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Cerebral vasculitis of medium-sized vessels as a possible mechanism of brain damage in COVID-19 patients - 20/12/20

Doi : 10.1016/j.neurad.2020.11.004 
François Lersy a, Mathieu Anheim b, c, Thibault Willaume a, Agathe Chammas a, Jean-Christophe Brisset d, François Cotton e, f, Stéphane Kremer a, g,
a Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Service d’imagerie 2, Hôpital de Hautepierre, Strasbourg, France 
b Service de Neurologie, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France 
c Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), INSERM-U964/CNRS-UMR7104/Université de Strasbourg, Illkirch, France 
d Observatoire Français de la Sclérose en Plaques, Lyon, France 
e MRI center, Centre Hospitalier Lyon Sud, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France 
f Université Lyon 1, CREATIS-LRMN, CNRS/UMR/5220-INSERM U630, Villeurbanne, France 
g Engineering science, computer science and imaging laboratory (ICube), Integrative Multimodal Imaging in Healthcare, UMR 7357, University of Strasbourg-CNRS, Strasbourg, France 

Corresponding author at: Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Service d’imagerie 2, Hôpital de Hautepierre, 1 Avenue Molière, 67200 Strasbourg, France.Hôpitaux Universitaires de StrasbourgService d’imagerie 2Hôpital de Hautepierre1 Avenue MolièreStrasbourg67200France

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En prensa. Pruebas corregidas por el autor. Disponible en línea desde el Sunday 20 December 2020

Graphical abstract




El texto completo de este artículo está disponible en PDF.

Highlights

Intracranial vessel wall imaging appears useful in COVID-19 patients.
Vasculitis seems likely as imaging demonstrated vessel wall thickening with homogeneous and concentric enhancement.
Cerebral vasculitis seems to be one of the mechanisms at the origin of brain damage related to COVID-19.

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Abstract

Background and purpose

Cerebral complications related to COVID-19 were recently reported, and the underlying mechanisms of brain damage remain uncertain, probably multifactorial. Among various hypotheses suggested, a possible vasculitis was issued but never confirmed. Herein, we aimed to describe brain MRIs focused on the intracranial vessel wall in a population of COVID-19 patients with neurologic manifestations.

Materials and methods

Between March 1 and May 31, 2020, 69 consecutive COVID-19 patients with neurologic manifestations underwent a brain MRI allowing the study of the intracranial vessel wall at Strasbourg University hospitals and were retrospectively included. During the same period, 25 consecutive patients, without suspicion of SARS-CoV-2 infection, underwent a brain MRI urgently, with the same imaging protocols. A vasculitis seemed likely when imaging demonstrated vessel wall thickening with homogeneous and concentric enhancement.

Results

Among the 69 COVID-19 patients included, 11 (16%) presented arterial vessel wall thickening with homogeneous and concentric enhancement, compatible with cerebral vasculitis. These neuroimaging findings were not found among the 25 patients without SARS-CoV-2 infection, and the difference was statistically significant (p = 0.03). Middle cerebral arteries, basilar artery, and posterior cerebral arteries were the most frequent vessels involved. For nine of them, imaging demonstrated ischemic or hemorrhagic complications.

Conclusion

Cerebral vasculitis of medium-sized vessels seems to be one of the mechanisms at the origin of brain damage related to COVID-19.

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Abbreviations : RT-PCR, VZV

Keywords : Vasculitis, COVID-19, Magnetic Resonance Imaging (MRI)


Esquema


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