Vyšetření jednovaječných dvojčat konkordantních a diskordantních pro schizofrenii s užitím sofistikovaných zobrazovacích metod umožňuje hlubší pochopení vzájemné souhry genetických a negenetických faktorů v etiopatogenezi tohoto onemocnění. Nové metody založené na bázi magnetické rezonance (MR) přinesly zejména v posledním desetiletí ve výzkumu schizofrenního onemocnění řadu důležitých nálezů. Takovým nástrojem je i MR relaxometrie, která poskytuje informace o strukturálních a funkčních charakteristikách mozkové tkáně. T1 a T2 relaxační časy odrážejí specifické vlastnosti dané tkáně a jsou ukazatelem mozkové dysfunkce. V této studii jsme měřili hodnoty relaxačních časů v bazálních gangliích, talamu a bílé hmotě u souboru monozygotních dvojčat konkordantních a diskordantních pro schizofrenii ve snaze určit relativní vliv genetických a negenetických faktorů na fyzikální a chemické charakteristicky mozkové tkáně. Skupina diskordantních dvojčat zahrnovala jedince se sporadickým výskytem onemocnění – vzhledem k absenci rodinné zátěže závažnějším duševním onemocněním. Naopak konkordantní skupina s výraznou rodinnou zátěží schizofrenií či onemocněními ze schizofrenního spektra představuje populaci s vysokou mírou genetické predispozice. Porovnáním těchto dvou skupin můžeme získat informace o metabolických rozdílech v mozkové tkání sporadických a geneticky determinovaných variant schizofrenního onemocnění. Pacienti s diagnózou schizofrenie (konkordantní + nemocní z diskordantních párů) vykazovali statisticky signifikantní prodloužení T1 relaxačního času v oblasti globus pallidus bilaterálně (p < 0,0025, korigováno) v porovnání s kontrolní skupinou. Vzhledem k faktu, že všichni nemocní zahrnutí ve studii užívali antipsychotika, zůstává otevřenou otázkou, zda je prodloužení T1 v dané oblasti odrazem přímých změn v souvislosti s vlastní medikací, či zda je tento nález charakteristický pro vlastní onemocnění.

The studies in monozygotic twins both discordant and concordant for schizophrenia using sophisticated imaging methods provide an avenue towards better understanding of relative roles of genetic and environmental factors in the disease. Relatively novel and promising tools in neuropsychiatric research based on principle of magnetic resonance (MR) has yielded number of important findings in schizophrenia research during the last decade including MR relaxometry. MR relaxometry provides insight into structural and functional tissue characteristics. T1 and T2 relaxation times reflect specific tissue parameters and they are potentially an index of brain dysfunction. To assess relative contribution of genetic and nongenetic factors in physical and chemical changes of the brain tissue in schizophrenia, we examined T1 and T2 relaxation times by means of MR relaxometry in MZ twins discordant and concordant for schizophrenia. The discordant group involved in the study consisted of the twin pairs with no familial loading of a major psychiatric illness in contrast to concordant group that exhibited increased familial loading of schizophrenia and schizophrenia-spectrum disorder. Because of the possibility that the discordant twin group from our sample is more likely to contain nongenetic cases of the illness, the comparison with the concordant twin group might highlight possible differences in metabolic changes between sporadic and genetically determined cases. Patients with schizophrenia (concordant plus affected discordant) showed significant prolongation (p < 0.0025, corrected) in T1 relaxation times in globus pallidus bilaterally, compared to healthy control twin group. As all patients were receiving antipsychotic treatment it is yet to be determined if the observed prolonged T1 values are the result of antipsychotic medication or some other aspect of brain patophysiology characteristic of schizophrenia.

• MeSH
• dvojčata monozygotní MeSH
• finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
• lidé MeSH
• magnetická rezonanční tomografie MeSH
• relaxační terapie MeSH
• schizofrenie etiologie   patologie   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

Kontrast v MR obrazu je dán zejména hustotou jader vodíků (především vodíkových jader v molekulách vody) ve vyšetřovaných tkáních a jejími relaxačními časy. MR relaxometrie umožňuje relaxační časy kvantifikovat a studovat příčiny signálových změn. Relaxační časy odrážejí nejen strukturní změny tkáně, ale jsou citlivé i na přítomnost magnetických látek, zejména kovů v tkáni. Toho lze využít při studiu různých onemocnění, což ukazujeme na řadě experimentálních a klinických studií. Relaxační časy reagují na změny v tkáni a - v případě některých patologií - na ukládání kovů, především železa. Přestože změny relaxačních časů jsou často nespecifické a interpretace má řadu úskalí, relaxometrii lze v kombinaci s dalšími kvantitativními MR metodami úspěšně využít pro zpřesnění popisu či potvrzení hypotéz.

The contrast in MR images is determined mainly by density of hydrogen nuclei (particularly in water molecules) in the examined tissue and by their relaxation times. MR relaxometry enables quantification of the relaxation times and to study causes of signal changes. Relaxation times reflect not only structural changes of the tissue, but they are very sensitive to the presence of magnetic compounds, such as metals, in the tissue. We demonstrate on a row of experimental and clinical studies, how the relaxation times respond to changes in the tissue and to metal (mainly iron) deposits, which accompany particular pathologies. Although relaxation time changes are often unspecific and their interpretation has its pitfalls, it can be successfully utilized e.g. in combination with other quantitative MR methods for more precise diagnosis determination or hypothesis confirmation.

• MeSH
• lidé MeSH
• magnetická rezonanční tomografie * metody   MeSH
• nemoci mozku diagnostické zobrazování   MeSH
• sloučeniny železa MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

Background: The research of primary progressive multiple sclerosis (PPMS) has not been able to capitalize on recent progresses in advanced magnetic resonance imaging (MRI) protocols. Objective: The presented cross-sectional study evaluated the utility of four different MRI relaxation metrics and diffusion-weighted imaging in PPMS. Methods: Conventional free precession T1 and T2, and rotating frame adiabatic T1ρ and T2ρ in combination with diffusion-weighted parameters were acquired in 13 PPMS patients and 13 age- and sex-matched controls. Results: T1ρ, a marker of crucial relevance for PPMS due to its sensitivity to neuronal loss, revealed large-scale changes in mesiotemporal structures, the sensorimotor cortex, and the cingulate, in combination with diffuse alterations in the white matter and cerebellum. T2ρ, particularly sensitive to local tissue background gradients and thus an indicator of iron accumulation, concurred with similar topography of damage, but of lower extent. Moreover, these adiabatic protocols outperformed both conventional T1 and T2 maps and diffusion tensor/kurtosis approaches, methods previously used in the MRI research of PPMS. Conclusion: This study introduces adiabatic T1ρ and T2ρ as elegant markers confirming large-scale cortical gray matter, cerebellar, and white matter alterations in PPMS invisible to other in vivo biomarkers.

• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Cíl: Práce shrnuje naše první zkušenosti se stanovením obsahu tuku a železa v játrech na 3T přístroji pomocí softwaru využívajícího současně techniku two-point Dixon, techniku multiechoDixon kombinovanou s T2* relaxometrií a single voxel 1H spektroskopii v kombinaci s T2 relaxometrií. Metodika: Do studie bylo zahrnuto 55 MR vyšetření jater provedených na 3T přístroji za použití softwarového balíku Liver-Lab (Siemens, Erlangen, Německo), který obsahuje sekvence a posprocessingové nástroje umožňující stanovit obsah tuku a železa pomocí výše uvedených technik. Jako referenční metody jsme použili 1H single voxel spektroskopii a sérovou hladinu feritinu. Výsledky: Technika two-point Dixon dosáhla při rozhodování o přítomnosti steatózy ve srovnání se spektroskopií senzitivity (SE) 72,4 % a specificity (SP) 80,7 %. Technika multiecho Dixon v oblasti zájmu, která se shodovala s oblastí zájmu pro spektroskopii, měla při rozhodování o přítomnosti steatózy SE 72,4 % a SP 92,3 %. Při kvantifikaci dosáhla velmi vysoké shody se spektroskopií r = 0,93. Při rozhodování o přítomnosti jaterní siderózy měla technika two-point Dixon SE 69,2 % a SP 60,0 %. T2* relaxometrie měla při rozhodování o přítomnosti siderózy SE 92,3 % a SP 100 %. Při kvantifikaci dosáhla vysoké shody se sérovými hladinami feritinu, r = 0,74. U T2 relaxometrie byla při rozhodování o přítomnosti siderózy SE 61,5 % a SP 80,0 %. Shoda se sérovými hladinami feritinu byla nízká, r = 0,28. Při srovnání T2 a T2* relaxometrie byla shoda obou metod nízká, r = 0,38. Závěr: Ve studii se ukazuje, že ze srovnávaných metod pro současné stanovení koncentrace tuku a železa v játrech je z praktického hlediska nevýhodnější technika multiecho Dixon spojená s T2* relaxometrií. Klíčová slova: magnetická rezonance, two-point Dixon, Multiecho Dixon, 1H MR spektroskopie, T2* relaxometrie, T2 relaxometrie

Aim: Our study deals with our first experience with quantification of liver fat and iron concentration at 3T MRI using two-point Dixon technique, multiecho Dixon technique combined with T2* relaxometry and single voxel 1H spectroscopy in combination with T2 relaxometry. Methods: 55 MR examinations were included into the study. The examinations were performed using a software package Liver-Lab (Siemens, Erlangen, Germany), which contains the sequence and posprocessing tools enabling evaluation using techniques that are mentioned above. As reference methods we used 1H single voxel spectroscopy and serum ferritin. Results: In decision on the presence of steatosis two-point Dixon reached sensitivity (SE) 72.4% and specificity (SP) 80.7% compared to MR spectroscopy. Multiecho Dixon with measurement in the regio of interest that coincide with the area of interest for spectroscopy, had in decision on the presence of steatosis SE 72.4% and 92.3% SP. In quantification it reached a very high agreement with spectroscopy, r = 0.93. When deciding on the presence of hepatic siderosis two-point Dixon compared to serum feritine level reached SE 69,2% and SP 60.0%. T2* relaxometry had in decision on the presence of siderosis SE 92.3% and SP 100%. In quantification it reached a high agreement with serum ferritin, r = 0.74. At T2 relaxometry was when deciding on the presence siderosis SE 61.5% and 80.0% SP. Agreement with serum ferritin was low, r = 0.28. When comparing T2 and T2* relaxometry the agreement of both methods was low, r = 0.38. Conclusion: Our study shows that multiecho Dixon technique combined with T2* relaxometry is from practical point of view the most suitable technique for simultaneous estimation of the liver steatosis and siderosis. Key words: magnetic resonance, two-point Dixon, multiechoDixon, 1H MR spectroscopy, T2* relaxometry, T2 relaxometry

• Klíčová slova
• T2* relaxometrie, technika multiecho Dixon, two-point Dixon, T2 relaxometrie,
• MeSH
• diagnostické techniky gastrointestinální * MeSH
• dospělí MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• magnetická rezonanční spektroskopie * MeSH
• senioři MeSH
• sideróza * diagnóza   MeSH
• ztučnělá játra * diagnóza   MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• senioři MeSH
• ženské pohlaví MeSH

Fast field cycling (FFC) NMR relaxometry has been used to study the conformational properties of aqueous solutions of hyaluronan (HYA) at three concentrations in the range 10 to 25 mg mL(-1). Results revealed that, irrespective of the solution concentration, three different hydration layers surround hyaluronan. The inner layer consists of water molecules strongly retained in the proximity of the HYA surface. Because of their strong interactions with HYA, water molecules in this inner hydration layer are subject to very slow dynamics and have the largest correlation times. The other two hydration layers are made of water molecules which are located progressively further from the HYA surface. As a result, decreasing correlation times caused by faster molecular motion were measured. The NMRD profiles obtained by FFC-NMR relaxometry also showed peaks attributable to (1)H-(14)N quadrupole interactions. Changes in intensity and position of the quadrupolar peaks in the NMRD profiles suggested that with increasing concentration the amido group is progressively involved in the formation of weak and transient intramolecular water bridging adjacent hyaluronan chains. In this work, FFC-NMR was used for the first time to obtain deeper insight into HYA-water interactions and proved itself a powerful and promising tool in hyaluronan chemistry.

• MeSH
• konformace sacharidů MeSH
• kyselina hyaluronová chemie   MeSH
• magnetická rezonanční spektroskopie metody   MeSH
• voda chemie   MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• hodnotící studie MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

• Konspekt
• Lékařské vědy. Lékařství
• NLK Obory
• radiologie, nukleární medicína a zobrazovací metody
• radiologie, nukleární medicína a zobrazovací metody

BACKGROUND: Histological evidence suggests that pathology in Parkinson's disease (PD) goes beyond nigrostriatal degeneration and also affects the cerebral cortex. Quantitative MRI (qMRI) techniques allow the assessment of changes in brain tissue composition. However, the development and pattern of disease-related cortical changes have not yet been demonstrated in PD with qMRI methods. The aim of this study was to investigate longitudinal cortical microstructural changes in PD with quantitative T1 relaxometry. METHODS: 13 patients with mild to moderate PD and 20 matched healthy subjects underwent high resolution T1 mapping at two time points with an interval of 6.4 years (healthy subjects: 6.5 years). Data from two healthy subjects had to be excluded due to MRI artifacts. Surface-based analysis of cortical T1 values was performed with the FreeSurfer toolbox. RESULTS: In PD patients, a widespread decrease of cortical T1 was detected during follow-up which affected large parts of the temporo-parietal and occipital cortices and also frontal areas. In contrast, age-related T1 decrease in the healthy control group was much less pronounced and only found in lateral frontal, parietal and temporal areas. Average cortical T1 values did not differ between the groups at baseline (p = 0.17), but were reduced in patients at follow-up (p = 0.0004). Annualized relative changes of cortical T1 were higher in patients vs. healthy subjects (patients: - 0.72 ± 0.64%/year; healthy subjects: - 0.17 ± 0.41%/year, p = 0.007). CONCLUSIONS: In patients with PD, the development of widespread changes in cortical microstructure was observed as reflected by a reduction of cortical T1. The pattern of T1 decrease in PD patients exceeded the normal T1 decrease as found in physiological aging and showed considerable overlap with the pattern of cortical thinning demonstrated in previous PD studies. Therefore, cortical T1 might be a promising additional imaging marker for future longitudinal PD studies. The biological mechanisms underlying cortical T1 reductions remain to be further elucidated.

• MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• longitudinální studie MeSH
• magnetická rezonanční tomografie metody   MeSH
• mozková kůra diagnostické zobrazování   MeSH
• Parkinsonova nemoc diagnostické zobrazování   MeSH
• senioři MeSH
• Check Tag
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• senioři MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Huntington's disease (HD) is an inherited neurodegenerative disorder with progressive impairment of motor, behavioral and cognitive functions. The clinical features of HD are closely related to the degeneration of the basal ganglia, predominantly the striatum. The main striatal output structure, the globus pallidus, strongly accumulates metalloprotein-bound iron, which was recently shown to influence the diffusion tensor scalar values. To test the hypothesis that this effect dominates in the iron-rich basal ganglia of HD patients, we examined the globus pallidus using DTI and T2 relaxometry sequences. Quantitative magnetic resonance (MR), clinical and genetic data (number of CAG repeats) were obtained from 14 HD patients. MR parameters such as the T2 relaxation rate (RR), fractional anisotropy (FA) and mean diffusivity (MD) were analysed. A positive correlation was found between RR and FA (R2=0.84), between CAG and RR (R2=0.59) and between CAG and FA (R2=0.44). A negative correlation was observed between RR and MD (R2=0.66). A trend towards correlation between CAG and MD was noted. No correlation between MR and clinical parameters was found. Our results indicate that especially magnetic resonance FA measurements in the globus pallidus of HD patients may be strongly affected by metalloprotein-bound iron accumulation.

• MeSH
• bazální ganglia patologie   MeSH
• dospělí MeSH
• expanze repetic DNA MeSH
• globus pallidus metabolismus   patologie   MeSH
• Huntingtonova nemoc genetika   patologie   MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• magnetická rezonanční spektroskopie MeSH
• senioři MeSH
• železo metabolismus   MeSH
• zobrazování difuzních tenzorů MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• senioři MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

• MeSH
• fantomy radiodiagnostické MeSH
• magnetická rezonanční spektroskopie metody   přístrojové vybavení   MeSH
• reprodukovatelnost výsledků MeSH
• řízení kvality MeSH

• Klíčová slova
• korelace metod, MR difuze, MR spektroskopie,
• MeSH
• difuzní magnetická rezonance MeSH
• epilepsie temporálního laloku MeSH
• magnetická rezonanční spektroskopie MeSH
• magnetická rezonanční tomografie MeSH
• nádory mozku MeSH
• Publikační typ
• vysokoškolské kvalifikační práce MeSH

• Konspekt
• Patologie. Klinická medicína
• NLK Obory
• radiologie, nukleární medicína a zobrazovací metody