表面ベースのマルチパラメトリック定量MRIを用いた局所皮質異形成の視覚化の改善

Improved Visualization of Focal Cortical Dysplasia With Surface-Based Multiparametric Quantitative MRI.

• Michelle Maiworm
• Ulrike Nöth
• Elke Hattingen
• Helmuth Steinmetz
• Susanne Knake
• Felix Rosenow
• Ralf Deichmann
• Marlies Wagner
• René-Maxime Gracien

抄録

目的:

臨床では、目視検査による巣状皮質形成不全（FCD）の検出は困難である。しかし、FCDの存在と位置に関する情報は、予後や治療の決定に非常に重要である。そこで本研究では、マルチパラメトリック定量的MRI(qMRI)データと表面ベースの解析を用いて、FCDの可視化を向上させる合成解剖学的手法を開発し、記述し、試験することを目的とした。

Purpose: In the clinical routine, detection of focal cortical dysplasia (FCD) by visual inspection is challenging. Still, information about the presence and location of FCD is highly relevant for prognostication and treatment decisions. Therefore, this study aimed to develop, describe and test a method for the calculation of synthetic anatomies using multiparametric quantitative MRI (qMRI) data and surface-based analysis, which allows for an improved visualization of FCD.

材料と方法:

FCDとてんかん患者の定量的なT1-、T2-、PDマップと従来の臨床データを取得した。白質と大脳皮質の境界線を組織分割し、その境界線上でのぼやけを検出するために、従来のデータとの比較が必要である。この境界でのぼやけを検出するために、各皮質の頂点ごとに大脳皮質と隣接する白質を横断して、各定量パラメータ（T1、T2、PD）の標準偏差の表面ベースの計算を行った。結果として得られた標準偏差と皮質の厚さの測定値を組み合わせて、従来のFLAIRデータセットの信号を強化するために使用されました。結果として得られた合成的に強化されたFLAIRの解剖学は、関心領域に基づいた解析技術を利用して、従来のMRIデータと比較された。

Materials and Methods: Quantitative T1-, T2- and PD-maps and conventional clinical datasets of patients with FCD and epilepsy were acquired. Tissue segmentation and delineation of the border between white matter and cortex was performed. In order to detect blurring at this border, a surface-based calculation of the standard deviation of each quantitative parameter (T1, T2, and PD) was performed across the cortex and the neighboring white matter for each cortical vertex. The resulting standard deviations combined with measures of the cortical thickness were used to enhance the signal of conventional FLAIR-datasets. The resulting synthetically enhanced FLAIR-anatomies were compared with conventional MRI-data utilizing regions of interest based analysis techniques.

結果:

合成的に強化されたFLAIR-anatomiesは、FCD部位で従来のFLAIRデータよりも高い信号レベルを示した（=0.005）。また、強化されたFLAIR-anatomiesは、FCD部位において、対応する対側領域よりも高い信号レベルを示した（=0.005）。しかし、偽陽性所見が発生したため、従来のデータセットとの慎重な比較が必要である。

Results: The synthetically enhanced FLAIR-anatomies showed higher signal levels than conventional FLAIR-data at the FCD sites ( = 0.005). In addition, the enhanced FLAIR-anatomies exhibited higher signal levels at the FCD sites than in the corresponding contralateral regions ( = 0.005). However, false positive findings occurred, so careful comparison with conventional datasets is mandatory.

結論:

表面ベースのマルチパラメトリックｑＭＲＩ解析から得られる合成的に強化されたＦＬＡＩＲアナトミーは、ＦＣＤの可視化を改善し、それに伴って各患者の治療を改善する可能性がある。

Conclusion: Synthetically enhanced FLAIR-anatomies resulting from surface-based multiparametric qMRI-analyses have the potential to improve the visualization of FCD and, accordingly, the treatment of the respective patients.

Copyright © 2020 Maiworm, Nöth, Hattingen, Steinmetz, Knake, Rosenow, Deichmann, Wagner and Gracien.