Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá myelin hóa ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ thông qua đo lường thời gian thư giãn T1 bằng chuỗi MP2RAGE
Tóm tắt
Myelin hóa trục là một quá trình trưởng thành quan trọng trong sự phát triển của não bộ. Hàm lượng myelin tăng lên tương quan với tỷ lệ thư giãn theo chiều dọc (R1=1/T1) trong hình ảnh cộng hưởng từ (MRI). Bằng cách sử dụng chuỗi hình ảnh chuẩn hóa từ hóa 2 tần số thu nhận nhanh (MP2RAGE) trên hệ thống MRI 3-T, chúng tôi cung cấp các giá trị R1 và tỷ lệ myelin hóa cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ. Các giá trị R1 trung bình ở các vùng chất trắng và chất xám trong 94 trẻ em không có tổn thương bệnh lý trên MRI (độ tuổi từ 3 tháng đến 6 năm) đã được đo lường và phù hợp với một mô hình tăng trưởng bão hòa theo hàm số mũ. Để so sánh, các giá trị R1 của 36 trẻ em có những bệnh lý não khác nhau cũng được trình bày. Các phát hiện được liên quan đến đánh giá định tính sử dụng T2, hình ảnh magnetization-prepared rapid acquisition gradient echo (MP-RAGE) và MP2RAGE. R1 thay đổi nhanh chóng trong 16 tháng đầu đời, sau đó chậm hơn nhiều. R1 cao nhất ở các cấu trúc chưa myelin hóa ở những đối tượng trẻ nhất, chẳng hạn như chi sau của bao trong (0.74–0.76±0.04 s−1) và thấp nhất đối với thể chai (0.37–0.44±0.03 s−1). Tỷ lệ myelin hóa nhanh nhất trong thể chai và chậm nhất trong chất xám sâu. R1 giảm trong các rối loạn hypo- và dysmyelination. Sự trưởng thành của myelin hiện rõ khi sử dụng MP2RAGE, đặc biệt là trong năm đầu đời. MP2RAGE cho phép phương pháp lập bản đồ R1 định lượng với thời gian kiểm tra khoảng 6 phút. Các giá trị R1 phụ thuộc vào độ tuổi cho trẻ em không có bệnh lý não xác định trên MRI được miêu tả tốt bởi một hàm số mũ bão hòa với các hằng số thời gian phụ thuộc vào vùng não được nghiên cứu. Mô hình này có thể được sử dụng làm tham khảo cho nhóm tuổi này và để tìm kiếm các dấu hiệu của bệnh lý tinh vi. Hơn nữa, chuỗi MP2RAGE cũng có thể được sử dụng để đánh giá định tính các cấu trúc đã myelin hóa.
Từ khóa
#myelin hóa #trẻ sơ sinh #MRI #thời gian thư giãn T1 #phát triển não bộ #MP2RAGETài liệu tham khảo
Bercury KK, Macklin WB (2015) Dynamics and mechanisms of CNS myelination. Dev Cell 32:447–458
Barkovich AJ (2000) Concepts of myelin and myelination in neuroradiology. AJNR Am J Neuroradiol 21:1099–1109
Yeatman JD, Wandell BA, Mezer AA (2014) Lifespan maturation and degeneration of human brain white matter. Nat Commun 5:4932
Welker K, Patton A (2012) Assessment of normal myelination with magnetic resonance imaging. Semin Neurol 32:15–28
van Buchem MA, Steens SC, Vrooman HA et al (2001) Global estimation of myelination in the developing brain on the basis of magnetization transfer imaging: a preliminary study. AJNR Am J Neuroradiol 22:762–766
Deoni SCL, Dean DC 3rd, O’Muircheartaigh J et al (2012) Investigating white matter development in infancy and early childhood using myelin water faction and relaxation time mapping. Neuroimage 63:1038–1053
Löbel U, Sedlacik J, Güllmar D et al (2009) Diffusion tensor imaging: the normal evolution of ADC, RA, FA, and eigenvalues studied in multiple anatomical regions of the brain. Neuroradiology 51:253–263
Watanabe M, Sakai O, Ozonoff A et al (2013) Age-related apparent diffusion coefficient changes in the normal brain. Radiology 266:575–582
Kim HG, Moon W-J, Han J, Choi JW (2017) Quantification of myelin in children using multiparametric quantitative MRI: a pilot study. Neuroradiology 59:1043–1051
Lee SM, Choi YH, You S-K et al (2018) Age-related changes in tissue value properties in children: simultaneous quantification of relaxation times and proton density using synthetic magnetic resonance imaging. Investig Radiol 53:236–245
Soun JE, Liu MZ, Cauley KA, Grinband J (2017) Evaluation of neonatal brain myelination using the T1- and T2-weighted MRI ratio. J Magn Reson Imaging 46:690–696
Schneider J, Kober T, Graz MB et al (2016) Evolution of T1 relaxation, ADC, and fractional anisotropy during early brain maturation: a serial imaging study on preterm infants. AJNR Am J Neuroradiol 37:155–162
Cho S, Jones D, Reddick WE et al (1997) Establishing norms for age-related changes in proton T1 of human brain tissue in vivo. Magn Reson Imaging 15:1133–1143
Steen RG, Ogg RJ, Reddick WE, Kingsley PB (1997) Age-related changes in the pediatric brain: quantitative MR evidence of maturational changes during adolescence. AJNR Am J Neuroradiol 18:819–828
Marques JP, Kober T, Krueger G et al (2010) MP2RAGE, a self bias-field corrected sequence for improved segmentation and T1-mapping at high field. Neuroimage 49:1271–1281
Marques JP, Gruetter R (2013) New developments and applications of the MP2RAGE sequence - focusing the contrast and high spatial resolution R1 mapping. PLoS One 8:e69294
Tanner M, Gambarota G, Kober T et al (2012) Fluid and white matter suppression with the MP2RAGE sequence. J Magn Reson Imaging 35:1063–1070
Eminian S, Hajdu SD, Meuli RA et al (2018) Rapid high resolution T1 mapping as a marker of brain development: normative ranges in key regions of interest. PLoS One 13:e0198250
Friedrichs-Maeder CL, Griffa A, Schneider J et al (2017) Exploring the role of white matter connectivity in cortex maturation. PLoS One 12:e0177466
Yushkevich PA, Piven J, Hazlett HC et al (2006) User-guided 3D active contour segmentation of anatomical structures: significantly improved efficiency and reliability. Neuroimage 31:1116–1128
Sanchez CE, Richards JE, Almli CR (2012) Neurodevelopmental MRI brain templates for children from 2 weeks to 4 years of age. Dev Psychobiol 54:77–91
Deoni SCL, Mercure E, Blasi A et al (2011) Mapping infant brain myelination with magnetic resonance imaging. J Neurosci 31:784–791
Flood TF, Bhatt PR, Jensen A et al (2019) Age-dependent signal intensity changes in the structurally normal pediatric brain on unenhanced T1-weighted MR imaging. AJNR Am J Neuroradiol 40:1824–1828
Baumann N, Pham-Dinh D (2001) Biology of oligodendrocyte and myelin in the mammalian central nervous system. Physiol Rev 81:871–927
Ding X-Q, Sun Y, Braass H et al (2008) Evidence of rapid ongoing brain development beyond 2 years of age detected by fiber tracking. AJNR Am J Neuroradiol 29:1261–1265
Schmithorst VJ, Wilke M, Dardzinski BJ, Holland SK (2002) Correlation of white matter diffusivity and anisotropy with age during childhood and adolescence: a cross-sectional diffusion-tensor MR imaging study. Radiology 222:212–218
Paydar A, Fieremans E, Nwankwo JI et al (2014) Diffusional kurtosis imaging of the developing brain. AJNR Am J Neuroradiol 35:808–814
Voelker MN, Kraff O, Brenner D et al (2016) The traveling heads: multicenter brain imaging at 7 tesla. MAGMA 29:399–415