Spektroskopia rezonansu magnetycznego

Spektroskopia rezonansu magnetycznego (spektroskopia MR) dostarcza nieinwazyjnych informacji na temat metabolizmu mózgu. Spektroskopia protonów 1H-MR opiera się na „przesunięciu chemicznym” – zmianie częstotliwości rezonansowej protonów, z których składają się różne związki chemiczne. Termin ten wprowadził N. Ramsey w 1951 r., aby określić różnice między częstotliwościami poszczególnych pików widmowych. Jednostką miary „przesunięcia chemicznego” jest milionowa część (ppm). Oto główne metabolity i odpowiadające im wartości przesunięcia chemicznego, których piki są określane in vivo w widmie protonów MR:

• NAA - N-acetyloasparaginian (2,0 ppm);
• Cho - cholina (3,2 ppm);
• Cr - kreatyna (3,03 i 3,94 ppm);
• ml - mioinozytol (3,56 ppm);
• Glx - glutaminian i glutamina (2,1-2,5 ppm);
• Lak - mleczan (1,32 ppm);
• Kompleks lipidowo-wargowy (0,8-1,2 ppm).

Obecnie w spektroskopii MR protonów stosuje się dwie główne metody - spektroskopię MR pojedynczego woksela i wielowoksela (obrazowanie przesunięcia chemicznego) - jednoczesne określanie widm z kilku obszarów mózgu. W praktyce weszła również spektroskopia MR wielojądrowa oparta na sygnale MR fosforu, węgla i niektórych innych związków.

W spektroskopii 1H-MR pojedynczego woksela do analizy wybiera się tylko jeden obszar (woksel) mózgu. Analizując skład częstotliwości w widmie zarejestrowanym z tego woksela, uzyskuje się rozkład niektórych metabolitów w skali przesunięcia chemicznego (ppm). Stosunek między szczytami metabolitów w widmie, spadek lub wzrost wysokości poszczególnych szczytów widma pozwalają na nieinwazyjną ocenę procesów biochemicznych zachodzących w tkankach.

Spektroskopia MP multivoxelowa generuje widma MP dla kilku wokseli jednocześnie i umożliwia porównanie widm poszczególnych obszarów w badanym obszarze. Przetwarzanie danych spektroskopii MP multivoxelowej umożliwia skonstruowanie mapy parametrycznej przekroju, na której stężenie określonego metabolitu jest oznaczone kolorem, oraz wizualizację rozkładu metabolitów w przekroju, tj. uzyskanie obrazu ważone według przesunięcia chemicznego.

Zastosowanie kliniczne spektroskopii MR. Spektroskopia MR jest obecnie szeroko stosowana do oceny różnych zmian objętościowych mózgu. Dane spektroskopii MR nie pozwalają na wiarygodne przewidywanie typu histologicznego nowotworu, jednak większość badaczy zgadza się, że procesy nowotworowe charakteryzują się na ogół niskim stosunkiem NAA/Cr, wzrostem stosunku Cho/Cr, a w niektórych przypadkach pojawieniem się piku mleczanu. W większości badań MR spektroskopia protonowa była stosowana w diagnostyce różnicowej astrocytomów, wyściółczaków i pierwotnych guzów neuroepitelialnych, prawdopodobnie określając rodzaj tkanki guza.

W praktyce klinicznej istotne jest stosowanie spektroskopii MR w okresie pooperacyjnym w celu diagnozy dalszego wzrostu guza, nawrotu guza lub martwicy popromiennej. W przypadkach złożonych spektroskopia 1H-MR staje się przydatną dodatkową metodą w diagnostyce różnicowej wraz z obrazowaniem perfuzyjnym. W widmie martwicy popromiennej charakterystyczną cechą jest obecność tzw. martwego piku, szerokiego kompleksu mleczanowo-lipidowego w zakresie 0,5-1,8 ppm na tle całkowitej redukcji pików innych metabolitów.

Kolejnym aspektem wykorzystania spektroskopii MR jest rozróżnienie nowo wykrytych zmian pierwotnych i wtórnych, ich odróżnienie od procesów infekcyjnych i demielinizacyjnych. Najbardziej orientacyjne wyniki to diagnostyka ropni mózgu oparta na wykorzystaniu obrazów ważonych dyfuzyjnie. W widmie ropnia, na tle braku pików głównych metabolitów, odnotowuje się pojawienie się piku kompleksu lipidowo-mleczanowego oraz pików specyficznych dla zawartości ropnia, takich jak octan i bursztynian (produkty beztlenowej glikolizy bakterii), aminokwasy walina i leucyna (wynik proteolizy).

W literaturze przedmiotu szeroko bada się również zawartość informacyjną spektroskopii MR w padaczce, w ocenie zaburzeń metabolicznych i zmian zwyrodnieniowych istoty białej mózgu u dzieci, w urazach mózgu, niedokrwieniu mózgu i innych chorobach.

[ 1 ], [ 2 ]