Beoordelen Cortical Cerebral Microinfarcts op hoge resolutie MR afbeeldingen
Summary
Een hoge resolutie ex vivo 7T MRI-protocol wordt voorgesteld, om MR-geleide histopathologische validatie van microvasculaire pathologie voeren in post-mortem menselijk hersenweefsel. Verder zijn richtlijnen voor het beoordelen van corticale microinfarcts de de vivo 7T en 3T MR beelden.
Abstract
Cerebrale microinfarcts frequent bevindingen in de post-mortem menselijke hersenen, en zijn gerelateerd aan cognitieve achteruitgang en dementie. Door hun kleine afmetingen is het een uitdaging om ze te bestuderen op klinische MRI-scans. Het werd onlangs aangetoond dat corticale microinfarcts kunnen worden afgebeeld met MRI-scanners met hoge magnetische veldsterkte (7T). Op basis van deze ervaring, een deel van deze letsels is ook zichtbaar op lagere resolutie 3T MRI. Deze bevindingen werden bevestigd met ex vivo beeldvorming van post-mortem menselijk hersenweefsel, begeleid door histopathologische verificatie van mogelijke corticale microinfarcts.
Hier een ex vivo beeldvorming protocol wordt gepresenteerd, met het oog op het valideren van MR waargenomen cerebrale microvasculaire pathologie met histologische evaluatie. Verder zijn richtlijnen voor het beoordelen van de corticale microinfarcts op zowel in vivo 7T en 3T MR-beelden. Deze richtlijnen bieden onderzoekers wet een tool om corticale microinfarcts op in vivo beelden van grotere monsters van patiënten te kunnen waarderen, verder te ontrafelen hun klinische relevantie in cognitieve achteruitgang en dementie, en deze laesies te vestigen als een nieuwe biomarker van cerebrale kleine vaartuig ziekte.
Introduction
De toepassing van ultra-high veld 7 Tesla (T) MRI patiënt studies vordert snel 1. Dit artikel beschrijft een representatieve toepassing van 7T MRI in het kader van cerebrovasculaire ziekte in de ouder wordende hersenen. Cerebrovasculaire ziekte is een belangrijke oorzaak van cognitieve achteruitgang en dementie. Deze bijdrage vasculaire dementie impliceert vaak de kleine bloedvaten van de hersenen, zoals slagaders, kleine aders en haarvaten. Daarom wordt aangeduid als cerebraal SVD (SVD) 2. Omdat de cerebrale kleine vaartuigen te klein te vangen conventionele MRI, maar de gevolgen van SVD – dwz de resulterende weefselbeschadiging – kan worden gevisualiseerd. Dit geldt ook voor de witte stof hyperintensiteiten, cerebrale microbloedingen en lacunaire infarcten 3.
Andere belangrijke manifestaties van SVD zijn cerebrale microinfarcts (CMI's) 4. Autopsie studies melden een hoge prevalentie van CMI's in Vascheid op dementie en de ziekte van 5 Alzheimer. Echter, vanwege hun kleine afmetingen (variërend van 50 urn tot enkele mm) de detectie ontsnappen conventionele MRI 4,5. 7T MRI biedt hoge resolutie beelden met een verbeterde signaal-ruis-verhouding en contrast, waarbij de detectie van bepaalde structuren en letsels dan de detectiegrens van conventionele MRI maakt. Deze techniek werd ook toegepast voor het detecteren CMI's. Om mogelijke CMI's, velen de vivo 7T MRI-scans werden eerder gescreend op letsels met maten <5 mm en imaging kenmerken in overeenstemming met ischemische eigenschappen te identificeren. Dergelijke beschadigingen kunnen betrouwbaar worden geïdentificeerd in de cortex. Deze focale langwerpige laesies hyperintense op 7T FLAIR (0,8 mm isotrope voxels), beperkt tot de cortex en leek zich vanaf het corticale oppervlak, hyperintense op T2 (0,7 mm isotrope voxels) en hypointense op T1 (1,0 mm isotrope voxels). Bevestigd werd dat deze laesies corticale CMI's met behulp van eenMR-geleide histopathologie benadering in post-mortem menselijk hersenweefsel 6,7.
Hier wordt de ex vivo MRI protocol geleverd dat werd gebruikt in eerdere studies voor histopathologische bevestiging van corticale CMI's. Ten tweede worden de richtsnoeren voor het beoordelen van de corticale CMI's op in vivo 7T MRI. Ten slotte heeft de beoordeling van de corticale CMI's op 7T vertaald om op grotere schaal beschikbaar 3T MRI, en richtlijnen voorzien hoe corticale CMI's te identificeren op 3T MRI.
Protocol
Representative Results
Discussion
CMI's hebben aangetrokken steeds meer aandacht in de afgelopen jaren. Een groeiende hoeveelheid bewijsmateriaal afkomstig van autopsie studies heeft CMI's als belangrijke bijdragen aan leeftijd gerelateerde cognitieve achteruitgang en dementie 4,5 geïdentificeerd. CMI's zijn nu detecteerbaar op 7T en ook 3T MRI. Optimalisatie en standaardisatie van assessment protocollen voor deze laesies zal een snelle uitvoering van de robuuste en geldig CMI detectie in cohort studies over de hele wereld te ond…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The research leading to these results has received funding from the European Research Council under the European Union’s Seventh Framework Programme [FP7/2007-2013] / ERC grant agreement [337333]. The research of SvV and GJB is supported by a VIDI grant [91711384] from ZonMw, the Netherlands Organization for Health Research and Development.
Materials
| 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 |
Referências
- 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).
- Pantoni, L. Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges. Lancet Neurol. 9, 689-701 (2010).
- 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).
- Smith, E. E., Schneider, J. A., Wardlaw, J. M., Greenberg, S. M. Cerebral microinfarcts: the invisible lesions. Lancet Neurol. 11, 272-282 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- Van Duijn, S., et al. MRI artifacts in human brain tissue after prolonged formalin storage. Magn Reson Med. 65 (6), 1750-1758 (2011).
- Van Veluw, S. J., et al. Cortical microinfarcts on 3T MRI: clinical correlates in memory-clinic patients. Alzheimers Dement. 5, 10-1016 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kuijf, H. J., et al. Detecting cortical cerebral microinfarcts in 7.0 T MR images. IEEE International Symposium on Biomedical Imaging. , 982-985 (2013).
