución isotrópica = [0.8×0.8×0.8]mm³, matriz = 320×320×320, FOV = 256 mm, losas = 1, sobremuestreo de rodajas = 18.2 %, rodajas por losa = 176, fase FOV = 87.5 %, espesor de corte = 0.80 mm, TR = 8000 ms, TE = 398 ms, promedio = 1, concatenaciones = 1, filtro raw y de imagen, TI = 2150 ms, sin supresión de grasa o agua, factor de aceleración a lo largo de la dirección de codificación de fase AFPE = 4 (Figura 6).
    3. Ejecute la secuencia en orientación sagital, igual que las secuencias MPRAGE y MP2RAGE.
    4. Aumente la fase FOV en el mapa de parámetros de secuencia al 100% si la nariz está fuera del marco amarillo. Esto cambia el TA a 6 min 56 s.
  8. Disparo rápido de ángulo bajo multi-eco (FLASH-ME)
    1. FLASH-ME es una secuencia GRE ponderada 2D T2* que adquiere múltiples ecos con diferentes tiempos de eco. Una secuencia similar se utilizó previamente a 7,0 T como herramienta cuantitativa para estimar las tasas de relajación de T2*,para estudiar patrones de organización citoarquitectal en toda la corteza en controles de salud 84. Más recientemente, se utilizó el mapeo cuantitativo de T2* para estudiar la integridad del tejido cortical en pacientes con EM, y se demostró que el deterioro cognitivo se correlaciona con el aumento de T2*, independientemente del grosor cortical o la presencia de lesiones85. Cuando se utiliza solo el tiempo de eco más largo, la secuencia se utiliza para delinear las lesiones de la materia blanca de la EM que se centran alrededor de un pequeño vaso venoso (signo venoso central, Figura 12),especialmente las cercanas a los ventrículos (Figura 14a)42,55.
    2. Utilice los siguientes parámetros de secuencia FLASH-ME: TA = 12 min 10 s, modo 2D, orientación transversal, en resolución plana = [0.47×0.47]mm², matriz = 512×512, FOV = 238 mm, cortes = 52, grosor de corte = 2.0 mm, sin espacio de corte, dirección 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 ms, 22.43 ms, 25.49 ms (asegúrese de que el incremento en el tiempo de eco sea un múltiplo del cambio grasa-agua de 3.5 ppm), promedio = 1, concatenaciones = 1, FA = 35 °, sin supresión de grasa (Figura 7).
    3. Utilice el MPRAGE 3D y las imágenes del localizador transversal coronal para planificar la geometría del escaneo 2D FLASH-ME.
    4. Ajuste el FOV y las rebanadas de tal manera que toda la cabeza esté en el medio (ver arriba).
    5. Mueva e incline el FOV 2D FLASH-ME, utilizando la herramienta de zoom y panorámica en las imágenes MPRAGE sagitales de modo que el límite inferior del FOV (marco amarillo) esté en línea con la línea callosa del cuerpo inferior(plano subcallosal).
    6. Mueva toda la pila después de la angulación, de modo que la capa superior termine con la calota del cráneo. La pila no cubre todo el cerebro. Las pilas más grandes aumentan el tiempo de medición e introducen artefactos de susceptibilidad magnética de la cavidad nasal-auditiva.
    7. Modifique el volumen de ajuste si ya no está alineado con el volumen de geometría. Si es necesario, repita los ajustes (ver arriba).
  9. Imágenes ponderadas de susceptibilidad (SWI)
    1. Para SWI, utilice datos de magnitud y fase de una secuencia GRE 3D T2*ponderada totalmente compensada por flujo. Para mejorar el contraste de susceptibilidad, las máscaras de ponderación se generan a partir de datos de fase y se multiplican con imágenes de magnitud en SWI86. SWI mejora el contraste entre las venas y el tejido circundante87, y también identifica la deposición de hierro en pacientes con EM88. Una deposición de macrófagos cargados de hierro ocurre en los bordes de las lesiones crónicas de EM desmielinizadas89,y esto se presenta como una señal hiperintensa en el borde de la lesión en las imágenes de fase89,90 y una disminución de la señal (borde hipnotensal) en T2*-imágenes ponderadas post-procesadas utilizando SWI in vivo y post mortem91 ( Figura14b ). La codificación 3D permite TRs más cortos y ángulos de giro más bajos, lo que permite una cobertura cerebral completa, reduciendo el tiempo de adquisición y disminuyendo la sensibilidad a las perturbaciones de campo B1+ 92. Las imágenes paralelas también reducen el tiempo de adquisición; la imagen paralela de adquisición parcialmente paralela autocalibrante generalizada (GRAPPA) reconstruye las imágenes de magnitud y fase para cada canal y las combina para generar las imágenesfinales 93,94.
    2. Utilice los siguientes parámetros de secuencia SWI: TA = 9 min 26 s, modo 2D, resolución espacial: [0.30.3]mm², matriz = 768×768, lectura FOV = 256 mm, fase FOV = 68.75 %, losas = 1, cortes por losa = 120, espesor de corte = 1.0 mm, espacio de corte = 0.2 mm, orientación transversal fuerte, dirección PE R>L, TR = 30 ms, TE = 15.3 ms, promedio = 1, concatenaciones = 1, FA = 30 °, sin supresión de grasa o agua, resolución base = 768, resolución de fase = 100 %, resolución de rebanada = 100 %, fase parcial de Fourier = 6/8, rebanada parcial de Fourier = 6/8, imágenes paralelas con GRAPPA, AFPE = 2 (Figura 8).
    3. Adquirir en orientación transversal y no introducir ninguna angulación ya que esto dificulta el postprocesamiento.
    4. Desplazla la losa de corte en la dirección craneal para que el borde superior esté alineado con la calota del cráneo. Desplazar la losa en dirección ventral o dorsal, de modo que el cerebro esté completamente en medio del FOV.
  10. Mapeo de susceptibilidad cuantitativa (QSM)
    1. Para QSM, utilice una secuencia GRE ponderada2DT 2 * (empleando seis tiempos de eco con compensación de flujo para el primer eco). QSM es un sucesor de SWI y la idea detrás de él es proporcionar una estimación voxel por voxel de la distribución de susceptibilidad95. QSM hace uso de imágenes de fase y genera una distribución de susceptibilidad 3D. La intensidad del vóxel es linealmente proporcional a la aparente susceptibilidad magnética del tejido subyacente. Al estudiar la patología de la EM, QSM proporciona información importante sobre la composición y la microestructura del tejido, como el contenido de mielina en la materia blanca y la deposición de hierro en la materia gris95. Los diferentes procesos fisiopatológicos de la EM que contribuyen a los cambios de señal medibles por RM son complejos, de modo que una combinación de diferentes métodos de RM es beneficiosa: mientras que la QSM es más sensible a los cambios tisulares relacionados con la EM, también muestra un efecto aditivo de acumulación de hierro y desmielinización (ambos promueven la susceptibilidad magnética), esto contrasta con el mapeo T2*, en el que ambos procesos fisiopatológicos en la EM ejercerán efectos opuestos: la desmielinización aumenta la tasa de T2* mientras que la deposición de hierro disminuye T2*96. QSM resuelve con precisión el patrón espacial de susceptibilidad magnética en comparación con las imágenes de fase y, por lo tanto, representa patrones sólidos y de borde de susceptibilidad de manera más precisa y confiable97. Al combinar imágenes ponderadas en T2* con SWI y QSM, también es posible estudiar los cambios en el contenido de hierro en las lesiones durante la progresión de la enfermedad en la EM: mientras que las lesiones no cargadas de hierro son hiperintesas en todas las secuencias, las lesiones cargadas de hierro son hipnotiosas en T2 * y SWI, pero no QSM 98.
    2. Utilice los siguientes parámetros de secuencia QSM: TA = 7 min 43 s, modo 2D, losas = 1, dirección PE A>P, en resolución plana = [0.49×0.49]mm², matriz = 448×448, lectura FOV = 220 mm, fase FOV = 90.6 %, cortes por losa = 96, grosor del corte = 1.0 mm, sobremuestreo de corte = 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, promedio = 1, concatenaciones = 1, filtro de imagen, FA = 30 °, sin supresión de grasa o agua, resolución base = 448, fase parcial fourier = 6/8, corte parcial Fourier = 6/8, imagen paralela con GRAPPA, AFPE = 2 (Figura 9).
    3. Mueva e incline el FOV, utilizando la herramienta de zoom y panorámica en las imágenes MPRAGE sagitales de modo que el límite inferior del FOV (marco amarillo) esté en línea con la línea callosa del cuerpo inferior(plano subcallosal).
    4. Mueva la pila de rodajas cranealmente para que la capa superior esté alineada con la calota del cráneo.
  11. Imágenes eco-planas ponderadas por difusión (DW-EPI)
    1. Para las imágenes DW, utilice una secuencia EPI 2D con 64 direcciones de codificación de difusión diferentes a valor b = 0 s/mm2 y b = 1000 s/mm2. Las imágenes DW detectan cambios discretos en la microestructura tisular, incluida la neurodegeneración difusa y la desmielinización en NAWM en la EM en etapa temprana que a menudo se pasa por alto en la resonancia magnética convencional99,100. Estudios previos de difusión en EM reportaron aumento de la difusividad media en lesiones corticales101. Un estudio más reciente a 7.0 T reveló hallazgos similares, pero también una fracción de volumen intracelular más baja en la EM en etapa temprana; el compartimento intracelular se separó de la fracción de volumen isotrópico (edema o CSF) y del espacio extracelular ajustando un modelo de tejido de tres compartimentos a las imágenes DW 102. No solo se reportó una reducción en la fracción de volumen intracelular en lesiones corticales y WM sino también en el NAWM, en comparación con WM de los controles102. En las lesiones WM, el compartimento intracelular reducido se acompañó de un aumento de la difusividad media y la anisotropía fraccional, lo que indica desmielinización y pérdida axonal102. DW-EPI se asocia comúnmente con distorsiones geométricas que aparecen como píxeles estirados o comprimidos en la imagen adquirida. Para compensar esto, se han introducido enfoques de gradiente de fase invertida, en los que la misma porción se adquiere dos veces utilizando polaridades de codificación de fase opuesta (PE) 103,104. Los patrones de distorsión espacial opuestos se pueden alinear y las imágenes se combinan utilizando herramientas de registro. Para la corrección de la distorsión, la misma imagen se adquiere con una dirección PE invertida pero sin ponderación de difusión, por lo tanto, una reducción en el tiempo de adquisición.
    2. Utilice los siguientes parámetros de secuencia DW-EPI: TA = 14 min 02 s, dimensión 2D, orientación transversal, dirección A>P PE, resolución espacial = [1.951.95]mm², matriz = 256×256, lectura FOV = 500 mm, cortes = 30, fase FOV = 100.0 %, espesor de corte = 2.0 mm, espacio de corte = 2.0 mm, TR = 12000 ms, TE = 115 ms, avg = 1, concatenaciones = 1, supresión de grasa, resolución base = 256, resolución de fase = 100 %, fase parcial fourier = 6/8, imágenes paralelas con GRAPPA, AFPE = 3, modo de difusión = MDDW, 2 ponderaciones de difusión: valor b 1 = 0 s/mm², valor b 2 = 1000 s/mm², direcciones de difusión = 64 (Figura 10).
    3. Adquirir en orientación transversal y no introducir ninguna angulación ya que esto dificulta el postprocesamiento.
    4. Mueva el FOV para que la línea superior del bloque de capa esté alineada con la calota del cráneo. Cambie dorsoventralmente para que el cerebro esté exactamente en el medio del FOV.
    5. Adquiera la secuencia en dos polaridades invertidas de la dirección de codificación de fase (PE) para cancelar los artefactos de distorsión durante el postprocesamiento. Para ejecutar la secuencia de polaridad invertida, repita de nuevo la secuencia EPI 2D, seleccionando ahora la versión de la secuencia con la dirección PE en P>A. Parámetros de secuencia modificados:TA = 1 min 14 s, dirección P>A PE, 1 ponderación de difusión: valor b = 0 s/mm².
    6. Ejecute esta secuencia con la misma orientación y posicionamiento que la secuencia EPI 2D anterior.
    7. Confirme que la dirección de codificación de fase está establecida en P>A en la ficha de parámetros Rutina. Si no es así, cambie mediante la nsédese 180°.
    8. Tan pronto como se termina y reconstruye la última secuencia, el examen de resonancia magnética está listo.
    9. Documentar todas las secuencias adquiridas y sus descripciones asociadas en el FCI.

5. Conclusión del examen de RM

  1. Ingrese a la sala del escáner de RM y mueva la tabla de sujeto lentamente lejos del isocentro.
  2. Evalúe la condición del sujeto y consulte sobre cualquier posible efecto secundario antes, durante o después de las mediciones. Consulta específicamente sobre mareos, destellos de luz, sensación de calor o frío, malestar general, espasmos musculares, sabor metálico o cualquier otro efecto.
  3. Documentar todas las observaciones (incluidos los efectos secundarios) en el FCI.
  4. Después de una consulta final, el sujeto es acompañado al vestuario, luego a la taquilla para recoger los objetos de valor almacenados allí y luego a la salida del edificio. Como medida de seguridad siempre acompañan a los sujetos visitantes.
  5. Presente todos los documentos escritos (CRF, lista de identificación del sujeto, formularios de consentimiento del estudio) en la carpeta del sitio del investigador y enciérrelos en un lugar seguro. El período de almacenamiento es de al menos 10 años.

6. Copia de seguridad de datos

NOTA: Cada centro de MR sigue sus propias pautas para guardar y realizar copias de seguridad de los datos de MR de forma segura. Los datos digitales de MR deben almacenarse en un servidor protegido por contraseña. El siguiente procedimiento es típico para un sistema Siemens 7.0 T MR.

  1. Seleccione el número de identificación del participante en el navegador del paciente y seleccione Transferir.
  2. Seleccione Exportar a off-line e introduzca la ruta de una carpeta local (por ejemplo, C:\temp).
  3. Compruebe si el proceso ha finalizado (desde Transfer | Estado del trabajo local).
  4. Seleccione Usuario avanzado (Ctrl + Esc) y desbloquee ingresando la contraseña administrativa.
  5. Una vez que Advanced User esté habilitado, vaya al Explorador de Windows(Ctrl +Esc).
  6. Mueva los datos de Dicom de la carpeta local a una carpeta segura de estudio de datos de Dicom en el servidor protegido con contraseña.

7. Apagado del sistema

  1. Apague el sistema de acuerdo con los requisitos del sistema. Para los escáneres Siemens, utilice la barra superior del software syngo para apagar el software. Apague el sistema MR (botón azul en los escáneres Siemens) solo después de que el software se haya apagado. Gire la llave a la izquierda.

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Representative Results

Una mujer de 26 años diagnosticada con EM remitente recurrente (EMRR) fue examinada a 7,0 T utilizando los protocolos anteriores(Figura 11). Algunas distorsiones en el perfil B1+ se pueden observar en las imágenes MR. Esto se anticipa cuando se pasa a frecuencias de resonancia más altas43; las longitudes de onda más cortas aumentan las interferencias destructivas y constructivas105,106. Para adquirir las imágenes de RM(Figura 11, Figura 12, Figura 13, Figura 14),utilizamos una bobina de volumen de transmisión de un solo canal en un sistema Siemens 7.0 T MR en el que no fue posible un ajuste manual de fase y amplitud para compensar las inhomogeneidades B1+. Las tecnologías de transmisión múltiple ofrecen los grados de libertad de transmisión paralela necesarios para modular dinámicamente la distribución de campo B1+ 44. Si bien el patrón B1+ no se puede modificar para un solo elemento de transmisión de una bobina dada, las propiedades electromagnéticas del entorno circundante pueden verse alteradas, como se ha demostrado con el acolchado dieléctrico lleno de agua107 o las suspensiones de titanato de calcio108 utilizadas en 7.0 T. Se ha demostrado que las almohadillas dieléctricas geométricamente adaptadas son efectivas para obtener imágenes del cerebro 109, 110 y particularmente el oído interno111,un lugar difícil para obtener imágenes debido a las inhomogeneidades de las diferencias de susceptibilidad entre los fluidos del oído interno y el hueso.

En la Figura 11 se muestran vistas sagitales y transversales del cerebro del paciente utilizando diferentes protocolos que proporcionan diferentes contrastes. Cuatro años y medio antes del examen de RM de 7,0 T el paciente presentaba diplopía y visión borrosa. El diagnóstico se estableció inicialmente, basado en los criterios de McDonald2017 8 debido a la distribución de la lesión por RM periventricular, yuxtacortical e infratentorial y basado en la aparición de lesiones potenciadores y no potenciadores de gadolinio a 3,0 T. Los hallazgos de TSF estaban dentro de los límites normales. Posteriormente se inició la medicación con natalizumab (NTZ). El diagnóstico de EM fue posteriormente cuestionado debido a un aumento de las lesiones T2 y múltiples recaídas clínicas con remisión incompleta a pesar del tratamiento NTZ altamente eficaz. Sin embargo, la RM 7.0 T apoyó el diagnóstico de EM al revelar el signo de la vena central en la mayoría de las lesiones periventriculares y yuxtacorticales (Figura 12). El diagnóstico de EM fue corroborado por la patología cortical(Figura 13)y las estructuras del borde hipointenso que rodean un subconjunto de lesiones hiperintensas T2 (Figura 14). La reevaluación diagnóstica también incluyó una búsqueda de otros trastornos autoinmunes, infecciosos y metabólicos, pero no reveló más resultados anormales. Finalmente, el paciente dio positivo para anticuerpos contra NTZ, lo que indica una neutralización mediada por anticuerpos y explica la respuesta insuficiente del tratamiento hacia NTZ 112. Por lo tanto, se concluyó un diagnóstico de EM con una falta de respuesta hacia la terapia NTZ en este paciente. La medicación se cambió de NTZ a Ocrelizumab y el paciente ha estado libre de recaídas durante las etapas siguientes.

Figure 1
Figura 1. Cuadro de conmutación del escáner Siemens MR Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2. Conexión de una bobina de RF dedicada al sistema MR. (a) Transmisión (Tx), bobina de cabeza de radiofrecuencia de recepción de 24 o 32 canales (Rx) adaptada para resonancia magnética cerebral a 7.0 T (b) Indique al sujeto que se acerque a la bobina de cabeza de RF y coloque la cabeza del sujeto sobre la bobina RX inferior y debajo de la bobina RX superior (panel izquierdo). A continuación, mueva la parte TX de la bobina de cabeza de RF sobre la bobina RX (abajo a la derecha). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3. Ajustes de funcionamiento (sistema Siemens). (a) Ajuste básico de frecuencia, (b) Ajuste de voltaje del transmisor, (c) Generación de B0 Mapa y shimming 3D. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4. Planificación de secuencias de MR en sistemas de MR de 7.0 T de diferentes proveedores. a) Siemens ,b) Philips yc) General Electric. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5. Planificación de la secuencia de imágenes 3D MP2RAGE Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 6
Figura 6. Planificación de la secuencia de imágenes 3D SPACE-FLAIR Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 7
Figura 7. Planificación de la secuencia de imágenes 2D FLASH-ME Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 8
Figura 8. Planificación de la secuencia de imágenes ponderadas de susceptibilidad 3D Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 9
Figura 9. Planificación QSM-FC Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 10
Figura 10. Planificación de la secuencia de imágenes eco-planas ponderadas por difusión Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 11
Figura 11. Resultados representativos de la resonancia magnética cerebral de alta resolución de un paciente con EMRR Panel superior de izquierda a derecha: (a ) vista sagital de una secuencia T1w 3D de recuperación de recuperación preparada para la recuperación en mal estado (MPRAGE), (b) vista transversal de T1w 3D MPRAGE, (c) vista transversal de T2* w secuencia FLASH 2D con lectura multi-eco (FLASH-ME), (d) vista transversal de un T2 w recuperación de inversión atenuada por fluido utilizando la perfección del muestreo con contrastes optimizados para la aplicación utilizando diferentes evoluciones de ángulo de giro (SPACE-FLAIR), (e) vista transversal del mapeo de susceptibilidad cuantitativa compensada por flujo (QSM-FC). Panel inferior de izquierda a derecha: (f) vista sagital de una secuencia de eco de gradiente rápido preparada para magnetización 3D T1w (MP2RAGE), (g) vista transversal de T1w 3D MP2RAGE, (h) vista transversal de imágenes ponderadas por susceptibilidad 3D (SWI) utilizando datos de magnitud y fase de una secuencia GE totalmente compensada por flujo, (i) mapa de anisotropía fraccional combinado y mapa direccional de una secuencia de imágenes ponderada por difusión eco-plana (EPI 2D), (j) vista transversal de T2*w 2D gradient echo imaging con compensación de flujo (GRE-FC). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 12
Figura 12. Lesiones representativas de EM de materia blanca con signo venoso central (a y b) La vista transversal de T 2 * w secuencia FLASH 2D con lectura multi-eco (FLASH-ME) revela un signo venoso central altamente específico de MS (flecha roja) dentro de lesiones periventriculares ejemplares, (c) unalesióntalámica hemisférica derecha (d) y una lesión yuxtacortical parietal, lo que corrobora el diagnóstico de EM del paciente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 13
Figura 13. Lesión cortical representativa de la EM. (a) La vista sagital de una secuencia de eco de gradiente rápido preparada por magnetización T1w 3D (MP2RAGE) delinea la lesión cortical subpial (puntas de flecha rojas) dentro de la corteza parietal (b) con la correspondiente hiperintensidad en vista transversal de una recuperación de inversión atenuada por líquido T2w (SPACE-FLAIR), lo que indica la aparición de patología cortical de EM en el paciente con EM remitente-recurrente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 14
Figura 14. Estructuras representativas de llantas hypointenses. (a) La vista transversal de la secuencia FLASH T 2 * w 2D con lectura multi-eco (FLASH-ME) revela unalesiónovoide periventricular MS, y (b) la vista transversal de la imagen ponderada por susceptibilidad 3D (SWI) delinea una estructura de borde hipointenso alrededor de la lesión, lo que sugiere que los macrófagos cargados de hierro están presentes como un sustituto potencial para la actividad de la lesión de EM. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Implantes metálicos (pueden funcionar mal debido a campos magnéticos o causar lesiones)
Dispositivos electrónicos, por ejemplo, marcapasos, desfibriladores, bomba de insulina, estimuladores nerviosos
Aneurisma y clips hemostáticos, válvulas cardíacas protésicas
Implantes cocleares, otológicos
Dispositivos de infusión de medicamentos
Electrodos de estimulación cerebral profunda
Cables de electrocardiograma de plomo
Otras contraindicaciones (riesgo de quemaduras en la piel, hinchazón o daño por efectos del campo magnético)
Algunos parches de medicamentos
Cuerpos extraños metálicos, por ejemplo, metralla u otros fragmentos diminutos de metal en el ojo
Algunos tatuajes y cosméticos (maquillaje permanente)
Joyas para perforar el cuerpo
Embarazo (posibles efectos biológicos adversos por campos magnéticos)
Claustrofobia conocida

Tabla 1. Principales contraindicaciones de un examen de resonancia magnética. Las contraindicaciones más comunes son los implantes metálicos. Los implantes son cada vez más seguros para la RM (condicional para la RM), pero siguen siendo una preocupación importante.

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Discussion

El protocolo presentado aquí describe una serie de secuencias de resonancia magnética con diferentes contrastes que se utilizan típicamente cuando se examina a pacientes con EM a 7.0 T. Junto con los desarrollos tecnológicos emergentes, proporcionan la base para exploraciones en aplicaciones más avanzadas en imágenes metabólicas o funcionales.

Aparte de las lesiones cerebrales, las lesiones en la médula espinal con frecuencia afectan a los pacientes con EM causando disfunción motora, sensorial y autonómica. Sin embargo, las imágenes de la médula espinal, particularmente a 7.0 T, son técnicamente desafiantes113. Se justifican nuevos desarrollos en la transmisión paralela y la imagen paralela para superar los obstáculos de los perfiles de campo B1 distorsionados114.

El objetivo de este protocolo es difundir y conectar sinérgicamente los desarrollos tecnológicos y la aplicación clínica en todos los dominios disciplinarios. Además de las mejoras esperadas en la resolución espacial y temporal, las oportunidades de las características físicas cambiantes de los campos magnéticos más altos incluyen mejores contrastes en las imágenes ponderadas por susceptibilidad (SWI) y las técnicas de contraste de fase115,así como imágenes de núcleos X comoel sodio 116,117 y el flúor118,119,120 para una evaluación más profunda de la patología, así como un monitoreo terapéutico.

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Disclosures

No hay intereses financieros en competencia que declarar.

Acknowledgments

Este proyecto (T.N.) ha recibido financiación en parte del Consejo Europeo de Investigación (ERC) en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención n.º 743077 (ThermalMR). Los autores desean agradecer a los equipos de berlin Ultrahigh Field Facility (B.U.F.F.), Max Delbrueck Center for Molecular Medicine en la Helmholtz Association, Berlín, Alemania; en the Swedish National 7T Facility, Lund University Bioimaging Center, Lund University, Lund, Suecia y en el ECOTECH-COMPLEX, Maria Curie-Skłodowska University, Lublin, Polonia para asistencia técnica y de otro tipo.

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

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