Diffusionsgewichtete MRT

Diffusion ist der wichtigste physikalische Prozess, der bei metabolischen Reaktionen der Zelle auftritt. Das erste diffusionsgewichtete MP-Bild wurde 1985 gebaut. In der klinischen Praxis kam die Diffusions-MRT mit den MRT-Scannern der Generation III. Um diffusionsgewichtete Tomogramme zu erhalten, werden Echoplane-Pulsfolgen "Spin-Echo" EPI mit zwei Diffusionsgradienten gleicher Amplitude und Dauer verwendet. Um die Diffusionseigenschaften von Wasser in einem Gewebe zu quantifizieren, werden parametrische Diffusionskarten erstellt, auf denen die Farbe jedes Pixels dem gemessenen Diffusionskoeffizienten entspricht. Auf einer Diffusionskarte sind Gewebe mit einer hohen Diffusionsrate von Wasser in rot-weißen Tönen gefärbt, Gewebe mit einer geringen Diffusionsrate in blau-schwarz.

Die Abhängigkeit der Diffusionsfähigkeit von Molekülen von der Richtung wird als Anisotropie der Diffusion bezeichnet. In der weißen Hirnsubstanz diffundieren Wassermoleküle leicht entlang der Nervenfasern, aber über die Fasern hinweg wird ihre Bewegung durch eine undurchdringliche Myelinscheide begrenzt.

Um die Anisotropie der Wasserdiffusion im Gewebe sichtbar zu machen, wird die Diffusionstensor-MRT verwendet.

Die Diffusionstensors MRI Orientierung Ellipsoide Diffusions Voxel bestimmen den Verlauf der Nervenfasern, die Bildung der Nervenbahnen miteinander Eigenvektoren des Diffusionstensors verbindet. Die Algorithmen der Verbindung sind ziemlich kompliziert, deshalb werden verschiedene Methoden der Berechnung verwendet, erlaubend, den Kurs der Menge der Nervenfasern, die den Nervtrakt bilden, "zu zeichnen". Aus diesem Grund wird die Tensor-MRT oft als Traktographie bezeichnet - eine Methode zur Visualisierung des Verlaufs der Nervenbahnen. (- X-Achse, grün - rot auf der Y-Achse, blau - der Z-Achse) in ihrer einfachsten Form teilweise anisotrope Diffusions codierte Farbe und Abbildungsrichtung des die Diffusionsbewegung von Wassermolekülen in den Geweben wird durch Anfärben mit spezifischen Farbpixel in Abhängigkeit von der Orientierung des Eigenvektors durchgeführt wird.

Diffusions-Tensor-MRT zeigt strukturelle Beziehungen zwischen den Teilen des Gehirns, die für Massenprozesse und Krankheiten zu verzerren anatomischer Struktur oder destruktiven weißen Fest besonders wichtig ist (Tumor, Kopfverletzung, demyelinisierende Krankheit und andere.).

Klinische Anwendung der diffusionsgewichteten und Diffusionstensor-MRT. Die Reduktion des gemessenen Diffusionskoeffizienten in Gehirngeweben ist ein sensitiver Indikator für ischämische Störungen und Schwere der Ischämie. Bis heute ist die Verwendung von diffusionsgewichteten Bildern - eines der schnellsten und hochspezifische Diagnosemethoden ischämischen Hirninfarkt in den frühen Stadien ihrer Entwicklung (vor 6 Stunden), wenn gibt es ein „therapeutisches Fenster“ für die Thrombolyse und teilweise oder vollständige Wiederherstellung des Blutflusses in den betroffenen Hirngeweben . In der akuten Phase eines Schlaganfalls auf den diffusionsgewichteten Bildern des Gehirns betroffen Bereich hat typischerweise ein hohes Signal MP-, während die normalen Hirngewebe dunkel erscheinen. Auf den Karten des gemessenen Diffusionskoeffizienten ist das Gegenteil der Fall. Karten des Diffusionskoeffizienten gemessen Diagnosewerkzeugstahl Ischämie und dynamischer Überwachung der Entwicklung von akuten Schlaganfall und anschließender Degeneration chronischer Gewebe durch Ischämie induzierte. Nicht-Invasivität und schnelle Anwendung von diffusionsgewichteten Bildern geben die Hauptbedeutung der Methode in der Primärdiagnose der ischämischen Hirnschädigung vor.

Alle Diffusionsstudien werden ohne Einführung eines Kontrastmittels durchgeführt, das für schwere Patienten und für spezialisierte Studien der Gehirnentwicklung bei Kindern, beginnend mit der intrauterinen Periode, wichtig ist. Im letzteren Fall ermöglicht die Diffusions-MRT, zusätzliche qualitative (Visualisierung) und quantitative Gewebemerkmale zu erhalten, eröffnet neue Möglichkeiten für die Untersuchung der Mikrostruktur von Gehirngeweben im Verlauf ihrer Entwicklung.

Diffusionsgewichtete Abbildung und Diffusions Karten zu bieten zusätzliche diagnostische Informationen für die Differenzierung von Hirntumoren mit ähnlichen Manifestationen auf T1 und T2-gewichtete MRI (Gliomtumor mit ringförmiger Kontrastaufnahme), peritumoral Ödeme (vasogenen und zytotoxische), die Informationen über die Existenz oder Fehlen von intrazellulären Zysten usw.

Unschätzbare Informationen für eine derart kurze Scanzeit, die Verwendung von diffusionsgewichteten Bildern ist bei der Diagnose von entzündlichen Läsionen des Gehirns und der Wirbelsäule (zB Hirnabszess, Empyem) gegeben. Der eitrige Abszessgehalt ist durch ein hohes MP-Signal charakterisiert und kann in jedem Stadium der Behandlung, einschließlich postoperativ, leicht sichtbar gemacht werden. Die Besonderheiten der strukturellen Organisation einiger Neoplasmen des Gehirns, insbesondere von Meningiomen und Neurin, ermöglichen es, den histologischen Typ des Tumors bereits vor der Operation bei Anwendung von diffusionsgewichteten Bildern mit hoher Zuverlässigkeit vorherzusagen. Basierend auf den Daten dieser Methode werden Epidermoid- und Arachnoidalzysten genau differenziert.

Traktografiya - eine neue und vielversprechende Technik, die nicht-invasive "sehen" die leitenden Wege des Gehirns ermöglicht. Trotz der noch bestehenden technischen Schwierigkeiten erscheinen die ersten Ergebnisse in der Anwendung auf die Aufgaben der Neurochirurgie vielversprechend. Es ist möglich geworden durch Diffusionstensors MRI verwendet wird, die Lage der Leitungswege zu kennen und durch ihr Interesse an dem pathologischen Prozess (Verschiebung / Verformung oder Beschädigung und Invasion), planen operativen Zugang und das Volumen der chirurgischen Entfernung von intrazerebralen Tumoren.

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