Atherosclerotic Carotid Plaque Composition: A 3T and 7T MRI‐Histology Correlation Study
M. Roch GonzálezSin Yee FooWilliam M. HolmesWilliam StewartKeith W. MuirBarrie CondonG. P. WelchKirsten Forbes
16
Citation
39
Reference
10
Related Paper
Citation Trend
Abstract:
ABSTRACT BACKGROUND AND PURPOSE Carotid artery atherosclerotic plaque composition may influence plaque stability and risk of thromboembolic events, and noninvasive plaque imaging may therefore permit risk stratification for clinical management. Plaque composition was compared using noninvasive in vivo (3T) and ex vivo (7T) MRI and histopathological examination. METHODS Thirty‐three endarterectomy cross‐sections, from 13 patients, were studied. The data sets consisted of in vivo 3T MRI, ex vivo 7T MRI, and histopathology. Semiautomated segmentation methods were used to measure areas of different plaque components. Bland‐Altman plots and mean difference with 95% confidence interval were carried out. RESULTS There was general quantitative agreement between areas derived from semiautomated segmentation of MRI data and histology measurements. The mean differences and 95% confidence bounds in the relative to total plaque area between 3T versus Histology were: fibrous tissue 4.99%(–4.56 to 14.56), lipid‐rich/necrotic core (LR/NC) with hemorrhage –1.81%(–14.11 to 10.48), LR/NC without hemorrhage –2.43%(–13.04 to 8.17), and calcification –3.18%(–11.55 to 5.18). The mean differences and 95% confidence bounds in the relative to total plaque area between 7T and histology were: fibrous tissue 3.17%(–3.17 to 9.52), LR/NC with hemorrhage –0.55%(–9.06 to 7.95), LR/NC without hemorrhage –12.62%(–19.8 to –5.45), and calcification –2.43%(–9.97 to 4.73). CONCLUSIONS This study provides evidence that semiautomated segmentation of 3T/7T MRI techniques can help to determine atherosclerotic plaque composition. In particular, the high resolution of ex vivo 7T data was able to highlight greater detail in the atherosclerotic plaque composition. High‐field MRI may therefore have advantages for in vivo carotid plaque MRI.Keywords:
Histology
Histopathology
Fibrous cap
Ex vivo
Мета. Покращення результатів лікування хворих з місцево-розповсюдженими та рецидивними солідними пухлинами черевної порожнини та заочеревинного простору.
Матеріали і методи. За період з червня 2015 по січень 2018 р. в Національному інституті раку виконали комбіновані оперативні втручання з нефректомією 28 хворим з приводу первинних місцево-розповсюджених та рецидивних солідних пухлин черевної порожнини та заочеревинного простору.
Результати. У 5 із 28 пацієнтів виконали нефректомію ex vivo ex situ з аутотрансплантацією нирки, у 4 - успішно. Гостре ушкодження нирок спостерігали у 6 (26%) хворих, яким аутотрансплантації нирки не виконували. Після операції померли 2 (8,7%) хворих. У пацієнтів, яким нирка була збережена, не спостерігали гострого ушкодження нирок, ніхто з цих пацієнтів не помер.
Висновки. З метою профілактики розвитку гострого ушкодження та хронічної хвороби нирок у майбутньому можливість виконання аутотрансплантації нирки у разі хірургічного лікування солідних пухлин черевної порожнини та заочеревинного простору, окрім первинного раку нирки, повинна бути розглянута щодо кожного хворого. Дану процедуру доцільно виконувати в спеціалізованих лікувальних закладах, де накопичено досвід в онковаскулярній хірургії.
Ex vivo
Ex situ conservation
Cite
Citations (0)
本研究は, 味噌の摂取により健康を維持増進する研究の一環として, ニンニク, ダイコン, ゴボウ, タマネギ, 白ネギ, 葉ネギ, チンゲンサイ, ブロッコリー, ナスとピーマンを用い, 野菜が味噌の抗酸化力に及ぼす影響をin vitro系とex vivo系で調べた。in vitro系では, 野菜の味噌煮液がSOSAに及ぼす影響を調べた。ex vivo系では, ラットの摘出肺のホモジネート抽出液に野菜の味噌煮液を加え, SOD様活性, GSH-Px様活性への影響を調べた。また, 還元力を確認する他の方法として肺ホモジネートに野菜の味噌煮液を添加し, 12-HETEの生成量への影響を調べた。 ニンニク, 葉ネギ, チンゲンサイとブロッコリーの味噌煮液は味噌のSOSAを増大した。しかし, このin vitro系におけるSOSAへの影響は必ずしもex vivo系におけるSOD様活性への影響と一致しなかった。ex vivo系のデータを重視すると,実験結果から次のことが示唆された。ニンニク, 白ネギ, 葉ネギ, チンゲンサイやピーマンの味噌煮液は活性酸素消去力と過酸化物還元力の両方を増強し, タマネギの味噌煮液は活性酸素消去力を増強し, ダイコン, ゴボウやナスの味噌煮液は過酸化物還元力を増強することによって味噌の生体内抗酸化作用を増強するであろう。したがって, 上記野菜類を味噌汁の具に活用すると, 味噌の生体内抗酸化力は増強される可能性があると推測される。
Ex vivo
Ingredient
Cite
Citations (0)
This chapter contains section titled: Hematopoiesis, Hematology, and Hemostasis Immune System Inflammation Ex Vivo Living Systems Cardiovascular: Ex Vivo Hepatic: Ex Vivo Hematopoietic: Lymphocytes (EX VIVO) Hematopoietic: Macrophages and Monocytes (EX VIVO) Hematopoietic: Neutrophils (EX VIVO) Hematopoietic: Platelets (EX VIVO) Hematopoietic: Red Blood Cells (EX VIVO) Musculoskeletal: Ex Vivo Neoplastic Disease: Ex Vivo Respiratory: Ex Vivo
Ex vivo
Cite
Citations (0)
A few years ago, a promising optical device was created that could aid in the intraoperative localization of tumor tissue. Its discriminatory capacity for colorectal cancer tissue was investigated at the NKI-AVL. Measurements on healthy and malignant tissue were performed in and ex vivo. It was proposed to continue with only ex vivo measurements. Advantages of this approach were an increased reproducibility between measurements, easier inclusion and planning, and no need to interfere with the surgical procedure. The aim of this investigation was to validate whether the ex vivo measurements are comparable to in vivo measurements. A literature study showed that there is no clear consensus on the exact differences between in and ex vivo optical measurements (of colorectal tissues). From our statistical analysis and comparison of spectra, significant differences were found in the ex vivo measurements compared to in vivo measurements. These were mainly attributed to the loss of blood and water. The effects of these changes could be minimized if only the near-infrared (NIR) part of the spectrum is used. The fat parameters were uninfluenced in ex vivo measurements. It is therefore recommended to focus on fat and water dependent parameters obtained from NIR spectra.
Ex vivo
Cite
Citations (0)
Background —Increased biomechanical stresses in the fibrous cap of atherosclerotic plaques contribute to plaque rupture and, consequently, to thrombosis and myocardial infarction. Thin fibrous caps and large lipid pools are important determinants of increased plaque stresses. Although coronary calcification is associated with worse cardiovascular prognosis, the relationship between atheroma calcification and stresses is incompletely described. Methods and Results —To test the hypothesis that calcification impacts biomechanical stresses in human atherosclerotic lesions, we studied 20 human coronary lesions with techniques that have previously been shown to predict plaque rupture locations accurately. Ten ruptured and 10 stable lesions derived from post mortem coronary arteries were studied using large-strain finite element analysis. Maximum stress was not correlated with percentage of calcification, but it was positively correlated with the percentage of lipid ( P =0.024). When calcification was eliminated and replaced with fibrous plaque, stress changed insignificantly; the median increase in stress for all specimens was 0.1% (range, 0% to 8%; P =0.85). In contrast, stress decreased by a median of 26% (range, 1% to 78%; P =0.02) when lipid was replaced with fibrous plaque. Conclusions —Calcification does not increase fibrous cap stress in typical ruptured or stable human coronary atherosclerotic lesions. In contrast to lipid pools, which dramatically increase stresses, calcification does not seem to decrease the mechanical stability of the coronary atheroma.
Fibrous cap
Atheroma
Coronary arteries
Arteriosclerosis
Cite
Citations (586)
Το πολλαπλούν μυέλωμα (ΠΜ) είναι μια αιματολογική κακοήθεια, η οποία χαρακτηρίζεται από συσσώρευση κακοήθων πλασματοκυττάρων στο μυελό των οστών (ΜΟ). Επιπρόσθετα με τις γενετικές ανωμαλίες οι οποίες εμφανίζονται στους κλώνους ΠΜ, τα πλασματοκύτταρα επηρεάζονται και από το μικροπεριβάλλον του καρκίνου. Αρκετές εργαστηριακές μελέτες έχουν καταδείξει υποσχόμενους παράγοντες, που όμως δεν έχουν οδηγήσει σε κλινικό όφελος. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε περιορισμούς κατά την ex vivo δοκιμή του φαρμάκου, η οποία πιθανώς να έχει γίνει χωρίς το μικροπεριβάλλον της νόσου, αλλά και την έλλειψη της προσομοίωσης της τρισδιάστατης αρχιτεκτονικής του περιβάλλοντος του ΜΟ. Συνεπώς, ο χαρακτηρισμός της αποτελεσματικότητας των νέων παραγόντων θεραπείας δεν θα πρέπει μόνο να εκτιμά την άμεση επίδρασή τους στα μυελωματικά κύτταρα, αλλά να λαμβάνει υπόψιν και το συνολικό μικροπεριβάλλον της νόσου. Βασικός σκοπός της διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη του μικροπεριβάλλοντος στο ΠΜ και η διερεύνηση των υποπληθυσμών που διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτό. Στο πλαίσιο αυτό, αρχικά διερευνήθηκαν τα υπάρχοντα μοντέλα μελέτης στο ΠΜ υπό το πρίσμα της κλινικής αξιοποίησης. Στη συνέχεια, έγινε de novo κατασκευή τρισδιάστατου ex vivo μοντέλου μελέτης με σκοπό τη διερεύνηση της προστατευτικής δράσης του μικροπεριβάλλοντος στα μυελωματικά κύτταρα υπό την επίδραση θεραπευτικών παραγόντων. Τέλος, με ευρεία ανοσοφαινοτύπηση σε δείγματα ΜΟ και περιφερικού αίματος (ΠΑ) ασθενών με ΠΜ, διευρύναμε την αναζήτηση υποπληθυσμών και αναζητήθηκαν συσχετίσεις με τις διαγνωστικές και θεραπευτικές πληροφορίες των ασθενών. Κατά τη διερεύνηση των δημοσιευμένων ex vivo μοντέλων μελέτης τέθηκαν κριτήρια τα οποία πληρούνταν στο σύνολό τους, ώστε το προτεινόμενο μοντέλο να θεωρείται ότι προσομοιάζει το μικροπεριβάλλον της νόσου, αλλά και να δύναται να αξιοποιηθεί κλινικά. Τελικώς επιλέχθηκαν 15 δημοσιεύσεις οι οποίες πληρούσαν όλα τα κριτήρια και περιλάμβαναν μοντέλα με ικριώματα γέλης, μοντέλα στερεών ικριωμάτων, μοντέλα βιοαντιδραστήρα, μοντέλα μικρορευστότητας (microfluidics) και μοντέλα με χρήση πειραματόζωων. Υπό αυτά τα δεδομένα αποφασίσθηκε η δοκιμή ικριωμάτων γέλης και στερεών ικριωμάτων. Για την πειραματική κατασκευή του ex vivo μοντέλου αξιοποιήθηκαν οι μυελωματικές κυτταρικές σειρές U266 και H929, ενώ με χρήση μεσεγχυματικών στρωματικών κυττάρων μυελικής προέλευσης (ΒΜ-MSCs) από ασθενείς με ΠΜ μοντελοποιήθηκε το μικροπεριβάλλον της νόσου. Οι θεραπευτικοί παράγοντες που επιλέχθηκαν ήταν η δοξορουβικίνη (ανθρακυκλίνη) και η βορτεζομίμπη (αναστολέας πρωτεασώματος). Αρχικά μελετήθηκε η ανάπτυξη των μυελωματικών κυτταρικών, η συγκέντρωση ημίσειας αναστολής του κυτταρικού πολλαπλασιασμού (IC50) από τους παράγοντες και έγινε απομόνωση και καλλιέργεια πρωτογενών ΒΜ-MSCs. Στη συνέχεια αξιολογήθηκαν μέθοδοι μέτρησης βιωσιμότητας των μυελωματικών κυττάρων, δηλαδή η μέθοδος ΜΤΤ, η κυτταρομετρία ροής, η οπτική μέτρηση και ο αλγόριθμος αναγνώρισης εικόνας. Ο αλγόριθμος αναγνώρισης εικόνας αναπτύχθηκε ειδικά για αυτή την εφαρμογή και με τη χρήση του καταμετρώνται τα κύτταρα που έχουν χρωσθεί με κυανούν του τρυπανίου. Συμπερασματικά, διαπιστώθηκε ότι ανάλογα με τις πειραματικές συνθήκες όλες οι μέθοδοι εκτίμησης της βιωσιμότητας των μυελωματικών κυττάρων μπορούν να αξιοποιηθούν κατά περίπτωση. Στη συνέχεια, επιχειρήθηκε η κατασκευή καλλιεργειών με χρήση υδρογέλης, αλλά λόγω δυσκολίας στη μέτρηση της βιωσιμότητας των συγκαλλιεργειών στα ικριώματα υδρογέλης, συνεχίσαμε την ανάπτυξη του μοντέλου με στερεά ικριώματα γαλακτικού οξέως (PLA). Τα ικριώματα PLA που χρησιμοποιήθηκαν είχαν δομή πλέγματος με μέγεθος πόρου από 60 έως 120 μΜ και τοποθετήθηκαν σε μικροπλάκες 96 φρεατίων. Mε χρήση συνεστιακής μικροσκοπίας και ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης διαπιστώθηκε ότι τα BM-MSCs αναπτύσσονται στα ικριώματα, εκτεινόμενα ανάμεσα στις ίνες του πλέγματος, επομένως μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στο ex vivo μοντέλο. Έχοντας μελετήσει τα επιμέρους στοιχεία, το συνολικό ex vivo μοντέλο που περιλαμβάνει ικριώματα PLA, δοκιμάσθηκε με την κυτταρική σειρά H929 σε συγκαλλιέργεια με BM-MSCs και υπό την επίδραση βορτεζομίμπης, και σε όλους τους τύπους ικριωμάτων διαπιστώθηκε μεγαλύτερη βιωσιμότητα των μυελωματικών κυττάρων συγκριτικά με τη δισδιάστατη μονοκαλλιέργεια. Επεκτείνοντας τη μελέτη μας πέραν των μεσεγχυματικών κυττάρων, προχωρήσαμε σε ευρεία ανοσοφαινοτύπηση του μικροπεριβάλλοντος χρησιμοποιώντας κυτταρομετρία ροής. Εξετάσθηκε διεξοδικά το ανοσολογικό προφίλ 94 ασθενών με ΠΜ, διερευνώντας κυτταρικούς υποπληθυσμούς μεταξύ των οποίων τα Β και Τ λεμφοκύτταρα και τους υποπληθυσμούς τους, τα Tregs, τα ΝΚ κύτταρα, και τα κατασταλτικά κύτταρα μυελικής προέλευσης (MDSCs). Ταυτόχρονα, αξιοποιήθηκε η πληροφορία για την ύπαρξη ελάχιστης υπολειμματικής νόσου (ΕΥΝ), καθότι οι ασθενείς που συμπεριελήφθησαν στη μελέτη είχαν ελεγχθεί με κυτταρομετρία ροής επόμενης γενιάς για την παρουσία ΕΥΝ σύμφωνα με το πρωτόκολλο του EuroFlow. Επίσης, ελέγχθηκαν πιθανοί συσχετισμοί των υποπληθυσμών με τα διάφορα στάδια της νόσου, το κυτταρογενετικό προφίλ και την ανταπόκριση των ασθενών στην εισαγωγική θεραπεία. Από την αρχική ανάλυση σε δείγματα ΜΟ διαπιστώθηκε ότι η σύσταση του μικροπεριβάλλοντος του ΜΟ δεν εμφανίζει σημαντικές διαφορές στα διάφορα στάδια εξέλιξης του ΠΜ (MGUS, υφέρπον μυέλωμα, ΠΜ, πλασματοκυτταρική λευχαιμία και ΠΜ σε πλήρη ύφεση), ενώ το περιβάλλον του ΜΟ δεν αντικατοπτρίζει το περιβάλλον του ΠΑ σε ζεύγη δειγμάτων ΜΟ-ΠΑ των ίδιων ασθενών. Εξετάζοντας τις προγνωστικές πληροφορίες, βρέθηκε ότι το ανοσολογικό προφίλ διαφέρει στις διάφορες προγνωστικές ομάδες σύμφωνα με το διεθνές σύστημα σταδιοποίησης στο ΠΜ (ISS), αλλά και με το κυτταρογενετικό προφίλ. Στη συνέχεια, διερευνήθηκε η απάντηση στη θεραπευτική αντιμετώπιση και βρέθηκε ότι σχετίζεται με συγκεκριμένη ανοσολογική υπογραφή κατά τη διάγνωση, ενώ αναλύοντας το ανοσολογικό προφίλ του ΜΟ μετά τη θεραπεία, διαπιστώθηκε ότι οι ασθενείς αρνητικοί για την παρουσία ΕΥΝ, έχουν ξεχωριστή ανοσολογική υπογραφή. Τέλος, αναλύοντας το ΠΑ ασθενών κατά την πλήρη ύφεση, βρέθηκε ότι το ποσοστό των παρθένων και των δραστικών/δραστικών-μνήμης CD4+ T λεμφοκυττάρων σχετίζονται με αρνητική ΕΥΝ και επιπλέον, κατασκευάσαμε έναν υπολογιστικό αλγόριθμο, όπου με βάση την έκφραση αυτών των υποπληθυσμών σε ανεξάρτητη ομάδα 20 ασθενών, επιτεύχθηκε η πρόβλεψη της ΕΥΝ με ευαισθησία 86% και ειδικότητα 85%. Συνολικά, στο πλαίσιο αυτής της διατριβής κατασκευάστηκε ex vivo πλατφόρμα εξατομικευμένης εκτίμησης της ανταπόκρισης στη θεραπεία ασθενών με ΠΜ, η οποία δύναται να χρησιμοποιηθεί για περαιτέρω μελέτες και διερευνήθηκαν οι κυτταρικοί υποπληθυσμοί στο περιβάλλον της νόσου. Δείχθηκε ότι το ανοσολογικό μικροπεριβάλλον στο ΠΜ είναι δυναμικό και αποκτά διακριτά ανοσολογικά προφίλ στα διάφορα στάδια της νόσου όπως και στις διάφορες προγνωστικές ομαδοποιήσεις των ασθενών. Επιπλέον, αναδείχθηκε η ύπαρξη ανοσολογικής υπογραφής προγνωστικής αξίας, σχετιζόμενης με τη θεραπευτική ανταπόκριση και την παρουσία ΕΥΝ. Φαίνεται ότι η εξατομικευμένη ανάλυση του ανοσολογικού προφίλ στο ΠΜ μπορεί να συμβάλλει θετικά στη βελτιστοποίηση της θεραπευτικής διαδρομής των ασθενών.
Ex vivo
Cite
Citations (0)
Stroke
Endarterectomy
Vascular surgery
Cite
Citations (17)
Objectives:Ex vivo lung evaluation (ex vivo) has been developed as a useful method by which to assess lungs from donation-after-cardiac death (DCD) donors prior to transplant. However, the safety of the ex vivo circulation itself with respect to grafts has not been fully investigated. The aim of this study is to evaluate the effects of the ex vivo circuit using a swine lung transplant model. Methods: Lungs with or without 2-h warm ischemia were used. To assess post-transplant graft function, the left lung was transplanted after 2-h ex vivo or cold preservation; blood gas analysis of the left pulmonary vein (partial pressure of oxygen, PO2) was performed during the 6-h post-transplant follow-up period. Data were compared between the ex vivo (+) and ex vivo (−) groups. Results: Partial pressure of oxygen/ inspired oxygen fraction (PO2/FiO2) in the ex vivo (−) group was significantly greater than that in the ex vivo (+) group until 3 h after transplant. The PO2/FiO2 levels in both groups then increased and became similar at 6 h after transplant, regardless of whether ischemic or non-ischemic lungs (p ≪ 0.001 and p = 0.004, respectively) were used. Conclusions: Negative effects of the ex vivo system were limited and seen only in the immediate post-transplant period. Therefore, in DCD swine lung transplantation, the ex vivo system appears to be safe.
Ex vivo
Cite
Citations (7)
Although the clinical and biological importance of calcification is well recognized for the extracerebral vasculature, its role in cerebral vascular disease, particularly, intracranial aneurysms (IAs), remains poorly understood. Extracerebrally, 2 distinct mechanisms drive calcification, a nonatherosclerotic, rapid mineralization in the media and a slower, inflammation driven, atherosclerotic mechanism in the intima. This study aims to determine the prevalence, distribution, and type (atherosclerotic, nonatherosclerotic) of calcification in IAs and assess differences in occurrence between ruptured and unruptured IAs. Approach and Results: Sixty-five 65 IA specimens (48 unruptured, 17 ruptured) were resected perioperatively. Calcification and lipid pools were analyzed nondestructively in intact samples using high resolution (0.35 μm) microcomputed tomography. Calcification is highly prevalent (78%) appearing as micro (<500 µm), meso (500 µm-1 mm), and macro (>1 mm) calcifications. Calcification manifests in IAs as both nonatherosclerotic (calcification distinct from lipid pools) and atherosclerotic (calcification in the presence of lipid pools) with 3 wall types: Type I-only calcification, no lipid pools (20/51, 39%), Type II-calcification and lipid pools, not colocalized (19/51, 37%), Type III-calcification colocalized with lipid pools (12/51, 24%). Ruptured IAs either had no calcifications or had nonatherosclerotic micro- or meso-calcifications (Type I or II), without macro-calcifications.
Cite
Citations (29)
Magnetic resonance imaging (MRI) is a non-destructive technique that is capable of localizing pathologies and assessing other anatomical features (e.g., tissue volume, microstructure, white matter connectivity) in postmortem, ex vivo human brains. However, when brains are removed from the skull and cerebrospinal fluid (i.e., their normal in vivo magnetic environment), air bubbles and air-tissue interfaces typically cause magnetic susceptibility artifacts that severely degrade the quality of ex vivo MRI data. In this report, we describe a relatively simple and cost-effective experimental set-up for acquiring artifact-free ex vivo brain images using a clinical MRI system with standard hardware. In particular, we outline the necessary steps, from collecting an ex vivo human brain to the MRI scanner setup, and have also described changing the formalin (as might be necessary in longitudinal postmortem studies). Finally, we share some representative ex vivo MRI images that have been acquired using the proposed setup in order to demonstrate the efficacy of this approach. We hope that this protocol will provide both clinicians and researchers with a straight-forward and cost-effective solution for acquiring ex vivo MRI data from whole postmortem human brains.
Ex vivo
Artifact (error)
Human brain
Cite
Citations (43)