Diffusionsvägd MRT

Diffusion är den huvudsakliga fysiska processen som uppstår under cellens metaboliska reaktioner. Den första diffusionsvägda MP-bilden byggdes 1985. I klinisk praxis kom diffusion MRI med MR-skannrarna från generationen III. För att erhålla diffusionsvägda tomogram, används echoplanepulsekvenser "spin echo" EPI med två diffusionsgradienter med samma amplitud och längd. För att kvantifiera diffusionsegenskaperna hos vatten i en vävnad, konstrueras parametriska diffusionskartor, på dem motsvarar färgen på varje pixel den uppmätta diffusionskoefficienten. På en diffusionskarta färgas vävnader med hög diffusionshastighet av vatten i rödvita toner, vävnader med låg diffusionshastighet i svartvitt.

Beroendet av diffusionsförmågan hos molekyler i riktningen kallas diffusionsanisotropi. I hjärnans vita ämne diffunderar vattenmolekylerna lätt längs nervfibrerna, men över fibrerna är deras rörelse begränsad av en ogenomtränglig myelinskede.

För att visualisera anisotropin av vattendiffusion i vävnad används diffusion-tensor MRI.

De diffusion tensor MRI orienterings ellipsoider diffusion voxlar bestämma loppet av de nervfibrer som bildar de nervbanor som förbinder med varandra egenvektorer av diffusion tensor. Algoritmer föreningar är ganska komplex, så använda olika beräkningsmetoder för att "dra" loppet av ett flertal nervtrådar som utgör nervkanalen. På grund av detta kallas tensor MRI ofta en trakografi - en metod för visualisering av nervbanans gång. I sin enklaste form partiell anisotropa diffusion kodad färg och avbildningsriktning diffusiv rörelse av vattenmolekyler i vävnaderna utförs genom färgning med specifika färgpixlar beroende på orienteringen av egenvektor (röd - på X-axeln, grön - på Y-axeln, blå - av Z-axeln).

Diffusion tensor-MRI avslöjar strukturella relationer mellan delar av hjärnan, vilket är särskilt viktigt för bulk processer och sjukdomar snedvridande anatomisk struktur eller destruktiv vitt fast ämne (tumör, huvudskada, demyeliniserande sjukdom och andra.).

Klinisk applicering av diffusionsvägd och diffusion-tensor MR. Reduktion av den uppmätta diffusionskoefficienten i hjärnvävnader är en känslig indikator för ischemiska störningar och svårighetsgrad av ischemi. Hittills har användningen av diffusion-viktade bilder - en av de snabbaste och mest mycket specifika diagnostiska metoder ischemisk hjärninfarkt i de tidiga stadierna av sin utveckling (före 6 timmar) när det finns en "terapeutiskt fönster" för trombolys och partiell eller fullständig återhämtning av blodflödet i de drabbade hjärnvävnad . I den akuta fasen av stroke på diffusions-viktade bilder av hjärnan drabbade området har typiskt en hög signal MP-, medan normal hjärnvävnad ser mörk ut. På kartorna över den uppmätta diffusionskoefficienten är motsatsen sann. Kartor över den uppmätta diffusionskoefficienten diagnostiska verktygsstål ischemi och dynamisk övervakning av utvecklingen av akut stroke och efterföljande kronisk vävnadsdegenerering inducerad av ischemi. Icke-invasiv och snabb tillämpning av diffusion vägda avbildningsmetod förutbestämd värde dominerar i den primära diagnos av ischemisk hjärnskada.

Alla diffusionsstudier utförs utan införande av ett kontrastmedel, vilket är viktigt för svåra patienter och för specialiserade studier av hjärnutveckling hos barn, som börjar med intrauterin period. I det senare fallet tillåter diffusion MRI att erhålla ytterligare kvalitativa (visualiserings) och kvantitativa vävnadsegenskaper, öppnar nya möjligheter att studera mikrostruktur av hjärnvävnader under utvecklingens utveckling.

Diffusions-viktade avbildnings och diffusion kartor ger ytterligare diagnostisk information för differentiering av hjärntumörer med liknande manifestationer på T1 och T2-viktade MRI (gliom tumör med ringformiga kontrastupptag), peritumoral ödem (vasogent och cytotoxiska), ge information om förekomsten eller avsaknad av cystor, etc. Intratumoral.

Ovärderlig information på så kort tid avsöknings tillämpning av diffusion-viktade bilder vid diagnos av inflammatoriska ger hjärna och ryggrad lesioner (t.ex., hjärnan abscess, empyem). Purulent abscessinnehåll kännetecknas av hög MP-signal och kan lätt visualiseras vid varje behandlingsstadium, inklusive postoperativ. Särdrag hos den strukturella organisationen av vissa hjärntumörer, såsom meningiom och neurom, tillåter tillämpningen av diffusion-viktade bilder med hög tillförlitlighet för att förutsäga den histologiska typen av tumör, även före operation. Baserat på data från denna metod, är epidermoid och arachnoidcystorna precis differentierade.

Tractography - ett nytt och lovande teknik som gör det möjligt för icke-invasivt "se" brain ledande väg. Trots de existerande tekniska svårigheterna, verkar de första resultaten i ansökan om neurokirurgiska uppgifter lovande. Det har blivit möjligt genom att använda diffusion tensor MRI, i vetskap om placeringen av ledningsbanor och på grund av sitt intresse för den patologiska processen (förskjutning / deformation eller skada och invasion), planera operativ tillgänglighet och volym kirurgiskt avlägsnande av intracerebrala tumörer.

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