Kronik omurilik kompresyonu difüzyon tensor manyetik rezonans görüntüleme
Summary
Burada, omurilik sıkıştırmasını değerlendirmek için difüzyon tensör görüntüleme parametrelerinin uygulanması için bir protokol sunuyoruz.
Abstract
Kronik omurilik kompresyonu, travmatik olmayan omurilik hasarına sahip hastalarda spinal kord bozukluğu en sık nedenidir. Konvansiyonel manyetik rezonans görüntüleme (MRG) hem teşhisi teyit etmek hem de sıkıştırma derecesini değerlendirmek açısından önemli bir rol oynamaktadır. Ancak, Konvansiyonel MRG tarafından sağlanan anatomik detay, nöronal hasarı doğru bir şekilde tahmin etmek ve/veya kronik omurilik kompresyonu hastalarında nöronal iyileşme olasılığını değerlendirmek için yeterli değildir. Buna karşılık, difüzyon tensör görüntüleme (DTI) dokularda su molekül difüzyon tespiti göre nicel sonuçlar sağlayabilir. Bu çalışmada, Kronik omurilik sıkıştırma hastalığında DTı uygulamasını göstermek için metodolojik bir çerçeve geliştirmekteyiz. DTI kesirli anizotropi (FA), belirgin difüzyon katsayıları (ADC), ve özvektör değerleri omurilik mikroyapısal patolojik değişiklikler görselleştirilmesi için yararlıdır. Kronik omurilik kompresyonu hastalarında sağlıklı kontrollere kıyasla azaltılmış FA ve ADCS artışları ve özvektör değerleri gözlenmiştir. DTı cerrahlar omurilik hasarı şiddeti anlamak ve prognoz ve nöral fonksiyonel kurtarma ile ilgili önemli bilgiler sağlamak yardımcı olabilir. Sonuç olarak, bu protokol spinal kordon sıkıştırmasını değerlendirmek için hassas, ayrıntılı ve noninvaziv bir araç sağlar.
Introduction
Kronik omurilik sıkıştırma spinal kord impairment1 en yaygın nedenidir. Bu durum posterior boyuna bağ ossifikasyon, hematom, servikal disk hernilik, vertebral dejenerasyon veya intraspinal tümörler2,3nedeniyle olabilir. Kronik omurilik sıkıştırma fonksiyonel açıkları çeşitli derecelere yol açabilir; Ancak, herhangi bir nörolojik belirtiler ve Belirtiler olmadan ciddi omurilik sıkıştırma ile klinik durumlarda, yanı sıra hafif omurilik sıkıştırma ama ciddi nörolojik açıkları olan hastalar4. Bu koşullar altında, hassas görüntüleme sıkıştırma şiddetini değerlendirmek ve hasar aralığını belirlemek için esastır.
Konvansiyonel MRG, omurilik anatomisinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu teknik genellikle yumuşak dokulara duyarlılığı nedeniyle sıkıştırma derecesini değerlendirmek için kullanılır5. MR sinyali yoğunluğu, kordon morfolojisi ve spinal kanal alanı gibi birçok parametre MRG ‘den ölçülebilir. Ancak, MRG bazı sınırlamalar vardır ve sadece nicel sonuçlar yerine niteliksel bilgiler sağlar6. Kronik omurilik kompresyonu olan hastalarda genellikle MRG şiddetinde anormal sinyal değişiklikleri vardır. Ancak, klinik semptomlar ve MRG yoğunluğu değişiklikleri arasındaki farklılıklar sadece MRI özelliklerine dayalı fonksiyonel bir durumu teşhis etmek zor hale7. Önceki çalışmalar omurilik cord8 MRG T2 hiperyoğunluğunun prognostik değeri açısından bu tartışmalara vurgulamaktadır. İki grup, omuriliğin T2 hiperyoğunluğunun kronik spinal kord compression8 için ameliyattan sonra kötü bir prognostik parametre olduğunu bildirdi. Buna karşılık, bazı yazarlar T2 sinyal değişiklikleri ve prognoz8,9arasında önemli bir ilişki bulunamadı. Chen et al. ve Vedantam et al. bölünmüş MRG T2 hiperyoğunlukları farklı prognostik sonuçlara karşılık gelen iki kategoriye ayrılmıştır10,11. Tip 1, soluk, bulanık, belirsiz sınırlar gösterdi ve bu kategoride geri dönüşümlü histolojik değişiklikler göstermiştir. Tip 2 görüntüler, geri dönüşümsüz patolojik hasara karşılık gelen yoğun, iyi tanımlanmış sınırlar sundu. Konvansiyonel T1/T2 MRG teknikleri bu iki kategorinin tanımlanması ve hasta prognozunu değerlendirmek için yeterli bilgi sağlamaz. Bunun aksine, daha sofistike bir görüntüleme tekniği olan DTı, su molekül difüzyon yoluyla dokularda mikroyapısal değişiklikleri nicel olarak tespit ederek daha spesifik prognostik bilgi elde etmenize yardımcı olabilir.
Son yıllarda DTı, omurilik mikromimarisini tarif etme yeteneğinden ötürü artan dikkati topladı. DTı dokularda su molekül difüzyon yönünü ve büyüklüğünü ölçebilir. DTı parametreleri Kronik omurilik kompresyonu olan hastalarda nöral hasarı nicel olarak değerlendirebilir. Omurilik değerlendirmesi sırasında en sık uygulanan parametreler FA ve ADC ‘dir. FA değeri, çevreleyen aksonal lifleri yönlendirmek ve anatomik sınırları açıklamak için anizotropi derecesini ortaya çıkarır12,13. ADC değeri, üç boyutlu bir alanda birçok yönde moleküler hareketin özellikleri hakkında bilgi sağlar ve üç temel eksenleri6,12boyunca diffusivities ortalama ortaya çıkarır. Bu parametrelerde yapılan değişiklikler, su molekül difüzyon etkileyen mikroyapısal değişiklikler ile ilişkilidir. Bu nedenle cerrahlar omurilik patolojisini belirlemek için DTı parametrelerini kullanabilir/ölçebilir. Bu çalışmada kronik omurilik kompresyonu olan hastaları tedavi etmek için daha ayrıntılı prognostik bilgi sağlayan DTı yöntemleri ve süreçler sağlanmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Konvansiyonel MRG genellikle çeşitli omurga koşulları olan hastaların prognozunu değerlendirmek için kullanılır. Ancak, bu görüntüleme modalite mikroyapı değerlendirme yerine makroskopik anatomik ayrıntı sağlar14, nörolojik fonksiyon tahmin sınırlar. Ayrıca geleneksel MRG, omurilik hasarının şiddetini ve kapsamını hafife alabilir. DTı ‘nin ortaya çıkması, cerrahların su molekül difüzyon hakkında nicel bilgiler sağlayarak spinal kord fonksiyonunu daha doğru değe…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada Çin ‘in Guangzhou bilim ve teknoloji projesi (No. 201607010021) ve JiangXi doğa bilimi Vakfı (No. 20142BAB205065) tarafından desteklenmektedir.
Materials
| 3-Tesla MRI scanner | Siemens | 40708 | Software: NUMARIS/4 |
| Syngo MR B17 | Siemens | 40708 | Software: NUMARIS/4 |
Referências
- Sun, G. D., et al. A progressive compression model of thoracic spinal cord injury in mice: function assessment and pathological changes in spinal cord. Neural Regeneration Research. 12 (8), 1365-1374 (2017).
- Watanabe, N., et al. Neurological Recovery after Posterior Spinal Surgery in Patients with Metastatic Epidural Spinal Cord Compression. Acta Medica Okayama. 70 (6), 449 (2016).
- Tatsui, C. E., et al. Spinal Laser Interstitial Thermal Therapy: A Novel Alternative to Surgery for Metastatic Epidural Spinal Cord Compression. Neurosurgery. 79 Suppl 1 (suppl_1), S73 (2016).
- Zheng, W., et al. Application of Diffusion Tensor Imaging Cutoff Value to Evaluate the Severity and Postoperative Neurologic Recovery of Cervical Spondylotic Myelopathy. World Neurosurgery. 118, e849-e855 (2018).
- Ellingson, B. M., Salamon, N., Holly, L. T. Imaging techniques in spinal cord injury. World Neurosurgery. 82 (6), 1351-1358 (2014).
- Zhao, C., et al. Diffusion tensor imaging of spinal cord parenchyma lesion in rat with chronic spinal cord injury. Magnetic Resonance Imaging. 47, 25-32 (2018).
- Mohanty, C., Massicotte, E. M., Fehlings, M. G., Shamji, M. F. The Association of Preoperative Cervical Spine Alignment with Spinal Cord Magnetic Resonance Imaging Hyperintensity and Myelopathy Severity: Analysis of a Series of 124 Cases. Spine. 40 (1), 11-16 (2015).
- Tetreault, L. A., et al. Systematic review of magnetic resonance imaging characteristics that affect treatment decision making and predict clinical outcome in patients with cervical spondylotic myelopathy. Spine. 38 (22 Suppl 1), S89 (2013).
- Nouri, A. . The Role of Magnetic Resonance Imaging in Predicting Surgical Outcome in Patients with Degenerative Cervical Myelopathy. , (2015).
- Chen, C. J., Lyu, R. K., Lee, S. T., Wong, Y. C., Wang, L. J. Intramedullary high signal intensity on T2-weighted MR images in cervical spondylotic myelopathy: prediction of prognosis with type of intensity. Radiology. 221 (3), 789-794 (2001).
- Vedantam, A., Jonathan, A., Rajshekhar, V. Association of magnetic resonance imaging signal changes and outcome prediction after surgery for cervical spondylotic myelopathy. Journal of Neurosurgery Spine. 15 (6), 660 (2011).
- Vedantam, A., et al. Diffusion tensor imaging of the spinal cord: insights from animal and human studies. Neurosurgery. 74 (1), 1-8 (2014).
- Bazley, F. A., et al. DTI for assessing axonal integrity after contusive spinal cord injury and transplantation of oligodendrocyte progenitor cells. Conference Proceedings: Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2012 (4), 82-85 (2012).
- Lewis, M., Yap, P. T., Mccullough, S., Olby, N. The relationship between lesion severity characterized by diffusion tensor imaging and motor function in chronic canine spinal cord injury. Journal of Neurotrauma. 35 (3), (2018).
- Hagmann, P., et al. Understanding diffusion MR imaging techniques: from scalar diffusion-weighted imaging to diffusion tensor imaging and beyond. Radiographics. 26 Suppl 1 (suppl_1), S205 (2006).
- Zheng, W., et al. Time course of diffusion tensor imaging metrics in the chronic spinal cord compression rat model. Acta Radiologica. , 284185118795335 (2018).
- Jones, J. G., Cen, S. Y., Lebel, R. M., Hsieh, P. C., Law, M. Diffusion Tensor Imaging Correlates with the Clinical Assessment of Disease Severity in Cervical Spondylotic Myelopathy and Predicts Outcome following Surgery. American Journal of Neuroradiology. 34 (2), 471-478 (2013).
- Kerkovský, M., et al. Magnetic resonance diffusion tensor imaging in patients with cervical spondylotic spinal cord compression: correlations between clinical and electrophysiological findings. Spine. 37 (1), 48-56 (2012).
- Zheng, W., et al. Application of Diffusion Tensor Imaging Cutoff Value to Evaluate the Severity and Postoperative Neurologic Recovery of Cervical Spondylotic Myelopathy. World Neurosurgery. 118, e849-e855 (2018).
- Thurnher, M. M., Law, M. Diffusion-weighted imaging, diffusion-tensor imaging, and fiber tractography of the spinal cord. Magnetic Resonance Imaging Clinics of North America. 17 (2), 225-244 (2009).
- Cadotte, A., et al. Spinal Cord Segmentation by One Dimensional Normalized Template Matching: A Novel, Quantitative Technique to Analyze Advanced Magnetic Resonance Imaging Data. PLOS ONE. 10 (10), e0139323 (2015).
