Burada, 7.0 Tesla’da multipl skleroz (MS) hasta beyinlerinin manyetik rezonans (MR) görüntülerini elde etmek için bir protokol sunuyoruz. Protokol, radyo frekans bobinleri, MS hastalarıyla standartlaştırılmış görüşme prosedürleri, MR tarayıcısında konu konumlandırması ve MR veri toplama dahil olmak üzere kurulumun hazırlanmasını içerir.
Bu makalenin genel amacı multipl skleroz (MS) hastalarında 7.0 Tesla’da beynin son teknoloji ultra yüksek alan (UHF) manyetik rezonans (MR) protokolünü göstermektir. MS, beyaz ve gri madde lezyonları ile karakterize kronik inflamatuar, demyelineratif, nörodejeneratif bir hastalıktır. 1.5 T ve 3 T’de MRI kullanılarak mekansal ve zamansal olarak yayılan T2-hiperintense lezyonlarının tespiti, 2017 McDonald kriterlerinin mevcut sürümüne dayanarak MS’in doğru tanısını belirlemek için klinik uygulamada çok önemli bir tanı aracını temsil eder. Bununla birlikte, MS lezyonlarının diğer kökenlerden beyin beyazı madde lezyonlarından farklılaşması, bazen daha düşük manyetik alan güçlerinde morfolojiye benzemeleri nedeniyle zor olabilir (tipik olarak 3 T). Ultra yüksek alan MR ‘ı (UHF-MR), ince lezyonların daha doğru ve kesin tanıları için üstün görüntülemenin anahtarı olan sinyal-gürültü oranının artmasından ve gelişmiş mekansal çözünürlükten yararlanır. Bu nedenle, 7.0 T’deki MRG, MS’e özgü nörogörüntürleştirici belirteçler (örneğin, merkezi damar işareti, hypointense jant yapıları ve MS gri madde lezyonlarının farklılaşması) sağlayarak MS ayırıcı tanının zorluklarının üstesinden gelmek için cesaret verici sonuçlar göstermiştir. Bu belirteçler ve diğerleri T 1 ve T2 (T2 *, faz, difüzyon) dışındaki diğer MR kontrastları ile tanımlanabilir ve MS lezyonlarının nöromiyelit optik ve Susac sendromu gibi diğer nöroinflamatuar durumlarda meydana gelenlerden farklılaşmasını önemli ölçüde iyileştirebilir. Bu yazıda MS hastalarında serebral beyaz ve gri madde lezyonlarını 7.0 T’de farklı MR alma yöntemleri kullanarak incelemek için mevcut teknik yaklaşımımızı açıklıyoruz. Güncel protokol, UHF-MR için özelleştirilmiş radyo frekanslı bobinler, standart tarama, MS hastalarıyla güvenlik ve görüşme prosedürleri, MR tarayıcısında hasta konumlandırması ve MS’i incelemek için özel beyin taramalarının alınması dahil olmak üzere MR kurulumunun hazırlanmasını içerir.
Multipl skleroz (MS), genç erişkinlerde belirgin nörolojik sakatlığa neden olan ve uzun süreli sakatlığa yol açan merkezi sinir sisteminin (CNS) en sık görülen kronik inflamatuar ve demyeliner hastalığıdır1,2. MS’in patolojik ayırt edici özelliği, beynin gri ve beyaz maddesinde meydana gelen demiyelinerasyon lezyonlarının birikmesi ve ayrıca normal görünen beyaz maddede bile tüm beyinde yaygınlaşan nörodejenerasyon birikimidir (NAWM)3,4. MS patolojisi, iltihabın hastalığın tüm aşamalarında, hatta hastalığın ilerleyici aşamalarında bile doku yaralanmasını tetiklediğini göstermektedir5. MS’in ilk klinik bulgularına genellikle nörolojik açıkların geri dönüşümlü atakları eşlik eder ve sadece MS6,7’yidüşündürücü olduğunda klinik olarak izole edilmiş bir sendrom (BDT) olarak adlandırılır. Net bir BDT’nin yokluğunda, MS tanısı koymada dikkatli olunmalıdır: tanı takip edilerek doğrulanmalı ve uzun süreli hastalık değiştiren tedavilerin başlatılması ertelenmeli, ek kanıt beklenmelidir8.
Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), MS tanısı koymada ve hastalığın ilerlemesini izlemede vazgeçilmez bir araçtır9,10,11. 1.5 T ve 3 T manyetik alan güçlerinde MRI şu anda klinik uygulamada spin-spin gevşeme süresi ağırlıklı (T2)hiperintense lezyonlarını tespit etmek ve 2017 McDonald kriterlerinin mevcut sürümüne dayanarak MS’in doğru tanısını belirlemek için çok önemli bir tanı aracını temsil etmektedir8. MS için tanı kriterleri, lezyonların uzay ve zamanda yayılmasını gösterme ve alternatif tanıları dışlama ihtiyacını vurgulamaktadır8,12. Kontrast gelişmiş MRG akut hastalık ve akut inflamasyon değerlendirmek için tek yöntemdir8ancak potansiyel uzun süreli gadolinyum beyin birikimi ile ilgili artan endişeler potansiyel olarak kontrast uygulamasını önemli bir tanı aracı olarak kısıtlayabilir13,14,17. Ek olarak, MS lezyonlarının diğer kökenlerden beyin beyazı madde lezyonlarından farklılaşması, bazen daha düşük manyetik alan güçlerindeki morfolojiye benzemeleri nedeniyle zor olabilir.
MRI kesinlikle MS hastaları için en iyi tanı aracı olmakla birlikte, MR muayeneleri ve protokolleri MS hastalarının tanı, prognoz ve takibi için Avrupa18,19’da MS grubunda (MAGNIMS) manyetik rezonans görüntüleme veya Kuzey Amerika’da Multipl Skleroz Merkezleri Konsorsiyumu (CMSC)20 kılavuzunu izlemelidir. Farklı hastane ve ülkelerdeki en son yönergelere uygun standartlaştırılmış kalite kontrol çalışmaları da çok önemlidir21.
MS tanı ve hastalık ilerleme izleme için özel olarak uyarlanmış MRI protokolleri, boyuna gevşeme süresi T1,spin-spin gevşeme süresi T2, etkili spin-spin gevşeme süresi T 2 * ve difüzyon ağırlıklı görüntüleme (DWI)22ile yönetilen kontrast dahil olmak üzere birden fazla MRI kontrastını içerir. Uyum girişimleri, MS’teki MRI’ın klinik çeviriyi ve23, 24, 25sitelerinde verilerin karşılaştırılmasını kolaylaştıran standartlaştırılmış protokollere doğru ilerlemesi için konsensüs raporlarısağlamıştır. T2ağırlıklı görüntüleme, hiperintense görünümü ile karakterize olan beyaz madde (WM) lezyonlarının tanımlanması için klinik uygulamada iyi kurulmuş ve sıklıkla kullanılmaktadır26,27. MS28için önemli bir tanı kriteri olmakla birlikte, WM lezyon yükü, lezyon şiddeti için özgüllük eksikliği ve alttaki patofizyoloji26 , 27,29nedeniyle klinik engellilikle sadece zayıf bir şekilde ilişkilidir. Bu gözlem, enine gevşeme süresi T2 30’unparametrik haritalandırılmasına yönelik keşifleri tetiklemiştir. T2*ağırlıklı görüntüleme MS görüntülemede giderek daha önemli hale gelmiştir. T2* ağırlıklı MRG’deki merkezi damar işareti MS lezyonları 27,31 ,32,33için spesifik bir görüntüleme belirteci olarak kabuledilir. T2* demir birikimine duyarlıdır34,35, hastalık süresi, aktivitesi ve şiddeti ile ilgili olabilir36,37,38. T2* ayrıca küçük açıkları ve erken MS’li hastalarda beyin dokusu değişikliklerini yansıttığı bildirilmiştir ve bu nedenle ms gelişimini değerlendirmek için bir araç haline gelebilir zaten erken bir aşamada39,40.
MRI teknolojisindeki iyileştirmeler, MS hastalarının CNS’s’slerindeki değişiklikleri daha iyi belirlemeyi ve klinisyenlere MS tanısının doğruluğunu ve hızını artırmak için daha iyi bir kılavuz sunmayı vaat eder11. Ultra yüksek alan (UHF, B0≥7.0 T) MRG, daha doğru ve kesin tanılar için üstün görüntülemenin anahtarı olan gelişmiş mekansal veya zamansal çözünürlüklere yatırılabilen sinyal-gürültü oranındaki (SNR) artıştan yararlanır41,42. Ultra yüksek manyetik alanlarda kullanılan1H radyo frekansının olumsuz bir özelliği olan iletim alanı (B 1+) inhomogeneities43, B1+ homojenliği artıran ve böylece beynin düzgün kapsamasını kolaylaştıran paralel iletim (pTx) RF bobinleri ve RF darbe tasarım yaklaşımları kullanılarak çok kanallı iletimden yararlanacaktır44.
7.0 T MRG’nin ortaya çıkmasıyla, lezyon tespitinin artan duyarlılığı ve özgüllüğü, merkezi damar işareti tanımlaması, leptömeningeal geliştirme ve hatta metabolik değişikliklerle ilgili olarak MS gibi demiyelinizan hastalıklar hakkında daha fazla fikir edindik45. MS lezyonları uzun zamandır histopatolojik çalışmalardan damarlar ve venüles etrafında oluştuğu gösterilmiştir46. Lezyonların perivenöz dağılımı (merkezi ven işareti) T2* ağırlıklı MRI46,47,48 at 3.0 T veya 1.5 T ile tanımlanabilir, ancak en iyi 7.0 T49,50 , 51,52’deUHF-MR ile tanımlanabilir. Merkezi damar işareti dışında, 7.0 T’deki UHF-MRG, hypointense jant yapıları ve MS gri madde lezyonlarının farklılaşması gibi MS’e özgü belirteçleri geliştirdi veya ortaya çıkardı53,54,55,56. Uhf-MRI ile bu belirteçlerin daha iyi tanımlanması, MS lezyonlarının Susac sendromu53 ve nöromiyelit optica54gibi diğer nöroinflamatuar durumlarda meydana gelenlerden ayırt edilmesindeki bazı zorlukların üstesinden gelmeyi vaat ederken, Baló’nun eşmerkezli sklerozu57,58gibi MS’in diğer koşullarında veya varyantlarında yaygın patogenetik mekanizmaları tanımlamayı vaat eder.
MS lezyonlarının tespiti ve farklılaşması için UHF-MRG’nin zorluklarını ve fırsatlarını fark eden bu makalede, MS hastalarında serebral beyaz ve gri madde lezyonlarını farklı görüntüleme teknikleri kullanarak 7.0 T’de incelemek için mevcut teknik yaklaşımımız açıklanmaktadır. Güncel protokol, UHF-MR’a özel radyofrekans (RF) bobinleri, MS hastalarıyla standart tarama, güvenlik ve görüşme prosedürleri, MR tarayıcısında hasta konumlandırması ve MS’e adanmış beyin taramalarının alınması dahil olmak üzere MR kurulumunun hazırlanmasını içerir. Makale, teknoloji geliştirme ve klinik uygulamayı disiplin etki alanlarına sinerjik olarak bağlamak amacıyla, görüntüleme uzmanlarına, temel araştırmacılara, klinik bilimcilere, çeviri araştırmacılarına ve teknoloji uzmanlarına, kursiyerlerden ileri düzey kullanıcılara ve uygulama uzmanlarına kadar her düzeyde deneyim ve uzmanlığa sahip MS hastalarında UHF-MRI alanına rehberlik etmeyi amaçlamıştır.
Burada sunulan protokol, MS hastalarını 7.0 T’de incelerken tipik olarak kullanılan farklı kontrastlara sahip bir dizi MRI dizisini açıklar.
Beyin lezyonlarının yanı sıra, omurilikteki lezyonlar sıklıkla motor, duyusal ve otonomik disfonksiyona neden olan MS hastalarını etkiler. Bununla birlikte, özellikle 7.0 T’de omurilik görüntüleme teknik olarak113 ‘emeydan okuyor. Çarpık B1 alan profillerinin engellerini aşmak için paralel …
The authors have nothing to disclose.
Bu proje (T.N.), Avrupa Birliği’nin Horizon 2020 araştırma ve inovasyon programı kapsamında Avrupa Araştırma Konseyi’nden (ERC) 743077 No 743077 (ThermalMR) hibe anlaşması kapsamında kısmen fon almıştır. Yazarlar, Helmholtz Derneği, Berlin, Almanya’daki Berlin Ultrahigh Saha Tesisi (B.U.F.F.), Max Delbrueck Moleküler Tıp Merkezi’ndeki ekiplere teşekkür etmek istiyor; İsveç Ulusal 7T Tesisi, Lund Üniversitesi Biyogörüntüleme Merkezi, Lund Üniversitesi, Lund, İsveç ve ECOTECH-COMPLEX, Maria Curie-Skłodowska Üniversitesi, Lublin, Polonya’da teknik ve diğer yardımlar için.
7T TX/RX 24 Ch Head Coil | Nova Medical, Inc., Wilmington, USA | NM008-24-7S-013 | 1-channel circular polarized (CP) transmit (Tx), 24-channel receive (Rx) RF head coil |
Magnetom 7T System | Siemens Healthineers, Erlangen, Germany | MRB1076 | 7.0 T whole body research scanner |
syngoMR B17 Software | Siemens Healthineers, Erlangen, Germany | B17A | image processing software for the Magnetom 7T system |