慢性脊髄圧迫における拡散テンソル磁気共鳴画像

Summary

ここでは、拡散テンソルイメージングパラメータを適用して脊髄圧縮を評価するためのプロトコルを提示する。

Abstract

慢性脊髄圧迫は、nontraumatic 脊髄損傷を有する患者における脊髄障害の最も一般的な原因である。従来の磁気共鳴画像法 (MRI) は、圧縮度の診断と評価の両方を確認する上で重要な役割を果たしている。しかしながら、従来の MRI によって提供される解剖学的詳細は、ニューロン損傷を正確に推定し、および/または慢性脊髄圧迫患者におけるニューロン回復の可能性を評価するのに十分ではない。これに対して、拡散テンソルイメージング (DTI) は、組織中の水分子拡散の検出に応じて定量的な結果を提供することができる。本研究では、DTI の慢性脊髄圧迫症の応用を示す方法論的枠組みを開発した。DTI 小額異方性 (FA)、見掛け拡散係数 (Adc)、固有ベクトル値は、脊髄の微構造病理学的変化を可視化するのに有用である。慢性脊髄圧迫患者では、正常なコントロールと比較して、FA の減少と Adc および固有ベクトル値の増加が観察されました。DTI は、外科医が脊髄損傷の重症度を理解し、予後と神経機能回復に関する重要な情報を提供するのを助けるかもしれない。結論として、この議定書は脊髄の圧縮を評価するために敏感で、詳しい、そして非侵襲的な用具を提供する。

Introduction

慢性脊髄圧迫は、脊髄 impairment1 の最も一般的な原因である。この状態は、後縦靱帯骨化、血腫、頚部椎間板ヘルニア、脊椎変性、または脊髄内腫瘍^2,3に起因することができる。慢性脊髄圧迫は、機能的欠損の様々な程度につながる可能性があります。しかし、重篤な脊髄圧迫は、神経症状や徴候を伴わず、軽度の脊髄圧迫を伴う患者、重度の神経障害がある^{4 つ}の臨床症例がある。このような状況では、圧縮の重大度を評価し、損傷の範囲を特定するために、センシティブなイメージングが不可欠です。

従来の MRI は、脊髄の解剖学を解明する上で重要な役割を果たしている。この技術は、通常、軟組織⁵に対するその感受性の圧縮度を評価するために利用される。MR 信号強度、コード形態、脊柱管面積など、MRI から多くのパラメータを測定できます。しかし、MRI はいくつかの制限があり、定量的結果ではなく定性的な情報を提供する⁶.慢性脊髄圧迫を有する患者は、しばしば、MRI 強度の異常なシグナル変化を有する。しかし、臨床症状と MRI の強度の変化との間の矛盾は、MRI の特徴⁷だけに基づいて、機能的状態を診断することを困難にする。以前の研究は、脊髄 cord8 における MRI T2 hyperintensity の予後値に関してこの論争を強調している。2つのグループは、脊髄の T2 hyperintensity が慢性脊髄 compression8、9のための手術後の予後が悪いパラメータであることを報告した。対照的に、一部の著者は T2 シグナルの変化と予後^8,9との間に有意な関連性を認めなかった。陳 et al. と Vedantam et al. を分割した MRI T2 hyperintensities は、異なる予後結果^10,11に対応する2つのカテゴリーに分類される。タイプ1は、かすかな、ぼやけた、不明瞭なボーダーを示し、このカテゴリはリバーシブル組織学的の変更を示しました。タイプ2の画像は、不可逆的な病理学的損傷に相当する強烈で明確に定義された境界線を示しました。従来の T1/T2 MRI 技術では、これら2つのカテゴリを特定し、患者の予後を評価するための適切な情報は提供されません。対照的に、DTI は、より洗練された画像化技術であり、水分子拡散によって組織の微構造変化を定量的に検出することによってより具体的な予後情報を得るのに役立つかもしれない。

ここ数年、DTI は、脊髄マイクロアーキテクチャーを記述する能力により、ますます注目を集めています。DTI は、組織の中で拡散する水分子の方向と大きさを測定することができます。DTI パラメータは、慢性脊髄圧迫患者の神経損傷を定量的に評価することができます。FA および ADC は、脊髄評価時に最も一般的に適用されるパラメータです。FA 値は、周囲の軸索繊維を配向にする異方性の程度を明らかにし、解剖学的境界^12,13を記述する。ADC 値は三次元空間において多くの方向における分子運動の特性に関する情報を提供し、3つの主軸^6,12に沿って diffusivities の平均を明らかにする。これらのパラメータの変化は、水分子の拡散に影響を与える微構造変化に関連しています。従って、外科医は、脊髄病変を同定するために DTI パラメータを利用/測定することができる。本研究は、患者の慢性脊髄圧迫を治療するために、より詳細な予後情報を提供する DTI の方法およびプロセスを提供する。

Protocol

この研究は、中国の広州第一人民病院の地域医療倫理委員会によって承認された。署名された同意書は、参加前に健康なボランティアや参加者から受け取りました。すべての研究は、世界医師会ヘルシンキ宣言に従って行われました。 1. 被験者の準備 各参加者が慢性脊髄圧迫のための以下の基準を満たしていることを確認してください: a) 有意な神経学的機能の?…

Representative Results

これは、健康なボランティアや頚部頸部脊髄性脊髄症患者から得られた結果の概要です。この議定書により、医者は DTI 地図を見ることができた。この技術は、myelopathic 条件下での機能状態を測定するための客観的な手段として役立つ可能性があります。「健常ボランティアの DTI 地図」を図 3に示す。健全なボランティアの DTI パラメータは以下の通りであった: FA = 0.66…

Discussion

従来の MRI は、通常、様々な脊柱状態の患者の予後を評価するために利用される。しかしながら、この画像化モダリティは、神経学的機能の予測を制限するミクロ構造評価¹⁴よりむしろ巨視的解剖学的詳細を提供する。さらに、従来の MRI は、脊髄損傷の重篤度および程度を過小評価することがある。DTI の出現は、外科医が水分子の拡散に関する定量的情報を提供することに…

Materials

3-Tesla MRI scanner	Siemens	40708	Software: NUMARIS/4
Syngo MR B17	Siemens	40708	Software: NUMARIS/4