Difúzne vážená MRI.

Difúzia je hlavný fyzikálny proces, ktorý prebieha počas metabolických reakcií bunky. Prvý difúzne vážený MR obraz bol skonštruovaný v roku 1985. Difúzna MRI vstúpila do klinickej praxe spolu s MRI skenermi III. generácie. Na získanie difúzne vážených tomogramov sa používajú echoplanárne pulzné sekvencie „spin echo“ EPI s dvoma difúznymi gradientmi rovnakej amplitúdy a trvania. Na kvantitatívne posúdenie difúznych vlastností vody v tkanive sa zostavujú parametrické difúzne mapy, na ktorých farba každého pixelu zodpovedá nameranému difúznemu koeficientu. Na difúznej mape sú tkanivá s vysokou difúznou rýchlosťou vody zafarbené červenou a bielou farbou, tkanivá s nízkou difúznou rýchlosťou sú zafarbené modrou a čiernou farbou.

Závislosť difúznej kapacity molekúl od smeru sa nazýva difúzna anizotropia. V bielej hmote mozgu molekuly vody ľahko difundujú pozdĺž nervových vlákien, ale ich pohyb cez vlákna je obmedzený nepriepustnou myelínovou pošvou.

Difúzna tenzorová magnetická rezonancia (MRI) sa používa na vizualizáciu anizotropie difúzie vody v tkanive.

V difúzno-tenzorovej magnetickej rezonancii (MRI) sa orientácia difúznych elipsoidov vo voxeloch používa na určenie priebehu nervových vlákien, ktoré tvoria nervové dráhy, a to prepojením vlastných vektorov difúzneho tenzora. Algoritmy prepojenia sú pomerne zložité, preto sa na „vykreslenie“ priebehu mnohých nervových vlákien, ktoré tvoria nervovú dráhu, používajú rôzne výpočtové metódy. V dôsledku toho sa tenzorová MRI často nazýva traktografia – metóda vizualizácie priebehu nervových dráh. Vo svojej najjednoduchšej forme je čiastočná difúzna anizotropia farebne kódovaná a smery difúzneho pohybu molekúl vody v tkanivách sa vizualizujú sfarbením pixelov určitou farbou v závislosti od orientácie ich vlastného vektora (červená – pozdĺž osi X, zelená – pozdĺž osi Y, modrá – pozdĺž osi Z).

Difúzna tenzorová magnetická rezonancia (MRI) nám umožňuje detekovať štrukturálne prepojenia medzi časťami mozgu, čo je obzvlášť dôležité pri volumetrických procesoch a ochoreniach, ktoré deformujú anatomickú štruktúru alebo ničia bielu hmotu (nádory, traumatické poranenie mozgu, demyelinizačné ochorenia atď.).

Klinické využitie difúzne váženej a difúzne tenzorovej MRI. Pokles rýchlosti meraného difúzneho koeficientu v mozgovom tkanive je citlivým indikátorom ischemických porúch a závažnosti ischémie. V súčasnosti je použitie difúzne vážených snímok jednou z najrýchlejších a najšpecifickejších metód diagnostiky ischemického mozgového infarktu v skorých štádiách jeho vývoja (do 6 hodín), keď existuje „terapeutické okno“ pre použitie trombolýzy a čiastočné alebo úplné obnovenie prietoku krvi v postihnutých mozgových tkanivách. V akútnej fáze mozgovej cievnej mozgovej príhody má oblasť mozgovej lézie na difúzne vážených snímok typicky vysoký MP signál, zatiaľ čo normálne mozgové tkanivo sa javí ako tmavé. Opak platí na mapách meraného difúzneho koeficientu. Mapy meraného difúzneho koeficientu sa stali prostriedkom na diagnostiku ischémie a dynamické sledovanie vývoja akútnej cievnej mozgovej príhody a následnej chronickej degenerácie tkaniva spôsobenej ischémiou. Neinvazívnosť a rýchlosť aplikácie difúzne vážených snímok určujú primárny význam metódy v primárnej diagnostike ischemického poškodenia mozgu.

Všetky difúzne štúdie sa vykonávajú bez zavedenia kontrastnej látky, čo je dôležité pre ťažko chorých pacientov a pre špecializované štúdie vývoja mozgu u detí, počnúc vnútromaternicovým obdobím. V druhom prípade difúzna magnetická rezonancia umožňuje získať ďalšie kvalitatívne (vizuálne) a kvantitatívne charakteristiky tkaniva, otvára nové možnosti pre štúdium mikroštruktúry mozgového tkaniva počas jeho vývoja.

Difúzne vážené snímky a difúzne mapy poskytujú ďalšie diagnostické informácie na diferenciáciu mozgových nádorov s podobnými prejavmi na T1 a T2 MRI (gliómy, nádory s prstencovou akumuláciou kontrastnej látky), peritumorálnym edémom (vazogénnym alebo cytotoxickým), poskytujú údaje o prítomnosti alebo neprítomnosti intratumorálnych cýst atď.

Neoceniteľné informácie v takom krátkom čase skenovania poskytujú difúzne vážené snímky pri diagnostike zápalových lézií mozgu a miechy (napr. mozgové abscesy, empyém). Hnisavý obsah abscesu sa vyznačuje vysokým MP signálom a dá sa ľahko vizualizovať v ktorejkoľvek fáze liečby vrátane pooperačnej. Štrukturálna organizácia niektorých mozgových nádorov, najmä meningiómov a neurinómov, umožňuje predpovedať histologický typ nádoru s vysokou spoľahlivosťou pri použití difúzne vážených snímok ešte pred operáciou. Na základe údajov z tejto metódy sa presne diferencujú epidermoidné a arachnoidálne cysty.

Traktografia je nová a sľubná technika, ktorá umožňuje neinvazívne „vidieť“ vodivé dráhy mozgu. Napriek technickým ťažkostiam, ktoré stále existujú, sa prvé výsledky v aplikácii na neurochirurgické úlohy zdajú byť sľubné. Pomocou difúznej tenzorovej magnetickej rezonancie je možné, poznajúc lokalizáciu vodivých dráh a berúc do úvahy ich význam pre patologický proces (posun/deformácia alebo invázia a poškodenie), naplánovať chirurgický prístup a objem chirurgického odstránenia intracerebrálnych nádorov.

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