Vurdere Kortikale Cerebral Microinfarcts på High Resolution MR-bilder

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 høy oppløsning ex vivo 7T MR-protokollen er presentert, til å utføre MR-guidet histopatologiske validering av mikrovaskulær patologi i post-mortem menneskelig hjernevev. Videre er retningslinjene gitt for vurderingen av kortikale microinfarcts på in vivo 7T samt 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

Cerebral microinfarcts er hyppige funn i obduksjons menneskelige hjerne, og er relatert til kognitiv svikt og demens. På grunn av sine små størrelser er det utfordrende å studere dem på kliniske MR. Det ble nylig demonstrert at kortikale microinfarcts kan være avbildet med MRI-skannere som bruker høye magnetiske feltstyrker (7T). Basert på denne erfaringen, er en del av disse lesjonene også synlig på lavere oppløsning 3T MR. Disse funnene ble bekreftet med ex vivo avbildning av post-mortem menneskelig hjernevev, ledsaget av histopatologiske verifisering av mulige kortikale microinfarcts.

Her en ex vivo avbildning protokoll er presentert, i den hensikt å validere MR observert cerebral mikrovaskulær patologi med histologisk evaluering. Videre er retningslinjene gitt for vurderingen av kortikale microinfarcts på begge in vivo 7T og 3T MR-bilder. Disse retningslinjene gir forskerne wed et verktøy for å rangere kortikale microinfarcts på in vivo bilder av større pasientprøver, for ytterligere å rakne deres kliniske relevansen i kognitiv svikt og demens, og etablere disse lesjoner som en roman biomarkør av cerebral liten kar sykdom.

Introduction

Anvendelsen av ultra-high felt 7 Tesla (T) MR i pasientstudier er raskt utvikle en. Dette papiret introduserer en representativ anvendelse av 7T MR i sammenheng med cerebrovaskulær sykdom i den aldrende menneskelige hjerne. Cerebrovaskulær sykdom er en viktig årsak til kognitiv svikt og demens. Dette bidraget til vaskulær demens innebærer ofte de små kar i hjernen, slik som arterioler, små vener og kapillærer. Derfor er det referert til som cerebral småkarssykdom (SVD) 2. Fordi de cerebrale små kar er for små til å fange opp med konvensjonell MRI, bare konsekvenser av SVD - det vil si, den resulterende vevsskade - kan visualiseres. Dette inkluderer hvit substans hyperintensities, cerebrale microbleeds, og lakunære infarkter 3.

Andre viktige manifestasjoner av SVD er cerebrale microinfarcts (CMIS) 4. Obduksjon studier rapporterer høy forekomst av CMIS i VASCular demens og Alzheimers sykdom 5. Men på grunn av deres små størrelser (i området fra 50 um til noen få mm) de unnslippe deteksjon på konvensjonell MRI 4,5. 7T MR gir bilder med høy oppløsning med forbedret signal-til-støy-forhold og kontrast, noe som muliggjør deteksjon av visse konstruksjoner og lesjoner utover påvisningsgrensen for konvensjonell MRI. Denne teknikken ble derfor anvendt for å detektere CMIS. For å identifisere mulige CMIS, mange in vivo 7T MR ble tidligere screenet for lesjoner med størrelser <5 mm og bildeegenskaper på iskemisk egenskaper. Slike skader kan pålitelig identifiseres i cortex. Disse fokale langstrakte lesjoner var hyperintense på 7T FLAIR (0,8 mm isotrop voxel), begrenset til hjernebarken og så ut til å strekke seg fra kortikale overflaten, hyperintense på T2 (0,7 mm isotrope voxels), og hypointense på T1 (1,0 mm isotrope voxels). Det ble bekreftet at disse lesjonene var kortikale CMIS ved hjelp av enMR-veiledet histopatologi tilnærming i post-mortem menneskelig hjernevev 6,7.

Her blir ex vivo MRI-protokoll presentert som ble anvendt i tidligere studier for histopatologisk bekreftelse av kortikale CMIS. Dernest er retningslinjer gitt for vurdering av kortikale CMIS på in vivo 7T MR. Endelig har vurderingen av kortikale CMIS på 7T er oversatt til mer allment tilgjengelig 3T MR, og retningslinjene er gitt hvordan å identifisere kortikale CMIS på 3T MR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Bruken av obduksjonsprøver og in vivo MR-bilder for denne protokollen var i samsvar med lokale forskrifter og godkjent av den lokale Institutional Review Board ved University Medical Center Utrecht (UMCU).

1. MR-guidet Histopatologisk Validering av Kortikal Microinfarcts

  1. Ex vivo MR
    1. Ved håndtering av hjernevev, alltid hansker og verneklær.
    2. Basert på problemstillingen, velge hensiktsmessige, fortrinnsvis 10 mm tykke, formalinfiksert hjerne plater. Hjerne plater for dette papiret ble avledet fra nevropatologi avdeling av UMCU, og VU University Medical Centre (VUMC), basert på kjent Alzheimer patologi.
      1. Formalin fikse hele hjernen i minst 3-4 uker ved nedsenking i 10% formalin, før skjæring. Skjær hjernen inn koronale plater, som inneholder begge halvkuler.
      2. For post-mortem skanning, velger du for eksempel tre-hjerne slabs pr hjerne, tatt fra den frontale, parietale temporo-, og occipitale regioner av hjernen. Den nåværende protokoll er optimalisert for bruken av tre koronale hjerne plater, som inneholder begge halvkuler, i en søkeøkten.
    3. Ta bilder av hjernen plater på begge sider (rygg og caudal), og ta forsiktig notater (eller lage skisser) av orienteringen av plater i beholderen og i skanneren, for senere samlokalisering av histologi med MR.
    4. Fyll en spesialbygd beholder (figur 1) - i dette tilfellet en som passer i MR hodet spiral - med 10% frisk formalin ved RT. Hvis MR-signalet fra væsken er uønsket å bruke en perfluorpolyether (PFPE) smøremiddel med en egnet tetthet i stedet for formalin (for eksempel Fomblin eller Galden PFPE). Sørg for å bruke en flyt skap ved håndtering av formalin.
    5. Når du plasserer hjernen plater i beholderen, sørg for å unngå luftbobler. Fjern det meste av luftbobler ved forsiktig Shaking vevet, enten for hånd, eller ved hjelp av en shaker eller ultralydbad.
    6. Sørge for at platene ikke kan bevege seg inne i beholderen og begrense mengden av væske er nødvendig, ved hjelp av en mindre beholder for å holde platene på plass (figur 1).
    7. Dekk beholderen med plast eller parafilm for å forhindre fordampning og for å beskytte MR (hodet) polen mot mulig forurensning (figur 2).
    8. Bruk en hel-kropp 7T MR skanner med en passende spole. I denne protokollen en dual sender og 32-kanals motta hodespole benyttes.
    9. Plasser beholderen i hodet spiral, innpakket i et håndkle eller kirurgisk underlags, for å forhindre mulig søl av væske. Sørge for at beholderen ikke kan bevege seg, og at platene forblir i horisontal stilling (figur 2).
    10. Kjør en undersøkelse skanning som kan brukes til planlegging av de høye skanner oppløsning, korrekt B0 inhomogeneity ved hjelp av et passende mellomlegg verktøy, og kalibrere RF powerfor å få riktig flip vinkler (de få plater krever mindre strøm sammenlignet med in vivo skanning av en hele hodet) i henhold til produsentens protokoll.
    11. Planlegg høyoppløselige oppkjøp på undersøkelsen scan, for å sikre hjernen plater er fullt inkludert i felt-of-view. Skanne hjernen plater O / N med høy oppløsning oppkjøp vist i tabell 1, som er optimalisert for ex vivo imaging. Oppkjøpet protokoll som presenteres her inkluderer en 3D FLAIR, T2 og T1 vektet bilde med en isotrop oppløsning på 0,4 mm, og en T2 * vektet bilde med en isotrop oppløsning på 0,18 mm.
    12. Identifisere automatiske programvareprosesser som kan forstyrre skanningen, for eksempel automatiserte up-datoer som kjører O / N, eller advarsler for perifer nervestimulering, og sørge for at skanner prosedyrer vil ikke bli avbrutt av disse.
    13. Overvåke skanner O / N for mulige bekreftelse pop-ups som kan forstyrre skanningen, ved hjelp av for eksempel en VPN-tilkobling.
    14. Returnere følgende morgen (etter en total skanning tid på ca 12 timer i gjeldende protokoll). Oppbevar hjerne plater i formalin, rydde opp.
    15. Lagre bildene på en ekstern harddisk.

Figur 1
Figur 1. Utarbeidelse av formalinfiksert hjerne plater for post-mortem skanning på 7T MR. En spesialbygde pleksiglass container er fylt med enten 10% formalin eller en perfluorpolyether (PFPE) smøremiddel om MR-signalet fra væsken er uønsket. Tre 10 mm tykk formalin-fikserte koronale hjerne plater er plassert i beholderen. En mindre beholder brukes til å holde platene på plass. Tape den andre beholder til den første, for å hindre bevegelse.

Figur 2
Figur 2. Plasseringav spesialbygde beholder i 7T hodespole. Dekk beholderen med plast eller parafilm for å forhindre fordamping av formalin. Plasser beholderen, vedlagt i et håndkle eller kirurgisk underlags, i hodet spiral av en 7T MR skanner. Sørge for at beholderen ikke kan bevege seg, og at platene forblir i horisontal stilling.

  1. Histopatologi
    1. Identifisere mulige kortikale CMIS - eller andre lesjoner av interesse - på de oppkjøpte bildene. Disse lesjonene er målene for histologisk analyse. Se opp for gjenstander, som for eksempel post-mortem vevsskade (som noen ganger vises på overflaten av hjernen plater på grunn av kutt) eller langsiktige formalin lagrings gjenstander (for eksempel grove MR hypointensities representerer neuropil endringer 8).
      Merk: Ulike histopatologiske undergrupper av kortikale CMIS har ulike MR egenskaper. For ytterligere informasjon om CMI subtyper, henvises leseren en fersk ex vivo studere 7.
    2. After identifisere mulige kortikale CMIS på MR-bilder, smake regionen av interesse for histopatologiske validering. Sørg for å kutte ut en region, som inneholder anatomiske landemerker, for senere tilpasning av MR med histopatologi. Utføre standard histopatologi, som fulgte (men andre tilnærminger kan også gjelde).
    3. Skjær ut et område på omtrent 30 x 20 x 5 mm 3 inneholdende en mulig cortical CMI.
    4. For å få nøyaktig prøvetaking, anslå lesjon plasseringen av stykket tykkelsen på MR-bilder, og vev arkitektur. Manuelt skjære vevet litt over den beregnede lesjonen stedet for å begrense mengden av serie seksjonering (etter parafin innebygging) som er nødvendig for målretting lesjonen.
    5. Kontroller at samplet vev passer til en vev kassett. Plasser overflaten til å være forsiden ned i kassetten kuttet.
    6. Hold alle vev kassetter i 10% formalin, til behandling av vevet.
    7. Behandle vev for parafin embedding. Dette innebærer vanligvis en automatisert fremgangsmåte for dehydratisering av vev, gjennom en serie av gradert alkohol (for eksempel 70% til 95% til 100%) bad, og rydding av vevet i xylen.
    8. Embed vev i parafinvoksblokker. Sørg for at overflaten som skal kuttes vender opp etter innebygging.
    9. Skjær 4-6 mikrometer seriesnitt med en mikrotom, inntil målrettet lesjon hentes.
    10. Seksjonene flyter på overflaten av et 37 ° C vannbad. Monter delene på glassplater. Plasser lysbilder på en oppvarming blokk å binde vev til glasset. Butikken glir O / N på RT.
    11. Utfør en egnet farging (f.eks H & E flekker) på de første avsnittene, holde tilstøtende tomme seksjoner for videre bruk (f.eks immunhistokjemi).
    12. Dekk de H & E farget seksjoner, med en dråpe monteringsmedium av valget. Senk forsiktig slip, unngå luftbobler.
    13. Studer delene med et lysmikroskop, på et passende magnification. Sammenligne seksjoner til de tidligere oppnådde MR-bilder.

2. Vurdere Kortikale Microinfarcts på In Vivo 7T MR

  1. Utføre 7T MR i pasientpopulasjonen av interesse, ved hjelp av in vivo MRI-protokoll (som inkluderer minst en 3D FLAIR) som beskrevet i seks.
  2. Vurdere kortikale CMIS på in vivo 7T MR-bilder som er beskrevet i trinnene nedenfor, ved hjelp av følgende 7T vurdering kriterier for CMIS: kortikale CMIS er hyperintense på FLAIR (med eller uten hypointense midten), hyperintense på T2, hypointense på T1, påviselig på minst to visninger av hjernen (f.eks sagittal og transversale), begrenset til cortex, forskjellig fra perivaskulære mellomrom, med en største dimensjon ≤4 mm 6,7.
  3. Bruke et grensesnitt med tre bilde seere, å samtidig se FLAIR, T1 og T2 bilder, f.eks MeVisLab (figur 3). Denne plattformen allows å innlemme flere seere og å plassere markører på mulige lesjon steder.
  4. Vurdere først en halvkule på FLAIR i sagittal visning. Screen hele cortex for lesjoner. Enhver hyperintens lesjon ≤4 mm er en mulig CMI. Plassere markører ved å klikke på hver mulig CMI.
  5. Gjenta for den andre halvkule.
  6. Kontroller alle avmerkede stedene på T1 og T2. Kast et sted hvis det ikke er hypointense på T1 eller hyperintense på T2.
  7. Vurdere tverrgående syn på FLAIR, T1 og T2. Kast et sted hvis det ikke er synlig. Sjekk den koronale visning i tvilstilfeller.
  8. Se opp for MR gjenstander og anatomiske varianter (spesielt lengdefurekanter).
  9. Lagre markører.

Figur 3
Figur 3. Eksempel bildevisning plattform for vurdering av cortical microinfarcts. Et grensesnitt er brukt, integrated i MeVisLab. Dette programmet gjør det mulig å innlemme flere seere samtidig, enkelt å skifte mellom sagittal / tverrgående / koronale orientering, og å plassere og lagre markører på mulige lesjon steder. (Forskjellige markører kan velges for forskjellige typer av lesjoner).

3. Vurdere Kortikale Microinfarcts på In Vivo 3T MR

  1. Erverve 3T MR-bilder av den pasientpopulasjonen av interesse. Eksisterende data kan også brukes så lenge de MR-protokollen inneholdt minst en 3D-T1, og en teft og T2.
  2. Vurdere kortikale CMIS på in vivo 3T MR-bilder som er beskrevet i trinnene nedenfor, ved hjelp av følgende 3T vurdering kriterier for CMIS: kortikale CMIS er hypointense på T1 (isointense med CSF), påviselig på minst to visninger av hjernen (f.eks sagittal og tverrgående), begrenset til cortex, forskjellig fra perivaskulære mellomrom, med en største dimensjon ≤4 mm.
    1. Utforsk plasseringen av en hypointEnse cortical lesjon funnet på T1 på FLAIR og T2 vektede bilder. Rangere lesjon som en sannsynlig kortikale CMI hvis plasseringen er hyperintense eller isointense (med grå substans) på FLAIR og T2. Kasser dersom lesjonen på samme sted en hypointense signal er funnet på T2, noe som indikerer T1 hypointense lesjon er enten på grunn av en hemoragisk lesjon, et fartøy eller en gjenstand. Ved tvil, sjekk plasseringen på en T2 * vektet bilde 9.
  3. Bruk samme grensesnitt som beskrevet ovenfor.
  4. Vurdere først en halvkule på T1 i sagittal visning. Screen hele cortex for fokale hypointense lesjoner. Enhver hypointense lesjon ≤4 mm er en mulig CMI. Plassere markører ved å klikke på hver mulig CMI.
  5. Gjenta for den andre halvkule.
  6. Vurdere tverrgående T1, og samtidig kontrollere alle avmerkede stedene på tverrgående FLAIR og T2. Regard plasseringen som en sannsynlig CMI hvis det er hyperintense eller isointense på FLAIR og T2. Kast et sted jegf det synes å være en gjenstand eller anatomisk variant. Kast et sted hvis det er hypointense på T2.
  7. Se opp for gjenstander som ser ut som CMIS på T1 vektede bilder, spesielt ringing artefakter på 'kantene' av hjernen som vil vises på flere tilstøtende Gyri, se opp for kantene sulci, se opp for store fartøy i temporallappene (på polene). Til slutt, er det anbefalt å forkaste mulige kortikale CMIS i vev i umiddelbar nærhet til en større kortikale infarkt.
  8. Lagre markører.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Et inntrykk av høy oppløsning og høy bildekvalitet av en ex vivo sekvens kjøpt 7T er gitt her (figur 4). Dette er en 3D-T2 * vektet ex vivo scan, med en isotrop oppløsning på 0,18 mm. Vev ble avledet fra en 84 år gammel dement kvinne med patologisk påvist Alzheimers sykdom og alvorlig cerebral amyloid angiopati (CAA). Den detalj av bildet gjør det mulig for identifisering av kortikale mikrovaskulær patologi. T2 * er utsatt for jern, så vel som luft. Dette vevet inneholder en høy byrde på mikrovaskulær patologi i cortex. De hypointensities i sulci av disse plater er resultatet av luftbobler, som kan forstyrre vurdering kortikal microvascular patologi. For identifisering av cortical CMIS, er en T2-vektet sekvens nødvendig.

Figur 5 representerer enkortikale CMI identifisert på ex vivo bilder på 7T. Dette kortikal CMI ble funnet i post-mortem hjernevev av en 86-år gammel kvinne med moderat Alzheimer patologi (Braak & Braak stadium IV). Den tilsvarende H & E seksjon bekreftet at dette lesjon er en kronisk gliotic CMI med kavitasjon 7.

Figur 6 er et representativt sannsynlig cortical microinfarct, detekteres på in vivo 7T MRI.

Figur 7 er et representativt sannsynlig cortical microinfarct, detekteres på in vivo MRI 3T.

Ramme fra Figur 4
Figur 4. Representative obduksjonsbilder ervervet på 7T. Klikk her for å se denne videoen.
Dette er en 3D-film av en0,18 mm isotrop T2 * vektet bilde av en sak med alvorlig amyloid angiopati. Disse hjernen plater har sjenerøst gitt av Dr. Annemieke Rozemuller, VUMC, Amsterdam.

Figur 5
Figur 5. MR-guidet histopatologi av cortical microinfarct.
Avbildet er en teft, T2, T1, vått vev, og H & E flekker, som viser et kortikale kronisk gliotic microinfarct med kavitasjon. Dette tallet har blitt forandret fra 7. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 6
Figur 6. Representative sannsynlig cortical microinfarct på 7T MR.
En kortikal microinfarct på 7T er hyperintensepå FLAIR og T2, og hypointense på T1. Denne saken er en 45 år gammel kvinne som led av en lobar intracerebral blødning. MR-bilder er en courtesy of Dr. Karin Klijn, UMCU, Utrecht. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 7
Figur 7. Representant sannsynlig cortical microinfarct på 3T MR.
En kortikale microinfarct på 3T best kan identifiseres som en hypointense lesjon på en 3D-T1. Den tilsvarende plassering på FLAIR og T2 skal være hyperintense (i dette tilfellet) eller isointense. Denne saken er en 76 år gammel kvinne med en klinisk diagnose av Alzheimers sykdom. MR-bilder er en courtesy of Dr. Christopher Chen, NUS, Singapore. Please klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

TI TR / TE Flip / omstilling vinkel Ervervet oppløsning Matrix størrelse Slices Gjennomsnitt Scan varighet
(ms) (ms) (°) (mikrometer 3) (h: min: sek)
T2 - 3500/164 90/40 400x400x400 500x280 100 4 01:52:03
FLAIR 1600 # 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 følsomhet koding (SENSE) akselerasjon ble brukt. # TI ble fastsatt basert på 10% formalin.

Tabell 1. Post mortem skanneparametere.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

CMIS har tiltrukket seg økende oppmerksomhet de siste årene. En voksende mengde bevis hentet fra obduksjons studier har identifisert CMIS som viktige bidragsytere til aldersrelatert kognitiv svikt og demens 4,5. CMIS er nå påvisbare på 7T og også 3T MR. Optimalisering og standardisering av vurderingsprotokoller for disse lesjoner vil støtte rask implementering av robuste og gyldig CMI deteksjon i kohortstudier hele verden. Dette vil muliggjøre en utbredt evaluering av den kliniske relevansen av CMIS i sammenheng med aldring, cerebrovaskulær sykdom, og demens i fremtidige kliniske studier, både tverrsnitts samt lengde 9,10.

Den beskrevne fremgangsmåten i dette arbeidet er faktisk en'meta-metode "i den betydning at det kan betraktes som en fremgangsmåte for å utvikle (og suksessivt øke) metoder for in vivo deteksjon av CMIS, som kunne hittil bare vurderes post-mortem av en neuropatolog. Den mest kritiske trinnet i å utvikle bedre in vivo CMI deteksjonsmetoder med nye MR-protokoller og bildebehandling teknikker er å validere den med histologi, som nå er gullstandarden. En viktig begrensning for in vivo deteksjon av CMIS sammenlignet med histologi er oppløsning. Imidlertid, til tross for det faktum at in vivo MRI ikke vil være i stand til å gjenkjenne de mindre CMIS, gir det hel-hjerne dekning, noe som kan vise seg å være like effektivt som leter etter mikroskopiske CMIS på bare noen histologiske snitt.

Et viktig skritt for å etablere in vivo veiledning for CMI vurdering var den histopatologiske validering av CMIS, ledet av ex vivo høyoppløselig MR av post-mortem menneskelig hjernevev. Ex vivo scan protokoll som presenteres her er optimalisert for validering av cortical microvascular patologi, men kan brukes i en bredere forskningssammenheng, for å støtte in vivo vurdering av andre nye hjernen imaging markører. Skanning post-mortem hUman hjernevev har sine utfordringer, som bør bli anerkjent her. Langvarig lagring av formalinfiksert vev kan forårsake artefakter 8. Andre utfordringer er MRI gjenstander forårsaket av luftbobler, fordi luftbobler kan forstyrre MR signal, spesielt ved væske-vev grenser. Derfor er fjerning av luftboblene et viktig skritt. Air akkumuleres lett i tomme blodårer, mellom Gyri, og mellom plater. For å overvinne den sistnevnte, ville man ideelt sett skanne en hel blokk med un-cut vev. Men en del av obduksjons standardiserte prosedyrer er å kutte den formalinfiksert vev i 10 mm tykke plater. Skanner post-mortem vev krever ekstra oppmerksomhet for å sikre tilstrekkelig B0 shimsingen og riktig RF energidisponering (trinn 1.1.10). Dette kan trenge spesiell oppmerksomhet fra en lokal MR fysiker. Disse trinnene er avhengig av leverandøren av 7T MR skanner og kan optimaliseres i henhold til ønskene til den enkelte forskergruppe. Under skanning, plater er either nedsenket i 10% formalin, eller i en PFPE smøremiddel, som er en proton-fri væske uten MR-signal. Fordelen med å bruke et proton-fri væske er at det reduserer obligatorisk felt-of-view, gjør det bedre B0 shimming, og det gjør ikke trenge gjennom vev som det er svært hydrofobe. Ulempene er at det er dyrt, og kan være upraktisk i bruk (som en oljeaktig substans). Formalin er mye enklere i bruk, er billig, og forstyrrer ikke vevet når vevet er allerede formalinfiksert. Ulempen med formalin er at det kan føre til RF inhomogeneity på 7T, når du skanner store volum (f.eks., Hele hjernen), og at stoffet er giftig. En annen hyppig brukt embedding stoff for ex vivo MR er agar gel. Agar er ideell for å skanne enkelt plater eller enkelte patologiske prøver, og den store fordel er reduksjon av potensiell bevegelse. Dessuten gjør det plassering av fiducials å bruke som kunstige landemerker 11.

3 voxels). Den brukes 7T FLAIR er tungt T2 vektet, og derfor godt egnet for å visualisere minute iskemiske lesjoner 12. T2 * sekvensen er inkludert for deteksjon av cerebrale microbleeds 13, men kan også brukes til å kontrollere CMI steder i fravær av en T2. Det bør bemerkes at den nåværende 7T FLAIR sekvens ikke tillater en pålitelig vurdering av den tidsmessige fliker, på grunn av et lavt signal-til-støy-forholdet i disse områdene. Andre forskningsgrupper nødvendigvis ønsker å bruke sin egen stil og T2 vektet protokoller, men dette kan føre til forskjellig følsomhet om CMI gjenkjenning.

Oversettelsen av de 7T vurdering kriterier til vurderingen av kortikale CMIS på in vivo 3T MR imaldre er viktig å la etterforskningen av CMIS i større pasientprøver. Men det er noen utfordringer å ta hensyn til. Først, sørg for å inkludere minst én 3D sekvens i 3T MR-protokollen, som kanskje ikke er standard prosedyre i de fleste klinisk anvendt protokoller. For det andre er en FLAIR sekvens på 3T vanligvis mindre tungt T2 vektet enn på 7T. Det er grunnen til at det anbefales å vurdere kortikale CMIS på 3D T1 vektede bilder, med bekreftelse på FLAIR og T2 (hvis tilgjengelig), og i tvilstilfeller T2 *. For formålet med de nåværende CMI reisende retningslinjer som er beskrevet i denne protokollen, en høy oppløsning 3D-T1 (1,0 mm isotrop voxels), 2D FLAIR (1.0x1.0x3.0 mm 3 voxels), og 2D T2 (1.0x1.0x3.0 3 mm voxels) 9 ble anvendt. Disse bildene ble kjøpt på et 3T MR system, med en 32-kanal får hodet coil.

Noen begrensninger av in vivo CMI rangering er på plass. Vurdere CMIS visuelt på in vivo MR-bilder remains utfordrende og er tydelig rater avhengig. Det krever trening, men selv med den riktige erfaringen disse små lesjoner lett unngå å bli oppdaget av det menneskelige øyet. Videre er fra CMIS ganske arbeidskrevende og tidkrevende, spesielt når den brukes til større prøver. Derfor er det viktig å utvikle (semi-) automatisk gjenkjenning metoder for identifikasjon av CMIS som hjelper den visuelle vurdering 14. Det bør erkjennes at 3T MR bare oppdager de større CMIS. Det samme gjelder for 7T, om enn i mindre grad. Likevel CMIS som er oppdaget på MR har viktige og konkrete kliniske korrelater 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