MRI แบบกระจายน้ำหนัก

การแพร่กระจายเป็นกระบวนการทางกายภาพหลักที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมของเซลล์ ภาพ MRI แบบถ่วงน้ำหนักการแพร่กระจายภาพแรกถูกสร้างขึ้นในปี 1985 ภาพ MRI แบบกระจายถูกนำมาใช้ในทางคลินิกพร้อมกับเครื่องสแกน MRI ของรุ่น III เพื่อให้ได้ภาพโทโมแกรมแบบถ่วงน้ำหนักการแพร่กระจาย จะใช้ลำดับพัลส์เอคโคพลานาร์ "สปินเอคโค" EPI ที่มีการไล่ระดับการแพร่กระจายสองระดับที่มีแอมพลิจูดและระยะเวลาเท่ากัน เพื่อประเมินคุณสมบัติการแพร่กระจายของน้ำในเนื้อเยื่อในเชิงปริมาณ เราจึงสร้างแผนที่การแพร่กระจายแบบพารามิเตอร์ ซึ่งสีของแต่ละพิกเซลจะสอดคล้องกับค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายที่วัดได้ บนแผนที่การแพร่กระจาย เนื้อเยื่อที่มีอัตราการแพร่กระจายของน้ำสูงจะมีสีแดงและสีขาว ส่วนเนื้อเยื่อที่มีอัตราการแพร่กระจายต่ำจะมีสีน้ำเงินและสีดำ

ความสัมพันธ์ระหว่างความสามารถในการแพร่กระจายของโมเลกุลกับทิศทางเรียกว่าการกระจายแบบแอนไอโซทรอปิก ในเนื้อสมองสีขาว โมเลกุลของน้ำสามารถแพร่กระจายไปตามเส้นใยประสาทได้อย่างง่ายดาย แต่การเคลื่อนที่ผ่านเส้นใยนั้นถูกจำกัดด้วยปลอกไมอีลินที่ไม่สามารถซึมผ่านได้

การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบ MRI ใช้สำหรับแสดงภาพการกระจายตัวของน้ำแบบแอนไอโซทรอปิกในเนื้อเยื่อ

ใน MRI ของเทนเซอร์การแพร่กระจาย ทิศทางของรูปวงรีการแพร่กระจายในวอกเซลจะถูกใช้เพื่อกำหนดเส้นทางของเส้นใยประสาทที่สร้างเส้นประสาทโดยเชื่อมต่อเวกเตอร์ลักษณะเฉพาะของเทนเซอร์การแพร่กระจายเข้าด้วยกัน อัลกอริทึมการเชื่อมต่อค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นจึงใช้วิธีการคำนวณต่างๆ เพื่อ "วาด" เส้นทางของเส้นใยประสาทจำนวนมากที่สร้างเส้นประสาท ดังนั้น MRI ของเทนเซอร์จึงมักถูกเรียกว่าแทร็กโตกราฟี ซึ่งเป็นวิธีการแสดงเส้นทางของเส้นประสาท ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด แอนไอโซทรอปีการแพร่กระจายบางส่วนจะถูกเข้ารหัสด้วยสี และทิศทางของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลน้ำในเนื้อเยื่อจะถูกแสดงโดยการระบายสีพิกเซลด้วยสีบางสีขึ้นอยู่กับทิศทางของเวกเตอร์ลักษณะเฉพาะ (สีแดง - ตามแกน X, สีเขียว - ตามแกน Y, สีน้ำเงิน - ตามแกน Z)

การถ่ายภาพ MRI ของเทนเซอร์การแพร่กระจายช่วยให้เราสามารถตรวจจับการเชื่อมต่อโครงสร้างระหว่างส่วนต่างๆ ของสมอง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการวัดปริมาตรและโรคที่บิดเบือนโครงสร้างทางกายวิภาคหรือทำลายเนื้อขาว (เนื้องอก TBI โรคที่ทำให้เกิดการสูญเสียไมอีลิน ฯลฯ)

การประยุกต์ใช้ MRI แบบกระจายน้ำหนักและเทนเซอร์กระจายในทางคลินิก การลดลงของความเร็วของค่าสัมประสิทธิ์การกระจายที่วัดได้ในเนื้อเยื่อสมองเป็นตัวบ่งชี้ที่ละเอียดอ่อนของอาการขาดเลือดและความรุนแรงของภาวะขาดเลือด ปัจจุบัน การใช้ภาพแบบกระจายน้ำหนักเป็นหนึ่งในวิธีที่เร็วที่สุดและเฉพาะเจาะจงที่สุดในการวินิจฉัยภาวะขาดเลือดในสมองในระยะเริ่มต้นของการพัฒนา (นานถึง 6 ชั่วโมง) เมื่อมี "ช่วงเวลาการรักษา" สำหรับการใช้การสลายลิ่มเลือดและการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดบางส่วนหรือทั้งหมดในเนื้อเยื่อสมองที่ได้รับผลกระทบ ในระยะเฉียบพลันของโรคหลอดเลือดสมอง บริเวณที่เกิดรอยโรคในสมองในภาพแบบกระจายน้ำหนักจะมีสัญญาณ MP สูงตามปกติ ในขณะที่เนื้อเยื่อสมองปกติจะมีสีเข้ม ตรงกันข้ามกับแผนที่ของค่าสัมประสิทธิ์การกระจายที่วัดได้ แผนที่ของค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายที่วัดได้กลายมาเป็นวิธีการวินิจฉัยภาวะขาดเลือดและติดตามการพัฒนาของภาวะหลอดเลือดสมองเฉียบพลันและการเสื่อมของเนื้อเยื่อเรื้อรังที่ตามมาอันเนื่องมาจากภาวะขาดเลือดอย่างมีพลวัต ความไม่ต้องผ่าตัดและความรวดเร็วในการใช้ภาพถ่วงน้ำหนักการแพร่กระจายกำหนดความสำคัญหลักของวิธีนี้ในการวินิจฉัยภาวะสมองขาดเลือดในเบื้องต้น

การศึกษาการแพร่กระจายทั้งหมดจะดำเนินการโดยไม่ใช้สารทึบแสง ซึ่งมีความสำคัญสำหรับผู้ป่วยที่ป่วยหนักและสำหรับการศึกษาเฉพาะทางเกี่ยวกับพัฒนาการของสมองในเด็กซึ่งเริ่มตั้งแต่ระยะที่อยู่ในครรภ์ ในกรณีหลังนี้ การถ่ายภาพด้วย MRI แบบแพร่กระจายช่วยให้ได้ลักษณะเนื้อเยื่อเชิงคุณภาพ (ภาพ) และเชิงปริมาณเพิ่มเติม และเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการศึกษาโครงสร้างจุลภาคของเนื้อเยื่อสมองในระหว่างการพัฒนา

ภาพที่มีการถ่วงน้ำหนักการแพร่กระจายและแผนที่การแพร่กระจายให้ข้อมูลการวินิจฉัยเพิ่มเติมเพื่อแยกแยะเนื้องอกในสมองที่มีอาการคล้ายคลึงกันบน MRI ช่วง T1 และ T2 (เนื้องอกในสมอง เนื้องอกที่มีการสะสมของสารทึบแสงเป็นรูปวงแหวน) อาการบวมรอบเนื้องอก (สร้างหลอดเลือดหรือเป็นพิษต่อเซลล์) ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการมีหรือไม่มีอยู่ของซีสต์ในเนื้องอก เป็นต้น

ข้อมูลอันล้ำค่าที่ได้จากการสแกนภาพแบบกระจายน้ำหนักในระยะเวลาอันสั้นนี้ใช้ในการวินิจฉัยโรคอักเสบในสมองและกระดูกสันหลัง (เช่น ฝีในสมอง เยื่อหุ้มปอดอักเสบ) เนื้อหาที่เป็นหนองของฝีมีลักษณะเฉพาะคือสัญญาณ MP สูงและมองเห็นได้ง่ายในทุกขั้นตอนของการรักษา รวมถึงหลังการผ่าตัด โครงสร้างที่จัดวางของเนื้องอกในสมองบางชนิด โดยเฉพาะเนื้องอกเมนินจิโอมาและเนื้องอกนิวรินอมา ทำให้สามารถคาดการณ์ประเภทของเนื้อเยื่อวิทยาของเนื้องอกได้อย่างน่าเชื่อถือเมื่อใช้ภาพแบบกระจายน้ำหนักก่อนการผ่าตัด จากข้อมูลของวิธีนี้ ซีสต์ของเอพิเดอร์มอยด์และอะแรคนอยด์จะถูกแยกความแตกต่างได้อย่างแม่นยำ

Tractography เป็นเทคนิคใหม่ที่มีอนาคตซึ่งช่วยให้สามารถ "มองเห็น" เส้นทางการนำสัญญาณของสมองได้โดยไม่ต้องผ่าตัด แม้ว่าจะยังมีปัญหาทางเทคนิคอยู่บ้าง แต่ผลลัพธ์แรกๆ ที่ได้จากการนำไปประยุกต์ใช้กับงานศัลยกรรมประสาทก็ดูมีแนวโน้มที่ดี การใช้ MRI แบบ Diffusion Tensor ทำให้สามารถทราบตำแหน่งของเส้นทางการนำสัญญาณและคำนึงถึงความสนใจของเส้นทางต่อกระบวนการทางพยาธิวิทยา (การเคลื่อนตัว/ผิดรูปหรือการบุกรุกและความเสียหาย) เพื่อวางแผนวิธีการผ่าตัดและปริมาณการผ่าตัดเอาเนื้องอกในสมองออก

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