MRI z funkcją dyfuzji

Dyfuzja jest głównym procesem fizycznym, który zachodzi podczas reakcji metabolicznych komórki. Pierwszy obraz MP z dyfuzją został skonstruowany w 1985 roku. W praktyce klinicznej, MRI dyfuzji przyszedł ze skanerami MRI generacji III. W celu uzyskania tomogramów ważonych dyfuzją stosuje się sekwencje impulsów echopłanu "echo wirowania" EPI z dwoma gradientami dyfuzji o tej samej amplitudzie i czasie trwania. Aby oszacować właściwości dyfuzyjne wody w tkance, konstruowane są map dyfuzji parametrycznej, na której kolor każdego piksela odpowiada zmierzonemu współczynnikowi dyfuzji. Na mapie dyfuzyjnej tkanki o wysokim wskaźniku dyfuzji wody są zabarwione na czerwono-białe tony, tkanki o niskiej szybkości dyfuzji w niebiesko-czarnej.

Zależność zdolności dyfuzji cząsteczek od kierunku nazywana jest anizotropią dyfuzji. W białej istocie mózgu cząsteczki wody łatwo dyfundują wzdłuż włókien nerwowych, ale w poprzek włókien ich ruch jest ograniczony przez nieprzepuszczalną osłonkę mielinową.

Aby zwizualizować anizotropię dyfuzji wody w tkance, stosuje się MRI dyfuzji i tensora.

Dyfuzja tensor woksele elipsoidy orientacji MRI dyfuzji ustalić przebieg włókien nerwowych, które stanowią drogi nerwowe łączące ze sobą wektorów własnych tensora dyfuzji. Algorytmy łączenia są dość skomplikowane, dlatego stosuje się różne metody obliczeniowe, pozwalające "narysować" przebieg zestawu włókien nerwowych tworzących przewód nerwowy. Z tego powodu rezonans magnetyczny jest często nazywany tractografią - metodą wizualizacji przebiegu nerwów. W swojej najprostszej postaci częściowo anizotropowe dyfuzji zakodowanego koloru i obrazowania kierunku dyfuzyjnego ruch cząsteczek wody w tkanki jest wykonywane za pomocą barwienia poszczególnych pikseli kolorów w zależności od orientacji wektor własny (czerwony - na osi X, zielony - na osi Y, niebiesko - od osi).

Dyfuzja napinacz MRI ujawnia związki strukturalne między częściami mózgu, co jest szczególnie ważne dla procesów w masie i chorób zakłócające budowę anatomiczną lub niszczącej białą substancję stałą (nowotworu, urazu głowy, choroby demielinizacyjnej i inni.).

Kliniczne zastosowanie MRI z dyfuzją i tensorem dyfuzji. Zmniejszenie prędkości mierzonego współczynnika dyfuzji w tkankach mózgu jest czułym wskaźnikiem zaburzeń niedokrwiennych i ciężkości niedokrwienia. Do tej pory korzystanie z obrazów dyfuzyjnych ważony - jeden z najbardziej szybkiego i wysoce specyficzne metody diagnostyczne niedokrwiennego udaru mózgu we wczesnym stadium jego rozwoju (przed 6 godzin), gdy istnieje „okno terapeutyczne” do trombolizy i częściowym lub całkowitym odzyskiem przepływu krwi w dotkniętych tkankach mózgowych . W ostrej fazie udaru mózgu na obrazach ważonych dyfuzją obszar uszkodzenia mózgu ma zwykle wysoki sygnał MP, podczas gdy normalne tkanki mózgu wyglądają ciemno. Na mapach zmierzonego współczynnika dyfuzji jest odwrotnie. Mapy zmierzony współczynnik dyfuzji diagnostyczny stali narzędziowej niedokrwienia i dynamicznego kontrolowania rozwoju ostrego udaru i późniejsze chroniczne zwyrodnienie tkanki wywołanego przez niedokrwienie. Nieinwazyjność i szybkie zastosowanie obrazów ważonych dyfuzją predeterminuje główne znaczenie metody w pierwotnej diagnostyce niedokrwiennego uszkodzenia mózgu.

Wszystkie badania dyfuzyjne są przeprowadzane bez wprowadzenia środka kontrastowego, co jest ważne w przypadku ciężkich pacjentów i specjalistycznych badań rozwoju mózgu u dzieci, poczynając od okresu wewnątrzmacicznego. W tym ostatnim przypadku dyfuzja MRI pozwala uzyskać dodatkowe cechy jakościowe (wizualizacja) i ilościowe tkanki, otwiera nowe możliwości badania mikrostruktury tkanek mózgu w procesie jej rozwoju.

Obrazowania i dyfuzji mapy dyfuzji ważone dodatkowych informacji diagnostycznych dla różnicowania nowotworów mózgowych z podobnymi przejawów T1 i T2-MR (glejak guza pierścieniową wychwytu kontrastu), obrzęk okołoguzowo (vasogenic i cytotoksyczne) dostarczają informacji o występowaniu lub brak wewnątrzkomórkowych cyst, itp.

Nieoceniona informacja na tak krótki czas skanowania, wykorzystanie obrazów ważonych dyfuzją jest podana w diagnozie zmian zapalnych mózgu i kręgosłupa (np. Ropień mózgu, ropniak). Ropna zawartość ropnia charakteryzuje się wysokim sygnałem MP i jest łatwo wizualizowana na każdym etapie leczenia, w tym pooperacyjnym. Specyfika organizacji strukturalnej niektórych nowotworów mózgu, w szczególności oponiaków i neurin, umożliwia przewidywanie typu histologicznego nowotworu nawet przed operacją, gdy stosuje się obrazy o wysokiej dyfuzji z wysoką niezawodnością. W oparciu o dane tej metody torbiele epidermoidalne i pajęczynówki są dokładnie zróżnicowane.

Traktografiya - nowa i obiecująca technika, która pozwala nieinwazyjnie "widzieć" przewodzące drogi mózgu. Pomimo wciąż istniejących trudności technicznych, pierwsze wyniki w zastosowaniu do zadań neurochirurgii wydają się obiecujące. Stało się to możliwe za pomocą dyfuzji tensorowy MRI, znając położenie szlaków przewodzenia i ze względu na ich interesów w procesie patologicznym (przemieszczeń / odkształceń lub innych uszkodzeń i inwazji), planowanie operacyjne i głośności dostępu chirurgicznego usunięcia guza śródmózgowych.

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