Reliability of in vivo determination of forearm muscle volume using 3.0 T magnetic resonance imaging

Smeulders, M.J.C.; Berg, Susan; Oudeman, Jos; Nederveen, Aart J.; Kreulen, M.; Maas, Mario

doi:10.1002/jmri.22153

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“…While previous studies examining the reproducibility of skeletal muscle MR imaging measures across multiple centers have been limited, reproducibility within centers has been reported. For example, MR imaging measures of the size of forearm muscles were reported to have CVs of 0.8%-5.7% (15). Also, Deoni et al (16) reported a CV of 8% both within and across centers in repeated T2 measures of the brain.…”

Section: Musculoskeletal Imaging: Multicenter Study Of Mr Imaging Andmentioning

confidence: 99%

Skeletal Muscles of Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy: Validation of Multicenter Study of Evaluation with MR Imaging and MR Spectroscopy

Forbes¹,

Walter²,

Rooney³

et al. 2013

Radiology

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Purpose:To validate a multicenter protocol that examines lower extremity skeletal muscles of children with Duchenne muscular dystrophy (DMD) by using magnetic resonance (MR) imaging and MR spectroscopy in terms of reproducibility of these measurements within and across centers. Materials and Methods:This HIPAA-compliant study was approved by the institutional review boards of all participating centers, and informed consent was obtained from each participant or a guardian. Standardized procedures with MR operator training and quality assurance assessments were implemented, and data were acquired at three centers by using different 3-T MR imaging instruments. Measures of maximal cross-sectional area (CSA max ), transverse relaxation time constant (T2), and lipid fraction were compared among centers in two-compartment coaxial phantoms and in two unaffected adult subjects who visited each center. Also, repeat MR measures were acquired twice on separate days in 30 boys with DMD (10 per center) and 10 unaffected boys. Coefficients of variation (CVs) were computed to examine the repeated-measure variabilities within and across centers. Results:CSA max , T2 from MR imaging and MR spectroscopy, and lipid fraction were consistent across centers in the phantom (CV, ,3%) and in the adult subjects who traveled to each site (CV, 2%-7% Conclusion:The MR protocol implemented in this multicenter study achieved highly reproducible measures of lower extremity muscles across centers and from day to day in ambulatory boys with DMD.q RSNA, 2013 Supplemental material: http://radiology.rsna.org/lookup /suppl

show abstract

Section: Musculoskeletal Imaging: Multicenter Study Of Mr Imaging Andmentioning

confidence: 99%

Skeletal Muscles of Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy: Validation of Multicenter Study of Evaluation with MR Imaging and MR Spectroscopy

Forbes¹,

Walter²,

Rooney³

et al. 2013

Radiology

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“…; Smeulders et al. ), but fascicle orientations and pennation angles cannot be inferred from these scans.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…A few studies exploited conventional anatomical magnetic resonance imaging (MRI) to derive muscle architecture (Albracht et al 2008;B€ ol et al 2011). Anatomical T 1 -and T 2 -weighted scans provide sufficient contrast for quantification of muscle volume (Albracht et al 2008;Smeulders et al 2010), but fascicle orientations and pennation angles cannot be inferred from these scans.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A novel diffusion‐tensor MRI approach for skeletal muscle fascicle length measurements

Oudeman

Mazzoli

Marra

et al. 2016

Physiological Reports

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Musculoskeletal (dys‐)function relies for a large part on muscle architecture which can be obtained using Diffusion‐Tensor MRI (DT‐MRI) and fiber tractography. However, reconstructed tracts often continue along the tendon or aponeurosis when using conventional methods, thus overestimating fascicle lengths. In this study, we propose a new method for semiautomatic segmentation of tendinous tissue using tract density (TD). We investigated the feasibility and repeatability of this method to quantify the mean fascicle length per muscle. Additionally, we examined whether the method facilitates measuring changes in fascicle length of lower leg muscles with different foot positions. Five healthy subjects underwent two DT‐MRI scans of the right lower leg, with the foot in 15° dorsiflexion, neutral, and 30° plantarflexion positions. Repeatability of fascicle length measurements was assessed using Bland–Altman analysis. Changes in fascicle lengths between the foot positions were tested using a repeated multivariate analysis of variance (MANOVA). Bland–Altman analysis showed good agreement between repeated measurements. The coefficients of variation in neutral position were 8.3, 16.7, 11.2, and 10.4% for soleus (SOL), fibularis longus (FL), extensor digitorum longus (EDL), and tibialis anterior (TA), respectively. The plantarflexors (SOL and FL) showed significant increase in fascicle length from plantarflexion to dorsiflexion, whereas the dorsiflexors (EDL and TA) exhibited a significant decrease. The use of a tract density for semiautomatic segmentation of tendinous structures provides more accurate estimates of the mean fascicle length than traditional fiber tractography methods. The method shows moderate to good repeatability and allows for quantification of changes in fascicle lengths due to passive stretch.

show abstract

“…Les exemples suivants illustrent la capacité de la RMN à identifier de subtils changements de trophicité du muscle. Suite à une injection de toxine botulique dans le gastrocnémien d'enfants infirmes moteurs cérébraux, une diminution de la masse de ce muscle de 4 % fut mesurée, compensée par une augmentation de 4 % de la masse du soléaire (Williams et al 2013 considéré (Smeulders et al 2010). Les effets d'un « désentraînement » faisant suite à des semaines de protocoles d'exercices concentriques et excentriques combinés à des restrictions de perfusion ont été évalués et ont montré une dépendance de la perte de trophicité au protocole d'entraînement (Yasuda et al 2015).…”

Section: La Trophicité Du Muscle Squelettiqueunclassified

Imagerie et spectroscopie par résonance magnétique nucléaire du muscle strié squelettique

et al. 2016

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Au cours des dernières années, les traitements de nombreuses maladies neuromusculaires, jusqu'ici incurables, ont bénéficié d'importants progrès. Ce bouleversement contextuel a eu pour conséquence de stimuler le développement de nouveaux outils d'évaluation atraumatiques. Ceux-ci peuvent être classés en trois grandes catégories : les explorations fonctionnelles musculaires, les marqueurs des fluides biologiques et l'imagerie musculaire. Au sein de cette dernière, l'imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRMN) offre un très large éventail de possibilités pour caractériser la composition, la fonction et le métabolisme du muscle strié squelettique. Aujourd'hui, trois indicateurs RMN sont couramment intégrés dans les protocoles de recherche clinique : 1) le volume musculaire ou l'aire d'une section musculaire transversale ciblée, 2) le pourcentage de graisse intramusculaire et 3) le T2 de l'eau musculaire. Ils permettent de quantifier respectivement la trophicité du muscle, les dégénérescences graisseuses chroniques et l'oedème tissulaire (ou plus généralement « l'activité de la maladie »). Un quatrième indicateur, le volume de tissu contractile est facilement dérivable des deux premiers. Les cartographies de fraction graisseuse, souvent issues de séquences Dixon, ont fait la preuve de leur utilité pour détecter de subtils changements de composition musculaire et se sont, à plusieurs reprises, révélées plus sensibles que les évaluations fonctionnelles standards. Cet indicateur sera probablement le premier parmi ceux proposés à être validé comme paramètre principal par les organismes de régulation. La diversité des contrastes obtenus par RMN permet d'explorer de nombreuses autres pistes de caractérisation du muscle squelettique et de nouveaux biomarqueurs RMN sont à attendre dans un avenir plus ou moins proche. Des séquences à TE ultra-courts (UTE), le rehaussement tardif post-injection de gadolinium et l'élastographie par RMN sont en cours d'étude pour l'évaluation de la fibrose interstitielle du muscle squelettique. De nombreuses options existent pour mesurer la perfusion et l'oxygénation du muscle par RMN. La RMN de diffusion ainsi que l'utilisation d'algorithmes d'analyse de texture pourraient apporter des informations supplémentaires sur l'organisation musculaire aux échelles respectivement microscopiques et mésoscopiques. La spectroscopie RMN du phosphore 31 P est la technique de référence pour l'évaluation atraumatique de l'énergétique musculaire pendant et après exercice. Le spectre 31 P du muscle dystrophique au repos est notablement altéré, et plusieurs de ses résonances informent sur l'intégrité de la membrane cellulaire. D'importants efforts sont consacrés à l'accélération de l'acquisition des images au travers plusieurs approches, allant de l'extraction du contenu en graisse et des cartographies T2 au départ d'une unique séquence, jusqu'à l'utilisation de scénarios d'acquisition partielle des matrices. Dans un avenir proche, une diminution spectaculaire du temps d'acquisition est attendue. Cela ren...

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Reliability of in vivo determination of forearm muscle volume using 3.0 T magnetic resonance imaging

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Skeletal Muscles of Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy: Validation of Multicenter Study of Evaluation with MR Imaging and MR Spectroscopy

Skeletal Muscles of Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy: Validation of Multicenter Study of Evaluation with MR Imaging and MR Spectroscopy

A novel diffusion‐tensor MRI approach for skeletal muscle fascicle length measurements

Imagerie et spectroscopie par résonance magnétique nucléaire du muscle strié squelettique

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