Difuzijski ponderirana magnetska rezonancija.

Difuzija je glavni fizički proces koji se odvija tijekom metaboličkih reakcija stanice. Prva difuzijski ponderirana MR slika konstruirana je 1985. godine. Difuzijska magnetska rezonancija ušla je u kliničku praksu zajedno s MRI skenerima III generacije. Za dobivanje difuzijski ponderiranih tomograma koriste se ehoplanarne pulsne sekvence "spin echo" EPI s dva difuzijska gradijenta iste amplitude i trajanja. Za kvantitativnu procjenu difuzijskih svojstava vode u tkivu konstruiraju se parametarske difuzijske karte na kojima boja svakog piksela odgovara izmjerenom koeficijentu difuzije. Na difuzijskoj karti, tkiva s visokom stopom difuzije vode obojena su crvenim i bijelim tonovima, tkiva s niskom stopom difuzije obojena su plavom i crnom bojom.

Ovisnost difuzijskog kapaciteta molekula o smjeru naziva se difuzijska anizotropija. U bijeloj tvari mozga molekule vode lako difundiraju duž živčanih vlakana, ali njihovo kretanje preko vlakana ograničeno je nepropusnom mijelinskom ovojnicom.

Magnetska rezonancija difuzijskog tenzora koristi se za vizualizaciju anizotropije difuzije vode u tkivu.

U difuzijsko-tenzorskoj magnetskoj rezonanciji (MR), orijentacija difuzijskih elipsoida u vokselima koristi se za određivanje tijeka živčanih vlakana koja tvore živčane puteve povezivanjem svojstvenih vektora difuzijskog tenzora međusobno. Algoritmi povezivanja su prilično složeni, pa se koriste različite metode izračuna za "crtanje" tijeka mnogih živčanih vlakana koja tvore živčani put. Kao rezultat toga, tenzorska magnetska rezonancija se često naziva traktografija - metoda za vizualizaciju tijeka živčanih puteva. U svom najjednostavnijem obliku, parcijalna difuzijska anizotropija je kodirana bojama, a smjerovi difuzijskog kretanja molekula vode u tkivima vizualiziraju se bojanjem piksela u određenu boju ovisno o orijentaciji njihovog svojstvenog vektora (crvena - duž X osi, zelena - duž Y osi, plava - duž Z osi).

Difuzijska tenzorska magnetska rezonancija omogućuje nam otkrivanje strukturnih veza između dijelova mozga, što je posebno važno kod volumetrijskih procesa i bolesti koje iskrivljuju anatomsku strukturu ili uništavaju bijelu tvar (tumori, traumatske ozljede mozga, demijelinizirajuće bolesti itd.).

Klinička primjena difuzijski ponderirane i difuzijski tenzorske magnetske rezonancije. Smanjenje brzine izmjerenog koeficijenta difuzije u moždanom tkivu osjetljiv je pokazatelj ishemijskih poremećaja i težine ishemije. Danas je korištenje difuzijski ponderiranih slika jedna od najbržih i najspecifičnijih metoda za dijagnosticiranje ishemijskog infarkta mozga u ranim fazama njegovog razvoja (do 6 sati), kada postoji "terapijski prozor" za primjenu trombolize i djelomičnu ili potpunu obnovu protoka krvi u zahvaćenom moždanom tkivu. U akutnoj fazi moždanog udara, područje moždane lezije na difuzijski ponderiranim slikama ima tipično visok MP signal, dok normalno moždano tkivo izgleda tamno. Suprotno je na kartama izmjerenog koeficijenta difuzije. Karte izmjerenog koeficijenta difuzije postale su sredstvo za dijagnosticiranje ishemije i dinamičko praćenje razvoja akutnog cerebrovaskularnog inzulta i posljedične kronične degeneracije tkiva uzrokovane ishemijom. Neinvazivnost i brzina primjene difuzijski ponderiranih slika određuju primarnu važnost metode u primarnoj dijagnozi ishemijskog oštećenja mozga.

Sve difuzijske studije provode se bez uvođenja kontrastnog sredstva, što je važno za teško bolesne pacijente i za specijalizirane studije razvoja mozga kod djece, počevši od intrauterinog razdoblja. U potonjem slučaju, difuzijska magnetska rezonancija omogućuje dobivanje dodatnih kvalitativnih (vizualnih) i kvantitativnih karakteristika tkiva, otvara nove mogućnosti za proučavanje mikrostrukture moždanog tkiva tijekom njegovog razvoja.

Difuzijski ponderirane slike i difuzijske mape pružaju dodatne dijagnostičke informacije za diferencijaciju tumora mozga sa sličnim manifestacijama na T1 i T2 magnetskoj rezonanci (gliomi, tumori s prstenastim nakupljanjem kontrastnog sredstva), peritumoralnim edemom (vazogenim ili citotoksičnim), pružaju podatke o prisutnosti ili odsutnosti intratumorskih cista itd.

Neprocjenjive informacije u tako kratkom vremenu skeniranja pružaju difuzijski ponderirane slike u dijagnosticiranju upalnih lezija mozga i kralježnice (npr. apscesi mozga, empijem). Gnojni sadržaj apscesa karakterizira visok MP signal i lako se vizualizira u bilo kojoj fazi liječenja, uključujući postoperativnu. Strukturna organizacija nekih tumora mozga, posebno meningioma i neurinoma, omogućuje predviđanje histološkog tipa tumora s visokom pouzdanošću pri korištenju difuzijski ponderiranih slika čak i prije operacije. Na temelju podataka ove metode točno se razlikuju epidermoidne i arahnoidne ciste.

Traktografija je nova i obećavajuća tehnika koja omogućuje neinvazivno "viđenje" provodnih putova mozga. Unatoč tehničkim poteškoćama koje još uvijek postoje, prvi rezultati u primjeni na neurokirurške zadatke čine se obećavajućima. Uz pomoć difuzijske tenzorske magnetske rezonancije, postalo je moguće, poznavajući lokaciju provodnih putova i uzimajući u obzir njihov interes u patološkom procesu (pomak/deformacija ili invazija i oštećenje), planirati kirurški pristup i volumen kirurškog uklanjanja intracerebralnih tumora.

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