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1. Cerebral perfusion using ASL in patients with COVID-19 and neurological manifestations: A retrospective multicenter observational study

Author

François-Daniel Ardellier, Seyyid Baloglu, Magdalena Sokolska, Vincent Noblet, François Lersy, Olivier Collange, Jean-Christophe Ferré, Adel Maamar, Béatrice Carsin-Nicol, Julie Helms, Maleka Schenck, Antoine Khalil, Augustin Gaudemer, Sophie Caillard, Julien Pottecher, Nicolas Lefèbvre, Pierre-Emmanuel Zorn, Muriel Matthieu, Jean Christophe Brisset, Clotilde Boulay, Véronique Mutschler, Yves Hansmann, Paul-Michel Mertes, Francis Schneider, Samira Fafi-Kremer, Mickael Ohana, Ferhat Meziani, Nicolas Meyer, Tarek Yousry, Mathieu Anheim, François Cotton, Hans Rolf Jäger, Stéphane Kremer, Fabrice Bonneville, Gilles Adam, Guillaume Martin-Blondel, Jérémie Pariente, Thomas Geeraerts, Hélène Oesterlé, Federico Bolognini, Julien Messie, Ghazi Hmeydia, Joseph Benzakoun, Catherine Oppenheim, Jean-Marc Constans, Serge Metanbou, Adrien Heintz, Blanche Bapst, Imen Megdiche, Lavinia Jager, Patrick Nesser, Yannick Talla Mba, Thomas Tourdias, Juliette Coutureau, Céline Hemmert, Philippe Feuerstein, Nathan Sebag, Sophie Carre, Manel Alleg, Claire Lecocq, Emmanuel Schmitt, René Anxionnat, François Zhu, Géraud Forestier, Aymeric Rouchaud, Pierre-Olivier Comby, Frederic Ricolfi, Pierre Thouant, Sylvie Grand, Alexandre Krainik, Isaure de Beaurepaire, Grégoire Bornet, Audrey Lacalm, Patrick Miailhes, Julie Pique, Claire Boutet, Xavier Fabre, Béatrice Claise, Sonia Mirafzal, Laure Calvet, Hubert Desal, Jérome Berge, Grégoire Boulouis, Apolline Kazemi, Nadya Pyatigorskaya, Augustin Lecler, Suzana Saleme, Myriam Edjlali-Goujon, Basile Kerleroux, Jean-Christophe Brisset, Samir Chenaf, Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS), Hôpital de Hautepierre [Strasbourg], Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University College of London [London] (UCL), Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg, Département de Neuroradiology [Rennes], Neuroimagerie: méthodes et applications (EMPENN), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAL, IMAGE ET LANGAGE (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), CHU Pontchaillou [Rennes], Service de Médecine Intensive et Réanimation [Strasbourg], CHU Strasbourg, Département de Radiologie [Bichat] (DR- Bichat), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris], Immuno-Rhumatologie Moléculaire, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg (UNISTRA), Groupe d'Analyse des Itinéraires et des Niveaux Salariaux (GAINS), Le Mans Université (UM), Les Hôptaux universitaires de Strasbourg (HUS), Observatoire Français de la Sclérose En Plaques [Lyon] (OFSEP), Centre for Integrative Biology - CBI (Inserm U964 - CNRS UMR7104 - IGBMC), Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Hospitalier Lyon Sud [CHU - HCL] (CHLS), Hospices Civils de Lyon (HCL), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Hôpital Louis Pasteur [Colmar] (CH Colmar), Hôpital Sainte-Anne [Paris], CHU Amiens-Picardie, CHirurgie, IMagerie et REgénération tissulaire de l’extrémité céphalique - Caractérisation morphologique et fonctionnelle - UR UPJV 7516 (CHIMERE), Université de Picardie Jules Verne (UPJV), SFNR-COVID Group, CHU Henri Mondor [Créteil], Hôpital Marie Madeleine [Forbach] (CHIC Unisanté+), CHU de Bordeaux Pellegrin [Bordeaux], Centre Hospitalier Emile Muller [Mulhouse] (CH E.Muller Mulhouse), Groupe Hospitalier de Territoire Haute Alsace (GHTHA), Centre Hospitalier de Haguenau, Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy (CHRU Nancy), Hôpital Dupuytren [CHU Limoges], Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU), Hôpital privé d’Antony, Centre Hospitalier Universitaire de Saint-Etienne [CHU Saint-Etienne] (CHU ST-E), CHU Clermont-Ferrand, and Société Française de Neuroradiologie [Paris] (SFNR)

Subjects
Multicenter Study, Radiological and Ultrasound Technology, Cerebrovascular Circulation, COVID-19, Radiology, Nuclear Medicine and imaging, Neuroimaging, Neurology (clinical), Magnetic Resonance Imaging, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology
Abstract

International audience; Background and purpose: Cerebral hypoperfusion has been reported in patients with COVID-19 and neurological manifestations in small cohorts. We aimed to systematically assess changes in cerebral perfusion in a cohort of 59 of these patients, with or without abnormalities on morphological MRI sequences.Methods: Patients with biologically-confirmed COVID-19 and neurological manifestations undergoing a brain MRI with technically adequate arterial spin labeling (ASL) perfusion were included in this retrospective multicenter study. ASL maps were jointly reviewed by two readers blinded to clinical data. They assessed abnormal perfusion in four regions of interest in each brain hemisphere: frontal lobe, parietal lobe, posterior temporal lobe, and temporal pole extended to the amygdalo-hippocampal complex.Results: Fifty-nine patients (44 men (75%), mean age 61.2 years) were included. Most patients had a severe COVID-19, 57 (97%) needed oxygen therapy and 43 (73%) were hospitalized in intensive care unit at the time of MRI. Morphological brain MRI was abnormal in 44 (75%) patients. ASL perfusion was abnormal in 53 (90%) patients, and particularly in all patients with normal morphological MRI. Hypoperfusion occurred in 48 (81%) patients, mostly in temporal poles (52 (44%)) and frontal lobes (40 (34%)). Hyperperfusion occurred in 9 (15%) patients and was closely associated with post-contrast FLAIR leptomeningeal enhancement (100% [66.4%-100%] of hyperperfusion with enhancement versus 28.6% [16.6%-43.2%] without, p=0.002). Studied clinical parameters (especially sedation) and other morphological MRI anomalies had no significant impact on perfusion anomalies.Conclusion: Brain ASL perfusion showed hypoperfusion in more than 80% of patients with severe COVID-19, with or without visible lesion on conventional MRI abnormalities.

Published
2023
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2. Neurologic and neuroimaging findings in patients with COVID-19: A retrospective multicenter study

Author

Ghazi Hmeydia, Xavier Fabre, Géraud Forestier, Catherine Oppenheim, Manel Alleg, Julie Helms, Sophie Carré, Julien Messie, Muriel Mathieu, Grégoire Bornet, Claire Lecocq, M Edjlali-Goujon, R. Anxionnat, Jean-Christophe Brisset, Pierre-Emmanuel Zorn, Francis Schneider, Olivier Collange, Stéphane Kremer, Nadya Pyatigorskaya, François Cotton, Frédéric Ricolfi, François Lersy, Pierre-Olivier Comby, Nicolas Meyer, Jean-Christophe Ferré, Lavinia Jager, Augustin Lecler, Joseph Benzakoun, Béatrice Carsin-Nicol, Maleka Schenck, Suzana Saleme, Thibault Willaume, Emmanuelle Schmitt, Samira Fafi-Kremer, Pierre Thouant, Isaure de Beaurepaire, François Zhu, Seyyid Baloglu, Claire Boutet, Augustin Gaudemer, Federico Bolognini, Hubert Desal, Sophie Caillard, Mathieu Anheim, Jean-Marc Constans, Yannick Talla, Hélène Oesterlé, François-Daniel Ardellier, Hamid Merdji, Basile Kerleroux, Apolline Kazémi, Adel Maamar, Paul Michel Mertes, Antoine Khalil, Patrick Nesser, Mickaël Ohana, Ferhat Meziani, Jérôme Berge, Gregoire Boulouis, Les Hôptaux universitaires de Strasbourg (HUS), CHU Strasbourg, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanomédecine Régénérative (NanoRegMed), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Hôpitaux Civils de Colmar, AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Centre hospitalier de Haguenau, Centre Hospitalier Universitaire de Nancy (CHU Nancy), Hôpital Marie-Madeleine [Forbach], Département de Radiologie [CHU de Rennes], Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris (IPNP - U1266 Inserm), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP), CHU Pontchaillou [Rennes], CHU Dijon, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon), Centre Hospitalier Universitaire de Saint-Etienne (CHU de Saint-Etienne), Centre Hospitalier de Roanne (CH Roanne), CH de Roanne, CHU Limoges, Hôpital Privé d'Antony, Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes), CHU Bordeaux [Bordeaux], CHU Lille, CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHirurgie, IMagerie et REgénération tissulaire de l’extrémité céphalique - Caractérisation morphologique et fonctionnelle - UR UPJV 7516 (CHIMERE), Université de Picardie Jules Verne (UPJV), Observatoire Français de la Sclérose En Plaques [Lyon] (OFSEP), Immuno-Rhumatologie Moléculaire, Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg, Hospices Civils de Lyon (HCL), Ferré, Jean-Christophe, École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Centre Hospitalier Universitaire de Saint-Etienne [CHU Saint-Etienne] (CHU ST-E)

Subjects
medicine.medical_specialty, business.industry, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, [SCCO.NEUR] Cognitive science/Neuroscience, Meningoencephalitis, Retrospective cohort study, medicine.disease, 3. Good health, 030218 nuclear medicine & medical imaging, 03 medical and health sciences, Pneumonia, 0302 clinical medicine, Neurologic manifestation, Internal medicine, Corticospinal tract, Cohort, medicine, Neurology (clinical), Young adult, business, 030217 neurology & neurosurgery, Encephalitis
Abstract

ObjectiveTo describe neuroimaging findings and to report the epidemiologic and clinical characteristics of patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19) with neurologic manifestations.MethodsIn this retrospective multicenter study (11 hospitals), we included 64 patients with confirmed COVID-19 with neurologic manifestations who underwent a brain MRI.ResultsThe cohort included 43 men (67%) and 21 women (33%); their median age was 66 (range 20–92) years. Thirty-six (56%) brain MRIs were considered abnormal, possibly related to severe acute respiratory syndrome coronavirus. Ischemic strokes (27%), leptomeningeal enhancement (17%), and encephalitis (13%) were the most frequent neuroimaging findings. Confusion (53%) was the most common neurologic manifestation, followed by impaired consciousness (39%), presence of clinical signs of corticospinal tract involvement (31%), agitation (31%), and headache (16%). The profile of patients experiencing ischemic stroke was different from that of other patients with abnormal brain imaging: the former less frequently had acute respiratory distress syndrome (p= 0.006) and more frequently had corticospinal tract signs (p= 0.02). Patients with encephalitis were younger (p= 0.007), whereas agitation was more frequent for patients with leptomeningeal enhancement (p= 0.009).ConclusionsPatients with COVID-19 may develop a wide range of neurologic symptoms, which can be associated with severe and fatal complications such as ischemic stroke or encephalitis. In terms of meningoencephalitis involvement, even if a direct effect of the virus cannot be excluded, the pathophysiology seems to involve an immune or inflammatory process given the presence of signs of inflammation in both CSF and neuroimaging but the lack of virus in CSF.ClinicalTrials.gov identifierNCT04368390.

Published
2020
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3. Pathogeny of cerebral venous thrombosis in SARS-Cov-2 infection

Author

Nolwenn Riou-Comte, Sébastien Richard, Benjamin Gory, Lisa Humbertjean Selton, Stéphane Zuily, Cécile Guendouz, Lavinia Jager, Véronique Quenardelle, Valérie Wolff, Raoul Pop, Gioia Mione, and Pascal Welfringer

Subjects
Decompressive Craniectomy, medicine.medical_specialty, medicine.medical_treatment, Intracranial hypertension syndrome, Young Adult, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Internal medicine, medicine, Humans, Clinical Case Report, 030212 general & internal medicine, SARS-CoV-2, business.industry, Anticoagulants, COVID-19, cerebral venous thrombosis, General Medicine, Middle Aged, cerebral infarction, medicine.disease, stroke, Thrombosis, Angiotensin II, 3. Good health, Pneumonia, Venous thrombosis, Intracranial Thrombosis, 030220 oncology & carcinogenesis, Cardiology, Female, Decompressive craniectomy, business, Complication, Research Article
Abstract

Rationale: Pathogeny of thrombosis in COVID-19 is related to interaction of SARS-Cov-2 with vascular wall through the angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) receptor. This induces 2 pathways with immunothrombosis from activated endothelium (cytokine storm, leukocyte and platelet recruitment, and activation of coagulation extrinsic pathway), and rise of angiotensin II levels promoting inflammation. While thrombosis is widely described in COVID-19 patients admitted in intensive care unit, cerebrovascular diseases remains rare, in particular cerebral venous thrombosis (CVT). Patient concerns: We describe 2 cases of women admitted during the spring of 2020 for intracranial hypertension signs, in stroke units in Great-east, a French area particularly affected by COVID-19 pandemia. Diagnoses: Cerebral imaging revealed extended CVT in both cases. The first case described was more serious due to right supratentorial venous infarction with hemorrhagic transformation leading to herniation. Both patients presented typical pneumonia due to SARS-Cov-2 infection, confirmed by reverse transcription polymerase chain reaction on a nasopharyngeal swab in only one. Interventions: The first patient had to undergo decompressive craniectomy, and both patients were treated with anticoagulation therapy. Outcomes: Favorable outcome was observed for 1 patient. Persistent coma, due to bi thalamic infarction, remained for the other with more serious presentation. Lessons: CVT, as a serious complication of COVID-19, has to be searched in all patients with intracranial hypertension syndrome. Data about anticoagulation therapy to prevent such serious thrombosis in SARS-Cov-2 infection are lacking, in particular in patients with mild and moderate COVID-19.

Published
2021
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