Vurdere Kortikale Cerebral Microinfarcts på High Resolution MR-billeder

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 høj opløsning ex vivo 7T MR imaging-protokollen er præsenteret, til at udføre MR-vejledt histopatologisk validering af mikrovaskulære patologi i post-mortem menneskelige hjerne væv. Endvidere er retningslinjer fastsat for vurdering af kortikale microinfarcts på in vivo-7T samt 3T MR-billeder.

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 fund i den post-mortem menneskelige hjerne, og er relateret til kognitiv tilbagegang og demens. På grund af deres små størrelser er det en udfordring at studere dem på kliniske MR-scanninger. Det blev for nylig vist, at kortikale microinfarcts kan være afbildet med MRI-scannere hjælp høje magnetiske feltstyrke (7T). Baseret på denne erfaring, en del af disse læsioner er også synlig på lavere opløsning 3T MR. Disse resultater blev bekræftet med ex vivo billeddannelse af post mortem-humant hjernevæv, ledsaget af histopatologisk verifikation af mulige kortikale microinfarcts.

Her en ex vivo imaging protokol er fremlagt, med det formål at validere MR observeret cerebral mikrovaskulære patologi med histologisk evaluering. Endvidere er retningslinjer fastsat for vurdering af kortikale microinfarcts på begge in vivo 7T og 3T MR-billeder. Disse retningslinjer giver forskerne wed et værktøj til at bedømme kortikale microinfarcts på in vivo billeder af større patientprøver, for yderligere at udrede deres kliniske relevans i kognitiv tilbagegang og demens, og etablere disse læsioner som en ny biomarkør for cerebral lille fartøj sygdom.

Introduction

Anvendelsen af ultra-høje felt 7 Tesla (T) MR i patientundersøgelser er hastigt skrider 1. Dette papir introducerer en repræsentativ anvendelse af MRI 7T i forbindelse med cerebrovaskulær sygdom i den aldrende menneskelige hjerne. Cerebrovaskulær sygdom er en væsentlig årsag til kognitiv tilbagegang og demens. Denne vaskulær bidrag til demens ofte involverer små fartøjer i hjernen, såsom arterioler, små vener og kapillærer. Derfor er det nævnt som cerebral lille fartøj sygdom (SVD) 2. Fordi de cerebrale små fartøjer er for små til at fange med konventionel MRI, kun følgerne af SVD - dvs., den resulterende vævsskade - kan visualiseres. Dette omfatter hvide substans hyperintensities, cerebrale microbleeds, og lakunære infarkter 3.

Andre vigtige manifestationer af SVD er cerebrale microinfarcts (CMIS) 4. Obduktion undersøgelser rapporterer høj forekomst af CMI'er i Vascular demens og Alzheimers sygdom 5. Men på grund af deres små størrelser (fra 50 um til nogle få mm) de undslippe påvisning på konventionelt MRI 4,5. 7T MRI giver billeder i høj opløsning med forbedret signal-til-støj-forholdet og kontrast, som muliggør påvisning af visse strukturer og læsioner ud over grænsen for konventionelle MRI detektion. Denne teknik blev herefter anvendt til at detektere CMI'er. At identificere mulige CMI'er, mange in vivo 7T MR-scanninger var tidligere screenet for læsioner med størrelser <5 mm og billedbehandling egenskaber i overensstemmelse med iskæmiske egenskaber. Sådanne læsioner kunne pålideligt identificeres i cortex. Disse fokale aflange læsioner var hyperintens på 7T FLAIR (0,8 mm isotrop voxels), begrænset til cortex og syntes at strække sig fra den kortikale overflade, hyperintens på T2 (0,7 mm isotrope voxels), og hypointense på T1 (1,0 mm isotrope voxels). Det blev bekræftet, at disse læsioner var kortikale CMI'er under anvendelse af enMR-vejledt histopatologisk tilgang i post-mortem humant hjernevæv 6,7.

Her er ex vivo MRI-protokollen fremlagt, der blev anvendt i tidligere undersøgelser for histopatologiske validering af kortikale CMI'er. For det andet er retningslinjer fastsat for vurdering af kortikale CMI'er på in vivo-7T MR. Endelig er oversat vurderingen af ​​kortikale CMI'er på 7T til mere bredt tilgængelig 3T MR, og retningslinjer findes, hvordan man identificerer kortikale CMI'er på 3T MR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Brugen af obduktion prøver og in vivo MR-billeder til denne protokol var i overensstemmelse med lokale regler og godkendt af den lokale institutionelle gennemgang bestyrelsen for University Medical Center Utrecht (UMCU).

1. MR-vejledt histopatologisk Validering af Kortikal Microinfarcts

  1. Ex vivo MRI
    1. Ved håndtering af hjernevæv, altid bære handsker og beskyttelsesdragt.
    2. Baseret på den problemstilling, vælge passende, helst 10-mm tykke, formalin-fikserede hjerne plader. Hjernen plader for dette papir blev afledt af neuropatologi afdeling af UMCU, og VU University Medical Center (VUMC), baseret på kendte Alzheimers patologi.
      1. Formalin-fix hele hjerner i mindst 3-4 uger ved nedsænkning i 10% formalin, før skæring. Skær hjerner i koronale plader, der indeholder begge halvkugler.
      2. For post mortem-scanning, skal du vælge for eksempel tre hjerne slabs pr hjernen, taget fra frontal, parietal temporo-og nakke områder af hjernen. Den nuværende protokol er optimeret til anvendelse af tre koronale hjernen plader, der indeholder begge halvkugler, i én scanning session.
    3. Tag fotografier af hjernen plader på begge sider (dorsale og caudale), og tage omhyggelige notater (eller lave skitser) af orienteringen af ​​plader i beholderen og i scanneren, til senere co-lokalisering af histologi med MRI.
    4. Fyld et specialbygget container (figur 1) - i dette tilfælde en, der passer inden for MR hoved spole - med 10% frisk formalin ved stuetemperatur. Hvis MRI signal fra væsken er uønsket, anvendes en perfluorpolyether (PFPE) smøremiddel med en egnet densitet i stedet for formalin (såsom Fomblin eller Galden PFPE). Sørg for at bruge en strømning ved håndtering formalin.
    5. Når du placerer hjernen plader i beholderen, skal du sørge for at undgå luftbobler. Fjern hovedparten af ​​luftbobler ved forsigtigt Shaking vævet, enten manuelt eller ved hjælp af et rysteapparat eller ultralydsbad.
    6. Sørg for plader kan ikke bevæge sig inden i beholderen og for at begrænse mængden af nødvendig væske, ved at anvende en beholder med mindre at holde pladerne på plads (figur 1).
    7. Dæk beholderen med plast eller parafilm for at forhindre fordampning og for at beskytte MR (hoved) spole af potentiel kontamination (figur 2).
    8. Brug en helkrops-7T MR-scanner med en passende spole. I denne protokol en dobbelt sende- og 32-kanals modtager hoved spole bruges.
    9. Karret i hovedet tændspole, pakket ind i et håndklæde eller kirurgisk inkontinensunderlaget, for at forhindre potentielle spild af væske. Sørg beholderen kan ikke bevæge sig, og at pladerne forbliver i vandret stilling (figur 2).
    10. Kør en undersøgelse scanning, der kan anvendes til planlægning af den høje opløsning scanninger, korrekt B0 inhomogenitet ved passende afstandsstykker værktøj og kalibrere RF-effektat opnå den korrekte flip vinkler (de få plader kræver mindre strøm sammenlignet med in vivo skanning af en hele hovedet) ifølge fabrikantens protokol.
    11. Planlæg de høje opkøb beslutning om undersøgelsen scanning, for at sikre hjernen plader er fuldt inkluderet i field-of-view. Scan hjernen plader O / N med den høje opløsning erhvervelser vist i tabel 1, som er optimeret til ex vivo-billeddannelse. Købet Protokollen præsenteres her indeholder en 3D-flair, T2, og T1 vægtet billede med en isotrop opløsning på 0,4 mm, og en T2 * vægtet billede med en isotrop opløsning på 0,18 mm.
    12. Identificer automatiske software processer, der kan afbryde scanningen, såsom automatiserede up-datoer, der kører O / N eller advarsler for perifer nervestimulation, og sørg for scanner procedurer vil ikke blive afbrudt af disse.
    13. Overvåg scanneren O / N for mulige bekræftelse pop-ups, der kan afbryde scanningen, ved at bruge for eksempel en VPN-forbindelse.
    14. Returnere den følgende morgen (efter en samlet scanningstid på ca. 12 timer i den nuværende protokol). Opbevar hjernen plader i formalin, rydde op.
    15. Gemme billederne på en ekstern harddisk.

Figur 1
Figur 1. Forberedelse af formalin-fikserede hjerne plader til post mortem scanning ved 7T MR. En specialbygget Perspex beholder er fyldt med enten 10% formalin eller en perfluorpolyether (PFPE) smøremiddel hvis MR signal fra væsken er uønsket. Tre 10-mm tykke formalinfikserede koronale hjernen plader anbringes i beholderen. En mindre beholder anvendes til at holde pladerne på plads. Tape den anden beholder til den første, for at forhindre bevægelse.

Figur 2
Figur 2. Placeringaf specialbyggede beholderen i 7T hovedet spole. Dæk beholderen med plast eller parafilm for at forhindre fordampning af formalin. Anbring beholderen, indesluttet i et håndklæde eller kirurgisk underlag, i hovedet spole af en 7T MR-skanner. Sørg beholderen kan ikke bevæge sig, og at pladerne forbliver i vandret position.

  1. Histopatologi
    1. Identificere mulige kortikale CMI'er - eller andre læsioner af interesse - på de erhvervede billeder. Disse læsioner er målene for histologisk analyse. Watch out for artefakter, såsom post mortem vævsskader (som undertiden synes på overfladen af hjernen plader på grund af nedskæringer) eller lang sigt formalin storage artefakter (f.eks grove MRI hypointensities repræsenterer neurofile ændringer 8).
      Bemærk: Forskellige histopatologiske undertyper af kortikale CMI'er har forskellige MR-egenskaber. For yderligere oplysninger om CMI undertyper, henvises læseren en nylig ex vivo undersøgelse 7.
    2. AFter identificere mulige kortikale CMI'er på MR-billeder, prøve området af interesse til histopatologisk validering. Sørg for at skære en region, der indeholder anatomiske vartegn, for senere matchning af MRI med histopatologi. Udfør standard histopatologi, som følges (men andre tilgange kan også forekomme).
    3. Skære en region på ca. 30 x 20 x 5 mm 3, der indeholder en mulig cortical CMI.
    4. For at få nøjagtig prøvetagning, anslår læsionen placering ved udsnittet tykkelsen af ​​MR-billeder, og væv arkitektur. Skæres manuelt vævet lidt over et anslået læsion sted at begrænse mængden af ​​serielle sektionering (efter indlejring i paraffin), som er nødvendig for at målrette læsionen.
    5. Sørg for, at stikprøven væv passer et væv kassette. Anbring overfladen, der skal skæres med forsiden nedad i kassetten.
    6. Hold alle væv kassetter i 10% formalin, indtil behandlingen af ​​vævet.
    7. Behandle væv til paraffin indlejring. Dette indebærer normalt en automatiseret procedure for dehydrering vævet, gennem en række gradueret alkohol (f.eks, 70% til 95% til 100%) bade, og clearing af vævet i xylen.
    8. Indlejre vævet i paraffin blokke. Sørg overfladen, der skal skæres ansigter op efter indlejring.
    9. Skær 4-6 um serielle sektioner med en mikrotom, indtil mållæsionen hentes.
    10. Float afsnittene på overfladen af ​​en 37 ° C vandbad. Monter afsnittene om objektglas. Objektglassene anbringes på en opvarmning blok at binde vævet til glasset. Store slides O / N ved stuetemperatur.
    11. Udfør en passende farvning (f.eks H & E farvning) på de første afsnit, holde tilstødende tomme sektioner til videre brug (f.eks immunhistokemi).
    12. Dækglas H & E-farvede sektioner under anvendelse af en dråbe monteringsmedium valg. Sænk forsigtigt slip, undgå luftbobler.
    13. Studér sektioner ved hjælp af et lysmikroskop, på et passende magnification. Sammenligne afsnit til de tidligere opnåede MR-billeder.

2. Vurdering Kortikale Microinfarcts på in vivo 7T MR

  1. Udfør 7T MR i patientpopulationen af din interesse, ved hjælp af in vivo-MRI-protokollen (som omfatter mindst en 3D-FLAIR) som beskrevet i 6.
  2. Vurdere kortikale CMI'er på in vivo 7T MR-billeder som beskrevet i nedenstående trin, ved hjælp af følgende 7T rating kriterier for CMI'er: kortikale CMI'er er hyperintens på FLAIR (med eller uden et hypointense midten), hyperintens på T2, hypointense på T1, påviselige på mindst to visninger af hjernen (fx sagittalt og tværgående), begrænset til cortex, adskiller sig fra perivaskulære rum, med en største dimension ≤4 mm 6,7.
  3. Brug en grænseflade med tre billede seere, til samtidig at se FLAIR, T1 og T2 billeder, f.eks MeVisLab (figur 3). Denne platform allows at indarbejde flere seere og placere markører på mulige læsioner steder.
  4. Først vurdere en halvkugle på FLAIR i sagittal visning. Screen hele cortex til hyperintense læsioner. Enhver hyperintens læsion ≤4 mm er en mulig CMI. Placer markører ved at klikke på hver mulig CMI.
  5. Gentag for den anden halvkugle.
  6. Kontroller alle markerede steder på T1 og T2. Kassér en placering, hvis det ikke er hypointense på T1 eller hyperintens på T2.
  7. Vurdere tværgående visning på FLAIR, T1 og T2. Kassér et sted, hvis den ikke er synlig. Kontroller koronale visning i tvivlstilfælde.
  8. Watch out for MRI artefakter og anatomiske variationer (især sulcal kanter).
  9. Gem markører.

Figur 3
Figur 3. Eksempel billede udsigtsplatform for vurderingen af kortikale microinfarcts. En grænseflade bruges, integrated i MeVisLab. Dette program gør det muligt at inkorporere flere seere på samme tid, for at skifte nemt mellem sagittale / tværgående / koronale orientering og til at placere og gemme markører på mulige læsioner steder. (Kan vælges forskellige markører for forskellige typer af læsioner).

3. Vurdering Kortikale Microinfarcts på in vivo 3T MR

  1. Acquire 3T MR-billeder af patientpopulationen af ​​din interesse. Eksisterende data kan også anvendes, så længe MR-billeddannelse Protokollen indeholdt mindst et 3D T1, og en flair og T2.
  2. Vurdere kortikale CMI'er på in vivo 3T MR-billeder som beskrevet i nedenstående trin, ved hjælp af følgende 3T rating kriterier for CMI'er: kortikale CMI'er er hypointense på T1 (isointens med CSF), påvises ved mindst to visninger af hjernen (f.eks sagittalt og tværgående), begrænset til cortex, adskiller sig fra perivaskulære rum, med en største dimension ≤4 mm.
    1. Udforsk placeringen af ​​en hypointEnse kortikal læsion findes på T1 på FLAIR og T2 vægtede billeder. Bedøm læsionen som en sandsynlig cortical CMI hvis placeringen er hyperintens eller isointens (med den grå substans) på FLAIR og T2. Kassér læsionen, hvis på samme sted et hypointense signal findes på T2, med angivelse af T1 hypointense læsion skyldes enten en hæmoragisk læsion, et skib eller en artefakt. I tvivlstilfælde, kontrollere placeringen på en T2 * vægtet billede 9.
  3. Brug samme interface som beskrevet ovenfor.
  4. Først vurdere en halvkugle på T1 i sagittal visning. Screen hele cortex for fokale hypointense læsioner. Enhver hypointense læsion ≤4 mm er en mulig CMI. Placer markører ved at klikke på hver mulig CMI.
  5. Gentag for den anden halvkugle.
  6. Vurdere tværgående T1, og samtidig kontrollere alle markerede steder på tværgående FLAIR og T2. Regard placering som en sandsynlig CMI hvis det er hyperintens eller isointens på FLAIR og T2. Kassér en placering if det synes at være en artefakt eller anatomisk variation. Kassér et sted, hvis det er hypointense på T2.
  7. Hold øje med artefakter, der ligner CMI'er på T1 vægtede billeder, især ringen artefakter ved "kanter" af hjernen, som vil blive vist på flere tilstødende gyri, se for kanterne af sulci, se for store skibe i tindingelapperne (ved polerne). Endelig anbefales det at kassere eventuelle kortikale CMI'er i væv i umiddelbar nærhed af en større cortical infarkt.
  8. Gem markører.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Et indtryk af den høje opløsning og høj billedkvalitet af en ex vivo sekvens erhvervet til 7T leveres her (figur 4). Dette er et 3D T2 * vægtet ex vivo scanning, med en isotrop opløsning på 0,18 mm. Væv blev afledt fra en 84-årig kvinde med demente patologisk dokumenteret Alzheimers sygdom og svær cerebral amyloid angiopati (CAA). De nærmere detaljer i billedet tillader identifikation af kortikale mikrovaskulære patologi. T2 * er modtagelig for jern, samt luft. Dette væv indeholder en høj belastning af mikrovaskulære patologi i cortex. De hypointensities i sulci af disse plader er resultatet af luftbobler, som kan forstyrre bedømmelse kortikal mikrovaskulære patologi. Til identifikation af kortikale CMI'er, er en T2 vægtet sekvens påkrævet.

Figur 5 repræsenterer etcortical CMI identificeret på ex vivo billeder på 7T. Denne kortikale CMI blev fundet i post-mortem hjernevæv af en 86-årig kvinde med moderat Alzheimers patologi (Braak & Braak stadie IV). Den tilsvarende H & E afsnittet bekræftet, at dette læsion er en kronisk gliotic CMI med kavitation 7.

Figur 6 er et repræsentativt sandsynligt kortikal microinfarct, detekteret på in vivo 7T MRI.

Figur 7 er et repræsentativt sandsynligt kortikal microinfarct, detekteret på in vivo 3T MR.

Ramme fra figur 4
Figur 4. Repræsentative post mortem billeder erhvervet ved 7T. Klik her for at se denne video.
Dette er en 3D-film af en0,18 mm isotropisk T2 * vægtet billede af en sag med svær amyloidangiopati. Disse hjerne plader er blevet generøst tilvejebragt af Dr. Annemieke Rozemuller, VUMC, Amsterdam.

Figur 5
Figur 5. MR-vejledt histopatologi af kortikal microinfarct.
Afbildet er en flair, T2, T1, vådt væv, og H & E farvning, viser en kortikal kronisk gliotic microinfarct med kavitation. Dette tal er blevet ændret fra 7. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 6
Figur 6. Repræsentative sandsynlige kortikale microinfarct på 7T MRI.
En kortikale microinfarct på 7T er hyperintenspå FLAIR og T2, og hypointense på T1. Denne sag er en 45-årig kvinde, der led af en Lobar intracerebral blødning. MR-billeder er en høflighed af Dr. Karin Klijn, UMCU, Utrecht. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 7
Figur 7. Repræsentative sandsynlige kortikale microinfarct på 3T MR.
En kortikale microinfarct på 3T kan bedst identificeres som en hypointense læsion på en 3D-T1. Det tilsvarende placering på FLAIR og T2 skulle være hyperintens (i dette tilfælde) eller isointens. Denne sag er en 76-årig kvinde med en klinisk diagnose af Alzheimers sygdom. MR-billeder er en høflighed af Dr. Christopher Chen, NUS, Singapore. Please klik her for at se en større version af dette tal.

TI TR / TE Flip / refokusering vinkel Erhvervet opløsning Matrix størrelse Skiver Gennemsnit Scan varighed
(Frk) (Frk) (°) (um 3) (t: min: sek)
T2 - 3.500 / 164 90/40 400x400x400 500x280 100 4 01:52:03
FLAIR 1.600 # 8.000 / 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 følsomhed kodning (SENSE) acceleration blev anvendt. # TI blev bestemt på grundlag af 10% formalin.

Tabel 1. Post-mortem scan parametre.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

CMI'er har tiltrukket stigende opmærksomhed i de sidste par år. En voksende mængde af beviser stammer fra obduktionen studier har identificeret CMI'er som vigtige bidragydere til aldersrelateret kognitiv tilbagegang og demens 4,5. CMI'er nu påvises på 7T og også 3T MR. Optimering og standardisering af vurdering protokoller for disse læsioner vil støtte en hurtig gennemførelse af robust og gyldigt CMI detektion i kohortestudier hele verden. Dette vil gøre det muligt for en udbredt vurdering af den kliniske relevans af CMI'er i forbindelse med aldring, cerebrovaskulær sygdom og demens i fremtidige kliniske studier, både tværsnit samt langsgående 9,10.

Den beskrevne fremgangsmåde i dette arbejde er faktisk en'meta-metoden "i den forstand, at den kan betragtes som en procedure til udvikling (og successivt forbedre) fremgangsmåder til in vivo påvisning af CMI'er, som kunne indtil nu kun vurderes post mortem af en neuropatolog. Det mest kritiske skridt i at udvikle bedre in vivo CMI påvisningsmetoder ved nye MRI protokoller og billedbehandling teknikker er at validere det med histologi, som i øjeblikket er guldstandarden. En vigtig begrænsning af in vivo påvisning af CMI'er forhold til histologi er opløsning. Trods det faktum, at in vivo MRI ikke vil være i stand til at detektere mindre CMI'er, betyder det giver hele-hjerne dækning, som kan vise sig at være så effektiv som søger mikroskopiske CMI'er på blot et par histologiske snit.

Et vigtigt skridt til at etablere in vivo vejledning til CMI rating var den histopatologiske validering af CMI'er, styret af ex vivo høj opløsning MR-scanning af post mortem-menneskelige hjerne væv. Ex vivo scanning protokol præsenteres her er optimeret til validering af kortikale mikrovaskulære patologi, men kan anvendes i en bredere forskning sammenhæng at støtte in vivo rating af andre nye hjerne billeddiagnostiske markører. Scanning post mortem hUman hjernevæv har sine udfordringer, som bør anerkendes her. Langvarig opbevaring af formalin-fikseret væv kan forårsage, 8. Andre udfordringer er MRI artefakter forårsaget af luftbobler, fordi luftbobler kan interferere med MR-signal, især ved væske-væv grænser. Derfor fjernelse af luftboblerne er et vigtigt skridt. Luft nemt ophobes i tomme blodkar, mellem gyri, og mellem plader. For at overvinde den sidstnævnte, ville man ideelt set scanne en hel blok af un-cut væv. En del af standardiserede obduktion procedurer er at skære formalinfikseret væv i 10-mm tykke plader. Scanning post mortem væv kræver ekstra opmærksomhed for at sikre tilstrækkelig B0 afstandsstykker og korrekt RF-effekt optimering (trin 1.1.10). Dette kan have brug for særlig opmærksomhed fra en lokal MRI fysiker. Disse trin er afhængige af leverandøren af ​​7T MR scanner og kan optimeres i overensstemmelse med ønskerne hos den enkelte forskningsgruppe. Under scanningen, plader er eithER nedsænket i 10% formalin eller i en PFPE smøremiddel, som er en proton-fri væske uden MR-signal. Fordelen ved at anvende en proton-fri væske er, at det minimerer den krævede field-of-view, det giver bedre B0 afstandsstykker, og det trænger ikke vævet da det er meget hydrofobt. Ulemperne er, at det er dyrt, og kan være upraktisk i brug (er en olieagtig substans). Formalin er meget lettere i brug, er billig og ikke interfererer med vævet når vævet er allerede formalin-fikseret. Ulempen ved formalin er, at det kan forårsage RF inhomogenitet i 7T, når der scannes store mængder (f.eks., Hele hjerner), og at stoffet er giftigt. En anden hyppigt anvendt indlejring stof til ex vivo MRI er agar-gel. Agar er ideel til scanning enkelte plader eller individuelle patologiske prøver, og den største fordel er reduktionen af ​​potentielle bevægelse. Det giver også mulighed for anbringelse af referencemærkerne til brug som kunstige landmærker 11.

mm3 voxels). Den anvendte 7T FLAIR er stærkt T2 vægtet og derfor særdeles velegnet til visualisering minut iskæmiske læsioner 12. T2 * sekvens er blevet medtaget til påvisning af cerebrale microbleeds 13, men kan også anvendes til at kontrollere CMI steder i fravær af en T2. Det skal bemærkes, at den nuværende 7T FLAIR sekvens ikke tillader en pålidelig vurdering af tindingelapperne, på grund af et lavt signal-til-støj-forhold i disse områder. Andre forskergrupper uundgåeligt vil bruge deres egen flair og T2 vægtede protokoller, men dette kan føre til forskellige følsomhed vedrørende CMI afsløring.

Oversættelsen af ​​7T ratingkriterier til vurderingen af ​​kortikale CMI'er på in vivo-3T MR imaldre er vigtigt at give efterforskningen af ​​CMI'er i større patientprøver. Der er dog et par udfordringer at tage hensyn til. Først sikre at omfatte mindst én 3D sekvens i 3T MR-scanning protokol, som måske ikke er den normale procedure i de fleste klinisk anvendte protokoller. For det andet en flair sekvens ved 3T er normalt mindre tungt T2 vægtet end på 7T. Det er årsagen til, anbefales det at vurdere kortikale CMI'er på 3D T1 vægtede billeder, med en bekræftelse på FLAIR og T2 (hvis tilgængelig), og i tilfælde af tvivl T2 *. Med henblik på de nuværende CMI vurdering retningslinjer beskrevet i denne protokol, en høj opløsning 3D T1 (1,0 mm isotropisk voxler), 2D FLAIR (1.0x1.0x3.0 mm 3 voxel), og 2D T2 (1.0x1.0x3.0 mm 3 voxels) 9 blev anvendt. Disse billeder blev erhvervet på et 3T MR-system, med et 32-kanals modtager hoved spole.

Et par begrænsninger af in vivo-CMI bedømmelse er på plads. Vurdering af CMI'er visuelt på in vivo-MR-billeder remains udfordrende og klart rater afhængig. Det kræver træning, men selv med den rette erfaring disse små læsioner nemt undslippe opdagelse af det menneskelige øje. Endvidere bedømmelse CMI'er er temmelig arbejdskrævende og tidskrævende, især når de anvendes på større prøver. Derfor er det vigtigt at udvikle (semi-) automatiske detektionsmetoder til identifikation af CMI'er, at støtte den visuelle bedømmelse 14. Det bør anerkendes, at 3T MR kun registrerer de større CMI'er. Det samme gælder for 7T, omend i mindre omfang. Ikke desto mindre CMI'er, der er fundet på MR har vigtige og specifikke 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