Μελέτη της σκλήρυνσης κατα πλάκας με νεότερες τεχνικές μαγνητικής τομογραφίας

The aim of the current study is to perform non conventional Magnetic Resonance Imaging techniques , like magnetization transfer, T2 relaxation time analysis, perfusion weighted imaging and diffusion weighted imaging for quantitative evaluation of multiple sclerosis (MS) and correlation with clinical disability. For that purpose 60 patients with clinically definite MS and EDSS ranged from1-7.5, were examined. On 31 of them (26 with RRMS, 4 with SPMS, and 1 with PPMS) a magnetization transfer technique, T2 relaxation time analysis, and perfusion weighted imaging were performed, while on the other 29 patients (27 with RRMS and 2 with SPMS) perfusion weighted imaging and diffusion weighted imaging were applied. 6 of the patients were examined monthly and for 6 months with a magnetization transfer technique, T2 relaxation time analysis, and perfusion weighted imaging for the evaluation of the short term clinical evolution of the disease. 20 age-matched healthy volunteers were also investigated. 555 measurements , evenly divided between subjects, of Magnetization Transfer Ratio (MTR) , magnetization transfer rate (Kfor),native T1 relaxation time (T1free) and T2 relaxation time were performed on the 31 patients . 207 of them corcerned MS lesions, which were identified on T2 sequences and classified according their signal intensity on T1 sequences and their behavior after Gd administration, divided to mild hypointense (HYPO), isointense (ISO) , severe hypointense(BH) and enhancing (EL) lesions. 72 of the measurements concerned Dirty White Matter areas(DWM) and 248 of them areas of Normal Appearing White Matter (NAWM). 80 areas of normal white matter (NWM) were, also, measured. Apparent Diffusion Coefficient (ADC) and Fractional Anisotropy (FA) were measured on 213 focal lesions , 96 areas of DWM and 288 areas of NAWM of the other 29 patients, while rCBV (% of each subjects caudate nucleus) was estimated on the total of both the 60 patients and the measurements. MTR, Kfor, T1free, T2 relaxation time, ADC, FA and rCBV% of the different white matter lesions and the NWM areas were compared using a student t-test. Possibly linearity between the different parameters and, also, between them and the EDSS score was evaluated using linear regression analysis. There were statistically significant differences between MTR, Kfor, T1free, T2 relaxation time, ADC, FA and rCBV% values of NAWM, DWM and focal white matter lesions. Statistically significant different values were, also,proved between MTR, Kfor, T2 relaxation time and FA of NAWM compared to NWM. Linear regression analysis demonstrated correlation between the different measured MR parameters for the DWM areas and BH, which represent lesions where inflammation and demyelination predominates, respectively. Correlation was, also, demonstrated between all the measured MR parameters and the EDSS score when all the measurements were added. Correlation with clinical disability was also found when MTR of DWM, rCBV% and ADC of BH, and FA of NAWM were calculated. During the short-term clinical evolution of the disease in patients with RRMS, a gradual decline of the whole measurements' mean MTR values and the DWM rCBV% values were demonstrated. In conclusion non conventional MRI techniques improve MS lesions detection and characterization and therefore may be used as part of the basic MR protocol in the evaluation of MS patients. Correlation between different MR parameters was demonstrated for certain focal lesions, while correlation between them and the clinical disability was also proved,when all the measurements were added together with the exception of T1free and FA. DWM areas, although underestimated in the literature,probably have a significant role in the pathogenesis and clinical evolution of multiple sclerosis.Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η εφαρμογή μη συμβατικών τεχνικών Μαγνητικής Τομογραφίας, όπως η μεταφορά μαγνήτισης, η ανάλυση των χρόνων χαλάρωσης T2, η τεχνική αιματικής διήθησης και η τεχνική κυτταρικής διάχυσης σε ασθενείς με σκλήρυνση κατά πλάκας (ΣΚΠ) , για την ποσοτική εκτίμηση των αλλοιώσεων της λευκής ουσίας και το συσχετισμό τους με την κλινική λειτουργική κατάσταση των ασθενών. Για τον σκοπό αυτό μελετήθησαν 60 οι ασθενείς με κλινικά βέβαιη ΣΚΠ και τιμές EDSS που κυμαίνονταν από 1-7.5. Στους 31 από αυτούς (26 με RRMS, 4 με SPMS, και 1 με PPMS) εφαρμόσθηκαν η τεχνική μεταφοράς μαγνήτισης, η ανάλυση των χρόνων χαλάρωσης T2, και η τεχνική αιματικής διήθησης, ενώ στους υπόλοιπους 29 ασθενείς (27 με RRMS και 2 με SPMS) η τεχνική αιματικής διήθησης και η τεχνική κυτταρικής διάχυσης. 6 από τους ασθενείς εξετάστηκαν /μήνα και για 6 μήνες με τεχνική μεταφοράς μαγνήτισης, ανάλυση των χρόνων χαλάρωσης Τ2 και τεχνική αιματικής διήθησης με στόχο την αξιολόγηση των βραχυπρόθεσμων μεταβολών της νόσου.Μελετήθησαν επίσης 20 ανάλογης ηλικίας υγιείς εθελοντές. Στους 31 ασθενείς εκτελέσθηκαν 555 μετρήσεις που αφορούσαν τις παραμέτρους : δείκτης μεταφοράς μαγνήτισης (MTR), ρυθμός μεταφοράς μαγνήτισης (Kfor), ενδογενής χρόνος χαλάρωσης T1 (T1free) και χρόνος χαλάρωσης T2. 207 από αυτές αφορούσαν εστιακές αλλοιώσεις της λευκής ουσίας που αναγνωρίσθηκαν στις ακολουθίες T2 προσανατολισμού και ταξινομήθηκαν ανάλογα με την ένταση σήματός τους στις ακολουθίες T1 προσανατολισμού και τη συμπεριφορά τους μετά από τη χορήγηση Γαδολίνιου,διαιρούμενες σε μέτριας ελαττωμένης έντασης σήματος (HYPO), ίσης έντασης σήματος (ISO), και έντονα ελαττωμένης έντασης σήματος (BH) αλλοιώσεις, σε σύγκριση με την παρακείμενη λευκή ουσία , καθώς και προσλαμβάνουσες (EL).72 μετρήσεις αφορούσαν περιοχές "βρώμικης λευκής ουσίας» (DWM)and 248 περιοχές φυσιολογικά απεικονιζόμενης λευκής ουσίας (NAWM). Μετρήθησαν επίσης 80 περιοχές φυσιολογικής λευκής ουσίας (NWM). Ο σχετικός συντελεστής διάχυσης (ADC) και η κλασματική ανισοτροπία (FA) εκτιμήθηκαν σε 213 εστιακές αλλοιώσεις, 96 περιοχές DWM και 288 περιοχές NAWM των υπόλοιπων 29 αθενών, ενώ ο rCBV ( υπολογιζόμενος σαν εκατοστιαίο ποσοστό της τιμής του κερκοφόρου πυρήνα κάθε ατόμου) υπολογίστηκε στο σύνολο και των 60 ασθενών και μετρήσεων. Οι τιμές των MTR, Kfor, T1free, χρόνου χαλάρωσης T2, ADC, FA και rCBV% των διαφορετικών αλλοιώσεων της λευκής ουσίας και της NWM συγκρίθηκαν με την χρήση student t-test.Η ενδεχόμενη γραμμική συσχέτιση μεταξύ των διαφορετικών παραμέτρων και, επίσης, μεταξύ αυτών και της κλινικήςλειτουργικής κατάστασης, βαθμονομούμενης με την κλιμακα EDSS αξιολογήθηκε με την χρήση linear regression analysis. Διαπιστώθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των τιμών MTR, Kfor, T1free, μέσου χρόνου χαλάρωσης T2, ADC, FA και rCBV% των περιοχών NAWM, DWM και των εστιακών αλλοιώσεων της λευκής ουσίας. Στατιστικώς σημαντικά διαφορετικές τιμές αναδείχθηκαν, επίσης, μεταξύ των τιμών MTR, Kfor, μέσου χρόνου χαλάρωσης T2 και του FA της NAWM σε σύγκριση με τη NWM. Ανεδείχθη παρουσία γραμμικής συσχέτισης μεταξύ των διαφορετικών μελετούμενων παραμέτρων των νεότερων τεχνικών Μαγνητικής Τομογραφίας για τις περιοχές DWM καθώς και τις BH, αλλοιώσεις, δηλαδή, όπου κυριαρχούν η φλεγμονή και η απομυελίνωση, αντίστοιχα. Βαθμός συσχέτισης αναγνωρίσθηκε και μεταξύ των τιμών των διαφορετικών παραμέτρων ,όταν υπολογίσθηκαν μαζί όλες οι αντίστοιχες μετρήσεις, και των τιμών του EDSS. Τέλος, αναγνωρίσθηκε συσχετιση με την κλινική λειτουργική κατάσταση των τιμών MTR των περιοχών DWM, καθώς και των τιμών rCBV% και ADC των BH, και των τιμών FA των περιοχών NAWM. Κατά τη μελέτη των βραχυπρόθεσμων μεταβολών της νόσου στους ασθενείς με RRMS,παρατηρήθηκε βαθμιαία ελάττωση των μέσων τιμών MTR του συνόλου των μετρήσεων, καθώς και των τιμών rCBV% των περιοχών DWM. Συμπερασματικά, οι μη συμβατικές τεχνικές ΜΤ βελτιώνουν την ανίχνευση και το χαρακτηρισμό των αλλοιώσεων της λευκής ουσίας και επομένως θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως μέρος του βασικού πρωτοκόλλου ΜΤ στα πλαίσια της απεικονιστικής διερεύνησης των ασθενών με ΣΚΠ. Αποδείχθηκε παρουσία συσχέτισης μεταξύ διαφορετικών παραμέτρων των νεότερων τεχνικών μαγνητικής Τομογραφίας για συγκεκριμένες εστιακές αλλοιώσεις, ενώ αναγνωρίσθηκε,επίσης, συσχέτιση μεταξύ αυτών και της κλινικής λειτουργικής κατάστασης, όταν συνυπολογίζονται όλες οι μετρήσεις, με την εξαίρεση των παραμέτρων T1free and FA. Σημειώνεται, τέλος, ότι οι περιοχές DWM, αν και έχουν υποεκτιμηθεί στη διεθνή βιβλιογραφία, πιθανότατα κατέχουν έναν σημαντικό ρόλο στην παθογένεση και την κλινική εξέλιξη των ασθενών που πασχουν από σκλήρυνση κατά πλάκας

Posterior Reversible Encephalopathy Syndrome, Multiple Sclerosis and interferon therapy: Association, co-incidence or convoluted interplay?

BACKGROUND: Posterior reversible encephalopathy syndrome (PRES) has only rarely been reported in patients with multiple sclerosis (MS). METHODS: Case report of a patient with relapsing remitting (RR) MS patient on interferon (INF) treatment, who developed posterior fossa PRES. RESULTS: A 46-year-old male diagnosed with RR MS in 2010 was placed on INF beta-1a therapy. He remained in clinical remission for seven years. He then presented with headache of one month duration and worsening upper extremity ataxia. Cranial MRI revealed two new enhancing cerebellar lesions (one with tumefactive features). Within the next 10 days the patient developed severe holocephalic headache, vomiting, altered consciousness and gait instability. Urgent brain MRI revealed diffuse hyperintense lesions in T2WI and FLAIR sequences in bilateral cerebellar hemispheres and the right thalamus, with marked swelling, increased diffusivity indicative of vasogenic edema and patchy-nodular enhancement, while smaller lesions were also found in posterior temporal, parietal and occipital lobes. Severely elevated blood pressure was noted. Treatment with hypertonic agents, esmolol drip and IV steroids was instituted, resulting in remarkable improvement within the next several days. Repeat MRI showed almost complete resolution of the cerebellar lesions. Interferon beta was discontinued and blood pressure remained well controlled. CONCLUSIONS: Patients with RR MS on IFN beta therapy can develop PRES via the combination of hypertension and endothelial dysfunction by IFN, even when stable on this treatment. Neurologists should be keen to differentiate the appearance of PRES lesions from those of fulminant MS relapse, opportunistic infections or malignancy

Regional MRI Perfusion Measures Predict Motor/Executive Function in Patients with Clinically Isolated Syndrome

Background. Patients with clinically isolated syndrome (CIS) demonstrate brain hemodynamic changes and also suffer from difficulties in processing speed, memory, and executive functions. Objective. To explore whether brain hemodynamic disturbances in CIS patients correlate with executive functions. Methods. Thirty CIS patients and forty-three healthy subjects, matched for age, gender, education level, and FSIQ, were administered tests of visuomotor learning and set shifting ability. Cerebral blood volume (CBV), cerebral blood flow (CBF), and mean transit time (MTT) values were estimated in normal-appearing white matter (NAWM) and normal-appearing deep gray Matter (NADGM) structures, using a perfusion MRI technique. Results. CIS patients showed significantly elevated reaction time (RT) on both tasks, while their CBV and MTT values were globally increased, probably due to inflammatory vasodilation. Significantly, positive correlation coefficients were found between error rates on the inhibition condition of the visuomotor learning task and CBV values in occipital, periventricular NAWM and both thalami. On the set shifting condition of the respective task significant, positive associations were found between error rates and CBV values in the semioval center and periventricular NAWM bilaterally. Conclusion. Impaired executive function in CIS patients correlated positively with elevated regional CBV values thought to reflect inflammatory processes

Extended perfusion protocol for MS lesion quantification

This study aims to examine a time-extended dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) protocol and report a comparative study with three different pharmacokinetic (PK) models, for accurate determination of subtle blood–brain barrier (BBB) disruption in patients with multiple sclerosis (MS). This time-extended DCE-MRI perfusion protocol, called Snaps, was applied on 24 active demyelinating lesions of 12 MS patients. Statistical analysis was performed for both protocols through three different PK models. The Snaps protocol achieved triple the window time of perfusion observation by extending the magnetic resonance acquisition time by less than 2 min on average for all patients. In addition, the statistical analysis in terms of adj-R2 goodness of fit demonstrated that the Snaps protocol outperformed the conventional DCE-MRI protocol by detecting 49% more pixels on average. The exclusive pixels identified from the Snaps protocol lie in the low ktrans range, potentially reflecting areas with subtle BBB disruption. Finally, the extended Tofts model was found to have the highest fitting accuracy for both analyzed protocols. The previously proposed time-extended DCE protocol, called Snaps, provides additional temporal perfusion information at the expense of a minimal extension of the conventional DCE acquisition time