ヒト海馬のウルトラハイフィールドMRI：海馬硬化症の形態学的および多重測定分化サブタイプ

本研究の目的は、ex vivo超高電界磁気共鳴画像法（MRI）を使用して、海馬硬化症（HS）のサブタイプを区別することです。含まれていたのは、医学的に扱いにくい側頭葉てんかん患者の14人の外科的切除された海馬でした。切除された海馬は、海馬硬化症のサブタイプ（HS型1（n = 10）、HS型2（n = 2）、およびNO-HS（n = 2））に組織学的に分類され、その後、T2強調形態を取得する前臨床7T MRIをスキャンし、緩和測定、および拡散テンソールイメージングをスキャンしました。形態学的画像では、海馬の錐体細胞層（PCL）をセグメント化し、次のパラメーターを導き出しました：T2シグナル強度、T1-、T2-およびT2* - 融解時間、見かけの拡散係数（ADC）、分数異常（FA）、および平均拡散（MD）。さらに、PCLの面積が決定され、PCLの幅を平行で垂直に指すパラメーター積が測定されました。スピアマン相関係数を使用して、MRパラメーターと硬化症の種類との関係を実証しました。NO-HS標本と比較して、PCLはHSタイプ1およびHSタイプ2の海馬で大幅に狭くなりました。この狭窄は、HSタイプ1のコーンアンモニスセクター1（CA）1全体に影響を与えましたが、HSタイプ2のCA2の方向にCA1の上半分に制限されていました。HSタイプ1、HSタイプ2およびNO-HSのパラメーター積中央値はそれぞれ0.43から1.67および2.91 mm2に増加しました。相関係数は、PCLパラメーター積（0.73）、面積（0.71）、T2*-TIME（-0.67）、FA（0.65）、ADC（0.55）で有意でした。初期の結果は、HSタイプ1、HSタイプ2、およびNO-HSサブタイプが、T2強調の形態学的画像とパラメーター積の評価に基づいて、Ex Vivo UHF MRIを使用して互いに区別できることを示唆しています。臨床翻訳により、UHF-MRIは、患者のHSサブタイプの術前分化の有望な手法を提供する場合があります。

The aim of the present study is to differentiate subtypes of hippocampal sclerosis (HS) using ex vivo ultra-high field magnetic resonance imaging (MRI). Included were 14 surgically resected hippocampi of patients with medically intractable temporal lobe epilepsy. The resected hippocampi were histologically categorized into subtypes of hippocampal sclerosis (HS type 1 (n = 10), HS type 2 (n = 2) and no-HS (n = 2)) and subsequently scanned on a preclinical 7T MRI acquiring T2-weighted morphology, relaxometry and diffusion tensor imaging. On the morphological images, the pyramidal cell layer (PCL) of the hippocampus was segmented and the following parameters were derived: T2 signal intensity, T1-, T2- and T2*-relaxation times, apparent diffusion coefficient (ADC), fractional anisotropy (FA) and mean diffusivity (MD). Furthermore, the area of the PCL was determined, as well as the parameter product which refers to the widths of the PCL parallel and perpendicular to the stratum moleculare. Spearman correlation coefficient was used to demonstrate relationships between MR-parameters and type of sclerosis. In comparison to no-HS specimens, the PCL was significantly narrower in HS type 1 and HS type 2 hippocampi. This narrowing affected the entire cornu ammonis sector (CA) 1 in HS type 1, while it was limited to the upper half of CA1 in direction to CA2 in HS type 2. The parameter product median increased from 0.43 to 1.67 and 2.91 mm2 for HS type 1, HS type 2 and no-HS, respectively. Correlation coefficients were significant for the PCL parameters product (0.73), area (0.71), T2*-time (-0.67), FA (0.65) and ADC (0.55). Our initial results suggest that HS type 1, HS type 2 and no-HS subtypes can be distinguished from each other using ex vivo UHF MRI based on T2-weighted morphologic images and the assessment of the parameter product. Upon clinical translation, UHF-MRI may provide a promising technique for the preoperative differentiation of HS subtypes in patients.