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Epilepsia2014Dec01Vol.55issue(12)

7T MRIの制御におけるヒト海馬および海馬硬化症の特徴:組織学的相関を伴うex vivo研究

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Multicenter Study
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

目的:海馬硬化症(HS)は、側頭葉てんかん(TLE)患者の主要な構造脳病変です。ただし、その内部解剖学的構造は、1.5または3テスラ(T)磁気共鳴画像診断(MRI)で認識することは困難なままです。これにより、特定の病理パターンの識別も、術後転帰、認知障害、または基礎となる病因を予測することもできません。対応する組織学的切片との並置により、7T MRIの切除された外科的TLEサンプルの特定のHSサブタイプを特定することを目指しました。 方法:実験的な7T MRIスキャナーを使用して、15の非密集体と18の硬化性海馬をex vivoで研究しました。T2加重画像(T2WI)および拡散テンソルイメージング(DTI)データは、海馬の前後軸に沿った同じ標本の系統的組織学的分析を使用して取得および検証されました。 結果:非症状の海馬では、MR強度の違いは、組織学によって確認された7つの明確に認識可能な層と解剖学的境界に割り当てることができます。すべての海馬サブフィールドは、3次元イメージングと角度の冠状面を備えた海馬頭でも視覚化できます。組織病理学的に確認されたHSを含む標本では、識別可能な層が4つしか識別できませんでした。すべての硬化性海馬は、錐体細胞層に沿った有意な萎縮とシグナル強度の増加を示しました。平均拡散率の増加などのDTIパラメーターの変化により、国際リーグをてんかん(ILAE)HS 1とタイプ2と区別することができますが、T2WIシグナル強度の増加は、異なる特定の組織病理学的基質に起因することはできません。神経またはグリア細胞密度の増加、ハイポンポサンパル投射、および繊維路は、HS標本で歪んでおり、細胞組成、繊維ネットワーク、およびその細胞外マトリックスの複雑な混乱を示唆しています。 重要性:我々のデータは、TLEの前後範囲に沿った海馬病理学の調査のための有用で有望な診断ツールとして、および他の神経学的および神経変性障害において、高解像度MRIをさらに提唱しています。

目的:海馬硬化症(HS)は、側頭葉てんかん(TLE)患者の主要な構造脳病変です。ただし、その内部解剖学的構造は、1.5または3テスラ(T)磁気共鳴画像診断(MRI)で認識することは困難なままです。これにより、特定の病理パターンの識別も、術後転帰、認知障害、または基礎となる病因を予測することもできません。対応する組織学的切片との並置により、7T MRIの切除された外科的TLEサンプルの特定のHSサブタイプを特定することを目指しました。 方法:実験的な7T MRIスキャナーを使用して、15の非密集体と18の硬化性海馬をex vivoで研究しました。T2加重画像(T2WI)および拡散テンソルイメージング(DTI)データは、海馬の前後軸に沿った同じ標本の系統的組織学的分析を使用して取得および検証されました。 結果:非症状の海馬では、MR強度の違いは、組織学によって確認された7つの明確に認識可能な層と解剖学的境界に割り当てることができます。すべての海馬サブフィールドは、3次元イメージングと角度の冠状面を備えた海馬頭でも視覚化できます。組織病理学的に確認されたHSを含む標本では、識別可能な層が4つしか識別できませんでした。すべての硬化性海馬は、錐体細胞層に沿った有意な萎縮とシグナル強度の増加を示しました。平均拡散率の増加などのDTIパラメーターの変化により、国際リーグをてんかん(ILAE)HS 1とタイプ2と区別することができますが、T2WIシグナル強度の増加は、異なる特定の組織病理学的基質に起因することはできません。神経またはグリア細胞密度の増加、ハイポンポサンパル投射、および繊維路は、HS標本で歪んでおり、細胞組成、繊維ネットワーク、およびその細胞外マトリックスの複雑な混乱を示唆しています。 重要性:我々のデータは、TLEの前後範囲に沿った海馬病理学の調査のための有用で有望な診断ツールとして、および他の神経学的および神経変性障害において、高解像度MRIをさらに提唱しています。

OBJECTIVE: Hippocampal sclerosis (HS) is the major structural brain lesion in patients with temporal lobe epilepsy (TLE). However, its internal anatomic structure remains difficult to recognize at 1.5 or 3 Tesla (T) magnetic resonance imaging (MRI), which allows neither identification of specific pathology patterns nor their proposed value to predict postsurgical outcome, cognitive impairment, or underlying etiologies. We aimed to identify specific HS subtypes in resected surgical TLE samples on 7T MRI by juxtaposition with corresponding histologic sections. METHODS: Fifteen nonsclerotic and 18 sclerotic hippocampi were studied ex vivo using an experimental 7T MRI scanner. T2 -weighted images (T2wi) and diffusion tensor imaging (DTI) data were acquired and validated using a systematic histologic analysis of same specimens along the anterior-posterior axis of the hippocampus. RESULTS: In nonsclerotic hippocampi, differences in MR intensity could be assigned to seven clearly recognizable layers and anatomic boundaries as confirmed by histology. All hippocampal subfields could be visualized also in the hippocampal head with three-dimensional imaging and angulated coronal planes. Only four discernible layers were identified in specimens with histopathologically confirmed HS. All sclerotic hippocampi showed a significant atrophy and increased signal intensity along the pyramidal cell layer. Changes in DTI parameters such as an increased mean diffusivity, allowed to distinguish International League Against Epilepsy (ILAE) HS type 1 from type 2. Whereas the increase in T2wi signal intensities could not be attributed to a distinct specific histopathologic substrate, that is, decreased neuronal or increased glial cell densities, intrahippocampal projections and fiber tracts were distorted in HS specimens suggesting a complex disorganization of the cellular composition, fiber networks, as well as its extracellular matrix. SIGNIFICANCE: Our data further advocate high-resolution MRI as a helpful and promising diagnostic tool for the investigation of hippocampal pathology along the anterior-posterior extent in TLE, as well as in other neurologic and neurodegenerative disorders.

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