Difuzně vážená MRI.

Difuze je hlavní fyzikální proces, ke kterému dochází během metabolických reakcí buňky. První difuzně vážený MR snímek byl vytvořen v roce 1985. Difuzní MRI vstoupila do klinické praxe společně s MRI skenery III. generace. Pro získání difuzně vážených tomogramů se používají echoplanární pulzní sekvence „spin echo“ EPI se dvěma difuzními gradienty stejné amplitudy a trvání. Pro kvantitativní posouzení difuzních vlastností vody v tkáni se konstruují parametrické difuzní mapy, na kterých barva každého pixelu odpovídá naměřenému difuznímu koeficientu. Na difuzní mapě jsou tkáně s vysokou difuzní rychlostí vody zbarveny červeně a bíle, tkáně s nízkou difuzní rychlostí jsou zbarveny modře a černě.

Závislost difuzní kapacity molekul na směru se nazývá difuzní anizotropie. V bílé hmotě mozku molekuly vody snadno difundují podél nervových vláken, ale jejich pohyb napříč vlákny je omezen nepropustnou myelinovou pochvou.

Difuzní tenzorová magnetická rezonance se používá k vizualizaci anizotropie difúze vody v tkáni.

V difuzní tenzorové magnetické rezonanci se orientace difuzních elipsoidů ve voxelech používá k určení průběhu nervových vláken, která tvoří nervové dráhy, a to propojením vlastních vektorů difuzního tenzoru. Algoritmy propojení jsou poměrně složité, takže se k „vykreslení“ průběhu mnoha nervových vláken, která tvoří nervovou dráhu, používají různé výpočetní metody. V důsledku toho se tenzorová magnetická rezonance často nazývá traktografie – metoda vizualizace průběhu nervových drah. Ve své nejjednodušší formě je parciální difuzní anizotropie barevně kódována a směry difuzního pohybu molekul vody v tkáních se vizualizují zbarvením pixelů určitou barvou v závislosti na orientaci jejich vlastního vektoru (červená – podél osy X, zelená – podél osy Y, modrá – podél osy Z).

Difuzně-tenzorová magnetická rezonance (MRI) nám umožňuje detekovat strukturální spojení mezi částmi mozku, což je obzvláště důležité u volumetrických procesů a onemocnění, která deformují anatomickou strukturu nebo ničí bílou hmotu (nádory, traumatické poranění mozku, demyelinizační onemocnění atd.).

Klinické využití difuzně vážené a difuzně tenzorové magnetické rezonance (MRI). Pokles rychlosti měřeného difuzního koeficientu v mozkové tkáni je citlivým indikátorem ischemických poruch a závažnosti ischemie. Dnes je použití difuzně vážených snímků jednou z nejrychlejších a nejspecifičtějších metod pro diagnostiku ischemického mozkového infarktu v raných stádiích jeho vývoje (až 6 hodin), kdy existuje „terapeutické okno“ pro použití trombolýzy a částečné nebo úplné obnovení průtoku krve v postižených mozkových tkáních. V akutní fázi mozkové mrtvice má oblast mozkové léze na difuzně vážených snímcích typicky vysoký MP signál, zatímco normální mozková tkáň se jeví tmavá. Opak platí na mapách měřeného difuzního koeficientu. Mapy měřeného difuzního koeficientu se staly prostředkem pro diagnostiku ischemie a dynamické sledování vývoje akutní cévní mozkové příhody a následné chronické degenerace tkáně způsobené ischemií. Neinvazivnost a rychlost aplikace difuzně vážených snímků určují primární význam metody v primární diagnostice ischemického poškození mozku.

Všechny difuzní studie se provádějí bez zavedení kontrastní látky, což je důležité u těžce nemocných pacientů a pro specializované studie vývoje mozku u dětí, počínaje nitroděložním obdobím. V druhém případě umožňuje difuzní magnetická rezonance získat další kvalitativní (vizuální) a kvantitativní charakteristiky tkáně a otevírá nové možnosti pro studium mikrostruktury mozkové tkáně během jejího vývoje.

Difuzně vážené snímky a difuzní mapy poskytují další diagnostické informace pro diferenciaci mozkových nádorů s podobnými projevy na T1 a T2 MRI (gliomy, nádory s prstencovitou akumulací kontrastní látky), peritumorálním edémem (vazogenním nebo cytotoxickým), poskytují údaje o přítomnosti nebo nepřítomnosti intratumorálních cyst atd.

Neocenitelné informace v tak krátké době skenování poskytují difuzně vážené snímky při diagnostice zánětlivých lézí mozku a míchy (např. mozkové abscesy, empyém). Hnisavý obsah abscesu se vyznačuje vysokým MP signálem a je snadno vizualizovatelný v jakékoli fázi léčby, včetně pooperační. Strukturální organizace některých mozkových nádorů, zejména meningeomů a neurinomů, umožňuje s vysokou spolehlivostí předpovědět histologický typ nádoru při použití difuzně vážených snímků ještě před operací. Na základě dat z této metody se přesně rozlišují epidermoidní a arachnoidální cysty.

Traktografie je nová a slibná technika, která umožňuje neinvazivně „vidět“ vodivé dráhy mozku. Navzdory technickým obtížím, které stále existují, se první výsledky v aplikaci na neurochirurgické úkoly zdají být slibné. S pomocí difuzní tenzorové magnetické rezonance je možné, znajíc lokalizaci vodivých drah a berouc v úvahu jejich vliv na patologický proces (posun/deformace nebo invaze a poškození), naplánovat chirurgický přístup a objem chirurgického odstranění intracerebrálních nádorů.

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