Brain MRI Findings in Severe COVID-19: A Retrospective Observational Study - Inserm - Institut national de la santé et de la recherche médicale Access content directly
Journal Articles Radiology Year : 2020

Brain MRI Findings in Severe COVID-19: A Retrospective Observational Study

Stéphane Kremer (1, 2) , François Lersy (1) , Jérome de Sèze (1) , Jean-Christophe Ferré (3) , Adel Maamar (4) , Béatrice Carsin-Nicol (3) , Olivier Collange (1) , Fabrice Bonneville (5) , Gilles Adam (5) , Guillaume Martin-Blondel (5) , Marie Rafiq (5) , Thomas Geeraerts (5) , Louis Delamarre (5) , Sylvie Grand (6) , Alexandre Krainik (6) , Manel Alleg (7) , Mathieu Anheim (8) , René Anxionnat (9) , François-Daniel Ardellier (1) , Seyyid Baloglu (1) , Blanche Bapst (10) , Joseph Benzakoun (11) , Jérome Berge (12) , Federico Bolognini (13) , Grégoire Bornet (14) , Clotilde Boulay (1) , Grégoire Boulouis (11) , Claire Boutet (15) , Jean Christophe Brisset (16) , Sophie Caillard (1, 17) , Sophie Carré (7) , Pierre-Olivier Comby (18) , Jean Marc Constans (19) , Jean-Stéphane David (20) , Isaure de Beaurepaire (14) , Hubert Desal (21) , Myriam Edjlali-Goujon (11) , Xavier Fabre (22) , Samira Fafi-Kremer (1) , Philippe Feuerstein (23) , Marie-Cécile Henry Feugeas (24) , Géraud Forestier (25) , Augustin Gaudemer (24) , Yves Hansmann (26) , Adrien Heintz (19) , Julie Helms (27, 28) , Céline Hemmert (23) , Ghazi Hmeydia (11) , Lavinia Jager (29) , Apolline Kazémi (30) , Basile Kerleroux (11) , Antoine Khalil (24) , Audrey Lacalm (20) , Augustin Lecler (31) , Claire Lecocq (7) , Nicolas Lefèbvre (26) , Muriel Matthieu (32) , Imen Megdiche (10) , Paul-Michel Mertes (1) , Julien Messié (13) , Serge Metanbou (19) , Nicolas Meyer (26) , Ferhat Meziani (33) , Véronique Mutschler (32) , Patrick Nesser (29) , Hélène Oesterlé (13) , Mickael Ohana (27) , Catherine Oppenheim (11) , Nadya Pyatigorskaya (34) , Frédéric Ricolfi (18) , Suzana Saleme (25) , Maleka Schenck (32) , Emmanuelle Schmitt (9) , Francis Schneider (32) , Nathan Sebag (23) , Yannick Talla Mba (29) , Pierre Thouant (18) , Thibault Willaume (32) , François Zhu (9) , Pierre-Emmanuel Zorn (32) , François Cotton (35)
1 Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
2 ICube - Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie
3 Département de Radiologie [CHU de Rennes]
4 Service des maladies infectieuses et réanimation médicale [Rennes] = Infectious Disease and Intensive Care [Rennes]
5 CHU Toulouse - Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse
6 CHU Grenoble
7 Centre hospitalier de Haguenau
8 IGBMC - Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire
9 CHU Nancy - Centre Hospitalier Universitaire de Nancy
10 CHU Henri Mondor [Créteil]
11 IPNP - U1266 Inserm - Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris
12 CHU Bordeaux [Bordeaux]
13 Hôpitaux Civils de Colmar
14 Hôpital Privé d'Antony
15 CHU ST-E - Centre Hospitalier Universitaire de Saint-Etienne [CHU Saint-Etienne]
16 OFSEP - Observatoire Français de la Sclérose En Plaques [Lyon]
17 Immuno-Rhumatologie Moléculaire
18 CHU Dijon
19 CHU Amiens-Picardie
20 HCL - Hospices Civils de Lyon
21 CHU Nantes - Centre hospitalier universitaire de Nantes
22 CH Roanne - Centre Hospitalier de Roanne
23 GHRMSA - Groupe hospitalier de la région de Mulhouse Sud-Alsace
24 AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris]
25 CHU Limoges
26 CHU Strasbourg
27 Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg
28 UNISTRA - Université de Strasbourg
29 Hôpital Marie-Madeleine [Forbach]
30 CHU Lille
31 Hôpital de la Fondation Ophtalmologique Adolphe de Rothschild [AP-HP]
32 HUS - Les Hôptaux universitaires de Strasbourg
33 NanoRegMed - Nanomédecine Régénérative
34 ICM - Institut du Cerveau = Paris Brain Institute
35 CREATIS - Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé
Stéphane Kremer
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie
François Lersy
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Jérome de Sèze
  • Function : Author
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Jean-Christophe Ferré
Département de Radiologie [CHU de Rennes]
Adel Maamar
Service des maladies infectieuses et réanimation médicale [Rennes] = Infectious Disease and Intensive Care [Rennes]
Béatrice Carsin-Nicol
Département de Radiologie [CHU de Rennes]
Olivier Collange
  • Function : Author
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Fabrice Bonneville
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse
Gilles Adam
  • Function : Author
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse
Guillaume Martin-Blondel
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse
Marie Rafiq
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse
Thomas Geeraerts
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse
Louis Delamarre
  • Function : Author
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse
Sylvie Grand
CHU Grenoble
Alexandre Krainik
CHU Grenoble
Manel Alleg
Centre hospitalier de Haguenau
Mathieu Anheim
  • Function : Author
Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire
René Anxionnat
Centre Hospitalier Universitaire de Nancy
François-Daniel Ardellier
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Seyyid Baloglu
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Blanche Bapst
  • Function : Author
CHU Henri Mondor [Créteil]
Joseph Benzakoun
Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris
Jérome Berge
CHU Bordeaux [Bordeaux]
Federico Bolognini
Hôpitaux Civils de Colmar
Grégoire Bornet
Hôpital Privé d'Antony
Clotilde Boulay
  • Function : Author
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Grégoire Boulouis
Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris
Claire Boutet
Centre Hospitalier Universitaire de Saint-Etienne [CHU Saint-Etienne]
Jean Christophe Brisset
Observatoire Français de la Sclérose En Plaques [Lyon]
Sophie Caillard
  • Function : Author
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Immuno-Rhumatologie Moléculaire
Sophie Carré
  • Function : Author
Centre hospitalier de Haguenau
Pierre-Olivier Comby
CHU Dijon
Jean Marc Constans
CHU Amiens-Picardie
Jean-Stéphane David
Hospices Civils de Lyon
Isaure de Beaurepaire
  • Function : Author
Hôpital Privé d'Antony
Hubert Desal
Centre hospitalier universitaire de Nantes
Myriam Edjlali-Goujon
  • Function : Author
Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris
Xavier Fabre
Centre Hospitalier de Roanne
Samira Fafi-Kremer
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Philippe Feuerstein
Groupe hospitalier de la région de Mulhouse Sud-Alsace
Marie-Cécile Henry Feugeas
  • Function : Author
AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris]
Géraud Forestier
CHU Limoges
Augustin Gaudemer
AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris]
Yves Hansmann
CHU Strasbourg
Adrien Heintz
  • Function : Author
CHU Amiens-Picardie
Julie Helms
  • Function : Author
Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg
Université de Strasbourg
Céline Hemmert
  • Function : Author
Groupe hospitalier de la région de Mulhouse Sud-Alsace
Ghazi Hmeydia
Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris
Lavinia Jager
Hôpital Marie-Madeleine [Forbach]
Apolline Kazémi
  • Function : Author
CHU Lille
Basile Kerleroux
Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris
Antoine Khalil
AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris]
Audrey Lacalm
Hospices Civils de Lyon
Augustin Lecler
  • Function : Author
Hôpital de la Fondation Ophtalmologique Adolphe de Rothschild [AP-HP]
Claire Lecocq
Centre hospitalier de Haguenau
Nicolas Lefèbvre
  • Function : Author
CHU Strasbourg
Muriel Matthieu
  • Function : Author
Les Hôptaux universitaires de Strasbourg
Imen Megdiche
  • Function : Author
CHU Henri Mondor [Créteil]
Paul-Michel Mertes
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Julien Messié
Hôpitaux Civils de Colmar
Serge Metanbou
  • Function : Author
CHU Amiens-Picardie
Nicolas Meyer
CHU Strasbourg
Ferhat Meziani
  • Function : Author
Nanomédecine Régénérative
Véronique Mutschler
Les Hôptaux universitaires de Strasbourg
Patrick Nesser
  • Function : Author
Hôpital Marie-Madeleine [Forbach]
Hélène Oesterlé
Hôpitaux Civils de Colmar
Mickael Ohana
Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg
Catherine Oppenheim
Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris
Nadya Pyatigorskaya
Institut du Cerveau = Paris Brain Institute
Frédéric Ricolfi
CHU Dijon
Suzana Saleme
CHU Limoges
Maleka Schenck
Les Hôptaux universitaires de Strasbourg
Emmanuelle Schmitt
Centre Hospitalier Universitaire de Nancy
Francis Schneider
Les Hôptaux universitaires de Strasbourg
Nathan Sebag
Groupe hospitalier de la région de Mulhouse Sud-Alsace
Yannick Talla Mba
Hôpital Marie-Madeleine [Forbach]
Pierre Thouant
CHU Dijon
Thibault Willaume
Les Hôptaux universitaires de Strasbourg
François Zhu
Centre Hospitalier Universitaire de Nancy
Pierre-Emmanuel Zorn
Les Hôptaux universitaires de Strasbourg
François Cotton
Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé

Abstract

Background Brain MRI parenchymal signal abnormalities have been associated with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Purpose To describe the neuroimaging findings (excluding ischemic infarcts) in patients with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19) infection. Materials and Methods This was a retrospective study of patients evaluated from March 23, 2020, to April 27, 2020, at 16 hospitals. Inclusion criteria were (a) positive nasopharyngeal or lower respiratory tract reverse transcriptase polymerase chain reaction assays, (b) severe COVID-19 infection defined as a requirement for hospitalization and oxygen therapy, (c) neurologic manifestations, and (d) abnormal brain MRI findings. Exclusion criteria were patients with missing or noncontributory data regarding brain MRI or brain MRI showing ischemic infarcts, cerebral venous thrombosis, or chronic lesions unrelated to the current event. Categorical data were compared using the Fisher exact test. Quantitative data were compared using the Student t test or Wilcoxon test. P < .05 represented a significant difference. Results Thirty men (81%) and seven women (19%) met the inclusion criteria, with a mean age of 61 years ± 12 (standard deviation) (age range, 8–78 years). The most common neurologic manifestations were alteration of consciousness (27 of 37, 73%), abnormal wakefulness when sedation was stopped (15 of 37, 41%), confusion (12 of 37, 32%), and agitation (seven of 37, 19%). The most frequent MRI findings were signal abnormalities located in the medial temporal lobe in 16 of 37 patients (43%; 95% confidence interval [CI]: 27%, 59%), nonconfluent multifocal white matter hyperintense lesions seen with fluid-attenuated inversion recovery and diffusion-weighted sequences with variable enhancement, with associated hemorrhagic lesions in 11 of 37 patients (30%; 95% CI: 15%, 45%), and extensive and isolated white matter microhemorrhages in nine of 37 patients (24%; 95% CI: 10%, 38%). A majority of patients (20 of 37, 54%) had intracerebral hemorrhagic lesions with a more severe clinical presentation and a higher admission rate in intensive care units (20 of 20 patients [100%] vs 12 of 17 patients without hemorrhage [71%], P = .01) and development of the acute respiratory distress syndrome (20 of 20 patients [100%] vs 11 of 17 patients [65%], P = .005). Only one patient had SARS-CoV-2 RNA in the cerebrospinal fluid. Conclusion Patients with severe coronavirus disease 2019 and without ischemic infarcts had a wide range of neurologic manifestations that were associated with abnormal brain MRI scans. Eight distinctive neuroradiologic patterns were described.

Domains

Neuroscience

Jean-Christophe Ferré  : Connect in order to contact the contributor

https://www.hal.inserm.fr/inserm-03482261

Submitted on : Wednesday, December 15, 2021-5:54:35 PM

Last modification on : Friday, June 2, 2023-3:14:50 PM

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Dates and versions

inserm-03482261 , version 1 (15-12-2021)

Identifiers

Cite

Stéphane Kremer, François Lersy, Jérome de Sèze, Jean-Christophe Ferré, Adel Maamar, et al.. Brain MRI Findings in Severe COVID-19: A Retrospective Observational Study. Radiology, 2020, 297 (2), pp.E242-E251. ⟨10.1148/radiol.2020202222⟩. ⟨inserm-03482261⟩

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