Diffuusiopainotteinen magneettikuvaus.

Diffuusio on solun aineenvaihduntareaktioiden tärkein fysikaalinen prosessi. Ensimmäinen diffuusiopainotettu magneettikuva otettiin vuonna 1985. Diffuusio-MRI tuli kliiniseen käytäntöön yhdessä III sukupolven magneettikuvauslaitteiden kanssa. Diffuusiopainotettujen tomogrammien saamiseksi käytetään kaikutasopulssisekvenssejä "spinkaiku" EPI, joissa on kaksi saman amplitudin ja keston omaavaa diffuusiogradienttia. Veden diffuusio-ominaisuuksien kvantitatiiviseksi arvioimiseksi kudoksessa konstruoidaan parametrisia diffuusiokarttoja, joissa kunkin pikselin väri vastaa mitattua diffuusiokerrointa. Diffuusiokartalla kudokset, joilla on korkea veden diffuusionopeus, on värjätty punaisella ja valkoisella, ja kudokset, joilla on alhainen diffuusionopeus, on värjätty sinisellä ja mustalla.

Molekyylien diffuusiokapasiteetin riippuvuutta suunnasta kutsutaan diffuusioanisotropiaksi. Aivojen valkeassa aineessa vesimolekyylit diffundoituvat helposti hermosyitä pitkin, mutta läpäisemätön myeliinituppi rajoittaa niiden liikkumista hermosyiden poikki.

Diffuusiotensori-MRI:tä käytetään veden diffuusion anisotropian visualisointiin kudoksessa.

Diffuusiotensorimagneettikuvauksessa vokselien diffuusioellipsoidien orientaatiota käytetään hermoratoja muodostavien hermokuitujen kulun määrittämiseen yhdistämällä diffuusiotensorin ominaisvektorit toisiinsa. Yhteysalgoritmit ovat melko monimutkaisia, joten käytetään erilaisia laskentamenetelmiä hermoradan muodostavien hermokuitujen kulun "piirtämiseen". Tämän seurauksena tensorimagneettikuvausta kutsutaan usein traktografiaksi – menetelmäksi hermoratojen kulun visualisoimiseksi. Yksinkertaisimmassa muodossaan osittainen diffuusioanisotropia on värikoodattu, ja vesimolekyylien diffuusioliikkeen suunnat kudoksissa visualisoidaan värittämällä pikselit tietyllä värillä niiden ominaisvektorin suunnasta riippuen (punainen - X-akselilla, vihreä - Y-akselilla, sininen - Z-akselilla).

Diffuusiotensorimagneettikuvauksella voidaan havaita aivojen osien välisiä rakenteellisia yhteyksiä, mikä on erityisen tärkeää volumetrisissa prosesseissa ja sairauksissa, jotka vääristävät anatomista rakennetta tai tuhoavat valkean aineen (kasvaimet, aivovammat, myeliinin vaurioitumissairaudet jne.).

Diffuusiopainotetun ja diffuusiotensori-MRI:n kliininen käyttö. Mitatun diffuusiokertoimen nopeuden lasku aivokudoksessa on herkkä indikaattori iskeemisistä häiriöistä ja iskemian vakavuudesta. Nykyään diffuusiopainotettujen kuvien käyttö on yksi nopeimmista ja spesifisimmistä menetelmistä iskeemisen aivoinfarktin diagnosoimiseksi sen kehityksen alkuvaiheessa (jopa 6 tuntia), jolloin on olemassa "terapeuttinen ikkuna" trombolyysin käytölle ja verenkierron osittaiselle tai täydelliselle palauttamiselle vaurioituneissa aivokudoksissa. Aivohalvauksen akuutissa vaiheessa aivovaurion alueella diffuusiopainotetuissa kuvissa on tyypillisesti korkea MP-signaali, kun taas normaali aivokudos näyttää tummalta. Päinvastoin on totta mitattujen diffuusiokertoimien kartoilla. Mitattujen diffuusiokertoimien kartoista on tullut keino diagnosoida iskemiaa ja seurata dynaamisesti akuutin aivoverisuonitapahtuman ja sitä seuraavan iskemian aiheuttaman kroonisen kudosrappeuman kehittymistä. Diffuusiopainotettujen kuvien ei-invasiivinen luonne ja käytön nopeus määräävät menetelmän ensisijaisen merkityksen iskeemisten aivovaurioiden primaaridiagnoosissa.

Kaikki diffuusiotutkimukset suoritetaan ilman varjoaineen käyttöä, mikä on tärkeää vakavasti sairaille potilaille ja lasten aivojen kehityksen erikoistutkimuksille kohdunsisäisestä ajasta alkaen. Jälkimmäisessä tapauksessa diffuusio-MRI mahdollistaa lisäkvalitatiivisten (visuaalisten) ja kvantitatiivisten kudosominaisuuksien saamisen, mikä avaa uusia mahdollisuuksia aivokudoksen mikrorakenteen tutkimiseen sen kehityksen aikana.

Diffuusiopainotetut kuvat ja diffuusiokartat tarjoavat lisätietoja diagnostisista tiedoista aivokasvainten erottamiseksi toisistaan T1- ja T2-magneettikuvauksessa, joilla on samankaltaisia ilmentymiä (glioomat, kasvaimet, joissa on rengasmainen varjoaineen kertyminen), peritumoraalinen turvotus (vasogeeninen tai sytotoksinen), ja antavat tietoa kasvaimen sisäisten kystojen esiintymisestä tai puuttumisesta jne.

Diffuusiopainotetut kuvat tarjoavat korvaamatonta tietoa näin lyhyessä ajassa aivojen ja selkärangan tulehdusvaurioiden (esim. aivopaiseet, empyema) diagnosoinnissa. Paiseen märkäiselle sisällölle on ominaista korkea MP-signaali, ja se on helppo visualisoida missä tahansa hoidon vaiheessa, myös leikkauksen jälkeisenä. Joidenkin aivokasvainten, erityisesti meningeoomien ja neurinoomien, rakenteellinen organisaatio mahdollistaa kasvaimen histologisen tyypin ennustamisen erittäin luotettavasti diffuusiopainotettuja kuvia käytettäessä jo ennen leikkausta. Tämän menetelmän tietojen perusteella epidermoidiset ja arachnoidaaliset kystat erotetaan tarkasti.

Traktografia on uusi ja lupaava tekniikka, jonka avulla aivojen johtumisreitit voidaan "nähdä" ei-invasiivisesti. Huolimatta edelleen olemassa olevista teknisistä vaikeuksista, ensimmäiset neurokirurgisiin tehtäviin sovellettavat tulokset näyttävät lupaavilta. Diffuusiotensorimagneettikuvauksen avulla on tullut mahdolliseksi suunnitella kirurginen lähestymistapa ja aivojen sisäisten kasvainten kirurgisen poiston määrä, kun tiedetään johtumisreittien sijainti ja otetaan huomioon niiden kiinnostavuus patologisessa prosessissa (siirtymä/muodonmuutos tai invaasio ja vaurio).

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