Yüksek Çözünürlüklü MR Görüntüleri Kortikal üzerinde Serebral mikroinfarktlarının Değerlendirilmesi

Özet

Ex vivo 7T MR protokolü sunulmuştur yüksek çözünürlüklü, ölüm sonrası insan beyin dokusunda mikrovasküler patoloji MR kılavuzluğunda histopatolojik doğrulama gerçekleştirmek için. Bundan başka, kılavuzlar kortikal in vivo 7T ilgili mikro enfarktüslerin ve 3T MR görüntüleri değerlendirilmesi için verilmiştir.

Özet

Serebral mikroenfarktüslerin ölüm sonrası insan beyninde sık bulgulardır ve bilişsel gerileme ve demans ile ilgilidir. Nedeniyle kendi küçük boyutları klinik MRI taramalarında bunları incelemek için zordur. Son zamanlarda kortikal mikroenfarktüslerin yüksek manyetik alan gücünü (7T) kullanarak MRG tarayıcıları ile tasvir edilebilir olduğu gösterilmiştir. Bu deneyimlere dayanarak, bu lezyonların bir kısmı da düşük çözünürlüklü 3T MR görülebilir. Bu bulgular olası kortikal mikroinfarktlarının histopatolojik doğrulama eşliğinde ölüm sonrası insan beyin dokusunun ex vivo görüntüleme ile doğrulanmıştır.

İşte bir ex vivo görüntüleme protokolü MR histolojik değerlendirme ile beyin mikrovasküler patolojisi gözlenen doğrulama amacıyla sunulmuştur. Ayrıca, rehberler hem in vivo 7T ve 3T MR görüntülerinde kortikal mikroinfarktlarının değerlendirilmesi için verilmiştir. Bu yönergeler w araştırmacılarabir araç i daha bilişsel gerileme ve demans klinik önemi çözülmeye, geniş hasta numunelerinin in vivo görüntülerde kortikal Mikroenfarktüslerin Oranı ve serebral küçük damar hastalığı yeni bir biyolojik belirteç olarak bu lezyonların oluşturulması.

Giriş

Hasta çalışmalarda ultra-yüksek alan 7 Tesla (T) MR uygulaması hızla ¹ ilerliyor. Bu kağıt yaşlanma insan beynindeki serebrovasküler hastalık bağlamında 7T MR temsili uygulamasını tanıttı. Serebrovasküler hastalık bilişsel gerileme ve demans önemli bir nedenidir. Demans Bu damar katkısı sıklıkla arteriol, küçük venler ve kapiller olarak beynin küçük damarları kapsar. Bu nedenle, bu gibi serebral küçük damar hastalığı (SVD) ² adlandırılır. Yani, ortaya çıkan doku hasarı - - serebral küçük gemiler geleneksel MR, SVD, sadece sonuçları ile yakalamak için çok küçük olduğu için görüntülenebilir. Bu beyaz cevher hiperintensiteleri, serebral mikrokanamalar ve laküner infarktlar ³ içerir.

SVD diğer önemli belirtileri beyin mikroenfarktüslerin (CMIS) ⁴ vardır. Otopsi çalışmaları Vasc içinde CMIS yüksek prevalans rapornitlerin demans ve Alzheimer hastalığı ^5. Ancak, küçük boyutlarda nedeniyle konvansiyonel MR ^4,5 ilgili algılama kaçış (50 um bir kaç mm arasında). 7T MR konvansiyonel MR saptama sınırının ötesinde belli yapıların ve lezyonların tespitini sağlayan gelişmiş sinyal-gürültü-oranı ve kontrast, yüksek çözünürlüklü görüntüler sağlar. Dolayısıyla, bu teknik CMIS tespit etmek için uygulanmıştır. Daha önce boyutları in vivo 7T MRI taramaları birçok olası CMIS, tespit etmek. Bu lezyonlar güvenilir kortekste tanımlanabilir. Bu fokal uzun lezyonlar korteks ile sınırlı, 7T FLAIR (0.8 mm izotropik vokseller) hiperintens ve (0.7 mm izotropik vokseller) T2, kortikal yüzeyinden hiperintens uzatmak gibiydi ve T1 hipointens (1,0 mm izotropik vokseller). Bu lezyonlar bir kullanarak kortikal CMIS olduğu teyit edildiÖlüm sonrası insan beyin dokusunun ^6,7 olarak histopatoloji yaklaşımı MR kılavuzluğunda.

Burada, ex vivo MRI protokolü kortikal CMIS histopatolojik doğrulama için daha önceki çalışmalarda kullanılan olduğu sunulmuştur. İkincisi, rehberler in vivo 7T MR kortikal CMIS değerlendirilmesi için verilmiştir. Nihayet, 7T kortikal CMIS değerlendirilmesi daha yaygın olarak kullanılabilir 3T MR için tercüme edilmiştir ve kurallar 3T MR kortikal CMIS tanımlamak için nasıl sağlanmaktadır.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokol

Otopsi numunelerin ve bu protokol için vivo MR görüntülerinde kullanılması, yerel düzenlemelere uygun olduğunu ve Utrecht Üniversitesi Tıp Merkezi (UMCU) yerel kurumsal inceleme kurulu tarafından onaylanmıştır.

1. Kortikal mikroinfarktlarının Histopatolojik Doğrulama MR kılavuzluğunda

1. Ex vivo MRI
   1. Beyin dokusu ele aldığınızda her zaman eldiven ve uygun koruyucu kıyafet giyin.
   2. Araştırma sorusu dayanarak, uygun, tercihen 10 mm kalınlığında, formalin ile fikse beyin döşeme seçin. Bu yazıda beyin levhalar UMCU nöropatolojisi bölümünden elde edilmiştir ve VU Üniversitesi Tıp Merkezi (VUmc), bilinen Alzheimer patolojisi dayalı.
      1. Kesme işleminden önce,% 10 formalin içine daldırma ile en az 3-4 hafta içinde bütün beyinleri Formalin sabitleyin. Her iki yarımkürede içeren, koronal plakalar halinde beyinleri kesin.
      2. Otopsi tarama için, örneğin üç beyin sla için seçtiğinizfrontal, temporo-parietal ve oksipital bölgeden alınan beyin başına bs. Geçerli protokol bir tarama oturumda, her iki hemisfer içeren, üç koronal beyin plakaların kullanımı için optimize edilmiştir.
   3. Her iki tarafta (dorsal ve kaudal) beyin plaka fotoğraflarını çekmek ve dikkatli not alabilir (veya çizimler yapmak) MRG ile histoloji sonraki eş lokalizasyonu için, konteyner ve tarayıcıda plaka yönelim.
   4. Oda sıcaklığında% 10 taze formalin ile - bu durumda MR kafa bobin dahilinde bir arada - Bir amaca kabı (Şekil 1) doldurun. Sıvıdan MR sinyal istenmeyen ise, uygun bir yoğunlukta yerine formalin (örneğin Fomblin ya Galden PFPE gibi) sahip bir perfloropolieter (PFPE), yağlama maddesi kullanılır. Formalin işlerken akış kabini kullanmak için emin olun.
   5. Kapta beyin döşeme yerleştirirken, hava kabarcıklarını önlemek için emin olun. Shaki hafifçe hava kabarcıklarının çoğunluğu kaldırHer iki el ile, doku ng veya sallama veya ultrason banyosu kullanılarak.
   6. Levhalar kap içinde taşımak ve yerinde döşeme tutmak için (Şekil 1) daha küçük bir kabı kullanarak, ihtiyaç duyulan sıvı miktarını sınırlamak olamaz emin olun.
   7. Buharlaşmasını önlemek için potansiyel kirlenme (Şekil 2) MR (baş) bobini korumak için, plastik veya parafilm ile konteyner örtün.
   8. Uygun bir bobin ile tüm vücut MR 7T tarayıcıyı kullanın. Bu protokol bir çift iletim ve 32 kanallı kafa bobini kullanılır alırsınız.
   9. Sıvının potansiyel dökülmesini önlemek için, bir havlu veya cerrahi underpad sarılmış baş bobinde kabı yerleştirin. Konteyner hareket edemez emin olun ve levhalar yatay pozisyonda (Şekil 2) kalması.
   10. Uygun bir layneri aracını kullanarak yüksek çözünürlüklü taramaları, doğru B0 homojen planlanmasında kullanılabilecek bir anket taraması çalıştırın ve RF güç kalibreüreticinin protokolüne göre doğru dönme açıları (birkaç levhalar, bir bütün kafa in vivo tarama ile karşılaştırıldığında daha az güç gerektirir) elde edilmiştir.
   11. Anket taramasında yüksek çözünürlüklü satın almalar planlayın beyin levhalar tamamen saha-view yer almaktadır sağlamak. Ex vivo görüntüleme için optimize edilmiştir, Tablo 1 'de gösterilen, yüksek çözünürlüklü satın alma beyin plaka O / N tarar. Burada sunulan satın alma protokolü 0,4 mm izotropik çözünürlük ve 0.18 mm'lik bir izotropik çözünürlüğe sahip bir T2 * ağırlıklı görüntü ile 3D FLAIR, T2 ve T1 ağırlıklı görüntü içerir.
   12. Böyle periferik sinir stimülasyonu için otomatik O / N çalıştırmak yukarı tarihleri ​​veya uyarılar gibi taramayı kesintiye uğratabilecek otomatik yazılım süreçleri tanımlama ve tarayıcı prosedürler bunlar tarafından kesintiye uğramayacaktır emin olun.
   13. Örneğin, bir VPN bağlantısı kullanarak, tarama kesintiye uğratabilecek olası onay pop-up için tarayıcı O / N izleyin.
   14. (Cari protokolde yaklaşık 12 saat olmak üzere toplam tarama süresi sonra) ertesi sabah dönün. Formalin beyin döşeme Mağaza, temizlemek.
   15. Harici bir sabit diske görüntüleri kaydetmek.

Şekil 7T MR da ölüm sonrası tarama için formalin ile fikse beyin slab 1. Hazırlık. Bir amaca Perspex konteyner% 10 formalin veya sıvıdan MRG sinyal istenmeyen ise bir perfloropolieter (PFPE) yağlayıcı ya doludur. Üç 10-mm kalınlığında, formalinle sabitlenmiş koronal beyin levhalar konteynere yerleştirilir. Daha küçük bir konteyner yerine plaka tutmak için kullanılır. Hareketi önlemek için birinci, ikinci kap kaydet.

Şekil 2. Yerleştirme7T kafa bobin amaca kabın. formalin buharlaşmasını önlemek için plastik veya parafilm ile konteyner örtün. Bir 7T MR tarayıcı baş bobin bir havlu veya cerrahi underpad içine kabı, yerleştirin. Konteyner hareket edemez emin olun ve levhalar yatay pozisyonda kalması.

2. Histopatoloji
   1. Ya da diğer ilgi lezyonlar - - olası kortikal CMIS tespit edinilen görüntülerde. Bu lezyonlar, histolojik analiz için hedeflerdir. Böyle (bazen nedeniyle kesim beyin plaka yüzeyinde görünür) otopsi doku hasarı veya uzun süreli formalin depolama eserler olarak eserler, dikkat edin (örn nöropil değişiklikleri temsil eden kaba MR hypointensities ^8).
      Not: kortikal CMIS Farklı histopatolojik alt tipler, farklı MR özelliklere sahiptir. CMI alt tipleri ile ilgili daha fazla ayrıntı için, okuyucu vivo ⁷ çalışma ex son anılır.
   2. AfMR görüntülerinde olası kortikal CMIS tanımlayan ter, histopatolojik doğrulama için ilgi bölgeyi örnek. Histopatoloji ile MRG daha sonra eşleştirme için anatomik işaretlerini içeren bir bölgeyi kesip emin olun. Olarak takip standart histopatoloji gerçekleştirin (fakat diğer yaklaşımlar da geçerli olabilir).
   3. Yaklaşık 30 x 20 x 5 mm ³ olası bir kortikal CMI içeren bir bölgeyi kesip.
   4. Doğru örnekleme elde etmek için, MR görüntülerinin kesit kalınlığı ve doku mimarisi ile lezyon yerini tahmin ediyoruz. El ile lezyonun hedefleme için gerekli olan (parafine sonra) seri kesitlerle miktarını sınırlamak için biraz tahmin lezyon konumu üzerinde doku kesti.
   5. Örneklenen doku doku kaseti uygun olduğundan emin olun. Kaset kesilmiş yüz aşağı olmasını yüzeyi yerleştirin.
   6. Doku işleme kadar,% 10 formalin içinde tüm doku kasetlerini tutun.
   7. Parafine için doku Süreci. Bu, genellikle kademeli alkol ksilen doku (örneğin,% 70 ila% 100 ila% 95) banyo ve açıklığın bir dizi doku dehidre bir otomatik prosedürü içerir.
   8. Parafin blokları doku gömün. Kesilecek yüzey gömme sonra karşı karşıya emin olun.
   9. Hedeflenen lezyon alınana kadar, bir mikrotom ile 4-6 mikron seri bölümleri kesin.
   10. Bir 37 ° C su banyosunda yüzeyinde bölümleri Float. Cam slaytlar bölümleri monte edin. Cama doku bağ bir ısınma bloğu üzerine slaytlar yerleştirin. Mağaza oda sıcaklığında O / N slaytlar.
   11. İlk bölümlerde uygun bir boyama (örneğin, H & E boyama) gerçekleştirin daha fazla kullanmak (örneğin, immünhistokimya) için bitişik boş bölümleri tutun.
   12. Seçim montaj orta bir damla kullanarak, H & E lekeli bölümleri lamel. Yavaşça hava kabarcıkları kaçınarak, slip indirin.
   13. Uygun bir mag bir ışık mikroskobu kullanılarak bölümleri, Eğitimnification. Daha önce elde edilen MR görüntüleri bölümleri karşılaştırın.

2. İn Vivo 7T MR Kortikal mikroinfarktlarının Değerlendirilmesi

1. ^{6'da tarif edildiği gibi} (en azından bir 3D FLAIR içerir), in vivo MR protokolü kullanarak, ilgi hasta popülasyonunda 7T MRI gerçekleştirin.
2. CMIS için aşağıdaki 7T değerlendirme ölçütleri kullanarak, aşağıdaki adımları ayrıntılı olarak in vivo 7T MR görüntülerinde kortikal CMIS değerlendirin: kortikal CMIS (veya hipointens merkezi olmayan) saptanabilir T2 hiperintens, T1 hipointens, FLAIR hiperintens olan Beyinde (örneğin, sagital ve enine) en azından iki görünümde, bir büyük boyutta ≤4 mm ^6,7 ile perivasküler alanlarda farklı korteks, sınırlı.
3. Aynı anda, örneğin FLAIR, T1, T2 görüntüleri, MeVisLab (Şekil 3) görüntülemek için, üç resim izleyiciler ile bir arabirimini kullanın. Bu platform allows birden izleyiciler dahil etmek ve olası lezyon yerle ilgili işaretçileri yerleştirmek için.
4. İlk Sagital görünümde FLAIR tek yarımkürede değerlendirmek. Hiperintens lezyonlar için tüm korteksi Ekran. Herhangi bir hiperintens lezyon ≤4 mm olası CMI olup. Her olası CMI tıklayarak işaretçileri yerleştirin.
5. Diğer yarımkürede için tekrarlayın.
6. T1 ve T2 tüm işaretli yerleri doğrulayın. O T2 T1 ya da hiperintens hipointens değilse bir konum atın.
7. FLAIR, T1 ve T2, enine görünümünü değerlendirin. Görünür değilse bir konum atın. Şüphe durumunda koronal görünümü kontrol edin.
8. MR eserler ve anatomik varyasyonlar (özellikle sulkal kenarlar) dikkat edin.
9. Işaretçileri kaydedin.

Kortikal mikroinfarktlarının değerlendirilmesi için Şekil 3. Örnek görüntü izleme platformu. Bir arayüz kullanılır intMeVisLab içinde egrated. Bu program, sagital / transversal / koronal yönelimi arasında kolaylıkla geçiş yapmak için, ve koyun ve olası lezyon yerle ilgili işaretçileri kaydetmek için, aynı anda birden fazla izleyiciler dahil sağlar. (Farklı belirteçler lezyonlar farklı tipleri için seçilebilir).

3. İn Vivo 3T MR Kortikal mikroinfarktlarının Değerlendirilmesi

1. Ilgilendiğiniz hasta popülasyonunun 3T MR görüntüleri edinin. Mevcut veriler de sürece MR protokolü, en azından 3D T1 ve FLAIR ve T2 ihtiva olarak kullanılabilir.
2. CMIS için aşağıdaki 3T değerlendirme ölçütleri kullanarak, aşağıdaki adımları ayrıntılı olarak in vivo 3T MR görüntülerinde kortikal CMIS değerlendirin: kortikal CMIS, T1 beynin en azından iki görünümde saptanabilir (BOS ile izointens) hipointens (örneğin sagittal ve çapraz), bir büyük boyut ≤4 mm perivasküler alanlarda farklı korteks, sınırlı.
   1. Bir hypoint konumunu kaynaklarıFLAIR ve T2 ağırlıklı görüntülerde T1 bulunan ense kortikal lezyon. Konumu FLAIR ve T2 hiperintens ya da (gri madde) ile izointens ise olası kortikal CMI olarak lezyon değerlendiriniz. Hipointens sinyal T1 hipointens lezyon gösteren, T2 bulunan nedeniyle hemorajik lezyon, bir geminin veya bir nesnenin ya olduğu aynı yerde eğer lezyonu atın. Şüphe durumunda, bir T2 * ağırlıklı görüntü ⁹ yerini.
3. Yukarıda tarif edildiği gibi aynı arabirimi kullanın.
4. İlk Sagital görünümde T1 tek yarımkürede değerlendirmek. Fokal hipointens lezyonlar için tüm korteksi Ekran. Herhangi hipointens lezyon ≤4 mm olası bir CMI olduğunu. Her olası CMI tıklayarak işaretçileri yerleştirin.
5. Diğer yarımkürede için tekrarlayın.
6. Enine T1 değerlendirin ve aynı zamanda enine FLAIR ve T2 tüm işaretli yerleri doğrulayın. Regard o FLAIR ve T2 hiperintens veya izointens ise olası CMI konumu. Bir konum i atınf o bir obje ya da anatomik varyasyon gibi görünüyor. O T2 hipointens ise bir konum atın.
7. Özellikle, birkaç bitişik girusların görünür sulkuslar kenarları dikkat edecek beynin 'kenarlarında' de eserler zil, T1 ağırlıklı görüntülerde CMIS benziyor eserler dikkat edin, az (temporal lob büyük gemiler için dikkat kutuplar). Son olarak, daha büyük bir kortikal infarkt yakın doku olası kortikal CMIS atmak için tavsiye edilir.
8. Işaretçileri kaydedin.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Sonuçlar

Yüksek çözünürlük ve 7T sağlanmaktadır edinilen bir ex vivo dizisinin yüksek görüntü kalitesi bir izlenim (Şekil 4) burada. Bu 0.18 mm izotropik çözünürlüğü ile, * ağırlıklı ex vivo tarama 3D T2 olduğunu. Doku patolojik olarak kanıtlanmış Alzheimer hastalığı ve şiddetli serebral amiloid anjiyopati (CAA) ile 84 yaşındaki kadın demansı elde edildi. Görüntünün detay kortikal mikr...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Tartışmalar

CMIS son birkaç yıl içinde artan ilgi çekmektedir. Otopsi çalışmalardan elde edilen kanıtların giderek artan vücut yaşa bağlı bilişsel gerileme ve demans ^4,5 önemli oranda katkıda CMIS belirlemiştir. CMIS şimdi 7T ve aynı zamanda 3T MR saptanabilir. Optimizasyon ve bu lezyonların için değerlendirme protokolleri standardizasyon dünyada kohort çalışmalarında, sağlam ve geçerli CMI algılama hızla uygulanmasını destekleyecektir. Bu, gelecekteki klinik çalışmalarda yaygın yaşl...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Malzemeler

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