Name: Rezonans magnetyczny tensora dyfuzji w przewlekłym ucisku rdzenia kręgowego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min
Description: Poznaj zastosowanie obrazowania tensora dyfuzji (DTI) do oceny przewlekłego ucisku rdzenia kręgowego. Ta metoda pozwala wizualizować mikrostrukturalne zmiany neuronalne i dostarcza obiektywnych wskaźników do oceny funkcjonalnego statusu pacjentów.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

To badanie było wspierane przez Guangzhou Science and Technology Project of China (nr 201607010021) oraz Nature Science Foundation of JiangXi (nr 20142BAB205065)

Badanie zostało zatwierdzone przez lokalną Komisję Etyki Medycznej w Guangzhou First People's Hospital w Chinach. Podpisane formularze świadomej zgody otrzymano od zdrowych ochotników i uczestników przed uczestnictwem. Wszystkie badania zostały przeprowadzone zgodnie z Deklaracją Helsińską Światowego Stowarzyszenia Lekarzy (World Medical Association).
1. Przygotowanie do przedmiotu
<ol>
	<li>Upewnij się, że każdy uczestnik spełnia następujące kryteria przewlekłego ucisku rdzenia kręgowego: a) historia utraty istotnych funkcji neurologicznych, b) dodatnie badanie fizykalne mielopatii oraz c) dowody MRI na ucisk rdzenia szyjnego. 
	nuta: Kryteriami wykluczenia są: a) niemożność udzielenia pisemnej zgody oraz b) brak możliwości uzyskania parametrów DTI artefaktów. W przypadku grupy kontrolnej kryteriami włączenia są: a) brak historii poważnych urazów pleców lub szyi, zaburzeń neurologicznych lub operacji kręgosłupa; b) brak dowodów MRI na ucisk rdzenia szyjnego.</li>
	<li>Każdy uczestnik musi wypełnić i podpisać formularz zgody, który zawiera wytyczne dotyczące bezpieczeństwa MRI i protokół obrazowania. W szczególności pacjenci z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego są badani za pomocą rezonansu magnetycznego przed operacją i 1 rok po operacji.</li>
	<li>Zatyczki do uszu Rovide dla każdego uczestnika. Umieść je w pozycji leżącej na plecach ze zwojem głowy/szyi obejmującym odcinek szyjny i punktem orientacyjnym na poziomie chrząstki tarczycy. Upewnij się, że każdy uczestnik znajduje się w wygodnej pozycji, która skutecznie ogranicza ruchy.</li>
</ol>
2. Strukturalne parametry MRI 
UWAGA: Obrazy anatomiczne T1-zależne (T1 W), T2-ważone (T2 W) obrazy i DTI uzyskane na skanerze MRI o mocy 3 Tesli z 16-kanałową cewką główną.
<ol>
	<li>Użyj szybkiego echa gradientu perturbacji (FPGR) do skanowania lokalizacji, aby uzyskać mapy położenia osiowego, strzałkowego i koronalnego.</li>
	<li>Ustaw strzałkową linię pozycjonowania z mapami położenia koronalnego, aby upewnić się, że linia bazowa pozycjonowania jest równoległa do kanału kręgowego (rdzenia kręgowego); najpierw zlokalizuj strzałkową płaszczyznę T2 W, a następnie skopiuj i wklej strzałkową linię pozycjonowania T1 W do linii pozycjonowania T2 W.
	<ol>
		<li>Do obrazowania strzałkowego T1 W i T2 W należy użyć następujących parametrów obrazowania: pole widzenia (FOV) = 240 mm x 240 mm, rozmiar woksela = 1,0 mm x 0,8 mm x 3,0 mm, odstęp między warstwami = 0,3 mm, grubość warstwy = 3 mm, liczba wzbudzeń (NEX) = 2, kierunek składania = stopy/głowa (FH) i czas echa (TE)/czas powtórzenia (TR) = 10/700 ms (T1 W) i 101/2,500 ms (T2 W). Uzyskaj dziewięć obrazów strzałkowych obejmujących cały rdzeń kręgowy w odcinku szyjnym. </li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ustaw osiową linię pozycjonowania na strzałkowym obrazie T2 W i zakryj krążek międzykręgowy od C2/3 do C6/7, centrując na przednio-tylnej średnicy przestrzeni międzykręgowej. Użyj następujących parametrów obrazowania: FOV = 180 mm x 180 mm, rozmiar woksela = 0,7 mm x 0,6 mm x 3,0 mm, grubość warstwy = 3 mm, kierunek zagięcia = przedni/tylny (AP), NEX = 2 i TE/TR = 120/3,000 ms.</li>
	<li>Umieść osiową linię pozycjonowania na strzałkowym obrazie T2 W, centrując się na przednio-tylnej średnicy przestrzeni międzykręgowej, z 45 warstwami pokrywającymi rdzeń kręgowy szyjny od C1 do C7.
	<ol>
		<li>Uzyskać DTI za pomocą następującej sekwencji: obrazowanie pojedynczego rzutu z echem spinowym i echem planarnym (SE-EPI) z 20 kierunkami ortogonalnymi. Niewspółpłaszczyznowe kierunki dyfuzji o wartości b = 800 s/mm2. </li>
		<li>Użyj następujących parametrów obrazowania: FOV = 230 mm x 230 mm, matryca akwizycji = 98 x 98, zrekonstruowana rozdzielczość = 1,17 x 1,17, grubość warstwy = 3 mm, kierunek zagięcia = AP, NEX = 2, współczynnik EPI = 98 i TE/TR = 74/8,300 ms. Podaj przebieg czasowy podsumowujący kroki w protokole MRI, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 1. 
		nuta: Przebieg czasowy podsumowujący protokół MRI i DTI jest pokazany na Rysunek 1.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Indeksy przetwarzania końcowego obrazu i pomiaru danych
<ol>
	<li>Automatycznie przesyłaj wszystkie skanowane obrazy do Syngo MR B17. Załaduj obrazowanie strzałkowe i osiowe T2 W przestrzeni międzykręgowej do interfejsu filmowania i znajdź najbardziej ściśniętą część rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym.</li>
	<li>W interfejsie wyświetlania 2:1 załaduj obraz FA i kliknij kartę Position Display: Series (Wyświetlanie pozycji: Serie). Policz i zapisz poziom najwyższej kompresji od góry do dołu mapy lokalizacji.</li>
	<li>Kliknij kartę Plik, aby wybrać obraz tensorowy, a następnie użyj paska narzędzi aplikacji w lewym górnym rogu ekranu, aby wybrać Neuro 3D(MR), aby automatycznie tworzyć mapy kolorów ADC i FA.</li>
	<li>Obróć się do poziomu najwyższego miejsca kompresji i utwórz sferyczne obszary zainteresowania (ROI) o identycznych objętościach (o rozmiarze 6 mm3) za pomocą karty Start Evaluation Mode (Rozpocznij tryb oceny). Należy wybrać ROI, w tym wewnętrzny rdzeń kręgowy, aby wykluczyć częściowy wpływ płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF).</li>
	<li>Automatycznie obliczaj i wyświetlaj wartości FA i ADC w prawym dolnym rogu ekranu. Wyświetl wartości E1, E2 i E3, klikając pasek narzędzi Dyfuzja i wybierając je. 
	nuta: Wszystkie pomiary zostały wykonane przez dwóch radiologów, którzy nie zwracali uwagi na szczegóły kliniczne pacjentów. Ostateczne wyniki zostały określone jako średnia z tych dwóch.</li>
	<li>Wykonaj przetwarzanie obrazu zestawów danych DTI za pomocą stacji roboczej Syngo MR B17 Advantage, wykonując czynności opisane w Rysunek 2.</li>
</ol>

<ol><li>Sun, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+progressive+compression+model+of+thoracic+spinal+cord+injury+in+mice%3A+function+assessment+and+pathological+changes+in+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Regeneration+Research%22%5BJournal%5D)">A progressive compression model of thoracic spinal cord injury in mice: function assessment and pathological changes in spinal cord.</a> Neural Regeneration Research. 12 (8), 1365-1374 (2017).</li>
<li>Watanabe, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurological+Recovery+after+Posterior+Spinal+Surgery+in+Patients+with+Metastatic+Epidural+Spinal+Cord+Compression%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Medica+Okayama%22%5BJournal%5D)">Neurological Recovery after Posterior Spinal Surgery in Patients with Metastatic Epidural Spinal Cord Compression.</a> Acta Medica Okayama. 70 (6), 449(2016).</li>
<li>Tatsui, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+Laser+Interstitial+Thermal+Therapy%3A+A+Novel+Alternative+to+Surgery+for+Metastatic+Epidural+Spinal+Cord+Compression%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Spinal Laser Interstitial Thermal Therapy: A Novel Alternative to Surgery for Metastatic Epidural Spinal Cord Compression.</a> Neurosurgery. 79 Suppl 1 (suppl_1), S73(2016).</li>
<li>Zheng, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+Diffusion+Tensor+Imaging+Cutoff+Value+to+Evaluate+the+Severity+and+Postoperative+Neurologic+Recovery+of+Cervical+Spondylotic+Myelopathy%5BTitle%5D)+AND+%22World+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Application of Diffusion Tensor Imaging Cutoff Value to Evaluate the Severity and Postoperative Neurologic Recovery of Cervical Spondylotic Myelopathy.</a> World Neurosurgery. 118, e849-e855 (2018).</li>
<li>Ellingson, B. M., Salamon, N., Holly, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+techniques+in+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22World+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Imaging techniques in spinal cord injury.</a> World Neurosurgery. 82 (6), 1351-1358 (2014).</li>
<li>Zhao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+tensor+imaging+of+spinal+cord+parenchyma+lesion+in+rat+with+chronic+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Diffusion tensor imaging of spinal cord parenchyma lesion in rat with chronic spinal cord injury.</a> Magnetic Resonance Imaging. 47, 25-32 (2018).</li>
<li>Mohanty, C., Massicotte, E. M., Fehlings, M. G., Shamji, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Association+of+Preoperative+Cervical+Spine+Alignment+with+Spinal+Cord+Magnetic+Resonance+Imaging+Hyperintensity+and+Myelopathy+Severity%3A+Analysis+of+a+Series+of+124+Cases%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">The Association of Preoperative Cervical Spine Alignment with Spinal Cord Magnetic Resonance Imaging Hyperintensity and Myelopathy Severity: Analysis of a Series of 124 Cases.</a> Spine. 40 (1), 11-16 (2015).</li>
<li>Tetreault, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+review+of+magnetic+resonance+imaging+characteristics+that+affect+treatment+decision+making+and+predict+clinical+outcome+in+patients+with+cervical+spondylotic+myelopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Systematic review of magnetic resonance imaging characteristics that affect treatment decision making and predict clinical outcome in patients with cervical spondylotic myelopathy.</a> Spine. 38 (22 Suppl 1), S89(2013).</li>
<li>Nouri, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+Role+of+Magnetic+Resonance+Imaging+in+Predicting+Surgical+Outcome+in+Patients+with+Degenerative+Cervical+Myelopathy%22">The Role of Magnetic Resonance Imaging in Predicting Surgical Outcome in Patients with Degenerative Cervical Myelopathy</a>. , University of Toronto. Master’s thesis (2015).</li>
<li>Chen, C. J., Lyu, R. K., Lee, S. T., Wong, Y. C., Wang, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intramedullary+high+signal+intensity+on+T2-weighted+MR+images+in+cervical+spondylotic+myelopathy%3A+prediction+of+prognosis+with+type+of+intensity%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Intramedullary high signal intensity on T2-weighted MR images in cervical spondylotic myelopathy: prediction of prognosis with type of intensity.</a> Radiology. 221 (3), 789-794 (2001).</li>
<li>Vedantam, A., Jonathan, A., Rajshekhar, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Association+of+magnetic+resonance+imaging+signal+changes+and+outcome+prediction+after+surgery+for+cervical+spondylotic+myelopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery+Spine%22%5BJournal%5D)">Association of magnetic resonance imaging signal changes and outcome prediction after surgery for cervical spondylotic myelopathy.</a> Journal of Neurosurgery Spine. 15 (6), 660(2011).</li>
<li>Vedantam, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+tensor+imaging+of+the+spinal+cord%3A+insights+from+animal+and+human+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Diffusion tensor imaging of the spinal cord: insights from animal and human studies.</a> Neurosurgery. 74 (1), 1-8 (2014).</li>
<li>Bazley, F. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DTI+for+assessing+axonal+integrity+after+contusive+spinal+cord+injury+and+transplantation+of+oligodendrocyte+progenitor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Conference+Proceedings%3A+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%22%5BJournal%5D)">DTI for assessing axonal integrity after contusive spinal cord injury and transplantation of oligodendrocyte progenitor cells.</a> Conference Proceedings: Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2012 (4), 82-85 (2012).</li>
<li>Lewis, M., Yap, P. T., Mccullough, S., Olby, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+lesion+severity+characterized+by+diffusion+tensor+imaging+and+motor+function+in+chronic+canine+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">The relationship between lesion severity characterized by diffusion tensor imaging and motor function in chronic canine spinal cord injury.</a> Journal of Neurotrauma. 35 (3), (2018).</li>
<li>Hagmann, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+diffusion+MR+imaging+techniques%3A+from+scalar+diffusion-weighted+imaging+to+diffusion+tensor+imaging+and+beyond%5BTitle%5D)+AND+%22Radiographics%22%5BJournal%5D)">Understanding diffusion MR imaging techniques: from scalar diffusion-weighted imaging to diffusion tensor imaging and beyond.</a> Radiographics. 26 Suppl 1 (suppl_1), S205(2006).</li>
<li>Zheng, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time+course+of+diffusion+tensor+imaging+metrics+in+the+chronic+spinal+cord+compression+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Radiologica%22%5BJournal%5D)">Time course of diffusion tensor imaging metrics in the chronic spinal cord compression rat model.</a> Acta Radiologica. , 284185118795335(2018).</li>
<li>Jones, J. G., Cen, S. Y., Lebel, R. M., Hsieh, P. C., Law, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+Tensor+Imaging+Correlates+with+the+Clinical+Assessment+of+Disease+Severity+in+Cervical+Spondylotic+Myelopathy+and+Predicts+Outcome+following+Surgery%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Neuroradiology%22%5BJournal%5D)">Diffusion Tensor Imaging Correlates with the Clinical Assessment of Disease Severity in Cervical Spondylotic Myelopathy and Predicts Outcome following Surgery.</a> American Journal of Neuroradiology. 34 (2), 471-478 (2013).</li>
<li>Kerkovský, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+diffusion+tensor+imaging+in+patients+with+cervical+spondylotic+spinal+cord+compression%3A+correlations+between+clinical+and+electrophysiological+findings%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance diffusion tensor imaging in patients with cervical spondylotic spinal cord compression: correlations between clinical and electrophysiological findings.</a> Spine. 37 (1), 48-56 (2012).</li>
<li>Zheng, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+Diffusion+Tensor+Imaging+Cutoff+Value+to+Evaluate+the+Severity+and+Postoperative+Neurologic+Recovery+of+Cervical+Spondylotic+Myelopathy%5BTitle%5D)+AND+%22World+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Application of Diffusion Tensor Imaging Cutoff Value to Evaluate the Severity and Postoperative Neurologic Recovery of Cervical Spondylotic Myelopathy.</a> World Neurosurgery. 118, e849-e855 (2018).</li>
<li>Thurnher, M. M., Law, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion-weighted+imaging%2C+diffusion-tensor+imaging%2C+and+fiber+tractography+of+the+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+Imaging+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Diffusion-weighted imaging, diffusion-tensor imaging, and fiber tractography of the spinal cord.</a> Magnetic Resonance Imaging Clinics of North America. 17 (2), 225-244 (2009).</li>
<li>Cadotte, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+Cord+Segmentation+by+One+Dimensional+Normalized+Template+Matching%3A+A+Novel%2C+Quantitative+Technique+to+Analyze+Advanced+Magnetic+Resonance+Imaging+Data%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Spinal Cord Segmentation by One Dimensional Normalized Template Matching: A Novel, Quantitative Technique to Analyze Advanced Magnetic Resonance Imaging Data.</a> PLOS ONE. 10 (10), e0139323(2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Konwencjonalny rezonans magnetyczny jest zwykle wykorzystywany do oceny rokowania pacjentów z różnymi schorzeniami kręgosłupa. Jednak ta metoda obrazowania zapewnia makroskopowe szczegóły anatomiczne, a nie ocenę mikrostruktury14, co ogranicza przewidywanie funkcji neurologicznych. Co więcej, tradycyjny rezonans magnetyczny może zaniżać powagę i zakres uszkodzenia rdzenia kręgowego. Pojawienie się DTI może pomóc chirurgom w dokładniejszej ocenie funkcji rdzenia kręgowego poprzez dostarczenie ilośc...

Przewlekłe uciskanie rdzenia kręgowego jest najczęstszą przyczyną upośledzenia rdzenia kręgowego1. Ten stan może być spowodowany kostnieniem więzadła podłużnego tylnego, krwiakiem, przepukliną dysku szyjnego, zwyrodnieniem kręgów lub guzami śródrdzeniowymi2,3. Przewlekły ucisk rdzenia kręgowego może prowadzić do różnego stopnia deficytów funkcjonalnych; Istnieją jednak przypadki kliniczne z poważnym uciskiem rdzenia kręgowego bez żadnych objawów neurologicznych i podmiotowych, a także pacjenci z łagodnym uciskiem rdzenia kręgowego, ale poważnymi deficytami neurologicznymi<klasa SUP="xref">4. W takich okolicznościach czułe obrazowanie jest niezbędne do oceny stopnia ucisku i określenia zakresu uszkodzeń.
Konwencjonalny rezonans magnetyczny odgrywa znaczącą rolę w wyjaśnianiu anatomii rdzenia kręgowego. Ta technika jest zwykle wykorzystywana do oceny stopnia kompresji ze względu na jej wrażliwość na tkanki miękkie5. Za pomocą MRI można zmierzyć wiele parametrów, takich jak intensywność sygnału MR, morfologia rdzenia kręgowego i obszar kanału kręgowego. Jednak MRI ma pewne ograniczenia i dostarcza tylko informacji jakościowych, a nie ilościowych6. Pacjenci z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego często mają nieprawidłowe zmiany intensywności sygnału MRI. Jednak rozbieżności między objawami klinicznymi a zmianami intensywności MRI utrudniają zdiagnozowanie stanu funkcjonalnego wyłącznie na podstawie charakterystyki MRI7. Wcześniejsze badania podkreślają tę kontrowersję pod względem wartości prognostycznej hiperintensywności MRI T2 w rdzeniu kręgowym8. Dwie grupy zgłosiły, że nadmierność T2 rdzenia kręgowego jest złym parametrem prognostycznym po operacji przewlekłego ucisku rdzenia kręgowego8,9. W przeciwieństwie do tego, niektórzy autorzy nie znaleźli istotnego związku między zmianami sygnału T2 a rokowaniem8,9. Chen i wsp. oraz Vedantam i wsp. podzielili hiperintensywność MRI T2 na dwie kategorie odpowiadające różnym wynikom prognostycznym10,11. Typ 1 wykazywał słabe, rozmyte, niewyraźne granice, a ta kategoria wykazywała odwracalne zmiany histologiczne. Obrazy typu 2 prezentowały intensywne, dobrze zdefiniowane granice, które odpowiadały nieodwracalnym uszkodzeniom patologicznym. Konwencjonalne techniki rezonansu magnetycznego T1/T2 nie dostarczają wystarczających informacji do identyfikacji tych dwóch kategorii i oceny rokowania pacjenta. Z kolei DTI, bardziej wyrafinowana technika obrazowania, może pomóc w uzyskaniu bardziej szczegółowych informacji prognostycznych, poprzez ilościowe wykrywanie zmian mikrostrukturalnych w tkankach poprzez dyfuzję cząsteczek wody.
W ostatnich latach DTI cieszy się coraz większym zainteresowaniem ze względu na swoją zdolność do opisywania mikroarchitektury rdzenia kręgowego. DTI może mierzyć kierunek i wielkość dyfuzji cząsteczek wody w tkankach. Parametry DTI mogą ilościowo oceniać uszkodzenie neuronów u pacjentów z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego. FA i ADC są najczęściej stosowanymi parametrami podczas oceny rdzenia kręgowego. Wartość FA ujawnia stopień anizotropii w celu orientacji otaczających włókien aksonalnych i opisania granic anatomicznych12,13. Wartość ADC dostarcza informacji o charakterystyce ruchu molekularnego w wielu kierunkach w przestrzeni trójwymiarowej i ujawnia średnią dyfuzyjności wzdłuż trzech głównych osi6,12. Zmiany tych parametrów są związane ze zmianami mikrostrukturalnymi, które wpływają na dyfuzję cząsteczek wody. Dlatego chirurdzy mogą wykorzystać/zmierzyć parametry DTI w celu identyfikacji patologii rdzenia kręgowego. Niniejsze badanie dostarcza metod i procesów DTI, które dostarczają bardziej szczegółowych informacji prognostycznych, aby leczyć pacjentów z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego.

<table><tbody><tr><td>Skaner MRI 3-Tesla</td><td>Siemens</td><td>40708</td><td>Oprogramowanie: NUMARIS/4</td></tr><tr><td>Syngo MR B17</td><td>Siemens</td><td>40708</td><td>Oprogramowanie: NUMARIS/4</td></tr></tbody></table>

rezonans magnetyczny tensora dyfuzji w przewlekłym ucisku rdzenia kręgowego

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in Chronic Spinal Cord Compression

Przewlekłe uciskanie rdzenia kręgowego jest najczęstszą przyczyną upośledzenia rdzenia kręgowego u pacjentów z nieurazowym uszkodzeniem rdzenia kręgowego. Konwencjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) odgrywa ważną rolę zarówno w potwierdzaniu diagnozy, jak i ocenie stopnia kompresji. Jednak szczegóły anatomiczne dostarczane przez konwencjonalny rezonans magnetyczny nie są wystarczające do dokładnego oszacowania uszkodzenia neuronów i/lub oceny możliwości odzyskania neuronów u pacjentów z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego. Natomiast obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) może dostarczyć wyników ilościowych zgodnie z wykrywaniem dyfuzji cząsteczek wody w tkankach. W niniejszym badaniu opracowujemy ramy metodologiczne ilustrujące zastosowanie DTI w przewlekłej chorobie uciskowej rdzenia kręgowego. Anizotropia frakcyjna DTI (FA), współczynniki dyfuzji pozornej (ADC) i wartości wektora własnego są przydatne do wizualizacji mikrostrukturalnych zmian patologicznych w rdzeniu kręgowym. U pacjentów z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego zaobserwowano zmniejszenie FA i wzrost wartości ADC i wektora własnego w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej. DTI może pomóc chirurgom zrozumieć powagę urazu rdzenia kręgowego i dostarczyć ważnych informacji dotyczących rokowania i powrotu do funkcjonowania neuronów. Podsumowując, protokół ten zapewnia czułe, szczegółowe i nieinwazyjne narzędzie do oceny kompresji rdzenia kręgowego.

Poniżej przedstawiono podsumowanie wyników uzyskanych od zdrowych ochotników oraz pacjentów z mielopatią szyjną o podłożu spondylotycznym. Protokół umożliwił lekarzowi analizę map DTI. Technologia ta może służyć jako obiektywny wskaźnik do oceny stanu funkcjonalnego w schorzeniach mielopatycznych. Mapy DTI zdrowych ochotników przedstawiono na Rysunku 3. Parametry DTI dla zdrowych ochotników wynosiły: FA = 0.661; ADC = 1.006 x 10-3 mm2/s; E1 = 1.893 x 10-3 mm<...

Tutaj prezentujemy protokół zastosowania parametrów obrazowania tensora dyfuzji do oceny ucisku rdzenia kręgowego.

Rezonans magnetyczny tensora dyfuzji w przewlekłym ucisku rdzenia kręgowego

Chronic spinal cord compression is the most common cause of spinal cord impairment in patients with nontraumatic spinal cord damage. Conventional magnetic ...

Anatomiczne szczegóły mikrostruktury rdzenia kręgowego dostarczane przez konwencjonalny rezonans magnetyczny nie pozwalają dokładnie oszacować rzeczywistego uszkodzenia neuronów ani potencjału regeneracji neuronów u pacjentów z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego. Obrazowanie tensora dyfuzji lub DTI może pomóc nam uzyskać bardziej szczegółowe informacje prognostyczne poprzez wykrywanie zmian mikrostruktury ilościowej w tkankach poprzez dyfuzję cząsteczek wody. Przewlekły ucisk rdzenia kręgowego może powodować nawracające uszkodzenia niedokrwienne rdzenia kręgowego, powodując zmiany histopatologiczne w dalszych włóknach nerwowych.Zmianę tę można zwizualizować za pomocą DTI. DTI to czuła technika, która może zapewnić pomiar kierunku i wielkości dyfuzji cząsteczek wody w tkankach. W tym miejscu demonstrujemy zastosowanie parametrów obrazowania tensora dyfuzji w ocenie ściśniętego rdzenia kręgowego do zastosowania w wysokowydajnych klinicznych skanerach MRI obsługujących system MR 3,0T.Przed rozpoczęciem procedury obrazowania należy zaopatrzyć uczestnika w zatyczki do uszu i pomóc mu ułożyć się w wygodnej pozycji leżącej. Umieść cewkę głowy/szyi w okolicy szyjki macicy i punkt orientacyjny na poziomie chrząstki tarczycy. Gdy uczestnik jest na pozycji, użyj szybkiego echa gradientu perturbacji, aby uzyskać mapy położenia osiowego, strzałkowego i koronalnego.Zlokalizuj strzałkową płaszczyznę T2 ważoną, a następnie skopiuj i wklej strzałkową linię pozycjonowania T1 do linii pozycjonowania T2 ważoną za pomocą map położenia koronalnego, aby upewnić się, że linia bazowa pozycjonowania jest równoległa do kanału kręgowego. Ustaw pole widzenia ważone T1 i T2 na 240 milimetrów, rozmiar woksela na jeden na 0,8 na trzy milimetry, odstęp między warstwami na 0,3 milimetra, grubość warstwy na trzy milimetry, liczbę wzbudzeń na dwa, kierunek składania na stopy-głowę, czas echa powtórzenia na 10 w ciągu 700 milisekund dla pola ważonego T1, i 101 na 2 500 dla pola ważonego T2. Następnie uzyskaj dziewięć obrazów strzałkowych obejmujących cały rdzeń kręgowy w odcinku szyjnym i ustaw osiową linię pozycjonowania na strzałkowym obrazie T2 W.Następnie przykryj krążek międzykręgowy od C2-3 do C6-7, centrując na przednio-tylnej średnicy przestrzeni międzykręgowej i ustaw pole widzenia na 180 na 180 milimetrów, rozmiar woksela na 0,7 na 0,6 na trzy milimetry, grubość plastra na trzy milimetry, kierunek zagięcia do przedniego i tylnego, liczbę wzbudzenia na dwa, i czas echa powtórzenia do 120 w ciągu 3 000 milisekund. Następnie umieść osiową linię pozycjonowania na strzałkowym obrazie T2-zależnym, centrując się na przednio-tylnej średnicy przestrzeni międzykręgowej, z 45 warstwami pokrywającymi rdzeń kręgowy szyjny od C1 do C7.To uzyskać obrazowanie tensora dyfuzji, użyj jednokrotnego obrazowania echo-płaskiego spin-echo z 20 kierunkami ortogonalnymi i niewspółpłaszczyznowymi kierunkami dyfuzji o wartościach b równych 800 sekund na milimetr do kwadratu, i ustaw pole widzenia na 230 na 230 milimetrów, matrycę akwizycji na 98 na 98, zrekonstruowaną rozdzielczość na 1,17 na 1,17, grubość warstwy na trzy milimetry, kierunek zagięcia na przednio-tylny, liczbę wzbudzenia na dwa, współczynnik obrazowania echo-płaskiego na 98, a czas echa na czas powtórzenia na 74 na 8, 300 milisekund. W celu przetworzenia obrazu wyeksportuj obrazy do analizatora i załaduj obrazy strzałkowe i osiowe przestrzeni międzykręgowej ważone T2 do interfejsu filmowania.Zlokalizuj najbardziej ściśniętą część rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym i załaduj obraz anizotropii frakcyjnej do interfejsu oglądania dwa do jednego. Kliknij opcję Position Display Series (Seria wyświetlania pozycji) i określ poziom największej kompresji od góry do dołu mapy lokalizacji. Kliknij przycisk Plik, aby wybrać obraz tensorowy.Wybierz Neuro 3D Magnetic Resonance, aby automatycznie tworzyć mapy kolorów pozornego współczynnika dyfuzji i anizotropii frakcyjnej. Przejdź do strony najwyższego ucisku i użyj trybu oceny startu, aby utworzyć kuliste sześciomilimetrowe sześcienne obszary zainteresowania w wewnętrznym rdzeniu kręgowym i wokół niego, aby wykluczyć częściowy wpływ objętości płynu mózgowo-rdzeniowego. Wartości anizotropii frakcyjnej i współczynnika pozornej dyfuzji zostaną obliczone automatycznie.Następnie kliknij przycisk Dyfuzja i wybierz E1, E2 i E3, aby wyświetlić ich wartości. Tutaj pokazano reprezentatywne mapy obrazowania tensora dyfuzji od zdrowych ochotników. Te mapy obrazowania tensora dyfuzji od pacjentów z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego pozwalają na zmierzenie stanu funkcjonalnego ucisku u tych pacjentów, jak właśnie wykazano.Obrazowanie pooperacyjne pacjentów z przewlekłym uciskiem rdzenia kręgowego, którzy przeszli operację, umożliwia funkcjonalną ocenę złagodzenia ucisku, aby pomóc w śledzeniu powrotu pacjenta do zdrowia. Obszary zainteresowania muszą być narysowane w wewnętrznym rdzeniu kręgowym, aby wykluczyć częściowy wpływ płynów mózgowo-rdzeniowych. Dane ilościowe uzyskane przez DTI pozwalają na dokładną ocenę stopnia uszkodzenia zmiany chorobowej oraz dostarczają aktualnych i dokładnych obiektywnych wskazań do leczenia klinicznego.Przed skanowaniem prosimy każdego uczestnika o wypełnienie i podpisanie formularza zgody, który przedstawia protokół obrazowania i wytyczne dotyczące bezpieczeństwa MRI.

diffusion-tensor-magnetic-resonance-imaging-chronic-spinal-cord

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Źródło: Zheng, W. i wsp., Obrazowanie rezonansu magnetycznego tensora dyfuzji w przewlekłym ucisku rdzenia kręgowego. J. Vis. Exp. (2019 rok)Ten film przedstawia obrazowanie tensora dyfuzji w ocenie przewlekłego ucisku rdzenia kręgowego. Analizując wzorce dyfuzji wody, anizotropię frakcyjną i pozorne wartości współczynników dyfuzji, wyniki ujawniają uszkodzenia aksonów w ściśniętych obszarach. Odkrycia dostarczają krytycznych informacji na temat patologii rdzenia kręgowego i integralności...

Ocena kompresji rdzenia kręgowego za pomocą obrazowania tensora dyfuzji

Obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) zasadniczo służy jako narzędzie oparte na MRI do identyfikacji in vivo mikrostruktury mózgu i procesów patologicznych spowodowanych zaburzeniami neurologicznymi w obrębie istoty białej mózgu. Analizy oparte na DTI pozwalają na zastosowanie ich w chorobach mózgu zarówno na poziomie grupy, jak i w danych pojedynczych osób.

Rezonans magnetyczny tensora dyfuzji w analizie chorób neurodegeneracyjnych

Celem tego protokołu jest uzyskanie wysokiej jakości obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (DWI) rdzenia kręgowego szczura w celu nieinwazyjnej charakterystyki mikrostruktury tkanki. Protokół ten opisuje optymalizacje sekwencji rezonansu magnetycznego, cewki o częstotliwości radiowej i metod analizy, aby umożliwić tworzenie obrazów DWI wolnych od artefaktów.

Obrazowanie dyfuzyjne w szyjnym rdzeniu kręgowym szczura

Wprowadzamy metodę obrazowania in vivo przy użyciu dwóch różnych barwników fluorescencyjnych do śledzenia dynamicznych zmian naczyniowych kręgosłupa po kontuzji rdzenia kręgowego u dorosłych szczurów Sprague-Dawley.

Badanie in vivo Dwukolorowa metoda obrazowania dynamiki naczyń krwionośnych po kontuzyjnym urazie rdzenia kręgowego

Ogólnym celem tej procedury jest uzyskanie ilościowych informacji mikrostrukturalnych o hipokampie u szczura z łagodnym urazowym uszkodzeniem mózgu. Odbywa się to za pomocą zaawansowanego protokołu obrazowania rezonansu magnetycznego ważonego dyfuzją oraz analizy parametrycznych map dyfuzji opartej na obszarze zainteresowania.

Zaawansowane obrazowanie dyfuzyjne w hipokampie szczurów z łagodnym urazowym uszkodzeniem mózgu

Tutaj prezentujemy protokół pozyskiwania obrazów rezonansu magnetycznego (MR) mózgów pacjentów ze stwardnieniem rozsianym (SM) przy 7,0 Tesli. Protokół obejmuje przygotowanie konfiguracji, w tym cewek o częstotliwości radiowej, ustandaryzowane procedury wywiadu z pacjentami ze stwardnieniem rozsianym, pozycjonowanie obiektu w skanerze MR i akwizycję danych MR.

Rezonans magnetyczny stwardnienia rozsianego przy 7,0 Tesli

W tym filmie zaprezentowano metodę preparowania i hodowli neuronów komisuralnych z grzbietowej części rdzenia kręgowego szczura w 13. dniu embrionalnym (E13). Dysocjowane neurony komisuralne są użyteczne w badaniu komórkowych i molekularnych mechanizmów wzrostu i prowadzenia aksonów.

Disekcja i hodowla neuronów komisuralnych z embrionalnego rdzenia kręgowego

Obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI) stało się coraz popularniejszym narzędziem do badania fenotypu myszy z modyfikacjami genetycznymi. Niniejszy artykuł przedstawia metody niezbędne do przeprowadzenia wysokoprzepustowego fenotypowania myszy z modyfikacjami genetycznymi przy użyciu MRI dla wielu osobników jednocześnie.<br...

Neuroanatomiczny obrazowanie magnetycznemu rezonansem dla wielu myszy

Opisano małoinwazyjny protokół stabilizacji kręgosłupa myszy oraz wykonywania powtarzalnego obrazowania rdzenia kręgowego in vivo z wykorzystaniem mikroskopii dwufotonowej. Metoda ta łączy urządzenie do stabilizacji kręgosłupa z reżimem anestezjologicznym w celu zminimalizowania ruchów wywołanych oddychaniem i uzyskania surowych danych obrazowych, które nie wymagają wyrównania ani innego przetwarzania końcowego.

Obrazowanie in vivo rdzenia kręgowego myszy z wykorzystaniem mikroskopii dwufotonowej

W niniejszym artykule opisano techniki wykonywania funkcjonalnego obrazowania rezonansu magnetycznego o wysokiej rozdzielczości z próbkowaniem 1,2 mm w obrębie ludzkiego śródmózwia i struktur podkorowych przy użyciu skanera 3T. Jako przykład przedstawiono zastosowanie tych technik do opracowania map topograficznych stymulacji wzrokowej w ludzkim wzgórzu górnym (SC).

Metody funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym o wysokiej rozdzielczości dla ludzkiego śródmózgowia

Poznaj zastosowanie obrazowania tensora dyfuzji (DTI) do oceny przewlekłego ucisku rdzenia kręgowego. Ta metoda pozwala wizualizować mikrostrukturalne zmiany neuronalne i dostarcza obiektywnych wskaźników do oceny funkcjonalnego statusu pacjentów.

Rezonans magnetyczny tensora dyfuzji w przewlekłym ucisku rdzenia kręgowego

Przeglądaj więcej filmów