MRI z difuzijsko utežjo.

Difuzija je glavni fizikalni proces, ki se dogaja med presnovnimi reakcijami celice. Prva difuzijsko utežena MR slika je bila zgrajena leta 1985. Difuzijska MRI je v klinično prakso vstopila skupaj z MRI skenerji III. generacije. Za pridobitev difuzijsko uteženih tomogramov se uporabljajo ehoplanarne pulzne sekvence "spin echo" EPI z dvema difuzijskima gradientoma enake amplitude in trajanja. Za kvantitativno oceno difuzijskih lastnosti vode v tkivu se zgradijo parametrične difuzijske karte, na katerih barva vsakega slikovnega pika ustreza izmerjenemu difuzijskemu koeficientu. Na difuzijski karti so tkiva z visoko stopnjo difuzije vode obarvana v rdečih in belih tonih, tkiva z nizko stopnjo difuzije pa v modri in črni barvi.

Odvisnost difuzijske sposobnosti molekul od smeri se imenuje difuzijska anizotropija. V beli snovi možganov molekule vode zlahka difundirajo vzdolž živčnih vlaken, vendar je njihovo gibanje po vlaknih omejeno z neprepustno mielinsko ovojnico.

Za vizualizacijo anizotropije difuzije vode v tkivu se uporablja magnetna resonanca z difuzijskim tenzorjem.

Pri difuzijski tenzorski magnetni resonanci (MRI) se orientacija difuzijskih elipsoidov v vokselih uporablja za določanje poteka živčnih vlaken, ki tvorijo živčne poti, tako da se lastni vektorji difuzijskega tenzorja medsebojno povežejo. Algoritmi povezovanja so precej zapleteni, zato se za "risanje" poteka številnih živčnih vlaken, ki tvorijo živčni trakt, uporabljajo različne računske metode. Posledično se tenzorska MRI pogosto imenuje traktografija – metoda za vizualizacijo poteka živčnih poti. V svoji najpreprostejši obliki je delna difuzijska anizotropija barvno kodirana, smeri difuzijskega gibanja molekul vode v tkivih pa se vizualizirajo z barvanjem slikovnih pik v določeno barvo, odvisno od orientacije njihovega lastnega vektorja (rdeča – vzdolž osi X, zelena – vzdolž osi Y, modra – vzdolž osi Z).

Difuzijsko-tenzorska magnetna resonanca (MRI) nam omogoča zaznavanje strukturnih povezav med deli možganov, kar je še posebej pomembno pri volumetričnih procesih in boleznih, ki popačijo anatomsko strukturo ali uničijo belo snov (tumorji, TBI, demielinizirajoče bolezni itd.).

Klinična uporaba difuzijsko uteženega in difuzijsko tenzorskega MRI. Zmanjšanje hitrosti izmerjenega difuzijskega koeficienta v možganskem tkivu je občutljiv indikator ishemičnih motenj in resnosti ishemije. Danes je uporaba difuzijsko uteženih slik ena najhitrejših in najbolj specifičnih metod za diagnosticiranje ishemičnega možganskega infarkta v zgodnjih fazah njegovega razvoja (do 6 ur), ko obstaja "terapevtsko okno" za uporabo trombolize in delno ali popolno obnovitev pretoka krvi v prizadetih možganskih tkivih. V akutni fazi možganske kapi ima območje možganske lezije na difuzijsko uteženih slikah tipično visok MP signal, medtem ko je normalno možgansko tkivo videti temno. Nasprotno velja na zemljevidih izmerjenega difuzijskega koeficienta. Zemljevidi izmerjenega difuzijskega koeficienta so postali sredstvo za diagnosticiranje ishemije in dinamično spremljanje razvoja akutne možganske kapi in posledične kronične degeneracije tkiva, ki jo povzroča ishemija. Neinvazivnost in hitrost uporabe difuzijsko uteženih slik določata primarni pomen metode pri primarni diagnozi ishemične poškodbe možganov.

Vse difuzijske študije se izvajajo brez uvedbe kontrastnega sredstva, kar je pomembno za hudo bolne bolnike in za specializirane študije razvoja možganov pri otrocih, začenši z intrauterinim obdobjem. V slednjem primeru difuzijska MRI omogoča pridobitev dodatnih kvalitativnih (vizualnih) in kvantitativnih značilnosti tkiva ter odpira nove možnosti za preučevanje mikrostrukture možganskega tkiva med njegovim razvojem.

Difuzijsko utežene slike in difuzijske karte zagotavljajo dodatne diagnostične informacije za razlikovanje možganskih tumorjev s podobnimi manifestacijami na T1 in T2 MRI (gliomi, tumorji z obročasto akumulacijo kontrastnega sredstva), peritumoralnim edemom (vazogenim ali citotoksičnim), zagotavljajo podatke o prisotnosti ali odsotnosti intratumorskih cist itd.

Neprecenljive informacije v tako kratkem času skeniranja zagotavljajo difuzijsko utežene slike pri diagnosticiranju vnetnih lezij možganov in hrbtenjače (npr. možganski abscesi, empiem). Gnojna vsebina abscesa je značilna po visokem MP signalu in se zlahka vizualizira v kateri koli fazi zdravljenja, vključno s pooperativno. Strukturna organizacija nekaterih možganskih tumorjev, zlasti meningiomov in nevrinomov, omogoča napoved histološkega tipa tumorja z visoko zanesljivostjo pri uporabi difuzijsko uteženih slik že pred operacijo. Na podlagi podatkov te metode se natančno razlikujejo epidermoidne in arahnoidne ciste.

Traktografija je nova in obetavna tehnika, ki omogoča neinvaziven "vid" prevodnih poti možganov. Kljub tehničnim težavam, ki še vedno obstajajo, se zdijo prvi rezultati uporabe pri nevrokirurških nalogah obetavni. S pomočjo difuzijske tenzorske magnetne resonance je postalo mogoče, če poznamo lokacijo prevodnih poti in upoštevamo njihovo vlogo v patološkem procesu (premik/deformacija ali invazija in poškodba), načrtovati kirurški pristop in obseg kirurške odstranitve intracerebralnih tumorjev.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]