Magnetic Resonance Imaging Assessment of Kidney Oxygenation and Perfusion During Sickle Cell Vaso-occlusive Crises.
BACKGROUND
Our understanding of the pathophysiologic processes underlying sickle cell nephropathy remains incomplete. We performed a pilot study to investigate the potential value of magnetic resonance imaging (MRI) for the assessment of kidney oxygenation and detection of potential changes to tissue perfusion and cellular integrity during a vaso-occlusive crisis.


METHODS
A case-control study.


METHODS
10 homozygous patients with sickle cell disease (SCD), without kidney disease (based on estimated glomerular filtration rate and albuminuria), underwent renal MRI during a vaso-occlusive crisis episode. The imaging data obtained were compared with those for a second MRI performed at steady state (median, 56 [IQR, 37-72] days after the vaso-occlusive crisis MRI). The control group consisted of 10 apparently healthy individuals.


METHODS
Deoxyhemoglobin level assessed by R2* value was calculated using the blood oxygen level-dependent technique. The intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging technique was used to calculate D, D*, and F parameters.


RESULTS
Median medullary R2* values on steady-state MRI were significantly higher for patients with SCD than for controls (P=0.01) and did not change significantly during the vaso-occlusive crisis. No significant differences in median cortical R2* values were observed. Both cellular integrity (D) and local perfusion (D* and F) were significantly altered in medullary and cortical areas during vaso-occlusive crises in comparison to steady state in patients with SCD. These parameters did not differ significantly between patients with SCD assessed at steady state and the control group.


CONCLUSIONS
Small sample size, estimation of glomerular filtration rate according to CKD-EPI creatinine equation without adjustment for race.


CONCLUSIONS
Deoxyhemoglobin levels in the medullary area are higher in patients with SCD, during vaso-occlusive crises and at steady state, than in controls. Alterations to the tissue perfusion and cellular integrity of renal parenchyma are a common finding during vaso-occlusive crises that provide additional evidence that a vaso-occlusive crisis may be associated with subclinical kidney injury detectable on MRI.
Service d'Imagerie Médicale, AP-HP (Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Créteil), Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Ageing-Thorax-Vessels-Blood, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Créteil, France. Electronic address: jean-francois.deux@aphp.fr.
Jean-François
JF
Deux
Service de Néphrologie et Transplantation, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Institut Francilien de recherche en Néphrologie et Transplantation, Centre de référence maladie rare Syndrome Néphrotique Idiopathique, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Virus-Immunity-Cancer, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Equipe 21, INSERM U 955, Créteil, France.
Vincent
V
Audard
Service d'Imagerie Médicale, AP-HP (Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Créteil), Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France.
Pierre
P
Brugières
AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Centre de Référence des Syndromes Drépanocytaires Majeurs, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Ageing-Thorax-Vessels-Blood, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Equipe 2, Laboratoire d'excellence GRex, Créteil, France; Service de Médecine Interne, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France.
Anoosha
A
Habibi
AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Centre de Référence des Syndromes Drépanocytaires Majeurs, Créteil, France; Service de Médecine Interne, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France.
Elena-Maria
EM
Manea
Service de Médecine Interne, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France.
Constance
C
Guillaud-Danis
Service de Médecine Interne, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France.
Bertrand
B
Godeau
AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Centre de Référence des Syndromes Drépanocytaires Majeurs, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Ageing-Thorax-Vessels-Blood, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Equipe 2, Laboratoire d'excellence GRex, Créteil, France; Service de Médecine Interne, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France.
Frédéric
F
Galactéros
Service de Néphrologie et Transplantation, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Institut Francilien de recherche en Néphrologie et Transplantation, Centre de référence maladie rare Syndrome Néphrotique Idiopathique, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Virus-Immunity-Cancer, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Equipe 21, INSERM U 955, Créteil, France.
Thomas
T
Stehlé
Service de Néphrologie et Transplantation, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Institut Francilien de recherche en Néphrologie et Transplantation, Centre de référence maladie rare Syndrome Néphrotique Idiopathique, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Virus-Immunity-Cancer, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Equipe 21, INSERM U 955, Créteil, France.
Philippe
P
Lang
Service de Néphrologie et Transplantation, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Institut Francilien de recherche en Néphrologie et Transplantation, Centre de référence maladie rare Syndrome Néphrotique Idiopathique, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Virus-Immunity-Cancer, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Equipe 21, INSERM U 955, Créteil, France.
Philippe
P
Grimbert
Service de Santé Publique, AP-HP, CEpiA EA7376, Université Paris-Est-Créteil, Créteil, France.
Etienne
E
Audureau
Service d'Imagerie Médicale, AP-HP (Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Créteil), Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Ageing-Thorax-Vessels-Blood, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Créteil, France.
Alain
A
Rahmouni
AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Centre de Référence des Syndromes Drépanocytaires Majeurs, Créteil, France; Département Hospitalo-Universitaire Ageing-Thorax-Vessels-Blood, Université Paris-Est-Créteil, Institut Mondor de Recherche Biomédicale, Equipe 2, Laboratoire d'excellence GRex, Créteil, France; Service de Médecine Interne, AP-HP, Groupe Hospitalier Henri Mondor-Albert Chenevier, Créteil, France.
Pablo
P
Bartolucci
D000328:Adult; D000755:Anemia, Sickle Cell / Q000000981:diagnostic imaging / Q000378:metabolism* / Q000503:physiopathology*; D016022:Case-Control Studies; D005260:Female; D006801:Humans; D007668:Kidney / Q000098:blood supply* / Q000000981:diagnostic imaging / Q000378:metabolism*; D008279:Magnetic Resonance Imaging; D008297:Male; D010100:Oxygen / Q000378:metabolism*; D010865:Pilot Projects; D012039:Regional Blood Flow; D055815:Young Adult
D010100:Oxygen
Sickle cell disease (SCD); blood oxygen level-dependent (BOLD); deoxyhemoglobin (deoxyHb); diffusion-weighted (DW); glomerular filtration rate (GFR); intravoxel incoherent motion (IVIM); ischemia-reperfusion; magnetic resonance imaging (MRI); sickle cell nephropathy (SCN); subclinical kidney injury; vaso-occlusive crisis (VOC)