Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
* Эти авторы внесли равный вклад
Здесь мы представляем протокол для получения магнитно-резонансных (МРТ) изображений мозга пациента с рассеянным склерозом (РС) при 7,0 Тесла. Протокол включает в себя подготовку установки, включая радиочастотные катушки, стандартизированные процедуры интервью с пациентами с рассеянным склерозом, позиционирование субъекта в МР-сканере и сбор данных МР.
Общая цель этой статьи - продемонстрировать современный протокол магнитного резонанса (MR) ультравысокого поля (UHF) мозга при 7,0 Тесла у пациентов с рассеянным склерозом (РС). РС является хроническим воспалительным, демиелинизирующим, нейродегенеративным заболеванием, которое характеризуется поражениями белого и серого вещества. Обнаружение пространственно и временно диссеминированных Т2-гиперинтензионных поражений с помощью МРТ при 1,5 Т и 3 Т представляет собой важнейший диагностический инструмент в клинической практике для установления точного диагноза РС на основе текущей версии критериев Макдональда 2017 года. Тем не менее, дифференциация поражений РС от поражений белого вещества мозга другого происхождения иногда может быть сложной из-за их морфологии при более низких силах магнитного поля (обычно 3 Тл). Сверхвысокое поле МРТ (UHF-MR) выигрывает от повышенного отношения сигнал/шум и улучшенного пространственного разрешения, что является ключом к превосходной визуализации для более точной и окончательной диагностики тонких поражений. Следовательно, МРТ при 7,0 Тл показала обнадеживающие результаты для преодоления проблем дифференциальной диагностики РС путем предоставления специфических для РС маркеров нейровизуализации (например, знак центральной вен, структуры обода hypointense и дифференциация поражений серого вещества РС). Эти и другие маркеры могут быть идентифицированы другими МР-контрастами, кромеТ1 иТ2 (Т2*, фаза, диффузия) и существенно улучшают дифференцировку поражений РС от тех, которые встречаются при других нейровоспалительных состояниях, таких как оптический нейромиелит и синдром Сусака. В этой статье мы описываем наш текущий технический подход к изучению поражений церебрального белого и серого вещества у пациентов с РС при 7,0 Т с использованием различных методов получения МРТ. Современный протокол включает в себя подготовку установки МРТ, включая радиочастотные катушки, настроенные для UHF-MR, стандартизированный скрининг, процедуры безопасности и интервью с пациентами с РС, позиционирование пациента в МР-сканере и приобретение специальных сканирований мозга, предназначенных для обследования РС.
Рассеянный склероз (РС) является наиболее распространенным хроническим воспалительным и демиелинизирующим заболеванием центральной нервной системы (ЦНС), которое вызывает выраженную неврологическую инвалидность у молодых людей и приводит к длительной инвалидности1,2. Патологической отличительной чертой РС является накопление демиелинизирующих поражений, возникающих в сером и белом веществе головного мозга, а также диффузная нейродегенерация во всем головном мозге, даже в нормально выглядящем белом веществе (NAWM)3,4. Патология РС говорит о том, что воспаление приводит к повреждению тканей на всех стадиях заболевания, даже на прогрессирующих стадиях заболевания5. Первые клинические проявления РС обычно сопровождаются обратимыми эпизодами неврологического дефицита и называются клинически изолированным синдромом (СНГ), когда только наводят на мысльо МС 6,7. При отсутствии четкого СНГ следует проявлять осторожность при постановке диагноза РС: диагноз должен быть подтвержден последующим наблюдением, а начало долгосрочной модифицирующих заболевание методов лечения должно быть отложено в ожидании дополнительных доказательств8.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) является незаменимым средством при диагностике РС и мониторинге прогрессирования заболевания9,10,11. МРТ при напряжении магнитного поля 1,5 Т и 3 Т в настоящее время представляет собой важнейший диагностический инструмент в клинической практике для выявления спин-спиновой релаксации, взвешенных повремени (Т2)гиперинтензионных поражений и установления точного диагноза РС на основе текущей версии критерия Макдональда2017 года 8. Диагностические критерии РС подчеркивают необходимость демонстрации распространения поражений в пространстве и времени, а также исключения альтернативных диагнозов8,12. Контрастная усиленная МРТ является единственным методом оценки острого заболевания и острого воспаления8,но растущие опасения по поводу потенциального долгосрочного осаждения гадолиния в мозге могут потенциально ограничить применение контраста в качестве важного диагностического инструмента13,14,17. Кроме того, дифференциация поражений РС от поражений белого вещества мозга другого происхождения иногда может быть сложной из-за их морфологии при более низких силах магнитного поля.
Хотя МРТ, безусловно, является лучшим диагностическим инструментом для пациентов с РС, МР-обследования и протоколы должны соответствовать рекомендациям магнитно-резонансной томографии в группе РС (MAGNIMS) в Европе18,19 или Консорциума центров рассеянного склероза (CMSC) в Северной Америке20 для диагностики, прогноза и мониторинга пациентов с РС. Стандартизированные исследования контроля качества в соответствии с последними руководящими принципами в разных больницах и странах также имеют решающее значение21.
Протоколы МРТ, предназначенные для диагностики РС и мониторинга прогрессирования заболевания, включают несколько контрастов МРТ, включая контраст, регулируемый продольным временем релаксацииТ1,временем спин-спин-релаксацииТ2, эффективным временем спин-спин-релаксацииТ2* и диффузионно-взвешенной визуализацией (DWI)22. Инициативы по гармонизации обеспечили консенсусные отчеты для МРТ при РС для перехода к стандартизированным протоколам, которые облегчают клинический перевод и сравнение данных между сайтами23,24,25. Т2-взвешенная визуализация хорошо зарекомендовала себя и часто используется в клинической практике для выявления поражений белого вещества (ВМ), которые характеризуются гиперинтензией26,27. Будучи важным диагностическим критерием дляMS 28,нагрузка на поражение WM коррелирует лишь слабо с клинической инвалидностью, из-за отсутствия специфичности к тяжести поражения и лежащей в его основе патофизиологии26,27,29. Это наблюдение вызвало исследования параметрического отображения поперечноговремени релаксации T 2 30. T2* -взвешенная визуализация становится все более важной в визуализации РС. Знак центральной вены вТ2*взвешенной МРТ считается специфическим маркером визуализации для пораженийРС 27,31,32,33. T2*чувствителен к отложению железа34,35,которое может относиться к продолжительности, активности и тяжести заболевания36,37,38. Сообщалось также, чтоT2*отражает изменения мозговой ткани у пациентов с незначительным дефицитом и ранним РС, и, таким образом, может стать инструментом для оценки развития РС уже на ранней стадии39,40.
Усовершенствования в технологии МРТ обещают лучше идентифицировать изменения в ЦНС пациентов с РС и предоставить клиницистам лучшее руководство для повышения точности и скорости диагнозаРС 11. МРТ сверхвысокого поля (UHF, B0≥7,0 T) выигрывает от увеличения отношения сигнал/шум (SNR), которое может быть инвестировано в улучшенные пространственные или временные разрешения, что является ключом к превосходной визуализации для более точных и окончательных диагнозов41,42. Неоднородности поля передачи(B1+),которые являются неблагоприятным атрибутом радиочастоты 1H, используемой при сверхвысоких магнитных полях43, выиграют от многоканальной передачи с использованием параллельных (pTx) радиочастотных катушек и подходов к проектированию радиочастотных импульсов, которые повышают однородность B1+ и, таким образом, облегчают равномерное покрытие мозга44.
С появлением МРТ 7,0 Т мы достигли большего понимания демиелинизирующих заболеваний, таких как РС, в отношении повышенной чувствительности и специфичности обнаружения поражения, идентификации признаков центральной вены, усиления лептоменингея и даже в отношении метаболических изменений45. Поражения РС уже давно показали, что из гистопатологических исследований образуются вокруг вен и венул46. Перивенозное распределение поражений (признак центральной вены) может быть идентифицировано с помощьюT2* взвешеннойМРТ 46,47,48 при 3,0 Т или 1,5 Тл, но лучше всего может быть идентифицировано с помощью УВЧ-МРТ при 7,0 Т49,50,51,52. Помимо знака центральной вены, УВЧ-МРТ при 7,0 Тл улучшила или раскрыла РС-специфические маркеры, такие как структуры обода hypointense и дифференциация поражений серого веществаРС 53,54,55,56. Лучшее разграничение этих маркеров с помощью УВЧ-МРТ обещает преодолеть некоторые проблемы дифференциации поражений РС от тех, которые встречаются при других нейровоспалительных состояниях, таких как синдром Сузака53 и нейромиелит оптический54,а также выявить общие патогенетические механизмы в других состояниях или вариантах РС, таких как концентрический склероз Бало57,58.
Признавая проблемы и возможности УВЧ-МРТ для обнаружения и дифференциации поражений РС, в этой статье описывается наш текущий технический подход к изучению поражений белого и серого веществ головного мозга у пациентов с РС при 7,0 Тл с использованием различных методов визуализации. Современный протокол включает в себя подготовку установки МРТ, включая радиочастотные (РЧ) катушки, адаптированные к УВЧ-МР, стандартизированные процедуры скрининга, безопасности и интервью с пациентами с РС, позиционирование пациентов в МР-сканере и приобретение сканирований мозга, посвященных РС. Статья предназначена для руководства экспертами по визуализации, фундаментальными исследователями, клиническими учеными, трансляционными исследователями и технологами со всеми уровнями опыта и знаний, начиная от стажеров до продвинутых пользователей и экспертов по приложениям в области УВЧ-МРТ у пациентов с РС, с конечной целью синергетического соединения разработки технологий и клинического применения в дисциплинарных областях.
Этот протокол предназначен для исследований, которые одобрены комитетом по этике Charité - Universitätsmedizin Berlin (номер одобрения: EA1/222/17, 2018/01/08) и Отделом защиты данных и корпоративного управления Charité - Universitätsmedizin Berlin. Информированное согласие было получено от всех субъектов до включения в исследование.
1. Предметы
ПРИМЕЧАНИЕ: Набор пациентов с рассеянном склерозом обычно происходит за несколько дней до нескольких недель до МР-исследований при 7,0 Тл.
2. Подготовка к настройке MR
ПРИМЕЧАНИЕ: Следующее выполняется до того, как субъект прибывает в здание UHF-MR.
3. Предметная подготовка
4. Сбор данных
ПРИМЕЧАНИЕ: Ниже приведены некоторые ссылки на действия пользовательского интерфейса или конкретные процедуры сканирования, которые могут быть действительны только для одной конкретной системы MR (7.0T Magnetom, Siemens healthineers, Эрланген, Германия). Команды и процедуры различаются в зависимости от поставщика и версии программного обеспечения. Следующий протокол соответствует рекомендациям магнитно-резонансной томографии в группе РС (MAGNIMS) в Европе18,19 и Консорциума центров рассеянного склероза (CMSC) в Северной Америке20 для диагностики, прогноза и мониторинга пациентов с РС.
5. Завершение МР-обследования
6. Резервное копирование данных
ПРИМЕЧАНИЕ: Каждый центр MR следует своим собственным рекомендациям по сохранению и безопасному резервному копированию данных MR. Цифровые данные MR должны храниться на защищенном паролем сервере. Приведенная ниже процедура типична для системы Siemens 7.0 T MR.
7. Выключение системы
26-летняя женщина с диагнозом рецидивирующего ремиттирующего РС (RRMS) была обследована при 7,0 Т с использованием вышеуказанных протоколов(рисунок 11). Некоторые искажения в профиле B1+ можно наблюдать на изображениях MR. Это ожидается при пе...
Протокол, представленный здесь, описывает серию последовательностей МРТ с различными контрастами, которые обычно используются при обследовании пациентов с РС при 7,0 Тл. Вместе с новыми технологическими разработками они обеспечивают основу для исследований более продвинутых приложен...
Нет никаких конкурирующих финансовых интересов, которые должны быть объявлены.
Этот проект (T.N.) получил финансирование частично от Европейского исследовательского совета (ERC) в рамках исследовательской и инновационной программы Европейского Союза Horizon 2020 в рамках грантового соглашения No 743077 (ThermalMR). Авторы хотели бы поблагодарить команды Берлинского сверхвысокого полевого центра (B.U.F.F.), Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Ассоциации Гельмгольца, Берлин, Германия; в Шведском национальном центре 7T, Центре биовизуализации Лундского университета, Лундском университете, Лунд, Швеция и в ECOTECH-COMPLEX, Университет Марии Кюри-Склодовской, Люблин, Польша для технической и другой помощи.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеСмотреть дополнительные статьи
This article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены