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.

O uso de amostras de autópsia e in vivo imagens de RM para este protocolo foi em conformidade com os regulamentos locais e aprovado pelo comitê de ética local do University Medical Center Utrecht (UMCU). 1. MR-guided histopatológico Validação de Cortical microinfartos <ol><li> Ex vivo RM <ol><li> Ao manusear tecido cerebral, sempre usar luvas e vestuário de protecção adequado. </li><li> Com base na questão de pesquisa, selecione adequadas, de preferência de 10 mm de espessura, placas cerebrais fixados em formol. As placas cerebrais para este papel foram derivados do departamento de neuropatologia do UMCU e Centro Médico da Universidade VU (VUMC), com base em patologia conhecida Alzheimer. <ol><li> Formalina-fix cérebros inteiros de, pelo menos, 3-4 semanas de imersão em formalina a 10%, antes do corte. Corte os cérebros em lajes coronais, que contém ambos os hemisférios. </li><li> Para a digitalização post-mortem, selecione, por exemplo, sla três cérebroBS por cérebro, feita a partir de córtex frontal, temporo-parietal e occipital do cérebro. O protocolo atual é otimizado para o uso de três placas cerebrais coronais, que contém ambos os hemisférios, em uma sessão de digitalização. </li></ol></li><li> Tirar fotografias das placas cerebrais em ambos os lados (dorsal e caudal), e tomar notas cuidadosas (ou fazer esboços) da orientação das lajes no recipiente e no scanner, para mais tarde co-localização de histologia com ressonância magnética. </li><li> Encha um recipiente construído para o efeito (Figura 1) - neste caso, um que se encaixa dentro da bobina cabeça MR - com formalina a 10% fresco à temperatura ambiente. Se o sinal de ressonância magnética a partir do fluido é indesejada, o uso de um lubrificante de perfluoropoliéter (PFPE) com uma densidade conveniente, em vez de formalina (como Fomblin ou Galden PFPE). Certifique-se de usar uma câmara de fluxo ao manusear formalina. </li><li> Ao colocar as placas cerebrais no recipiente, certifique-se para evitar bolhas de ar. Remover a maior parte das bolhas de ar por suavemente shaking do tecido, quer à mão, ou utilizando um banho com agitação, ou ultra-som. </li><li> Certifique-se as placas não pode mover-se no interior do recipiente e limitar a quantidade de fluido necessária, por meio de um recipiente menor para manter as placas no lugar (Figura 1). </li><li> Cobrir o recipiente de plástico ou com parafilme, para evitar a evaporação e para proteger o MR (cabeça) da bobina de contaminação potencial (Figura 2). </li><li> Use um scanner de corpo inteiro 7T MRI com uma bobina adequada. Neste protocolo a transmissão de dupla e de 32 canais receber bobina de cabeça é usado. </li><li> Coloque o recipiente dentro da bobina de cabeça, enrolada em uma toalha ou cirúrgico underpad, para evitar a potencial derramamento de líquidos. Certifique-se o recipiente não pode mover-se, e que as placas permanecem na posição horizontal (figura 2). </li><li> Execute uma verificação de pesquisa que podem ser usados ​​para o planejamento dos scans de alta resolução, correto inhomogeneity B0 usando uma ferramenta de calços adequado, e calibrar o poder RFpara se obter os ângulos correctos aleta (as lajes de alguns requerem menos energia em comparação com in vivo de varrimento de uma cabeça inteira) de acordo com o protocolo do fabricante. </li><li> Planejar as aquisições de alta resolução na varredura levantamento, para garantir as placas cerebrais estão totalmente incluídos na vista campo de. Digitalize as placas cerebrais O / N com as aquisições de alta resolução apresentados na Tabela 1, que são otimizados para ex vivo de imagens. O protocolo de aquisição aqui apresentado inclui uma imagem ponderada DOM 3D, T2 e T1 com uma resolução isotrópica de 0,4 mm, e um T2 * ponderada imagem com uma resolução isotrópico de 0,18 mm. </li><li> Identificar os processos automáticas de software que possam interromper a digitalização, como automatizados up-datas que são executados O / N, ou avisos para a estimulação de nervos periféricos, e certifique-se os procedimentos do scanner não será interrompido por estes. </li><li> Monitorar o scanner O / N para possíveis confirmação de pop-ups que podem interromper a digitalização, usando, por exemplo, uma conexão VPN.</li><li> Voltar na manhã seguinte (depois de um tempo de varredura total de aproximadamente 12 hr no protocolo atual). Armazene as placas cerebrais em formalina, limpar. </li><li> Salve as imagens para um disco rígido externo. </li></ol></li></ol><img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/53125/53125fig1.jpg" /> Figura 1. Preparação de placas cerebrais fixados em formol para a digitalização post-mortem em T7 ressonância magnética. Um recipiente Perspex propositadamente construído é preenchido com 10% de formalina ou um lubrificante perfluoropoliéter (PFPE) se o sinal MRI do fluido é indesejada. Três de 10 mm de espessura, placas cerebrais coronais fixados em formalina são colocados no recipiente. Um recipiente mais pequeno é usada para manter as placas no lugar. Tape o segundo recipiente para o primeiro, para evitar o movimento. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53125/53125fig2.jpg" /> Figura 2. Colocaçãode recipiente construído para o efeito na cabeça da bobina T7. Cobrir o recipiente de plástico com parafilme ou para evitar a evaporação da formalina. Coloque o recipiente, fechado em uma toalha ou underpad cirúrgica, na bobina cabeça de um scanner MR T7. Certifique-se o recipiente não pode mover-se, e que as placas de permanecer em posição horizontal. <ol start="2"><li> Histopatologia <ol><li> Identificar possíveis CMIS corticais - ou outras lesões de interesse - nas imagens adquiridas. Estas lesões são os alvos para análise histológica. Cuidado com os artefatos, tais como danos post-mortem de tecidos (que às vezes aparecem na superfície de placas cerebrais devido a cortes) ou artefatos de armazenamento formalina a longo prazo (por exemplo, hypointensities MRI grosseiros que representam mudanças neuropil 8). Nota: Diferentes subtipos histopatológicos da CMIS corticais têm diferentes características de RM. Para mais detalhes sobre os subtipos CMI, o leitor é remetido para um recente estudo ex vivo 7. </li><li> After a identificação de possíveis CMIS corticais nas imagens de RM, provar a região de interesse para validação histopatológico. Certifique-se de cortar uma região, contendo marcos anatômicos, por correspondência posterior da ressonância magnética com a histopatologia. Execute histopatologia padrão, como seguida (mas outras abordagens também podem ser aplicadas). </li><li> Cortar uma região de aproximadamente 30 x 20 x 5 mm3 contendo uma possível CMI cortical. </li><li> Para obter amostragem precisas, estimar a localização da lesão pela espessura de corte das imagens de RM, e arquitetura do tecido. Cortadas manualmente o tecido ligeiramente acima da localização da lesão estimativa para limitar a quantidade de cortes seriados (após imersão em parafina) que é necessária para o direccionamento da lesão. </li><li> Certifique-se o tecido da amostra se encaixa uma cassete de tecido. Coloque a superfície a ser cortada de face para baixo no cassete. </li><li> Mantenha todas as cassetes de tecido em formalina a 10%, até que o processamento do tecido. </li><li> Processar o tecido para inclusão em parafina. Isto envolve geralmente um procedimento automatizado da desidratação do tecido, por meio de uma série de álcool graduado (por exemplo, 70% a 95% a 100%) banhos, e compensação do tecido em xileno. </li><li> Incorporar o tecido em blocos de parafina. Assegurar a superfície a ser cortado fica voltada para cima, após a incorporação. </li><li> Corte 4-6 mm cortes seriados com um micrótomo, até que a lesão alvo é recuperado. </li><li> Flutuador as secções na superfície de um banho de água a 37 ° C. Monte as secções em lâminas de vidro. Colocar as lâminas em um bloco de aquecimento para ligar o tecido ao vidro. Loja desliza O / N à temperatura ambiente. </li><li> Executar uma coloração adequada (por exemplo, H &amp; E coloração) nas primeiras seções, manter seções em branco adjacentes para uso posterior (por exemplo, imuno-histoquímica). </li><li> Lamela as secções H &amp; E manchada, utilizando uma gota de meio de escolha de montagem. Abaixe o deslizamento, evitando bolhas de ar. </li><li> Estude as seções usando um microscópio de luz, em um mag apropriadonification. Compare seções para as imagens de RM previamente obtidos. </li></ol></li></ol> 2. Avaliar microinfartos corticais em In Vivo 7T MRI <ol><li> Execute 7T MRI na população de pacientes de seu interesse, utilizando o protocolo vivo em MRI (que inclui pelo menos um dom 3D), conforme descrito no ponto 6. </li><li> Avaliar CMIS corticais nas imagens in vivo 7T MR conforme detalhado nas etapas a seguir, utilizando os seguintes critérios de classificação 7T para CMIS: CMIS corticais são hipersinal em FLAIR (com ou sem um centro hipointenso), hiperintensa em T2, hipointenso em T1, detectável em pelo menos dois pontos de vista do cérebro (por exemplo, sagital e transversal), restrita ao córtex, distinto espaços perivasculares, com uma maior dimensão ≤4 mm 6,7. </li><li> Use uma interface com três visualizadores de imagem, para ver simultaneamente FLAIR, T1, T2 e imagens, por exemplo, MeVisLab (Figura 3). Esta plataforma allows para incorporar vários telespectadores e de colocar marcadores sobre possíveis locais de lesão. </li><li> Primeiro avaliar um hemisfério em FLAIR em vista sagital. Tela de todo o córtex para lesões hiperintensas. Qualquer hyperintens lesão ≤4 mm é um possível CMI. Coloque marcadores clicando em cada possível CMI. </li><li> Repita para o outro hemisfério. </li><li> Verifique todos os locais marcados em T1 e T2. Descarte um local que não seja hipointenso em T1 ou T2 hiperintensa em. </li><li> Avaliar vista transversal, em FLAIR, T1, e T2. Descarte um local que não seja visível. Confira a vista coronal em caso de dúvida. </li><li> Cuidado com os artefatos de ressonância magnética e variações anatômicas (especialmente bordas sulcamento). </li><li> Salvar marcadores. </li></ol><img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53125/53125fig3.jpg" /> Figura 3. Exemplo plataforma de visualização de imagem para a avaliação da microinfartos corticais. Uma interface é usada, integrated em MeVisLab. Este programa permite incorporar vários visualizadores em simultâneo, para alternar facilmente entre sagital / transversal / orientação coronal, e de colocar marcadores e salvar sobre possíveis locais de lesão. (Diferentes marcadores podem ser escolhidos para diferentes tipos de lesões). 3. Avaliação microinfartos corticais em In Vivo 3T MRI <ol><li> Adquirir imagens de RM 3T da população paciente de seu interesse. Os dados existentes podem também ser usadas, desde que o protocolo de ressonância magnética continha pelo menos um T1 3D, e um toque e T2. </li><li> Avaliar CMIS corticais nas imagens in vivo 3T MR conforme detalhado nas etapas a seguir, utilizando os seguintes critérios de classificação 3T para CMIS: CMIS corticais são hipointenso em T1 (isointensa com CSF), detectável em pelo menos dois pontos de vista do cérebro (por exemplo sagital e transversal), restrito ao córtex, distinto de espaços perivasculares, com uma maior dimensão ≤4 mm. <ol><li> Explorar o local de um Hypointense lesão cortical encontrado no T1 e T2 em FLAIR imagens ponderadas. Classifique a lesão como um provável cortical CMI se a localização é hyperintense ou isointensa (com a matéria cinzenta) no DOM e T2. Descartar a lesão se no mesmo local um sinal hipointensa é encontrado em T2, que indica a lesão hipointensa T1 é, quer devido a uma lesão hemorrágica, um navio, ou um artefacto. Em caso de dúvida, verifique o local em um T2 * imagem ponderada 9. </li></ol></li><li> Usar a mesma interface, tal como descrito acima. </li><li> Primeiro avaliar um hemisfério em T1 em vista sagital. Tela de todo o córtex para lesões hypointense focais. Qualquer lesão hipointensa ≤4 mm é um possível CMI. Coloque marcadores clicando em cada possível CMI. </li><li> Repita para o outro hemisfério. </li><li> Avaliar transversal T1, e verifique simultaneamente todos os locais marcados no DOM transversal e T2. Regard a localização como um provável CMI se é hyperintense ou isointensa no DOM e T2. Descarte um i localizaçãof parece ser um artefato ou variação anatômica. Descarte de uma localização se é hipointenso em T2. </li><li> Cuidado com os artefatos que parecem CMIS em T1 imagens ponderadas, especialmente tocar artefatos nas &#39;bordas&#39; do cérebro que aparece em vários giros adjacente, atente para as bordas dos sulcos, atente para navios de grande porte nos lobos temporais (no os pólos). Finalmente, recomenda-se a descartar possíveis CMIS corticais em tecido nas proximidades de um enfarte cortical maior. </li><li> Salvar marcadores. </li></ol>

<ol>
	<li>Vander Kolk, A. G., Hendrikse, J., Zwanenburg, J. J., Visser, F., Luijten, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+applications+of+7+T+MRI+in+the+brain.">Clinical applications of 7 T MRI in the brain.</a> Eur J Radiol. 82 (5), 708-718 (2013).</li><li>Pantoni, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+small+vessel+disease:+from+pathogenesis+and+clinical+characteristics+to+therapeutic+challenges.">Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges.</a> Lancet Neurol. 9, 689-701 (2010).</li><li>Gouw, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneity+of+small+vessel+disease:+a+systematic+review+of+MRI+and+histopathology+correlations.">Heterogeneity of small vessel disease: a systematic review of MRI and histopathology correlations.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 82 (2), 126-135 (2011).</li><li>Smith, E. E., Schneider, J. A., Wardlaw, J. M., Greenberg, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+microinfarcts:+the+invisible+lesions.">Cerebral microinfarcts: the invisible lesions.</a> Lancet Neurol. 11, 272-282 (2012).</li><li>Brundel, M., de Bresser, J., van Dillen, J. J., Kappelle, L. J., Biessels, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+microinfarcts:+a+systematic+review+of+neuropathological+studies.">Cerebral microinfarcts: a systematic review of neuropathological studies.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 32 (3), 425-436 (2012).</li><li>Van Veluw, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+detection+of+cerebral+cortical+microinfarcts+with+high-resolution+7T+MRI.">In vivo detection of cerebral cortical microinfarcts with high-resolution 7T MRI.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 33 (3), 322-329 (2013).</li><li>Van Veluw, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+spectrum+of+MR+detectable+cortical+microinfarcts;+a+classification+study+with+7+tesla+post-mortem+MRI+and+histopathology.">The spectrum of MR detectable cortical microinfarcts; a classification study with 7 tesla post-mortem MRI and histopathology.</a> J Cereb Blood Floow Metab. Jan. 21, 10-1038 (2015).</li><li>Van Duijn, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+artifacts+in+human+brain+tissue+after+prolonged+formalin+storage.">MRI artifacts in human brain tissue after prolonged formalin storage.</a> Magn Reson Med. 65 (6), 1750-1758 (2011).</li><li>Van Veluw, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+microinfarcts+on+3T+MRI:+clinical+correlates+in+memory-clinic+patients.">Cortical microinfarcts on 3T MRI: clinical correlates in memory-clinic patients.</a> Alzheimers Dement. 5, 10-1016 (2015).</li><li>Van Dalen, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+microinfarcts+detected+in+vivo+on+3+Tesla+MRI:+clinical+and+radiological+correlates.">Cortical microinfarcts detected in vivo on 3 Tesla MRI: clinical and radiological correlates.</a> Stroke. 46 (1), 255-257 (2015).</li><li>Vander Kolk, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+the+intracranial+atherosclerotic+vessel+wall+using+7T+MRI:+initial+comparison+with+histopathology.">Imaging the intracranial atherosclerotic vessel wall using 7T MRI: initial comparison with histopathology.</a> AJNR Am J Neuroradiol. 36 (4), 694-701 (2015).</li><li>Visser, F., Zwanenburg, J. J., Hoogduin, J. M., Luijten, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+magnetization-prepared+3D-FLAIR+imaging+at+7.0+Tesla.">High-resolution magnetization-prepared 3D-FLAIR imaging at 7.0 Tesla.</a> Magn Reson Med. 64 (1), 194-202 (2010).</li><li>Brundel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+prevalence+of+cerebral+microbleeds+at+7Tesla+MRI+in+patients+with+early+Alzheimer&#8217;s+disease.">High prevalence of cerebral microbleeds at 7Tesla MRI in patients with early Alzheimer&#8217;s disease.</a> J Alzheimers Dis. 31 (2), 259-263 (2012).</li><li>Kuijf, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+cortical+cerebral+microinfarcts+in+7.0+T+MR+images.">Detecting cortical cerebral microinfarcts in 7.0 T MR images.</a> IEEE International Symposium on Biomedical Imaging. , 982-985 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

CMIS têm atraído cada vez mais atenção nos últimos anos. Um crescente corpo de evidências derivadas de estudos de autópsia identificou CMIS como contribuintes importantes para o declínio cognitivo e demência 4,5 relacionada com a idade. CMIS são agora detectável em T7 e também 3T MRI. Otimização e padronização de protocolos de avaliação para estas lesões irá apoiar a rápida implementação de detecção CMI robusto e válido em estudos de coorte em todo o mundo. Isto irá permitir uma ava...

A aplicação de ultra-alto campo 7 Tesla (T) MRI em estudos paciente está evoluindo rapidamente 1. Este documento apresenta uma aplicação representativa de T7 MRI no contexto de doença vascular cerebral no cérebro humano envelhecimento. A doença cerebrovascular é a principal causa do declínio cognitivo e demência. Esta contribuição à demência vascular freqüentemente envolve os pequenos vasos do cérebro, tais como arteríolas, pequenas veias e capilares. Assim, é referido como doença cerebral de pequenos vasos (SVD) 2. Uma vez que os pequenos vasos cerebrais são demasiado pequenos para capturar com ressonância magnética convencional, apenas as consequências da SVD - ou seja, a lesão do tecido resultante - pode ser visualizado. Isso inclui hyperintensities branco assunto, micro hemorragias cerebrais, infartos lacunares e 3. Outras manifestações importantes da SVD são microinfartos cerebrais (CMIS) 4. Estudos de autópsias relatam alta prevalência de CMIS em vascular demência e doença de Alzheimer 5. No entanto, devido às suas pequenas dimensões (variando de 50 pM a poucos milímetros) que escapar à detecção de ressonância magnética convencional 4,5. 7T MRI fornece imagens de alta resolução com uma melhor relação de sinal-para-ruído-e o contraste, o que permite a detecção de determinadas estruturas de lesões e para além do limite de detecção de ressonância magnética convencional. Esta técnica foi aplicada para detectar, portanto, CMIS. Para identificar possíveis CMIS, muitas in vivo scans 7T RM foram previamente selecionados para lesões com tamanhos &lt;5 mm e de imagem características consistentes com propriedades isquêmicos. Tais lesões pode ser identificado de forma fiável no córtex. Estas lesões alongadas focais foram hiperintensa em T7 DOM (voxels 0,8 mm isotrópico), restrita ao córtex e parecia se estender desde a superfície cortical, hiperintensa em T2 (voxels 0,7 mm isotrópicos), e hipointensa em T1 (1,0 mm voxels isotrópicos). Foi confirmado que estas lesões eram CMIS corticais usando umMR-guided abordagem histopatologia em 6,7 post-mortem do tecido cerebral humano. Aqui, o protocolo ex vivo RM é apresentada que foi usada em estudos prévios para a validação histopatológico de CMIS corticais. Em segundo lugar, as orientações são fornecidas para a avaliação da CMIS corticais em in vivo 7T MRI. Finalmente, a avaliação do CMIS corticais em T7 foi traduzido para mais amplamente disponível 3T MRI, e as diretrizes são fornecidos como identificar CMIS corticais no 3T.

<table border="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Fomblin / Galden PFPE</td>
			<td>Solvay Solexis, Bollate, Italy</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7T MR system</td>
			<td>Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>32-channel receive head coil</td>
			<td>Nova Medical, Wilmington, MA, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MeVisLab</td>
			<td>MeVis Medical Solutions AG, Bremen, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing cortical cerebral microinfarcts on high resolution mr images

Microinfartos cerebrais são achados freqüentes no cérebro humano post-mortem, e estão relacionados ao declínio cognitivo e demência. Devido a suas pequenas dimensões é um desafio para estudá-los em exames de ressonância magnética clínicos. Foi recentemente demonstrado que microinfartos corticais pode ser representado com ressonância magnética usando elevadas forças do campo magnético (7T). Com base nesta experiência, uma proporção dessas lesões é também visível em baixa resolução 3T MRI. Estes resultados foram corroborados com ex vivo de imagens de post-mortem do tecido cerebral humano, acompanhado pela verificação histopatológico de possíveis microinfartos corticais. Aqui um protocolo ex vivo de imagem é apresentado, com a finalidade de validar MR observada patologia microvascular cerebral com avaliação histológica. Além disso, as orientações são fornecidas para a avaliação da microinfartos corticais em ambos 7T e 3T MR imagens in vivo. Estas diretrizes fornecem pesquisadores wom uma ferramenta para avaliar microinfartos corticais em imagens in vivo das amostras dos doentes maiores, para desvendar ainda mais a sua relevância clínica em declínio cognitivo e demência, e estabelecer essas lesões como um novo biomarcador da doença cerebral pequena embarcação.

Uma impressão da alta resolução e alta qualidade de imagem de uma seqüência ex vivo adquirido em T7 é fornecida <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53125/53125fig4.mp4" target="_blank">aqui (Figura 4).</a> Este é um T2 3D * ponderada ex vivo de digitalização, com uma resolução de isotrópico de 0,18 mm. O tecido foi derivada a partir de uma de 84 anos de idade do sexo feminino demente com doença de Alzheimer patologicamente provado e grave angiopatia amilóide cerebral (CAA). O d...

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Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images

A alta resolução ex vivo protocolo de imagiologia 7T MR é apresentado, para executar a validação histopatológico MR-guided de patologia microvascular no tecido cerebral humano post-mortem. Além disso, as orientações são fornecidas para a avaliação da microinfartos corticais sobre in vivo 7T, bem como imagens de RM 3T.

Avaliando cortical cerebral microinfartos em alta resolução MR Imagens

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

13.3K visualizações.  University Medical Center Utrecht.  A alta resolução ex vivo protocolo de imagiologia 7T MR é apresentado, para executar a validação histopatológico MR-guided de patologia microvascular no tecido cerebral humano post-mortem. Além disso, as orientações são fornecidas para a avaliação da microinfartos corticais sobre in vivo 7T, bem como imagens de RM 3T. 

Vídeo: Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in functional parameters of key clinical significance. Two-dimensional movies were acquired at high frame rate (8 kHz) and were utilized to estimate high-quality myocardial strain. Two-dimensional elastograms (strain images), as well as strain profiles, were visualized. Results were powerful in quantitatively assessing IR-induced changes in cardiac events including left-ventricular (LV) contraction, LV relaxation and isovolumetric phases of both pre-IR and post-IR beating hearts in intact mice. In addition, compromised sector-wise wall motion and anatomical deformation in the infarcted myocardium were visualized.  The elastograms were uniquely able to provide information on the following parameters in addition to standard physiological indices that are known to be affected by myocardial infarction in the mouse: internal diameters of mitral valve orifice and aorta, effective regurgitant orifice, myocardial strain (circumferential as well as radial), turbulence in blood flow pattern as revealed by the color Doppler movies and velocity profiles, asynchrony in LV sector, and changes in the length and direction of vectors demonstrating slower and asymmetrical wall movement. This work emphasizes on the visual demonstration of how such analyses are performed. 

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart 

High frequency Doppler ultrasound is a novel technology for assessing regional myocardial function. This work presents first evidence demonstrating applicability of this versatile imaging platform for the repeated measure of myocardial strain, dp/dt, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused (IR) murine heart.

De alta freqüência Ecocardiografia de alta resolução: primeira evidência de não-invasivos Medida repetida de Strain miocárdico, contratilidade, e regurgitação mitral no coração Isquemia-reperfundidos murino

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

Medicina

How to Measure Cortical Folding from MR Images: a Step-by-Step Tutorial to Compute Local Gyrification Index

Cortical folding (gyrification) is determined during the first months of life, so that adverse events occurring during this period leave traces that will be identifiable at any age. As recently reviewed by Mangin and colleagues2, several methods exist to quantify different characteristics of gyrification. For instance, sulcal morphometry can be used to measure shape descriptors such as the depth, length or indices of inter-hemispheric asymmetry3. These geometrical properties have the advantage of being easy to interpret. However, sulcal morphometry tightly relies on the accurate identification of a given set of sulci and hence provides a fragmented description of gyrification. A more fine-grained quantification of gyrification can be achieved with curvature-based measurements, where smoothed absolute mean curvature is typically computed at thousands of points over the cortical surface4. The curvature is however not straightforward to comprehend, as it remains unclear if there is any direct relationship between the curvedness and a biologically meaningful correlate such as cortical volume or surface. To address the diverse issues raised by the measurement of cortical folding, we previously developed an algorithm to quantify local gyrification with an exquisite spatial resolution and of simple interpretation. Our method is inspired of the Gyrification Index5, a method originally used in comparative neuroanatomy to evaluate the cortical folding differences across species. In our implementation, which we name local Gyrification Index (lGI1), we measure the amount of cortex buried within the sulcal folds as compared with the amount of visible cortex in circular regions of interest. Given that the cortex grows primarily through radial expansion6, our method was specifically designed to identify early defects of cortical development.
In this article, we detail the computation of local Gyrification Index, which is now freely distributed as a part of the FreeSurfer Software (<a href="http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/">http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/</a>, Martinos Center for Biomedical Imaging, Massachusetts General Hospital). FreeSurfer provides a set of automated reconstruction tools of the brain's cortical surface from structural MRI data. The cortical surface extracted in the native space of the images with sub-millimeter accuracy is then further used for the creation of an outer surface, which will serve as a basis for the lGI calculation. A circular region of interest is then delineated on the outer surface, and its corresponding region of interest on the cortical surface is identified using a matching algorithm as described in our validation study1. This process is repeatedly iterated with largely overlapping regions of interest, resulting in cortical maps of gyrification for subsequent statistical comparisons (Fig. 1). Of note, another measurement of local gyrification with a similar inspiration was proposed by Toro and colleagues7, where the folding index at each point is computed as the ratio of the cortical area contained in a sphere divided by the area of a disc with the same radius. The two implementations differ in that the one by Toro et al. is based on Euclidian distances and thus considers discontinuous patches of cortical area, whereas ours uses a strict geodesic algorithm and include only the continuous patch of cortical area opening at the brain surface in a circular region of interest.

Measuring gyrification (cortical folding) at any age represents a window into early brain development. Hence, we previously developed an algorithm to measure local gyrification at thousands of points over the hemisphere1. In this paper, we detail the computation of this local gyrification index.

Como medir o Folding Cortical partir de imagens de MR: um tutorial passo-a-Passo para Calcular Índice Gyrification local

Cortical folding (gyrification) is determined during the first months of life, so that adverse events occurring during this period leave traces that will ...

Automated Midline Shift and Intracranial Pressure Estimation based on Brain CT Images

In this paper we present an automated system based mainly on the computed tomography (CT) images consisting of two main components: the midline shift estimation and intracranial pressure (ICP) pre-screening system. To estimate the midline shift, first an estimation of the ideal midline is performed based on the symmetry of the skull and anatomical features in the brain CT scan. Then, segmentation of the ventricles from the CT scan is performed and used as a guide for the identification of the actual midline through shape matching. These processes mimic the measuring process by physicians and have shown promising results in the evaluation. In the second component, more features are extracted related to ICP, such as the texture information, blood amount from CT scans and other recorded features, such as age, injury severity score to estimate the ICP are also incorporated. Machine learning techniques including feature selection and classification, such as Support Vector Machines (SVMs), are employed to build the prediction model using RapidMiner. The evaluation of the prediction shows potential usefulness of the model. The estimated ideal midline shift and predicted ICP levels may be used as a fast pre-screening step for physicians to make decisions, so as to recommend for or against invasive ICP monitoring.

An automated midline shift estimation and intracranial pressure (ICP) pre-screening system based on computed tomography (CT) images for patients with traumatic brain injury (TBI) is proposed using image processing and machine learning techniques.

Desvio da linha média automatizada e Estimativa Pressão Intracraniana com base em imagens do cérebro CT

In this paper we present an automated system based mainly on the computed tomography (CT) images consisting of two main components: the midline shift ...

Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue

Epilepsy, affecting about 1% of the population, comprises a group of neurological disorders characterized by the periodic occurrence of seizures, which disrupt normal brain function. Despite treatment with currently available antiepileptic drugs targeting neuronal functions, one third of patients with epilepsy are pharmacoresistant. In this condition, surgical resection of the brain area generating seizures remains the only alternative treatment. Studying human epileptic tissues has contributed to understand new epileptogenic mechanisms during the last 10 years. Indeed, these tissues generate spontaneous interictal epileptic discharges as well as pharmacologically-induced ictal events which can be recorded with classical electrophysiology techniques. Remarkably, multi-electrode arrays (MEAs), which are microfabricated devices embedding an array of spatially arranged microelectrodes, provide the unique opportunity to simultaneously stimulate and record field potentials, as well as action potentials of multiple neurons from different areas of the tissue. Thus MEAs recordings offer an excellent approach to study the spatio-temporal patterns of spontaneous interictal and evoked seizure-like events and the mechanisms underlying seizure onset and propagation. Here we describe how to prepare human cortical slices from surgically resected tissue and to record with MEAs interictal and ictal-like events ex vivo.

We here describe how to perform multi-electrode array recordings of human epileptic cortical tissue. Epileptic tissue resection, slice preparation and multi-electrode array recordings of interictal and ictal events are demonstrated in detail.

Multieletrodos Recordings Matriz de Human epiléptica pós-operatória Cortical Tissue

Epilepsy, affecting about 1% of the population, comprises a group of neurological disorders characterized by the periodic occurrence of seizures, which ...

A Thrombotic Stroke Model Based On Transient Cerebral Hypoxia-ischemia

Stroke research has endured many setbacks in translating neuroprotective therapies into clinical practice. In contrast, the real-world therapy (tPA thrombolysis) rarely produces benefits in mechanical occlusion-based experimental models, which dominate preclinical stroke research. This split between the bench and bedside suggests the need to employ tPA-responsive models in preclinical stroke research. To this end, a simple and tPA-reactive thrombotic stroke model is invented and described here. This model consists of transient occlusion of the unilateral common carotid artery and delivery of 7.5% oxygen through a face mask in adult mice for 30 min, while maintaining the animal rectal temperature at 37.5 &#177; 0.5 &#176;C. Although reversible ligation of the unilateral carotid artery or hypoxia each suppressed cerebral blood flow only transiently, the combination of both insults caused lasting reperfusion deficits, fibrin and platelet deposition, and large infarct in the middle cerebral artery-supplied territory. Importantly, tail-vein injection of recombinant tPA at 0.5, 1, or 4 hr post-tHI (10 mg/kg) provided time-dependent reduction of the mortality rate and infarct size. This new stroke model is simple and can be standardized across laboratories to compare experimental results. Further, it induces thrombosis without craniectomy or introducing pre-formed emboli. Given these unique merits, the tHI model is a useful addition to the repertoire of preclinical stroke research.

Thromboembolic stroke models are vital tools for optimizing the recanalization therapy. Here we report a murine thrombotic stroke model based on transient cerebral hypoxic-ischemic (tHI) insult, which triggers thrombosis and infarction, and responds favorably to tissue plasminogen activator (tPA)-mediated fibrinolysis in a therapeutic window similar to those in stroke patients.

Um Modelo de acidente vascular cerebral trombótico Baseado em Transient isquemia-hipoxia cerebral

Stroke research has endured many setbacks in translating neuroprotective therapies into clinical practice. In contrast, the real-world therapy (tPA ...

Performing Permanent Distal Middle Cerebral with Common Carotid Artery Occlusion in Aged Rats to Study Cortical Ischemia with Sustained Disability

Stroke typically occurs in elderly people with a range of comorbidities including carotid (or other arterial) atherosclerosis, high blood pressure, obesity and diabetes. Accordingly, when evaluating therapies for stroke in animals, it is important to select a model with excellent face validity. Ischemic stroke accounts for 80% of all strokes, and the majority of these occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA), often inducing infarcts that affect the sensorimotor cortex, causing persistent plegia or paresis on the contralateral side of the body. We demonstrate in this video a method for producing ischemic stroke in elderly rats, which causes sustained sensorimotor disability and substantial cortical infarcts. Specifically, we induce permanent distal middle cerebral artery occlusion (MCAO) in elderly female rats by using diathermy forceps to occlude a short segment of this artery. The carotid artery on the ipsilateral side to the lesion was then permanently occluded and the contralateral carotid artery was transiently occluded for 60 min. We measure the infarct size using structural T2-weighted magnetic resonance imaging (MRI) at 24 hr and 8 weeks after stroke. In this study, the mean infarct volume was 4.5% &#177; 2.0% (standard deviation) of the ipsilateral hemisphere at 24 hr (corrected for brain swelling using Gerriet&#8217;s equation, n = 5). This model is feasible and clinically relevant as it permits the induction of sustained sensorimotor deficits, which is important for the elucidation of pathophysiological mechanisms and novel treatments.

Here we present a protocol to produce permanent distal middle cerebral artery occlusion in elderly female rats with simultaneous occlusion of the carotid arteries to generate large cortical infarcts and sustained deficits. We show confirmation of the lesion size using structural MRI at 24 hr and 8 weeks after stroke.

Realizando Permanente Distal Oriente cerebral com carótida comum Oclusão da Artéria em ratos idosos para estudar Cortical Isquemia com Deficiência Sustentada

Stroke typically occurs in elderly people with a range of comorbidities including carotid (or other arterial) atherosclerosis, high blood pressure, ...

Electrophysiological Assessment of Murine Atria with High-Resolution Optical Mapping

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and electrophysiological phenotype in the atria. That encourages us to utilize a genetically-engineered mouse model to elucidate the mechanism of AF. However, it is difficult to evaluate the electrophysiological properties in murine atria due to their small size. This protocol describes the electrophysiological evaluation of atria using an optical mapping system with a high temporal and spatial resolution in Langendorff perfused murine hearts. The optical mapping system is assembled with dual high-speed complementary metal oxide semiconductor cameras and high magnification objective lenses, to detect the fluorescence of a voltage-sensitive dye and Ca2+ indicator. To focus on the assessment of murine atria, optical mapping is performed with an area of 2 mm &#215; 2 mm or 10 mm x 10 mm, with a 100 &#215; 100 resolution (20 &#181;m/pixel or 100 &#181;m/pixel) and sampling rate of up to 10 kHz (0.1 ms) at maximum. A 1-French size quadripolar electrode pacing catheter is placed into the right atrium through the superior vena cava avoiding any mechanical damage to the atrium, and pacing stimulation is delivered through the catheter. An electrophysiological study is performed with programmed stimulation including constant pacing, burst pacing, and up to triple extrastimuli pacing. Under a spontaneous or pacing rhythm, the optical mapping recorded the action potential duration, activation map, conduction velocity, and Ca2+ transient individually in the right and left atria. In addition, the programmed stimulation also determines the inducibility of atrial tachyarrhythmias. Precise activation mapping is performed to identify the propagation of the excitation in the atrium during an induced atrial tachyarrhythmia. Optical mapping with a specialized setting enables a thorough electrophysiological evaluation of the atrium in murine pathological models.

This protocol describes the electrophysiological evaluation of murine atria utilizing an optical mapping system with a high temporal and spatial resolution, including dual recordings of the membrane voltage and Ca2+ transient under programmed stimulation through a specialized electrode catheter.

Avaliação eletrofisiológica de murino átrios com mapeamento óptico de alta resolução

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and ...

Assessing Neuroprotective Effects of Glycyrrhizae Radix et Rhizoma Extract Using a Transient Middle Cerebral Artery Occlusion Mouse Model

Ischemia followed by reperfusion of cerebral blood flow after a stroke leads to the death of nerve cells and loss of brain tissue. The most commonly used animal model for studying stroke is the middle cerebral artery occlusion (MCAO) model. Previous research studies have reported different infarct sizes even when the same experimental animal species was used under similar MCAO conditions. Therefore, we developed an improved experimental method to address this discrepancy. Mice were subjected to MCAO using a filament as the occlusion material to mimic human stroke conditions and filament thickness was optimized to establish more reproducible infarction volume. Mice treated with a methanol extract of Glycyrrhizae Radix et Rhizome (GRex) following stroke induction showed a significantly decreased total infarction volume and increased number of surviving cells relative to the untreated control group. This modified experimental protocol successfully and reproducibly demonstrated the beneficial effect of GRex on ischemic stroke.

In this study, we modify an existing experimental method to obtain more reproducible results, by establishing a middle cerebral artery occlusion (MCAO) mouse model. Oral administration of Glycyrrhizae Radix et Rhizome (GR) methanol extract (GRex), following stroke induction, significantly decreased total infarction volume relative to the untreated control group.

Avaliar efeitos Neuroprotective do Glycyrrhizae Radix et Rhizoma extrair usando um modelo de Mouse de oclusão transitória de artéria Cerebral média

Ischemia followed by reperfusion of cerebral blood flow after a stroke leads to the death of nerve cells and loss of brain tissue. The most commonly used ...

High-Resolution Cardiac Positron Emission Tomography/Computed Tomography for Small Animals

Positron emission tomography (PET) and computed tomography (CT) are among the most employed diagnostic imaging techniques, and both serve in understanding cardiac function and metabolism. In preclinical research, dedicated scanners with high sensitivity and high spatio-temporal resolution are employed, designed to cope with the demanding technological requirements posed by the small heart size and very high heart rates of mice and rats. In this paper, a bimodal cardiac PET/CT imaging protocol for experimental mouse and/or rat models of cardiac diseases is described, from animal preparation and image acquisition and reconstruction to image processing and visualization.
In particular, the 18F-labeled fluorodeoxyglucose ([18F]FDG)-PET scan allows for the measurement and visualization of glucose metabolism in the different segments of the left ventricle (LV). Polar maps are convenient tools to display this information. The CT part consists of a time-resolved 3D reconstruction of the entire heart (4D-CT) using retrospective gating without electrocardiography (ECG) leads, allowing the morphofunctional evaluation of the LV and the subsequent quantification of the most important cardiac function parameters, such as ejection fraction (EF) and stroke volume (SV). Using an integrated PET/CT scanner, this protocol can be executed within the same anesthesia induction without the need to reposition the animal between different scanners. Hence, PET/CT can be seen as a comprehensive tool for the morphofunctional and metabolic evaluation of the heart in several small animal models of cardiac diseases.

Here, we present an experimental imaging protocol for the quantification of cardiac function and morphology using high-resolution positron emission tomography/computed tomography for small animals. Both mice and rats are considered, discussing the different requirements of computed tomography contrast agents for the two species.

Tomografia por Emissão de Pósitrons Cardíacos de Alta Resolução/Tomografia Computadorizada para Animais de Pequeno Porte

Positron emission tomography (PET) and computed tomography (CT) are among the most employed diagnostic imaging techniques, and both serve in understanding ...

Determinando a respiração em espermatozóides humanos por respirometria de alta resolução

High-Resolution Respirometry to Assess Mitochondrial Function in Human Spermatozoa

Semen quality is often studied by routine semen analysis, which is descriptive and often inconclusive. Male infertility is associated with altered sperm mitochondrial activity, so the measurement of sperm mitochondrial function is an indicator of sperm quality. High-resolution respirometry is a method of measuring the oxygen consumption of cells or tissues in a closed-chamber system. This technique can be implemented to measure respiration in human sperm and provides information about the quality and integrity of the sperm mitochondria. High-resolution respirometry allows the cells to move freely, which is an a priori advantage in the case of sperm. This technique can be applied with intact or permeabilized spermatozoa and allows for the study of intact sperm mitochondrial function and the activity of individual respiratory chain complexes. The high-resolution oxygraph instrument uses sensors to measure the oxygen concentration coupled with sensitive software to calculate the oxygen consumption. The data are used to calculate respiratory indices based on the oxygen consumption ratios. Consequently, the indices are the proportions of two oxygen consumption rates and are internally normalized to the cell number or protein mass. The respiratory indices are an indicator of sperm mitochondrial function and dysfunction.

Autor em destaque: Avançando na pesquisa de infertilidade masculina, desvendando o metabolismo do esperma e a função mitocondrial 

The analysis of sperm mitochondrial function by high-resolution respirometry permits the measurement of the oxygen consumption of freely moving spermatozoa in a closed-chamber system. The technique can be applied to measure respiration in human spermatozoa, which provides information on sperm mitochondrial characteristics and integrity.

Respirometria de Alta Resolução para Avaliação da Função Mitocondrial em Espermatozoides Humanos

Semen quality is often studied by routine semen analysis, which is descriptive and often inconclusive. Male infertility is associated with altered sperm ...