Diffusion tensor magnetisk resonans imaging i kronisk rygmarv kompression

Summary

Her præsenterer vi en protokol for anvendelse af diffusion tensor Imaging parametre til at evaluere rygmarv kompression.

Abstract

Kronisk rygmarv kompression er den mest almindelige årsag til rygmarvs svækkelse hos patienter med ikke-traumatisk rygmarvsskader. Konventionel magnetisk resonans imaging (MRI) spiller en vigtig rolle i både at bekræfte diagnosen og evaluere graden af kompression. Men, den anatomiske detaljer, som konventionelle MRI er ikke tilstrækkelig til præcist at estimere neuronal skade og/eller vurdere muligheden for neuronal opsving i kronisk rygmarv kompression patienter. I modsætning hertil kan diffusion tensor Imaging (DTI) give kvantitative resultater i henhold til påvisning af vand Molekylær diffusion i væv. I denne undersøgelse udvikler vi en metodisk ramme for at illustrere anvendelsen af DTI i kronisk rygmarv kompression sygdom. DTI fraktioneret anisotropi (FA), tilsyneladende diffusions koefficienter (ADC’er), og eigenvektor værdier er nyttige til visualisering af mikrostrukturelle patologiske ændringer i rygmarven. Nedsat FA og stigninger i ADC’er og eigenvektor værdier blev observeret hos patienter med kronisk rygmarvskompression sammenlignet med raske kontroller. DTI kunne hjælpe kirurger med at forstå sværhedsgraden af rygmarvsskader og give vigtige oplysninger om prognoser og neurale funktionelle opsving. Afslutningsvis, denne protokol giver en følsom, detaljeret, og noninvasivt værktøj til at evaluere rygmarv kompression.

Introduction

Kronisk rygmarv kompression er den mest almindelige årsag til rygmarv impairment1. Denne betingelse kan være på grund af posterior i længderetningen ligament ossifikation, hæmatom, livmoderhals skive herniation, rygsøjlen degeneration, eller intraspinal tumorer^2,3. Kronisk rygmarv kompression kan føre til forskellige grader af funktionelle underskud; der er dog kliniske tilfælde med alvorlig rygmarv kompression uden neurologiske symptomer og tegn, samt patienter med mild rygmarv kompression, men alvorlige neurologiske underskud⁴. Under disse omstændigheder, følsom billeddannelse er afgørende for at vurdere kompression sværhedsgrad og identificere omfanget af skader.

Konventionel MRI spiller en væsentlig rolle i at belyse rygmarvs anatomi. Denne teknik er normalt udnyttet til at vurdere kompressions graden på grund af dens følsomhed over for blødt væv⁵. Mange parametre kan måles fra MRI, såsom MR signalintensitet, snor morfologi, og spinal kanalområde. MRI har dog nogle begrænsninger og giver kun kvalitative oplysninger i stedet for kvantitative resultater⁶. Patienter med kronisk rygmarv kompression har ofte unormale signal ændringer af MRI-intensitet. Uoverensstemmelser mellem kliniske symptomer og ændringer i MRI-intensiteten gør det imidlertid svært at diagnosticere en funktionel tilstand, der udelukkende er baseret på MRI-karakteristika⁷. Tidligere undersøgelser fremhæver denne kontrovers i form af den prognostiske værdi af MRI T2 hyperintensitet i spinal cord8. To grupper rapporterede, at T2 hyperintensitet af rygmarven er en dårlig prognostisk parameter efter operationen for kronisk rygmarv compression8. I modsætning hertil fandt nogle forfattere ingen signifikant tilknytning mellem T2-signal ændringer og prognosen^8,9. Chen et al. og Vedantam et al. opdelte MRI T2 hyperintensiteter i to kategorier svarende til forskellige prognostiske resultater^10,11. Type 1 viste svage, uskarpe, indistdøde grænser, og denne kategori udviste reversible histologiske ændringer. Type 2 billeder præsenteret intense, veldefinerede grænser, som svarede til uoprettelige patologiske skader. Konventionelle T1/T2 MRI-teknikker giver ikke tilstrækkelige oplysninger til at identificere disse to kategorier og evaluere patienternes prognose. I modsætning hertil kan DTI, en mere sofistikeret billedbehandlings teknik, bidrage til at opnå mere specifikke prognostiske oplysninger ved kvantitativt at påvise mikrostrukturelle ændringer i væv via vand Molekylær diffusion.

I de seneste år, DTI har høstet stigende opmærksomhed på grund af sin evne til at beskrive rygmarvs mikroarkitektur. DTI kan måleretningen og omfanget af vand molekylets diffusion i væv. DTI-parametre kan kvantitativt vurdere neurale skader hos patienter med kronisk rygmarvskompression. FA og ADC er de hyppigst anvendte parametre under rygmarv evaluering. Anlægs værdien afslører graden af anisotropi til at orientere omkringliggende axonal fibre og beskrive anatomiske grænser^12,13. ADC-værdien giver oplysninger om molekylære bevægelses karakteristika i mange retninger i et tredimensionalt rum og afslører gennemsnittet af difsiteter langs de tre hovedakser^6,12. Ændringer i disse parametre er forbundet med mikrostrukturelle ændringer, der påvirker vand Molekylær diffusion. Derfor, kirurger kan udnytte/måle DTI parametre til at identificere rygmarvs patologi. Nærværende undersøgelse giver DTI metoder og processer, der giver mere detaljeret prognostisk information til behandling af patienter med kronisk rygmarv kompression.

Protocol

Studiet blev godkendt af den lokale lægeetiske Komité i Guangzhou First folke Hospital i Kina. Der blev modtaget underskrevne samtykkeformularer fra raske frivillige og deltagere forud for deltagelsen. Alle undersøgelserne blev gennemført i overensstemmelse med verdens Lægeforeningens erklæring fra Helsingfors. 1. emne forberedelse Sørg for, at hver deltager opfylder følgende kriterier for kronisk rygmarv kompression: a) en historie af tab af signifikant neurologisk funktion,…

Representative Results

Dette er en sammenfatning af resultater opnået fra raske frivillige og patienter med Cervical spondylotic myelopati. Protokollen gjorde det muligt for lægen at se DTI kort. Denne teknologi kan tjene som en objektiv foranstaltning til at måle funktionel status i myelopatiske forhold. DTI-kort overraske frivillige er vist i figur 3. DTI parametrene for raske frivillige var som følger: FA = 0,661; ADC = 1,006 x 10-3 mm2/s; E1 = 1,893 x 10-3 mm2/s;…

Discussion

Konventionel MRI anvendes sædvanligvis til at vurdere prognosen for patienter med forskellige rygsygdomme. Men, denne billedbehandling modalitet giver makroskopisk anatomiske detaljer snarere end mikrostruktur evaluering¹⁴, hvilket begrænser forudsigelse af neurologiske funktion. Desuden kan traditionel MRI undervurdere sværhedsgraden og omfanget af rygmarvsskader. Fremkomsten af DTI kan hjælpe kirurger til at vurdere rygmarv funktion mere præcist ved at give kvantitative oplysninger om vand …

Materials

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