Магнитно-резонансна томография с дифузионно претегляне.

Дифузията е основният физичен процес, протичащ по време на метаболитни реакции в клетката. Първото дифузионно-претеглено ЯМР изображение е конструирано през 1985 г. Дифузионният ЯМР навлиза в клиничната практика заедно с ЯМР скенерите от III поколение. За получаване на дифузионно-претеглени томограми се използват ехопланарни импулсни последователности "spin echo" EPI с два дифузионни градиента с еднаква амплитуда и продължителност. За количествена оценка на дифузионните свойства на водата в тъканите се изграждат параметрични дифузионни карти, върху които цветът на всеки пиксел съответства на измерения коефициент на дифузия. На дифузионната карта тъканите с висока скорост на дифузия на водата са оцветени в червени и бели тонове, тъканите с ниска скорост на дифузия са оцветени в синьо и черно.

Зависимостта на дифузионния капацитет на молекулите от посоката се нарича дифузионна анизотропия. В бялото вещество на мозъка водните молекули лесно дифундират по нервните влакна, но движението им през влакната е ограничено от непропускливата миелинова обвивка.

Дифузионно-тензорният ЯМР се използва за визуализиране на анизотропията на дифузията на водата в тъканите.

При дифузионно-тензорния ЯМР, ориентацията на дифузионните елипсоиди във вокселите се използва за определяне на хода на нервните влакна, които образуват нервни пътища, чрез свързване на собствените вектори на дифузионния тензор помежду си. Алгоритмите за свързване са доста сложни, така че се използват различни методи за изчисление, за да се „начертае“ хода на много нервни влакна, които образуват нервен тракт. В резултат на това тензорният ЯМР често се нарича трактография - метод за визуализиране на хода на нервните пътища. В най-простата си форма, частичната дифузионна анизотропия е цветно кодирана, а посоките на дифузионно движение на водните молекули в тъканите се визуализират чрез оцветяване на пикселите в определен цвят в зависимост от ориентацията на техния собствен вектор (червен - по оста X, зелен - по оста Y, син - по оста Z).

Дифузионно-тензорният ЯМР ни позволява да открием структурни връзки между части на мозъка, което е особено важно при обемни процеси и заболявания, които нарушават анатомичната структура или разрушават бялото вещество (тумори, черепно-мозъчна травма, демиелинизиращи заболявания и др.).

Клинично приложение на дифузионно-претеглена и дифузионно-тензорна ЯМР. Намаляването на скоростта на измерения коефициент на дифузия в мозъчната тъкан е чувствителен индикатор за исхемични нарушения и тежестта на исхемията. Днес използването на дифузионно-претеглени изображения е един от най-бързите и специфични методи за диагностициране на исхемичен мозъчен инфаркт в ранните стадии на неговото развитие (до 6 часа), когато има „терапевтичен прозорец“ за използване на тромболиза и частично или пълно възстановяване на кръвния поток в засегнатите мозъчни тъкани. В острата фаза на мозъчния инсулт, областта на мозъчната лезия върху дифузионно-претеглени изображения има типично висок МП сигнал, докато нормалната мозъчна тъкан изглежда тъмна. Обратното е вярно върху картите на измерения коефициент на дифузия. Картите на измерения коефициент на дифузия са се превърнали в средство за диагностициране на исхемия и динамично наблюдение на развитието на остър мозъчно-съдов инцидент и последваща хронична тъканна дегенерация, причинена от исхемия. Неинвазивността и бързината на прилагане на дифузионно-претеглените изображения определят първостепенното значение на метода в първичната диагностика на исхемично мозъчно увреждане.

Всички дифузионни изследвания се извършват без въвеждане на контрастно вещество, което е важно за тежко болни пациенти и за специализирани изследвания на развитието на мозъка при деца, започвайки от вътреутробния период. В последния случай дифузионният ЯМР позволява получаване на допълнителни качествени (визуални) и количествени характеристики на тъканите, отваря нови възможности за изучаване на микроструктурата на мозъчната тъкан по време на нейното развитие.

Дифузионно-претеглените изображения и дифузионните карти предоставят допълнителна диагностична информация за диференциране на мозъчни тумори със сходни прояви на Т1 и Т2 ЯМР (глиоми, тумори с пръстеновидно натрупване на контрастно вещество), перитуморален оток (вазогенен или цитотоксичен), предоставят данни за наличието или отсъствието на интратуморни кисти и др.

Безценна информация за толкова кратко време на сканиране се предоставя от дифузионно-претеглените изображения при диагностициране на възпалителни лезии на мозъка и гръбначния стълб (напр. мозъчни абсцеси, емпиема). Гнойното съдържание на абсцеса се характеризира с висок MP сигнал и лесно се визуализира на всеки етап от лечението, включително следоперативно. Структурната организация на някои мозъчни тумори, по-специално менингиоми и невриноми, позволява да се предскаже хистологичният тип тумор с висока надеждност при използване на дифузионно-претеглени изображения още преди операцията. Въз основа на данните от този метод се извършва точно диференциране на епидермоидни и арахноидални кисти.

Трактографията е нова и обещаваща техника, която позволява неинвазивно „виждане“ на проводните пътища на мозъка. Въпреки техническите трудности, които все още съществуват, първите резултати от приложението им в неврохирургичните задачи изглеждат обещаващи. С помощта на дифузионно-тензорния магнитен резонанс (ЯМР) стана възможно, познавайки местоположението на проводните пътища и отчитайки техния интерес към патологичния процес (изместване/деформация или инвазия и увреждане), да се планира хирургичният подход и обемът на хирургичното отстраняване на интрацеребралните тумори.

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