Diffúzió-súlyozott MRI.

A diffúzió a sejt anyagcsere-reakciói során végbemenő fő fizikai folyamat. Az első diffúzió súlyozott MR-képet 1985-ben készítették. A diffúziós MRI a III. generációs MRI-szkennerekkel együtt került be a klinikai gyakorlatba. A diffúzió súlyozott tomogramok előállításához két azonos amplitúdójú és időtartamú diffúziós gradienssel rendelkező, echoplanáris "spin echo" EPI impulzusszekvenciát használnak. A víz szöveti diffúziós tulajdonságainak kvantitatív értékeléséhez parametrikus diffúziós térképeket készítenek, amelyeken az egyes pixelek színe megfelel a mért diffúziós együtthatónak. A diffúziós térképen a magas vízdiffúziós sebességű szövetek piros és fehér árnyalatokkal, az alacsony diffúziós sebességű szövetek kék és fekete színnel vannak színezve.

A molekulák diffúziós kapacitásának iránytól való függését diffúziós anizotrópiának nevezzük. Az agy fehérállományában a vízmolekulák könnyen diffundálnak az idegrostok mentén, de a rostokon való mozgásukat az áthatolhatatlan mielinhüvely korlátozza.

A diffúziós tenzor MRI-t a víz diffúziójának anizotrópiájának vizualizálására használják a szövetekben.

A diffúziós tenzor MRI-ben a voxelekben lévő diffúziós ellipszoidok orientációját használják az idegpályákat alkotó idegrostok lefutásának meghatározására a diffúziós tenzor sajátvektorainak összekapcsolásával. A csatlakozási algoritmusok meglehetősen összetettek, ezért különféle számítási módszereket alkalmaznak az idegpályát alkotó számos idegrost lefutásának "megrajzolására". Ennek eredményeként a tenzor MRI-t gyakran traktográfiának nevezik - ez egy módszer az idegpályák lefutásának vizualizálására. A legegyszerűbb formájában a parciális diffúziós anizotrópia színkódolt, és a vízmolekulák szövetekben történő diffúziós mozgásának irányát a pixelek egy bizonyos színnel történő színezésével jelenítik meg, a sajátvektoruk orientációjától függően (piros - az X tengely mentén, zöld - az Y tengely mentén, kék - a Z tengely mentén).

A diffúziós tenzoros MRI lehetővé teszi az agy egyes részei közötti strukturális kapcsolatok kimutatását, ami különösen fontos a volumetrikus folyamatokban és az anatómiai szerkezetet torzító vagy a fehérállományt elpusztító betegségekben (daganatok, traumás agysérülések, demielinizációs betegségek stb.).

Diffúziósúlyozott és diffúziós tenzor MRI klinikai alkalmazása. Az agyszövetben mért diffúziós együttható sebességének csökkenése az ischaemiás rendellenességek és az ischaemia súlyosságának érzékeny mutatója. Napjainkban a diffúziósúlyozott képek alkalmazása az egyik leggyorsabb és legspecifikusabb módszer az ischaemiás agyi infarktus diagnosztizálására a fejlődés korai szakaszában (akár 6 órán belül), amikor van egy "terápiás ablak" a trombolízis alkalmazására és az érintett agyszövetek véráramlásának részleges vagy teljes helyreállítására. Az agyi stroke akut fázisában az agyi lézió területe a diffúziósúlyozott képeken jellemzően magas MP-jelet mutat, míg a normál agyszövet sötétnek tűnik. A mért diffúziós együttható térképein ennek az ellenkezője igaz. A mért diffúziós együttható térképei az ischaemia diagnosztizálásának és az akut cerebrovaszkuláris katasztrófa, valamint az ischaemia által okozott krónikus szöveti degeneráció kialakulásának dinamikus monitorozásának eszközévé váltak. A diffúziósúlyozott képek non-invazív jellege és alkalmazásának gyorsasága határozza meg a módszer elsődleges fontosságát az ischaemiás agykárosodás elsődleges diagnózisában.

Minden diffúziós vizsgálatot kontrasztanyag bevezetése nélkül végeznek, ami fontos a súlyosan beteg betegek és a gyermekek agyfejlődésének speciális vizsgálataihoz, a méhen belüli időszaktól kezdve. Ez utóbbi esetben a diffúziós MRI lehetővé teszi további kvalitatív (vizuális) és kvantitatív szöveti jellemzők megszerzését, új lehetőségeket nyit meg az agyszövet mikrostruktúrájának tanulmányozására a fejlődése során.

A diffúzió súlyozott képek és diffúziós térképek további diagnosztikai információkat nyújtanak a T1 és T2 MRI-n hasonló manifesztációjú agydaganatok (gliómák, kontrasztanyag-gyűrű alakú felhalmozódással járó daganatok), a peritumorális ödéma (vazogén vagy citotoxikus) megkülönböztetéséhez, adatokat szolgáltatnak a tumoron belüli ciszták jelenlétéről vagy hiányáról stb.

A diffúzió súlyozott képek ilyen rövid szkennelési idő alatt felbecsülhetetlen értékű információkat nyújtanak az agy és a gerincvelő gyulladásos elváltozásainak (pl. agytályogok, empyema) diagnosztizálásában. A tályog gennyes tartalmát magas MP-jel jellemzi, és a kezelés bármely szakaszában, beleértve a posztoperatív szakaszt is, könnyen vizualizálható. Egyes agydaganatok, különösen a meningiómák és a neurinómák szerkezeti felépítése lehetővé teszi a daganat szövettani típusának nagy megbízhatósággal történő előrejelzését diffúzió súlyozott képek alkalmazása esetén már a műtét előtt. Az ebből a módszerből származó adatok alapján az epidermoid és az arachnoid ciszták pontosan megkülönböztethetők.

A traktográfia egy új és ígéretes technika, amely lehetővé teszi az agy ingerületvezetési pályáinak non-invazív „látását”. A még mindig fennálló technikai nehézségek ellenére az idegsebészeti feladatokban alkalmazott első eredmények ígéretesnek tűnnek. A diffúziós tenzor MRI segítségével lehetővé vált, hogy a ingerületvezetési pályák helyének ismeretében és a kóros folyamatban (elmozdulás/deformáció vagy invázió és károsodás) rejlő érdeklődésüket figyelembe véve megtervezzék a sebészeti megközelítést és az intracerebrális daganatok sebészeti eltávolításának térfogatát.

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