Diffusionsviktad MRT.

Diffusion är den huvudsakliga fysikaliska processen som sker under cellens metaboliska reaktioner. Den första diffusionsviktade MR-bilden konstruerades 1985. Diffusions-MRI kom i klinisk praxis tillsammans med MR-skannrar av III-generationen. För att erhålla diffusionsviktade tomogram används ekoplanära pulssekvenser "spinneko" EPI med två diffusionsgradienter med samma amplitud och varaktighet. För att kvantitativt bedöma vattnets diffusionsegenskaper i vävnad konstrueras parametriska diffusionskartor, på vilka färgen på varje pixel motsvarar den uppmätta diffusionskoefficienten. På diffusionskartan är vävnader med hög diffusionshastighet för vatten färgade i röda och vita toner, vävnader med låg diffusionshastighet är färgade i blått och svart.

Beroendet av molekylernas diffusionskapacitet på riktning kallas diffusionsanisotropi. I hjärnans vita substans diffunderar vattenmolekyler lätt längs nervfibrer, men deras rörelse över fibrerna begränsas av den ogenomträngliga myelinskidan.

Diffusionstensor-MRI används för att visualisera anisotropin för vattendiffusion i vävnad.

Vid diffusionstensor-MRI används orienteringen av diffusionsellipsoider i voxlar för att bestämma förloppet av nervfibrer som bildar nervbanor genom att koppla samman diffusionstensorns egenvektorer med varandra. Kopplingsalgoritmerna är ganska komplexa, så olika beräkningsmetoder används för att "rita" förloppet av många nervfibrer som bildar en nervbana. Som ett resultat kallas tensor-MRI ofta för traktografi - en metod för att visualisera förloppet av nervbanor. I sin enklaste form är partiell diffusionsanisotropi färgkodad, och riktningarna för diffusionsrörelsen av vattenmolekyler i vävnader visualiseras genom att färga pixlar i en viss färg beroende på orienteringen av deras egenvektor (röd - längs X-axeln, grön - längs Y-axeln, blå - längs Z-axeln).

Diffusionstensor-MRI låter oss upptäcka strukturella kopplingar mellan delar av hjärnan, vilket är särskilt viktigt vid volumetriska processer och sjukdomar som förvränger den anatomiska strukturen eller förstör vit substans (tumörer, traumatisk hjärnskada, demyeliniserande sjukdomar etc.).

Klinisk tillämpning av diffusionsviktad och diffusionstensor-MRI. En minskning av hastigheten hos den uppmätta diffusionskoefficienten i hjärnvävnad är en känslig indikator på ischemiska störningar och svårighetsgraden av ischemi. Idag är användningen av diffusionsviktade bilder en av de snabbaste och mest specifika metoderna för att diagnostisera ischemisk hjärninfarkt i de tidiga stadierna av dess utveckling (upp till 6 timmar), när det finns ett "terapeutiskt fönster" för användning av trombolys och partiell eller fullständig återställning av blodflödet i de drabbade hjärnvävnaderna. I den akuta fasen av hjärnstroke har området med hjärnlesionen på diffusionsviktade bilder en typiskt hög MP-signal, medan normal hjärnvävnad framstår som mörk. Det motsatta gäller på kartorna över den uppmätta diffusionskoefficienten. Kartor över den uppmätta diffusionskoefficienten har blivit ett sätt att diagnostisera ischemi och dynamiskt övervaka utvecklingen av akut cerebrovaskulär infarkt och efterföljande kronisk vävnadsdegeneration orsakad av ischemi. Icke-invasiviteten och snabbheten i tillämpningen av diffusionsviktade bilder avgör metodens primära betydelse vid primärdiagnos av ischemisk hjärnskada.

Alla diffusionsstudier utförs utan kontrastmedel, vilket är viktigt för allvarligt sjuka patienter och för specialiserade studier av hjärnans utveckling hos barn, med början från den intrauterina perioden. I det senare fallet möjliggör diffusions-MRI att erhålla ytterligare kvalitativa (visuella) och kvantitativa vävnadsegenskaper, vilket öppnar upp nya möjligheter för att studera hjärnvävnadens mikrostruktur under dess utveckling.

Diffusionsviktade bilder och diffusionskartor ger ytterligare diagnostisk information för att differentiera hjärntumörer med liknande manifestationer på T1- och T2-MR (gliom, tumörer med ringformad ansamling av kontrastmedel), peritumoralt ödem (vasogent eller cytotoxiskt), ger data om förekomst eller frånvaro av intratumörcystor, etc.

Diffusionsviktade bilder ger ovärderlig information under så kort skanningstid vid diagnostisering av inflammatoriska lesioner i hjärnan och ryggraden (t.ex. hjärnabscesser, empyem). Det purulenta innehållet i abscessen kännetecknas av en hög MP-signal och kan lätt visualiseras i alla behandlingsskeden, inklusive postoperativt. Den strukturella organisationen av vissa hjärntumörer, särskilt meningiom och neurinom, gör det möjligt att förutsäga den histologiska tumörtypen med hög tillförlitlighet när man använder diffusionsviktade bilder redan före operation. Baserat på data från denna metod kan epidermoid- och araknoidcystor differentieras noggrant.

Traktografi är en ny och lovande teknik som möjliggör icke-invasiv "se" hjärnans ledningsbanor. Trots de tekniska svårigheter som fortfarande finns, verkar de första resultaten i tillämpning på neurokirurgiska uppgifter lovande. Det har blivit möjligt med hjälp av diffusionstensor-MRI, med kännedom om ledningsbanornas placering och med hänsyn till deras intresse för den patologiska processen (förskjutning/deformation eller invasion och skada), att planera det kirurgiska tillvägagångssättet och volymen av kirurgiskt avlägsnande av intracerebrala tumörer.

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