Bedöma kortikala Cerebral Microinfarcts på högupplöst MR Images

1Department of Neurology, Brain Center Rudolf Magnus, University Medical Center Utrecht, 2Department of Radiology, University Medical Center Utrecht
Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

En hög upplösning ex vivo 7T MR-protokollet presenteras, att utföra MR-guidad histopatologisk validering av mikrovaskulär patologi i obduktion mänsklig hjärnvävnad. Dessutom finns riktlinjer för bedömning av kortikala microinfarcts på in vivo 7T liksom 3T MR-bilder.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

van Veluw, S. J., Biessels, G. J., Luijten, P. R., Zwanenburg, J. J. Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images. J. Vis. Exp. (105), e53125, doi:10.3791/53125 (2015).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Cerebrala microinfarcts är vanliga fynd i obduktions mänskliga hjärnan, och är relaterade till kognitiv nedsättning och demens. På grund av sina små storlekar är det svårt att studera dem på kliniska magnettomografi. Det har nyligen visats att kortikala microinfarcts kan beskrivas med MRI scanners använder höga magnetfältstyrkor (7T). Baserat på denna erfarenhet är också synlig på lägre upplösning 3T MR en del av dessa skador. Dessa fynd bekräftades med ex vivo-avbildning av post-mortem human hjärnvävnad, åtföljd av histopatologiska verifiering av möjliga kortikala microinfarcts.

Här en ex vivo imaging protokollet presenteras, i syfte att validera MR observerade cerebral mikrovaskulär patologi med histologisk utvärdering. Dessutom finns riktlinjer för bedömning av kortikala microinfarcts på båda in vivo 7T och 3T MR-bilder. Dessa riktlinjer ger forskare wed ett verktyg för att sätta betyg på kortikala microinfarcts på in vivo bilder av större patientprover, för att ytterligare reda ut sin kliniska relevansen i kognitiv svikt och demens, och etablera dessa skador som en ny biomarkör av cerebral liten kärlsjukdom.

Introduction

Tillämpningen av ultrahög fält 7 Tesla (T) MR i patientstudier snabbt framåt ett. Denna uppsats presenterar en representativ tillämpning av 7T MR i samband med cerebrovaskulär sjukdom i den åldrande mänskliga hjärnan. Cerebrovaskulär sjukdom är en viktig orsak till cognitive nedgång och demens. Denna vaskulära bidrag till demens innebär ofta de små blodkärlen i hjärnan, såsom arterioler, små vener och kapillärer. Därför är det kallas cerebral liten kärlsjukdom (SVD) 2. Eftersom cerebrala små fartyg är för små för att fånga med konventionell MRI, endast konsekvenserna av SVD - det vill säga, den resulterande vävnadsskada - kan visualiseras. Detta inkluderar vita substansen hyperintensities, cerebrala microbleeds och lakunära infarkter 3.

Andra viktiga manifestationer av SVD är cerebrala microinfarcts (CMIS) 4. Obduktions studier rapporterar hög förekomst av CMIS i Vascular demens och Alzheimers sjukdom 5. Men på grund av deras små storlekar (från 50 um till några mm) de undgår upptäckt på konventionell MRI 4,5. 7T MRI ger bilder med förbättrad signal-brus-förhållande och kontrast, vilket gör det möjligt att upptäcka vissa strukturer och lesioner utanför detektionsgränsen för konventionell MRI högupplösta. Denna teknik därför används för att påvisa CMIS. För att identifiera möjliga CMIS många in vivo 7T MRT tidigare screenades för lesioner med storlekar <5 mm och avbildningsegenskaper som överensstämmer med ischemiska egenskaper. Sådana skador kan tillförlitligt identifieras i cortex. Dessa fokala avlånga lesioner var hyper på 7T FLAIR (0,8 mm isotropisk voxlar), begränsas till hjärnbarken och tycktes sträcker sig från den kortikala ytan, hyper på T2 (0,7 mm isotropa voxlar), och hypointense på T1 (1,0 mm isotropa voxlar). Det bekräftades att dessa lesioner var kortikala CMIS med användning av enMR-guidad histopatologisk strategi obduktion mänsklig hjärnvävnad 6,7.

Här är ex vivo MRI Protokollet presenteras som användes i tidigare studier för histopatologiska validering av kortikala CMIS. För det andra är riktlinjer för bedömning av kortikala CMIS på in vivo 7T MRI. Slutligen har bedömningen av kortikala CMIS på 7T översatts till mer allmänt tillgänglig 3T MRT, och riktlinjer ges hur man identifierar kortikala CMIS på 3T MR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Användningen av obduktionsprover och in vivo MR-bilder för detta protokoll var i enlighet med lokala föreskrifter och godkänts av den lokala institutionella översyn Styrelsen för University Medical Center Utrecht (UMCU).

1. MR-guidad Histopatologiskt validering av kortikal Microinfarcts

  1. Ex vivo MRI
    1. Vid hantering av hjärnvävnad, alltid bära handskar och lämpliga skyddskläder.
    2. Baserat på frågeställningen, välja lämpliga, företrädesvis 10 mm tjocka, formalinfixerade hjärnplattor. Plattorna hjärnan för papper härleddes från neuropatologi avdelningen av UMCU, och VU University Medical Centre (VUMC), baserat på kända Alzheimer patologi.
      1. Formalin fix hela hjärnor under minst 3-4 veckor genom nedsänkning i 10% formalin, före skärning. Skär hjärnan i koronala plattor, som innehåller båda hjärnhalvorna.
      2. För skanning efter slakt, väljer till exempel tre hjärn slabs per hjärnan, tagen från den främre, temporo-parietal och skallbenet regioner i hjärnan. Det nuvarande protokollet är optimerad för användning av tre coronal hjärnplattor, innehållande båda hjärnhalvorna, i en avsökningsperiod.
    3. Ta fotografier av hjärnan plattor på båda sidor (rygg- och stjärt), och ta noggranna anteckningar (eller göra skisser) av orienteringen av plattorna i containern och i skannern för senare samlokalisering av histologi med MRI.
    4. Fyll en specialbyggd container (Figur 1) - i detta fall en som passar in i MR huvudspole - med 10% färsk formalin vid RT. Om MR-signalen från vätskan oönskade, använd en perfluorpolyeter (PFPE) smörjmedel med en lämplig täthet i stället för formalin (t.ex. Fomblin eller Galden PFPE). Se till att använda en flödesskåp vid hantering av formalin.
    5. När du placerar plattorna hjärnan i behållaren, se till att undvika luftbubblor. Avlägsna huvuddelen av luftbubblor genom att försiktigt Shaking vävnaden, antingen för hand eller med hjälp av en skakapparat eller ultraljudsbad.
    6. Se till att plattorna inte kan röra sig inuti behållaren och begränsa mängden behövs vätska, genom att använda en mindre behållare för att hålla plattorna på plats (Figur 1).
    7. Täck behållaren med plast eller parafilm för att förhindra avdunstning och skydda MR (huvud) spole från eventuella föroreningar (figur 2).
    8. Använd en hela kroppen 7T magnetkamera med en lämplig spole. I detta protokoll en dubbel sändning och 32-kanal får huvudet spole används.
    9. Placera behållaren i huvudet spole, insvept i en handduk eller kirurgisk underlägg, för att förhindra potentiella spill av vätska. Se till att behållaren kan inte röra sig, och att plattorna förblir i horisontellt läge (fig 2).
    10. Kör en undersökning scan som kan användas för planering av högupplösta skannar, korrekt B0 homogen med hjälp av ett lämpligt mellanlägg verktyg och kalibrera RF-effektenatt få rätt flip vinklar (några plattor kräver mindre energi jämfört med in vivo scanning av en hela huvudet) enligt tillverkarens protokoll.
    11. Planera högupplösta förvärv om undersökningen skanningen, för att säkerställa att hjärn plattor är helt i fält-of-view. Skanna hjärnan plattor O / N med hög upplösning förvärv som visas i tabell 1, som är optimerade för ex vivo imaging. Förvärvs Protokollet presenteras här innehåller ett vägt 3D FLAIR, T2 och T1 bild med en isotrop upplösning på 0,4 mm och en T2 * vägt bild med en isotrop upplösning på 0,18 mm.
    12. Identifiera automatiska mjukvaruprocesser som kan avbryta skanningen, såsom automatiserade up-datum som kör O / N, eller varningar för perifer nervstimulering, och se till att skanner förfaranden kommer inte att avbrytas av dessa.
    13. Övervaka skanner O / N för eventuella bekräftelse popup-fönster som kan avbryta skanningen genom att använda till exempel en VPN-anslutning.
    14. Återgå följande morgon (efter en total genomsökning tid på cirka 12 timmar i det nuvarande protokollet). Förvara plattor hjärn i formalin, städa upp.
    15. Spara bilder på en extern hårddisk.

Figur 1
Figur 1. Beredning av formalinfixerade hjärnplattor för obduktion skanning med 7T MRI. En specialbyggd Perspex behållare fylld med antingen 10% formalin eller perfluorpolyeter (PFPE) smörjmedel om MR-signalen från vätskan är oönskad. Tre 10 mm tjocka formalinfixerade koronala hjärnplattor är placerade i behållaren. En mindre behållare används för att hålla plattorna på plats. Tejpa den andra behållaren till den första en, för att förhindra rörelse.

Figur 2
Figur 2. Placeringav specialbyggd container i 7T huvudspole. Täck behållaren med plast eller parafilm för att förhindra avdunstning av formalin. Placera behållaren, inneslutna i en handduk eller kirurgisk underlägg, i huvudet spolen i en 7T MR skanner. Se till att behållaren kan inte röra sig, och att plattorna förblir i horisontellt läge.

  1. Histopatologi
    1. Identifiera möjliga kortikala CMIS - eller andra skador av intresse - på de förvärvade bilderna. Dessa skador är målen för histologisk analys. Se upp för artefakter, såsom obduktion vävnadsskada (som ibland visas på ytan av hjärnan plattor på grund av nedskärningar) eller långsiktiga formalin lagrings artefakter (t.ex. grova MRI hypointensities representerar neuropil förändringar 8).
      Obs: Olika histopatologiska subtyper av kortikala CMIS har olika MR egenskaper. För ytterligare information om CMI subtyper, hänvisas till en färsk studie ex vivo 7.
    2. After identifiera möjliga kortikala CMIS på MR-bilderna, prova regionen av intresse för histopatologisk validering. Se till att klippa ut en region som innehåller anatomiska landmärken, för senare anpassning av MRT med histopatologi. Utför standard histopatologi, som följt (men andra metoder kan också tillämpas).
    3. Klipp ut ett område på cirka 30 x 20 x 5 mm 3 innehåller en möjlig kortikal CMI.
    4. För att få korrekt provtagning, uppskattar skadan platsen av segmentet tjockleken på MR-bilder, och vävnadsarkitektur. Skära manuellt vävnaden något över den uppskattade lesionen platsen att begränsa mängden seriesektione (efter paraffininbäddning) som behövs för att rikta lesionen.
    5. Kontrollera prov vävnaden passar ett vävnadskassett. Placera ytan som skall skäras med framsidan nedåt i kassetten.
    6. Håll alla vävnads kassetter i 10% formalin, tills bearbetningen av vävnaden.
    7. Process vävnaden för paraffininbäddning. Detta innebär vanligtvis en automatiserad procedur för dehydratisering av vävnaden, genom en serie av graderad alkohol (t.ex., 70% till 95% till 100%) bad, och röjning av vävnaden i xylen.
    8. Bädda vävnaden i paraffinblock. Se till att ytan som skall skäras är vänd uppåt efter inbäddning.
    9. Klipp 4-6 pm seriesnitt med en mikrotom, tills riktade skadan hämtas.
    10. Float sektionerna på ytan av ett 37 ° C vattenbad. Montera avsnitten om glas. Placera glasen på en värmande blocket för att binda vävnad till glaset. Butiks glider O / N vid RT.
    11. Utför en lämplig färgning (t.ex. H & E-färgning) på de första sektionerna, hålla intilliggande tomma sektioner för vidare användning (t.ex. immunohistokemi).
    12. Täck de H & E färgade snitt, med hjälp av en droppe monteringsmedium val. Sänk försiktigt slip, undvika luftbubblor.
    13. Studera avsnitten med hjälp av ett ljusmikroskop, vid en lämplig magstorings. Jämför avsnitt till tidigare erhållna MR-bilder.

2. Bedöma kortikala Microinfarcts om In Vivo 7T MRI

  1. Utför 7T MRI i patientpopulationen i ditt intresse, med hjälp av in vivo MRI-protokollet (som innefattar åtminstone en 3D FLAIR) som beskrivs i punkt 6.
  2. Bedöm kortikala CMIS på in vivo 7T MR-bilder som beskrivs i stegen nedan, med hjälp av följande 7T klassificeringskriterier för CMIS: kortikala CMIS är hyper om Flair (med eller utan en hypointense centrum), hyper på T2, hypointense på T1, detekterbara på åtminstone två vyer av hjärnan (t.ex. sagittalt och tvärgående), begränsas till hjärnbarken, skiljer sig från perivaskulära utrymmen, med en största dimension ≤4 mm 6,7.
  3. Använd ett gränssnitt med tre bild tittare, att samtidigt visa FLAIR, T1 och T2 bilder, till exempel, MeVisLab (Figur 3). Denna plattform allows att införliva flera tittare och att placera markörer på eventuella skadeplatser.
  4. Först bedöma ett halvklotet på FLAIR i sagittalvy. Screen hela cortex för hyperintensiva lesioner. Alla hyperintens skada ≤4 mm är en möjlig CMI. Placera markörer genom att klicka på varje möjlig CMI.
  5. Upprepa för den andra halvklotet.
  6. Kontrollera att alla markerade platser på T1 och T2. Kasta en plats om det inte är hypointense på T1 eller hyper på T2.
  7. Utvärdera övergripande uppfattning om Flair, T1 och T2. Kasta en plats om det inte syns. Kontrollera koronala vyn i tveksamma fall.
  8. Se upp för MRI artefakter och anatomiska variationer (särskilt sulcal kanter).
  9. Spara markörer.

Figur 3
Figur 3. Exempel bildvisning plattform för bedömning av kortikala microinfarcts. Ett gränssnitt används, integrated i MeVisLab. Det här programmet gör det möjligt att integrera flera tittare samtidigt, för att enkelt växla mellan sagittal / tvärgående / coronal orientering och att placera och spara markörer på eventuella skadeplatser. (Olika markörer kan väljas för olika typer av lesioner).

3. Bedömning kortikala Microinfarcts om In Vivo 3T MR

  1. Förvärva 3T MR bilder av patientpopulationen i ditt intresse. Befintliga data kan också användas så länge som MR bildprotokoll innehöll minst en 3D T1, och en känsla och T2.
  2. Bedöm kortikala CMIS på in vivo 3T MR-bilder som beskrivs i stegen nedan, med hjälp av följande 3T klassificeringskriterier för CMIS: kortikala CMIS är hypointense på T1 (isointensiv med CSF), detekteras på åtminstone två vyer av hjärnan (t.ex. sagittalvy och tvärgående), begränsas till hjärnbarken, skiljer sig från perivaskulära utrymmen, med en största dimension ≤4 mm.
    1. Utforska platsen för en hypointense kortikala lesion finns på T1 på FLAIR och T2 viktade bilder. Betyg skadan som en trolig kortikal CMI om platsen är hyper eller isointensiv (med grå) på FLAIR och T2. Kasta skadan om på samma plats en hypointense signal finns på T2, vilket tyder på T1 hypointense skadan är antingen på grund av en hemorragisk skada, ett fartyg eller en artefakt. I tveksamma fall, kontrollera platsen på en T2 * vägt bild 9.
  3. Använd samma gränssnitt som beskrivits ovan.
  4. Först bedöma ett halvklotet på T1 i sagittalvy. Screen hela cortex för bränn hypointense lesioner. Alla hypointense lesion ≤4 mm är en möjlig CMI. Placera markörer genom att klicka på varje möjlig CMI.
  5. Upprepa för den andra halvklotet.
  6. Utvärdera övergripande T1, och samtidigt kontrollera alla markerade platser på övergripande stil och T2. Hänsyn platsen som en trolig CMI om det är hyper eller isointensiv på FLAIR och T2. Kasta en plats if det verkar vara en artefakt eller anatomisk variation. Kasta en plats om det är hypointense på T2.
  7. Se upp för artefakter som ser ut som CMIS på T1 viktade bilder, särskilt ringer artefakter vid "kanterna" i hjärnan som kommer att visas på flera intilliggande gyri, se upp för kanter sulci, se upp för stora fartyg i den temporala loberna (på polerna). Slutligen, är det rekommenderat att göra eventuella kortikala CMIS i vävnads i närheten av en större kortikal infarkt.
  8. Spara markörer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ett intryck av hög upplösning och hög bildkvalitet av en ex vivo sekvens förvärvas vid 7T ges här (Figur 4). Detta är en 3D-T2 * vägda ex vivo scan, med en isotrop upplösning på 0,18 mm. Vävnad härledd från en 84-årig dement kvinnlig med patologiskt bevisad Alzheimers sjukdom och allvarlig cerebral amyloid angiopati (CAA). Detaljerna i bilden gör det möjligt att identifiera kortikala mikrovaskulära patologi. T2 * är mottagliga för järn, samt luft. Denna vävnad innehåller en hög belastning av mikrovaskulär patologi i cortex. De hypointensities i sulci av dessa plattor är resultatet av luftbubblor, som kan störa rating kortikala mikrovaskulär patologi. För identifiering av kortikala CMIS är en T2 viktade sekvens som krävs.

Figur 5 representerar enkortikal CMI identifieras på ex vivo bilder på 7T. Denna kortikal CMI hittades i obduktion hjärnvävnad av en 86-årig kvinna med måttlig Alzheimers patologi (Braak och Braak stadium IV). Motsvarande H & E avsnitt kontrollerat att denna skada är en kronisk gliotic CMI med kavitation 7.

Figur 6 är ett representativt sannolik kortikal microinfarct, upptäcktes på in vivo 7T MRI.

Figur 7 är en representativ sannolik kortikal microinfarct, upptäcktes på in vivo 3T MRT.

Ram från figur 4
Figur 4. Representativa obduktionsbilder förvärvats vid 7T. Klicka här för att se filmen.
Detta är en 3D-film av en0,18 mm isotropisk T2 * viktade bilden av ett fall med svår amyloid angiopati. Dessa hjärnan plattor har generöst tillhandahållen av Dr. Annemieke Rozemuller, VUMC, Amsterdam.

Figur 5
Figur 5. MR-guidad histopatologi av kortikalt microinfarct.
Depicted är en känsla, T2, T1, våt vävnad, och H & E färgning, visar en kortikal kronisk gliotic microinfarct med kavitation. Denna siffra har ändrats från 7. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 6
Figur 6. Representativa sann kortikala microinfarct på 7T MRI.
En kortikala microinfarct på 7T är hyperpå stil och T2 och hypointense på T1. Detta fall är en 45-årig kvinna som led av en Lobar intracerebral blödning. MR-bilder är en artighet av Dr. Karin Klijn, UMCU, Utrecht. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 7
Figur 7. Representant sann kortikala microinfarct på 3T MR.
En kortikala microinfarct på 3T bäst kan identifieras som ett hypointense skada på en 3D T1. Motsvarande läge på FLAIR och T2 bör vara hyper (i detta fall) eller isointensiv. Detta fall är en 76-årig kvinna med en klinisk diagnos av Alzheimers sjukdom. MR-bilder är en artighet av Dr Christopher Chen, NUS, Singapore. Pleas klicka här för att se en större version av denna siffra.

TI TR / TE Flip / omfokusering vinkel Förvärvad upplösning Matrisstorlek Skivor Genomsnitt Scan-durationen
(Fröken) (Fröken) (°) (xm 3) (h: min: sek)
T2 - 3500/164 90/40 400x400x400 500x280 100 4 01:52:03
STIL 1.600 # 8000/164 90/40 400x400x400 500x280 100 4 04:16:08
T1 280 7,7 / 3,5 6 / - 400x400x400 348x348 80 3 00:55:38
T2 * - 75/20 25 / - 180x180x180 832x834 278 1 04:59:31
Ingen känslighets kodning (SENSE) acceleration tillämpades. # TI bestämdes baserat på 10% formalin.

Tabell 1. Post mortem-scan parametrar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

CMIS har uppmärksammats allt mer under de senaste åren. En växande mängd bevis som härrör från obduktions studier har identifierat CMIS som viktiga bidragsgivare till åldersrelaterade cognitive nedgång och demens 4,5. CMIS är nu upptäckas på 7T och även 3T MR. Optimering och standardisering av protokoll för dessa skador bedömning kommer att stödja ett snabbt genomförande av robusta och giltig CMI detektering i kohortstudier över hela världen. Detta kommer att möjliggöra en utbredd utvärdering av den kliniska relevansen av CMIS i samband med åldrande, cerebrovaskulär sjukdom och demens hos framtida kliniska studier, både tvärsnitts liksom längd 9,10.

Det beskrivna förfarandet i detta arbete är faktiskt en'meta-metod "i den meningen att det kan betraktas som ett förfarande för att utveckla (och successivt förbättra) metoder för in vivo-detektion av CMIS, som kunde hittills endast bedömas efter slakt genom en neuropatolog. Det mest kritiska steget i att utveckla bättre in vivo CMI detektionsmetoder av nya MR protokoll och bildbehandlingsteknik är att validera den med histologi, som för närvarande är guldmyntfoten. En viktig begränsning av detekterings in vivo av CMIS jämfört med histologi är upplösningen. Men trots det faktum att in vivo MRI inte kommer att kunna upptäcka de mindre CMIS ger det hela hjärnan täckning, vilket kan visa sig vara lika effektivt som letar efter mikroskopiska CMIS på bara några histologiska sektioner.

Ett viktigt steg för att fastställa riktlinjer för CMI rating in vivo var den histopatologiska validering av CMIS, styrs av ex vivo hög upplösning MRI av obduktion mänsklig hjärnvävnad. Ex vivo scan Protokollet presenteras här är optimerad för validering av kortikala mikrovaskulära patologi, men kan tillämpas på ett bredare forskningssammanhang, för att stödja in vivo Betyg andra nya hjärnavbildnings markörer. Scanning obduktions hUman hjärnvävnad har sina utmaningar, som bör erkännas här. Långvarig lagring av formalinfixerade vävnad kan orsaka artefakter 8. Andra utmaningar är MRI artefakter som orsakas av luftbubblor, eftersom luftbubblor kan störa MR-signalen, särskilt vid vätskevävnadsgränserna. Därför är avlägsnandet av luftbubblorna ett viktigt steg. Air ackumuleras lätt i tomma blodkärl, mellan gyri, och mellan plattor. För att övervinna den senare, skulle man helst skanna en hel block av un-cut vävnad. Emellertid är en del av standardiserade obduktions förfaranden skärning av formalinfixerad vävnad i 10-mm tjocka plattor. Skanna obduktionsvävnad kräver extra uppmärksamhet för att säkerställa tillräcklig B0 mellanlägg och korrekt RF effektoptimering (steg 1.1.10). Detta kan behöva särskild uppmärksamhet från en lokal MRI fysiker. Dessa steg är beroende av leverantören av 7T magnetkamera och kan optimeras enligt önskemål individens forskargruppen. Under scanning, plattor är eithär nedsänkt i 10% formalin eller i en PFPE smörjmedel, som är en proton-fri vätska utan MR-signalen. Fördelen med att använda en proton-fri vätska är att det minimerar obligatoriskt fält-of-view, det möjliggör bättre B0 mellanlägg, och det inte penetrerar vävnaden eftersom det är mycket hydrofoba. Nackdelar är att det är dyrt, och kan vara opraktiskt vid användning (som en oljig substans). Formalin är mycket lättare vid användning, är billig, och stör inte den vävnad när vävnaden är redan formalinfixerade. Nackdelen med formalin är att det kan orsaka RF homogen vid 7T, när du skannar stora volymer (t ex., Hela hjärnan), och att ämnet är giftigt. En annan ofta tillämpas bädda substans för ex vivo MRI är agargel. Agar är idealisk för skanning av enstaka plattor eller enskilda patologiska preparat, och den stora fördelen är att minska potentiella rörelse. Dessutom möjliggör det placeringen av referenserna att använda som artificiella landmärken 11.

3 voxlar). Den tillämpade 7T FLAIR är starkt T2 viktade, och därför mycket lämplig för att visualisera minuten ischemiska lesioner 12. T2 * sekvensen har tagits med för detektion av cerebral microbleeds 13, men kan också användas för att kontrollera CMI platser i avsaknad av en T2. Det bör noteras att den nuvarande 7T FLAIR sekvens inte tillåter en tillförlitlig bedömning av den temporala loberna, på grund av en låg signal-till-brusförhållandet i dessa områden. Andra forskargrupper oundvikligen vill använda sin egen stil och T2 viktade protokoll, men detta kan leda till olika känslighet när det gäller CMI upptäckt.

Översättningen av 7T klassificeringskriterier för bedömning av kortikala CMIS på in vivo 3T MR imåldrar är viktigt att tillåta undersökning av CMIS i större patientprover. Emellertid finns det några problem att ta hänsyn till. Se först till att omfatta minst en 3D-sekvens i 3T MRT protokoll, som inte skulle vara standardförfarandet i de flesta kliniskt tillämpade protokoll. För det andra är en känsla sekvens vid 3T vanligtvis mindre tungt T2 viktade än 7T. Det är orsaken till att det rekommenderas att utvärdera kortikala CMIS på 3D T1 viktade bilder, med bekräftelse på FLAIR och T2 (i förekommande fall), och i tveksamma fall T2 *. För syftet med de nuvarande CMI rating riktlinjer som beskrivs i detta protokoll, en hög upplösning 3D T1 (1,0 mm isotropisk voxlar), 2D FLAIR (1.0x1.0x3.0 mm 3 voxlar), och 2D T2 (1.0x1.0x3.0 mm 3 voxlar) 9 användes. Dessa bilder förvärvades på en 3T MR-system, med en 32-kanal får huvudspole.

Några begränsningar av in vivo CMI Betyg är på plats. Bedöma CMIS visuellt på in vivo MR bilder remains utmanande och är klart rater beroende. Det kräver utbildning, men även med rätt erfarenhet dessa små skador lätt undgå upptäckt av det mänskliga ögat. Vidare är utvärdering CMIS ganska arbetsintensiv och tidskrävande, speciellt när det tillämpas på större prover. Därför är det viktigt att utveckla (halv-) automatiska metoder för identifiering av CMIS som hjälper den visuella betyg 14 upptäckt. Det bör erkännas att 3T MR detekterar endast de större CMIS. Detsamma gäller för 7T, om än i mindre utsträckning. Ändå CMIS som upptäcks på MRI har viktiga och specifika kliniska korrelat 9.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Fomblin / Galden PFPE Solvay Solexis, Bollate, Italy
7T MR system Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA
32-channel receive head coil Nova Medical, Wilmington, MA, USA
MeVisLab MeVis Medical Solutions AG, Bremen, Germany

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics