Abstract The purpose of the present study was to implement a unique low-field open magnetic resonance scanner for perioperative imaging in neurosurgery. A paradigm was created for joint intraoperative/interventional MRI, including premises, surgical practice and an operational model. The feasibility of the paradigm was tested in clinical work. The joint use of the facilities between the Departments of Neurosurgery and Diagnostic Radiology was found to enhance the economic rationale and provide for perioperative imaging. It was also found to be organizationally viable in the long run. Intraoperative MRI was implemented and studied in connection with neuronavigation and other intraoperative instruments, tools and imaging modalities. The unique shut down possibility of the magnet enabled staged operating-imaging practice, use of non-MRI-compatible instruments and devices, multimodal imaging with navigation, and avoidance of safety risks associated with operating in magnetic fringe fields. Two dynamic contrast enhanced MR imaging sequences, which used undersampled projection reconstruction, were implemented in the low-field scanner. The applicability of these imaging sequences to follow contrast enhancement of meningiomas was studied in laboratory experiments and in two patient cases. The laboratory experiments showed a nearly linear response in signal intensity to the concentration of gadopentetate dimeglumine in purified water up to 1.25 mM. The patient cases showed results consistent with an earlier study performed at high-field strength. The potential of low-field MRI study including dynamic contrast enhanced imaging to predict surgical and histopathologic characteristics of meningiomas was studied in a series of 21 patients. Dynamic contrast enhanced imaging could be used to evaluate microvessel densities of meningiomas. Surgical bleeding, blood loss during operation, progesterone receptor expression and collagen content were statistically best correlated to the relative intensity of meningioma on FLAIR images. Tissue hardness correlated best with relative intensity on T2-weighted images.

INTRODUÇÃO: A endomiocardiofibrose (EMF) é uma miocardiopatia de padrão restritivo de etiologia desconhecida, prevalente em regiões tropicais. Caracteriza-se por espessamento fibroso do endocárdio e miocárdio subjacente, comprometendo ponta e via de entrada de um ou de ambos os ventrículos. Sua etiopatogenia é pouco conhecida e muitos autores a associam à doença infecciosa cardíaca ou sistêmica, à eosinofilia prévia e/ou à carência nutricional. O prognóstico em geral é grave e a ressecção cirúrgica da lesão é indicada aos pacientes com insuficiência cardíaca refratária a tratamento clínico, em classe funcional III ou IV (NYHA). Os estudos anatomopatológicos até o momento foram realizados em material de autópsia ou de biópsia endomiocárdica. OBJETIVOS: Este estudo retrospectivo se propõe a (1) descrever os três aspectos morfológicos da lesão endocárdica (fibrose, infiltrado inflamatório e vasos) utilizando microscopia óptica comum e técnicas imunoistoquímicas, assim como correlacioná-los aos dados clínicos, laboratoriais e de imagem dos pacientes (2) comparar os aspectos morfológicos de espécimes de ressecção cirúrgica com os de autópsia a fim de verificar se os primeiros podem ser empregados para diagnóstico histológico da doença; e (3) discutir a patogenia da EMF e realizar pesquisa de agentes infecciosos cardiotrópicos em amostra endomiocárdica incluída em parafina por técnica de biologia molecular. MÉTODOS: Foram utilizadas amostras de ressecção cirúrgica endocárdica incluídas em parafina provenientes de 31 pacientes com diagnóstico clínico e cineangiocardiográfico de EMF, operados no InCor entre 1991 e 2005. As amostras foram coradas por técnicas convencionais (HE, tricômico de Masson, Verhoeff e reticulina) e submetidas a reações imunoistoquímicas para fibras colágenas tipo I, III e IV, para células inflamatórias (CD3, CD20, CD68) e para endotélio de linfáticos (D2-40). Amostras de nove corações de autópsia de pacientes com o mesmo diagnóstico serviram de controle positivo da doença. A pesquisa de agentes infecciosos foi feita por reação de cadeia de polimerase e reação de transcrição reversa de cadeia de polimerase (PCR e RT-PCR) em amostras endomiocárdicas incluídas em parafina, para T. gondii e para vírus cardiotrópicos (enterovirus, adenovirus, influenza A e B, citomegalovirus, parvovirus B19 e herpes simples). Para identificar alterações vasculares intramiocárdicas, procedeu-se à revisão de prontuários clínicos dos pacientes e de 16 cineangiocoronariografias. RESULTADOS: Foi observado intenso espessamento endocárdico ventricular à custa de fibrose hialina superficial escassamente celular, com fibras colágenas tipos I e III, predominando o tipo I sobre o III. O colágeno tipo IV foi identificado na membrana basal de vasos. Na porção profunda da lesão endocárdica observou-se escasso infiltrado inflamatório crônico com macrófagos, linfócitos T e B em menor número. O infiltrado estava distribuído ao redor de vasos proliferados com intensas alterações estruturais na parede e com participação de linfáticos. No miocárdio superficial identificou-se miocardite \"borderline\" (critério de \"Dallas\"). Foram obtidos ácidos nucléicos em quantidade suficiente para a reação de PCR/RT-PCR em 12/36 (33%) amostras. Genomas de agentes infecciosos foram identificados em 6/12 (50%) pacientes. Dois casos foram positivos para enterovirus (EV), dois para citomegalovirus (CMV), um para ambos (CMV e EV) e um para T. gondii. Não foram observadas diferenças histopatológicas entre as amostras cirúrgicas e as de autópsia. Foram detectadas alterações vasculares à cineangiocoronariografia em 9/16 (56%) pacientes. Não houve correlação anatomoclínica definida entre os múltiplos dados comparados. CONCLUSÕES: Os resultados indicam que na EMF ocorre processo inflamatório crônico mantido por rede vascular anômala rica em linfáticos localizada na profundidade da lesão endocárdica. A rede vascular provavelmente contribui para a manutenção da placa fibrótica e deve ser considerada como fator importante na patogenia da doença. O diagnóstico anatomopatológico pode ser feito com segurança em material de ressecção cirúrgica. A análise molecular do endomiocárdio possibilitou a detecção de alta incidência de genomas de agentes infecciosos cardiotrópicos. Seu significado, contudo, permanece controverso. / BACKGROUND: Endomyocardial fibrosis (EMF) is a restrictive cardiomyopathy of unknown etiology prevalent in tropical regions. The disease involves the inflow tract and apex of either one or both ventricles and is characterized by a fibrous thickening of the endocardium and the underlying myocardium. Although its etiology remains unknown, most authors believe it could be related to systemic or heart infection/parasitism, previous blood eosinophilia or malnutrition. Surgical resection of the thickened endocardium is recommended to patients with advanced heart failure of functional class III or IV, New York Heart Association (NYHA). The gross and histological features of the heart have been comprehensively studied in autopsies and endomyocardial biopsies. Studies in surgical samples, however, are still lacking. AIMS: This study was conducted to evaluated: (1) the histomorphological changes of EMF as seen in surgical specimens by means of routine histological and immunohistochemical methods in an attempt to correlate them with clinical symptoms and coronary angiographic features; (2) to compare histological data between surgical and autopsy samples, and (3) to discuss probable pathogenetic mechanisms of the disease, as well as to investigate cardiotropic infective agents by means of molecular analysis of endomyocardial surgical samples. METHODS: We collected all available clinical records and endomyocardial surgical samples from 31 patients with EMF who had been submitted to surgery between 1991 and 2005 at InCor. The diagnosis was based on clinical, hemodynamic and angiocardiographic findings. The surgical samples were fixed in 10% formalin, submitted to standard processing, and stained with H&E, Masson\'s trichrome, reticulin and elastic stains. Immunohistochemical methods were employed to detect collagen fibers type I, III, and IV, inflammatory cells (CD3, CD20, CD68) and lymphatic vessels\' endothelium (D2-40). Nine samples from autopsied hearts of EMF patients were used as a positive control group. Polymerase chain reaction (PCR) and reverse transcription-PCR were used retrospectively to search for genomes of T. gondii and cardiotropic viruses (enterovirus, adenovirus, influenza A e B, cytomegalovirus, parvovirus B19 and herpes simplex) in the surgical material. All clinical and surgical reports were reviewed, including follow-ups and 16 coronary cineangiocardiographies. RESULTS: Ventricular endocardium was thickened by superficial acellular hyaline collagen fibers type I and III. Type-IV collagen fibers were seen only around vessels. Focal chronic inflammatory infiltrate with T-lymphocytes, macrophages and a few B-lymphocytes was seen around blood vessels with a peculiar pattern of vascular changes and numerous lymphatics within the endocardium. The superficial myocardium showed borderline myocarditis (Dallas criteria). RNA and DNA were successfully extracted from 12/36 samples. Infective agents were detected in 6/12 (50%) patients; two of them were positive for cytomegalovirus (CMV), two for enterovirus (EV), one for both (CMV and EV) and one for T. gondii. No histopathological differences between surgical samples and autopsy fragments were observed. Vascular blush or neovascularity was detected in 9 of the 16 coronary cineangiocardiographies reviewed. Clinicopathologic characteristics are associated neither with infective genomes in the endocardium nor with vascular blush. CONCLUSIONS: Results indicate that there is an non especific chronic inflammatory process maintained by an anomalous vascular net rich in lymphatics situated deep within the endocardium. This angiolymphatic web probably contributes to the maintenance of the fibrotic plaque and might be considered an important pathological finding concerning in the pathogenesis of EMF. Histopathological changes as seen in surgical material are diagnostic of EMF. Molecular analysis of the endomyocardium revealed high incidence of cardiotropic infective agents, but their role in the pathogenesis of the disease is still controversial.

INTRODUÇÃO: A endomiocardiofibrose (EMF) é uma miocardiopatia de padrão restritivo de etiologia desconhecida, prevalente em regiões tropicais. Caracteriza-se por espessamento fibroso do endocárdio e miocárdio subjacente, comprometendo ponta e via de entrada de um ou de ambos os ventrículos. Sua etiopatogenia é pouco conhecida e muitos autores a associam à doença infecciosa cardíaca ou sistêmica, à eosinofilia prévia e/ou à carência nutricional. O prognóstico em geral é grave e a ressecção cirúrgica da lesão é indicada aos pacientes com insuficiência cardíaca refratária a tratamento clínico, em classe funcional III ou IV (NYHA). Os estudos anatomopatológicos até o momento foram realizados em material de autópsia ou de biópsia endomiocárdica. OBJETIVOS: Este estudo retrospectivo se propõe a (1) descrever os três aspectos morfológicos da lesão endocárdica (fibrose, infiltrado inflamatório e vasos) utilizando microscopia óptica comum e técnicas imunoistoquímicas, assim como correlacioná-los aos dados clínicos, laboratoriais e de imagem dos pacientes (2) comparar os aspectos morfológicos de espécimes de ressecção cirúrgica com os de autópsia a fim de verificar se os primeiros podem ser empregados para diagnóstico histológico da doença; e (3) discutir a patogenia da EMF e realizar pesquisa de agentes infecciosos cardiotrópicos em amostra endomiocárdica incluída em parafina por técnica de biologia molecular. MÉTODOS: Foram utilizadas amostras de ressecção cirúrgica endocárdica incluídas em parafina provenientes de 31 pacientes com diagnóstico clínico e cineangiocardiográfico de EMF, operados no InCor entre 1991 e 2005. As amostras foram coradas por técnicas convencionais (HE, tricômico de Masson, Verhoeff e reticulina) e submetidas a reações imunoistoquímicas para fibras colágenas tipo I, III e IV, para células inflamatórias (CD3, CD20, CD68) e para endotélio de linfáticos (D2-40). Amostras de nove corações de autópsia de pacientes com o mesmo diagnóstico serviram de controle positivo da doença. A pesquisa de agentes infecciosos foi feita por reação de cadeia de polimerase e reação de transcrição reversa de cadeia de polimerase (PCR e RT-PCR) em amostras endomiocárdicas incluídas em parafina, para T. gondii e para vírus cardiotrópicos (enterovirus, adenovirus, influenza A e B, citomegalovirus, parvovirus B19 e herpes simples). Para identificar alterações vasculares intramiocárdicas, procedeu-se à revisão de prontuários clínicos dos pacientes e de 16 cineangiocoronariografias. RESULTADOS: Foi observado intenso espessamento endocárdico ventricular à custa de fibrose hialina superficial escassamente celular, com fibras colágenas tipos I e III, predominando o tipo I sobre o III. O colágeno tipo IV foi identificado na membrana basal de vasos. Na porção profunda da lesão endocárdica observou-se escasso infiltrado inflamatório crônico com macrófagos, linfócitos T e B em menor número. O infiltrado estava distribuído ao redor de vasos proliferados com intensas alterações estruturais na parede e com participação de linfáticos. No miocárdio superficial identificou-se miocardite \"borderline\" (critério de \"Dallas\"). Foram obtidos ácidos nucléicos em quantidade suficiente para a reação de PCR/RT-PCR em 12/36 (33%) amostras. Genomas de agentes infecciosos foram identificados em 6/12 (50%) pacientes. Dois casos foram positivos para enterovirus (EV), dois para citomegalovirus (CMV), um para ambos (CMV e EV) e um para T. gondii. Não foram observadas diferenças histopatológicas entre as amostras cirúrgicas e as de autópsia. Foram detectadas alterações vasculares à cineangiocoronariografia em 9/16 (56%) pacientes. Não houve correlação anatomoclínica definida entre os múltiplos dados comparados. CONCLUSÕES: Os resultados indicam que na EMF ocorre processo inflamatório crônico mantido por rede vascular anômala rica em linfáticos localizada na profundidade da lesão endocárdica. A rede vascular provavelmente contribui para a manutenção da placa fibrótica e deve ser considerada como fator importante na patogenia da doença. O diagnóstico anatomopatológico pode ser feito com segurança em material de ressecção cirúrgica. A análise molecular do endomiocárdio possibilitou a detecção de alta incidência de genomas de agentes infecciosos cardiotrópicos. Seu significado, contudo, permanece controverso. / BACKGROUND: Endomyocardial fibrosis (EMF) is a restrictive cardiomyopathy of unknown etiology prevalent in tropical regions. The disease involves the inflow tract and apex of either one or both ventricles and is characterized by a fibrous thickening of the endocardium and the underlying myocardium. Although its etiology remains unknown, most authors believe it could be related to systemic or heart infection/parasitism, previous blood eosinophilia or malnutrition. Surgical resection of the thickened endocardium is recommended to patients with advanced heart failure of functional class III or IV, New York Heart Association (NYHA). The gross and histological features of the heart have been comprehensively studied in autopsies and endomyocardial biopsies. Studies in surgical samples, however, are still lacking. AIMS: This study was conducted to evaluated: (1) the histomorphological changes of EMF as seen in surgical specimens by means of routine histological and immunohistochemical methods in an attempt to correlate them with clinical symptoms and coronary angiographic features; (2) to compare histological data between surgical and autopsy samples, and (3) to discuss probable pathogenetic mechanisms of the disease, as well as to investigate cardiotropic infective agents by means of molecular analysis of endomyocardial surgical samples. METHODS: We collected all available clinical records and endomyocardial surgical samples from 31 patients with EMF who had been submitted to surgery between 1991 and 2005 at InCor. The diagnosis was based on clinical, hemodynamic and angiocardiographic findings. The surgical samples were fixed in 10% formalin, submitted to standard processing, and stained with H&E, Masson\'s trichrome, reticulin and elastic stains. Immunohistochemical methods were employed to detect collagen fibers type I, III, and IV, inflammatory cells (CD3, CD20, CD68) and lymphatic vessels\' endothelium (D2-40). Nine samples from autopsied hearts of EMF patients were used as a positive control group. Polymerase chain reaction (PCR) and reverse transcription-PCR were used retrospectively to search for genomes of T. gondii and cardiotropic viruses (enterovirus, adenovirus, influenza A e B, cytomegalovirus, parvovirus B19 and herpes simplex) in the surgical material. All clinical and surgical reports were reviewed, including follow-ups and 16 coronary cineangiocardiographies. RESULTS: Ventricular endocardium was thickened by superficial acellular hyaline collagen fibers type I and III. Type-IV collagen fibers were seen only around vessels. Focal chronic inflammatory infiltrate with T-lymphocytes, macrophages and a few B-lymphocytes was seen around blood vessels with a peculiar pattern of vascular changes and numerous lymphatics within the endocardium. The superficial myocardium showed borderline myocarditis (Dallas criteria). RNA and DNA were successfully extracted from 12/36 samples. Infective agents were detected in 6/12 (50%) patients; two of them were positive for cytomegalovirus (CMV), two for enterovirus (EV), one for both (CMV and EV) and one for T. gondii. No histopathological differences between surgical samples and autopsy fragments were observed. Vascular blush or neovascularity was detected in 9 of the 16 coronary cineangiocardiographies reviewed. Clinicopathologic characteristics are associated neither with infective genomes in the endocardium nor with vascular blush. CONCLUSIONS: Results indicate that there is an non especific chronic inflammatory process maintained by an anomalous vascular net rich in lymphatics situated deep within the endocardium. This angiolymphatic web probably contributes to the maintenance of the fibrotic plaque and might be considered an important pathological finding concerning in the pathogenesis of EMF. Histopathological changes as seen in surgical material are diagnostic of EMF. Molecular analysis of the endomyocardium revealed high incidence of cardiotropic infective agents, but their role in the pathogenesis of the disease is still controversial.