radiologyРадиология — практикаRadiology - Practice2713-0118Центральный научно-исследовательский институт лучевой диагностикиradiology-93Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHМагнитно-резонансная релаксометрия в исследовании вещества головного мозга: возможности метода MAGiCMagnetic Resonance Relaxometry in Studying the Human Brain Matter: Possibilities of MAGiChttps://orcid.org/0000-0002-6652-2472ЧехонинИ. В.ChekhoninI. V.Ivan-Chekhonin@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4779-2370ШевченкоА. М.ShevchenkoA. M.shevchenko@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3240-5585ФадееваЛ. М.FadeevaL. M.LMF@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5406-944XШульцЕ. И.ShultsE. I.eshults@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8924-7346БаталовА. И.BatalovA. I.abatalov@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0516-3613ЗахароваН. Е.ZakharovaN. E.nzakharova@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4480-0275ПронинИ. Н.ProninI. N.pronin@nsi.ruФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. ак. Н. Н. Бурденко» Минздрава РоссииРоссияN. N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery, Ministry of Healthcare of RussiaRussian Federation202028042020022036Copyright © Чехонин И.В., Шевченко А.М., Фадеева Л.М., Шульц Е.И., Баталов А.И., Захарова Н.Е., Пронин И.Н., 20202020Чехонин И.В., Шевченко А.М., Фадеева Л.М., Шульц Е.И., Баталов А.И., Захарова Н.Е., Пронин И.Н.Chekhonin I.V., Shevchenko A.M., Fadeeva L.M., Shults E.I., Batalov A.I., Zakharova N.E., Pronin I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radp.ru/jour/article/view/93

В настоящей работе с помощью метода MAGiC (Magnetic Resonance Image Compilation) был проведен анализ релаксометрических показателей (Т1, Т2, протонная плотность) неизмененного серого и белого вещества головного мозга 40 добровольцев в возрасте от 24 до 59 лет. В исследование были включены как здоровые лица, так и пациенты с сосудистыми очагами в белом веществе мозга. Выявлены различия между рядом супра- и инфратенториальных областей интереса как в сером, так и в белом веществе, что может быть связано с различной степенью миелинизации этих областей. Для белого вещества лобных долей было показано возраст-зависимое повышение времени Т1 и Т2, а для гиппокампальных областей - снижение времени Т1, что может быть обусловлено структурно-метаболическими изменениями. Кроме того, были найдены различия между правым и левым полушариями большого мозга, которые могут свидетельствовать о большей степени миелинизации коры и белого вещества доминантного полушария.

In the current work, we used MAGiC (Magnetic Resonance Image Compilation) method to study brain relaxometric values (T1, T2, proton density) in normal-appearing gray and white matter of 40 volunteers aged 24 to 59 years. Healthy patients and patients with microvascular lesions were enrolled. The study revealed differences between supratentorial and infratentorial regions of interest in both white and gray matter which may be related to different myelination of these regions. For frontal white matter, age-related increase in T1 and T2 was shown. We also demonstrated hippocampal T1 decrease with ageing. These changes may be linked to structural and metabolic changes. In further analysis, differences in relaxometric values between right and left hemispheres were found which may be due to increased myelination of cortex and white matter of the dominant hemisphere.

магнитно-резонансная релаксометриясинтетические магнитно-резонансные изображенияMagnetic Resonance RelaxometrySynthetic Magnetic Resonance ImagingReferencesBadve C., Yu A., Rogers M., Ma D., Liu Y., Schluchter M., Sunshine J., Griswold M., Gulani V. Simultaneous T1 and T2 brain relaxometry in asymptomatic volunteers using magnetic resonance fingerprinting // Tomography. 2015. V. 1. № 2. P. 136-144.Badve C., Yu A., Rogers M., Ma D., Liu Y., Schluchter M., Sunshine J., Griswold M., Gulani V. Simultaneous T1 and T2 brain relaxometry in asymptomatic volunteers using magnetic resonance fingerprinting // Tomography. 2015. V. 1. № 2. P. 136-144.Baranovicova E., Kantorova E., Kalenska D., Lichardusova L., Bittsan-Sky M., Dobrota D. Thalamic paramagnetic iron by T2* relaxometry correlates with severity of multiple sclerosis // J. Biomed. Res. 2017. V. 31. № 4. P. 301-305.Baranovicova E., Kantorova E., Kalenska D., Lichardusova L., Bittsan-Sky M., Dobrota D. Thalamic paramagnetic iron by T2* relaxometry correlates with severity of multiple sclerosis // J. Biomed. Res. 2017. V. 31. № 4. P. 301-305.Carey D., Caprini F., Allen M., Lutti A., Weiskopf N., Rees G., Callaghan M. F., Dick F. Quantitative MRI provides markers of intra-, inter-regional, and age-related differences in young adult cortical microstructure // Neuroimage. 2018. V. 182. P. 429-440.Carey D., Caprini F., Allen M., Lutti A., Weiskopf N., Rees G., Callaghan M. F., Dick F. Quantitative MRI provides markers of intra-, inter-regional, and age-related differences in young adult cortical microstructure // Neuroimage. 2018. V. 182. P. 429-440.Cheng H. L., Stikov N., Ghugre N. R., Wright G. A. Practical medical applications of quantitative MR relaxometry // J. Magn. Reson. Imag. 2012. V. 36. № 4. P. 805- 824.Cheng H. L., Stikov N., Ghugre N. R., Wright G. A. Practical medical applications of quantitative MR relaxometry // J. Magn. Reson. Imag. 2012. V. 36. № 4. P. 805- 824.De Blank P., Badve C., Gold D. R., Stearns D., Sunshine J., Dastmalchian S., Tomei K., Sloan A. E., Barnholtz-Sloan J. S., Lane A., Griswold M., Gulani V., Ma D. Magnetic resonance fingerprinting to characterize childhood and young adult brain tumors // Pediatr. Neurosurg. 2019. V. 54. № 5. P. 310-318.De Blank P., Badve C., Gold D. R., Stearns D., Sunshine J., Dastmalchian S., Tomei K., Sloan A. E., Barnholtz-Sloan J. S., Lane A., Griswold M., Gulani V., Ma D. Magnetic resonance fingerprinting to characterize childhood and young adult brain tumors // Pediatr. Neurosurg. 2019. V. 54. № 5. P. 310-318.Hofer S., Wang X., Roeloffs V., Frahm J. Single-shot T1 mapping of the corpus callosum: a rapid characterization of fiber bundle anatomy // Front. Neuroanat. 2015. V. 9. P. 57.Hofer S., Wang X., Roeloffs V., Frahm J. Single-shot T1 mapping of the corpus callosum: a rapid characterization of fiber bundle anatomy // Front. Neuroanat. 2015. V. 9. P. 57.House M. J., St Pierre T. G., Foster J. K., Martins R. N., Clarnette R. Quantitative MR imaging R2 relaxometry in elderly participants reporting memory loss // AJNR. Am. J. Neuroradiol. 2006. V. 27. № 2. P. 430-439.House M. J., St Pierre T. G., Foster J. K., Martins R. N., Clarnette R. Quantitative MR imaging R2 relaxometry in elderly participants reporting memory loss // AJNR. Am. J. Neuroradiol. 2006. V. 27. № 2. P. 430-439.Körzdörfer G., Kirsch R., Liu K., Pfeuffer J., Hensel B., Jiang Y., Ma D., Gratz M., Bar P., Bogner W., Springer E., Lima Cardoso P., Umutlu L., Trattnig S., Griswold M., Gulani V., Nittka M. Reproducibility and repeatability of MR fingerprinting relaxometry in the human brain // Radiol. 2019. V. 292. № 2. P. 429-437.Körzdörfer G., Kirsch R., Liu K., Pfeuffer J., Hensel B., Jiang Y., Ma D., Gratz M., Bar P., Bogner W., Springer E., Lima Cardoso P., Umutlu L., Trattnig S., Griswold M., Gulani V., Nittka M. Reproducibility and repeatability of MR fingerprinting relaxometry in the human brain // Radiol. 2019. V. 292. № 2. P. 429-437.Lonnfors-Weitzel T., Weitzel T., Slotboom J., Kiefer C., Pollo C., Schupbach M., Oertel M., Kaelin A., Wiest R. T2 relaxometry predicts outcome of DBS in idiopathic Parkinson's disease // Neuroimage Clin. 2016. V. 12. P. 832-837.Lonnfors-Weitzel T., Weitzel T., Slotboom J., Kiefer C., Pollo C., Schupbach M., Oertel M., Kaelin A., Wiest R. T2 relaxometry predicts outcome of DBS in idiopathic Parkinson's disease // Neuroimage Clin. 2016. V. 12. P. 832-837.Ma D., Gulani V., Seiberlich N., Liu K., Sunshine J. L., Duerk J. L., Griswold M. A. Magnetic resonance fingerprinting // Nature. 2013. V. 495. № 7440. P. 187-192.Ma D., Gulani V., Seiberlich N., Liu K., Sunshine J. L., Duerk J. L., Griswold M. A. Magnetic resonance fingerprinting // Nature. 2013. V. 495. № 7440. P. 187-192.Moon H. J., Chang Yu., Lee Yu. S., Song H. J., Chang H. W., Ku J., Cho Y. W. T2 relaxometry using 3,0 tesla magnetic resonance imaging of the brain in early- and late-onset restless legs syndrome // J. Clin. Neurol. 2014. V. 10. № 3. P. 197-202.Moon H. J., Chang Yu., Lee Yu. S., Song H. J., Chang H. W., Ku J., Cho Y. W. T2 relaxometry using 3,0 tesla magnetic resonance imaging of the brain in early- and late-onset restless legs syndrome // J. Clin. Neurol. 2014. V. 10. № 3. P. 197-202.Moon W. J., Park J. Yu., Yun W. S., Jeon J. Yu., Moon Yu. S., Kim H., Kwak K. C., Lee J. M., Han S. H. A Comparison of substantia nigra T1 hyperintensity in Parkinson's disease dementia, Alzheimer's disease and age-matched controls: volumetric analysis of neuromelanin imaging // Korean J. Radiol. 2016. V. 17. № 5. P. 633-640.Moon W. J., Park J. Yu., Yun W. S., Jeon J. Yu., Moon Yu. S., Kim H., Kwak K. C., Lee J. M., Han S. H. A Comparison of substantia nigra T1 hyperintensity in Parkinson's disease dementia, Alzheimer's disease and age-matched controls: volumetric analysis of neuromelanin imaging // Korean J. Radiol. 2016. V. 17. № 5. P. 633-640.Papadaki E., Kavroulakis E., Kalaitzakis G., Karageorgou D., Makrakis D., Maris T. G., Simos P. G. Age-related deep white matter changes in myelin and water content: A T2 relaxometry study // J. Magn. Reson. Imaging. 2019. V. 50. № 5. P. 1393-1404.Papadaki E., Kavroulakis E., Kalaitzakis G., Karageorgou D., Makrakis D., Maris T. G., Simos P. G. Age-related deep white matter changes in myelin and water content: A T2 relaxometry study // J. Magn. Reson. Imaging. 2019. V. 50. № 5. P. 1393-1404.Sato S., Iwasaki M., Suzuki H., Mugikura S., Jin K., Tominaga T., Takase K., Takahashi S., Nakasato N. T2 relaxometry improves detection of non-sclerotic epileptogenic hippocampus // Epilepsy Res. 2016. V. 126. P. 1-9.Sato S., Iwasaki M., Suzuki H., Mugikura S., Jin K., Tominaga T., Takase K., Takahashi S., Nakasato N. T2 relaxometry improves detection of non-sclerotic epileptogenic hippocampus // Epilepsy Res. 2016. V. 126. P. 1-9.Tanenbaum L. N., Tsiouris A. J., Johnson A. N., Naidich T. P., DeLano M. C., Melhem E. R., Quarterman P., Parameswaran S. X., Shankaranarayanan A., Goyen M., Field A. S. Synthetic MRI for clinical neuroimaging: results of the magnetic resonance image compilation (MAGiC) prospective, multicenter, multireader trial // AJNR/ Am. J. Neuroradiol. 2017. V. 38. № 6. P. 1103-1110.Tanenbaum L. N., Tsiouris A. J., Johnson A. N., Naidich T. P., DeLano M. C., Melhem E. R., Quarterman P., Parameswaran S. X., Shankaranarayanan A., Goyen M., Field A. S. Synthetic MRI for clinical neuroimaging: results of the magnetic resonance image compilation (MAGiC) prospective, multicenter, multireader trial // AJNR/ Am. J. Neuroradiol. 2017. V. 38. № 6. P. 1103-1110.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.