Diffusionsvægtet MRI.

Diffusion er den primære fysiske proces, der finder sted under cellens metaboliske reaktioner. Det første diffusionsvægtede MR-billede blev konstrueret i 1985. Diffusions-MR kom i klinisk praksis sammen med MR-scannere af III. generation. For at opnå diffusionsvægtede tomogrammer anvendes ekkoplanære pulssekvenser "spin echo" EPI med to diffusionsgradienter af samme amplitude og varighed. For kvantitativt at vurdere diffusionsegenskaberne af vand i væv konstrueres parametriske diffusionskort, hvor farven på hver pixel svarer til den målte diffusionskoefficient. På diffusionskortet er væv med en høj diffusionshastighed af vand farvet i røde og hvide toner, væv med en lav diffusionshastighed er farvet i blå og sort.

Afhængigheden af molekylers diffusionskapacitet af retning kaldes diffusionsanisotropi. I hjernens hvide substans diffunderer vandmolekyler let langs nervefibre, men deres bevægelse på tværs af fibrene er begrænset af den uigennemtrængelige myelinskede.

Diffusionstensor-MRI bruges til at visualisere anisotropien af vanddiffusion i væv.

I diffusionstensor-MR bruges orienteringen af diffusionsellipsoider i voxels til at bestemme forløbet af nervefibre, der danner nervebaner, ved at forbinde diffusionstensorens egenvektorer med hinanden. Forbindelsesalgoritmerne er ret komplekse, så forskellige beregningsmetoder bruges til at "tegne" forløbet af mange nervefibre, der danner en nervebane. Som et resultat kaldes tensor-MR ofte traktografi - en metode til at visualisere forløbet af nervebaner. I sin enkleste form er partiel diffusionsanisotropi farvekodet, og retningerne for diffusionsbevægelsen af vandmolekyler i væv visualiseres ved at farve pixels i en bestemt farve afhængigt af orienteringen af deres egenvektor (rød - langs X-aksen, grøn - langs Y-aksen, blå - langs Z-aksen).

Diffusionstensor-MRI giver os mulighed for at detektere strukturelle forbindelser mellem dele af hjernen, hvilket er særligt vigtigt i volumetriske processer og sygdomme, der forvrænger den anatomiske struktur eller ødelægger hvid substans (tumorer, traumatisk hjerneskade, demyeliniserende sygdomme osv.).

Klinisk anvendelse af diffusionsvægtet og diffusionstensor-MRI. Et fald i hastigheden af den målte diffusionskoefficient i hjernevæv er en følsom indikator for iskæmiske lidelser og sværhedsgraden af iskæmi. I dag er brugen af diffusionsvægtede billeder en af de hurtigste og mest specifikke metoder til diagnosticering af iskæmisk hjerneinfarkt i de tidlige stadier af dets udvikling (op til 6 timer), når der er et "terapeutisk vindue" til brug af trombolyse og delvis eller fuldstændig genoprettelse af blodgennemstrømningen i det berørte hjernevæv. I den akutte fase af hjerneslag har området med hjernelæsionen på diffusionsvægtede billeder et typisk højt MP-signal, mens normalt hjernevæv fremstår mørkt. Det modsatte er tilfældet på kortene over den målte diffusionskoefficient. Kort over den målte diffusionskoefficient er blevet et middel til at diagnosticere iskæmi og dynamisk overvåge udviklingen af akut cerebrovaskulær ulykke og efterfølgende kronisk vævsdegeneration forårsaget af iskæmi. Den ikke-invasive karakter og hurtighed af anvendelsen af diffusionsvægtede billeder bestemmer metodens primære betydning i den primære diagnose af iskæmisk hjerneskade.

Alle diffusionsundersøgelser udføres uden indføring af et kontrastmiddel, hvilket er vigtigt for alvorligt syge patienter og for specialiserede undersøgelser af hjernens udvikling hos børn, startende fra den intrauterine periode. I sidstnævnte tilfælde giver diffusions-MR mulighed for at opnå yderligere kvalitative (visuelle) og kvantitative vævskarakteristika, hvilket åbner nye muligheder for at studere hjernevævets mikrostruktur under dets udvikling.

Diffusionsvægtede billeder og diffusionskort giver yderligere diagnostisk information til at differentiere hjernetumorer med lignende manifestationer på T1- og T2-MR-scanninger (gliomer, tumorer med ringformet ophobning af kontrastmiddel), peritumoralt ødem (vasogent eller cytotoksisk), giver data om tilstedeværelsen eller fraværet af intratumorcyster osv.

Diffusionsvægtede billeder giver uvurderlig information på så kort scanningstid til diagnosticering af inflammatoriske læsioner i hjernen og rygsøjlen (f.eks. hjerneabscesser, empyem). Det purulente indhold af abscessen er karakteriseret ved et højt MP-signal og kan let visualiseres på ethvert stadie af behandlingen, inklusive postoperativt. Den strukturelle organisering af nogle hjernetumorer, især meningiomer og neurinomer, gør det muligt at forudsige den histologiske tumortype med høj pålidelighed, når man bruger diffusionsvægtede billeder, selv før operationen. Baseret på dataene fra denne metode kan epidermoide og arachnoide cyster differentieres nøjagtigt.

Traktografi er en ny og lovende teknik, der gør det muligt at "se" hjernens ledningsbaner på en ikke-invasiv måde. Trods de tekniske vanskeligheder, der stadig eksisterer, virker de første resultater i forbindelse med neurokirurgiske opgaver lovende. Det er blevet muligt ved hjælp af diffusionstensor-MRI, hvor man kender ledningsbanernes placering og tager hensyn til deres interesse i den patologiske proces (forskydning/deformation eller invasion og skade), at planlægge den kirurgiske tilgang og omfanget af kirurgisk fjernelse af intracerebrale tumorer.

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