後頭部に位置する脳の小さな領域である小脳は、行動と認知に関与するだけでなく、運動制御にも大きく関与しています。 また、小脳皮質の広範な脱髄を引き起こす多発性硬化症 (MS) などのさまざまな疾患プロセスでも役割を果たします。 しかし、その重要性にもかかわらず、小脳の構造は現在の解像度が不十分なために十分に調査されていません。 インビボの イメージング技術。
主な障害は、小脳を覆う皮質が非常に密に折り畳まれた組織の層で構成されており、その解剖学的構造を完全に視覚化して研究するには高解像度のイメージングが必要であることです。 現在、 スピノザ神経画像センター オランダでは、強力な 7 T MRI スキャナーを使用して小脳皮質層を画像化する方法を開発しました。 放射線学.
筆頭著者 ニコス・プリオヴォロス と同僚は、7 T MRI の高い信号対雑音比を高い空間分解能に変換するために、皮質表面層と皮質内層を画像化する 200 つの MRI パルス シーケンスを変更しました。 また、動きを補正することで、臨床的に適用可能なスキャン時間は 20 分未満で、最大解像度 XNUMX μm の画像を生成しました。
彼らの研究のために、研究者は 7.0 T MRI スキャナーで健康な参加者を画像化しました。 小脳皮質内の層を画像化するために、2 × 210 × 210 mm の視野 (FOV) と 15 × 0.19 × 0.19mm。 彼らは、小脳皮質の一部のみをカバーするこのスキャンを使用して、0.5 人の被験者を画像化しました。
このような小さなボクセル サイズでは、不随意運動によって有効な空間解像度が制限される可能性があります。 これに対抗するために、研究者は、FLASH シーケンスに頭部全体の脂肪画像をインターリーブし、それを使用して動きを推定および修正しました。 このステップの有無にかかわらずスキャンを受けた XNUMX 人の参加者では、将来のモーション補正により画像のシャープネスが改善され、高解像度の機能が維持されました。
モーション補正されたフラッシュ スキャンは、すべての参加者の小脳皮質の内層構造と外層構造を可視化します。 研究者らは、これらが、7.0 T での磁化率の違いを示す、深い、鉄に富む顆粒層と神経密度の低い表層分子層を表していることを示唆しています。個々の層を観察することは、貴重な診断マーカーを提供する可能性があります。
「多発性硬化症では、小脳が重要な役割を果たします」とプレス ステートメントで Priovoulos 氏は説明しています。 「MS患者には運動障害があり、これは運動に関与する神経細胞に損傷があることを意味します。 以前の調査結果に基づいて、小脳での高解像度イメージングから恩恵を受ける可能性があることは、MS について特にわかっています。」
小脳の展開
研究者はまた、7 T MRI を使用して、2 人の健康な参加者の小脳全体を視覚化しました。 ここでは、2 × 210 × 120 mm FOV、ボクセル サイズ 60 mm の磁化準備 0.4 ラピッド グラジエント エコー (MPXNUMXRAGE) シーケンスを採用しました。3. 彼らは、モーション補正に同じファット ナビゲーターを使用しました。
モーション補正された MP2RAGE スキャンは、分解された小脳の解剖学的特徴を個々の葉葉 (皮質表面の小さな襞) まで分解します。 率いるチームは、 ヴィーツケ・ファン・デル・ツワーグ、現在の最先端の MRI 取得に一致するようにデータをダウンサンプリングすると、これらの機能の可視性が低下することに注意してください。
画像の空間解像度が高いため、研究者は小脳皮質表面を連続したシートにコンピューターで展開することができました。 これにより、皮質の表面積や厚さなどの臨床測定値を計算し、ミエリン感受性 T1 値などの疾患関連因子を調べることができました。
推定された小脳皮質表面積の中央値は 949 cm でした2 (以前の画像ベースよりも 176% ～ 759% 大きい インビボの 小脳皮質の厚さの中央値は 0.88 mm で、 生体外で レポートと現在のイメージングベースよりも XNUMX ～ XNUMX 分の XNUMX の薄さ インビボの 見積り。
この研究のほとんどの参加者は若年 (中央値 36 歳) でしたが、チームには 57 人の高齢者 (62 歳と 1 歳) が含まれていました。 これらの参加者のMR画像は、目視検査で小脳に目に見える皮質の薄化を示し、小脳皮質の厚さと灰白質のTXNUMX値が若いコホートよりも低いことを示しました。
「生きている人間の小脳をこれほど詳細に直接見ることができるのはこれが初めてです」と Priovoulos は言います。 「これができるのは、非常に高磁場の磁石 (高価で構築が難しい) と、スキャン中に人が動く傾向があるため、モーション補正もあるからです。」
超高磁場MRIは多発性硬化症の進行を追跡します
Priovoulos、van der Zwaag、および博士課程の学生である Emma Brouwer は現在、小脳の MRI 信号の信頼性を高めるために取り組んでいます。 「7 T での MRI 信号の波長は人間の頭のサイズに匹敵するため、小脳の信号が不均一になることがよくあります」と Priovoulos 氏は語ります。 物理学の世界. 「これに取り組むために、私たちはセットアップを複数の高周波生成コイルと組み合わせて信号生成を最適化しようとしています。 課題は、スキャンの長さを短く保ち、セットアップをクリニックに翻訳できるようにすることです。」
研究者は、MS 患者のスキャンに 7 T MRI アプローチをすでに適用しています。 彼らはまた、筋肉制御疾患である小脳性運動失調症をよりよく理解するためにそれを使用したいと考えています. それと並行して、彼らは小脳の解剖学的再構成とともに機能的 7 T イメージングを使用して、小脳の機能的反応を詳細に調べ、人間の健康と病気における小脳の役割を調査しています。
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- 情報源： https://physicsworld.com/a/ultrahigh-field-mri-uncovers-detailed-structure-of-the-brains-cerebellum/
