Här presenterar vi ett protokoll för tillämpning av diffusion tensor imaging parametrar för att utvärdera ryggmärgs kompression.
Kronisk ryggmärgs kompression är den vanligaste orsaken till rygg märgs försämring hos patienter med icke-traumatisk rygg märgs skada. Konventionell magnetisk resonanstomografi (MRI) spelar en viktig roll i både att bekräfta diagnosen och utvärdera graden av kompression. Emellertid, den anatomiska detalj som tillhandahålls av konventionella MRI är inte tillräckligt för att exakt uppskatta neuronala skador och/eller bedöma möjligheten att neuronala återhämtning hos patienter med kronisk ryggmärg kompression. I kontrast, diffusion tensor imaging (DTI) kan ge kvantitativa resultat enligt upptäckten av vatten molekyl diffusion i vävnader. I den här studien utvecklar vi en metodologisk ram för att illustrera tillämpningen av DTI vid kronisk ryggmärgs kompression. DTI fraktionerad anisotropi (FA), skenbar diffusion koefficienter (ADCS), och egen vektorn värden är användbara för att visualisera mikrostrukturella patologiska förändringar i ryggmärgen. Minskad FA och ökningar i ADCS och egen vektorn värden observerades hos patienter med kronisk ryggmärgs kompression jämfört med friska kontroller. DTI kan hjälpa kirurger förstå rygg märgs skada allvarlighets grad och ge viktig information om prognos och neurala funktionella återhämtning. Sammanfattnings vis ger detta protokoll ett känsligt, detaljerat och noninvasiv verktyg för att utvärdera ryggmärgs kompression.
Kronisk ryggmärgs kompression är den vanligaste orsaken till ryggmärgen impairment1. Detta tillstånd kan bero på bakre längsgående ligament ossification, hematom, cervikal disk bråck, vertebrala degeneration, eller intraspinala tumörer2,3. Kronisk ryggmärgs kompression kan leda till olika grader av funktionella underskott; emellertid, det finns kliniska fall med allvarlig ryggmärgs kompression utan neurologiska symtom och tecken, samt patienter med mild ryggmärgs kompression men allvarliga neurologiska underskott4. Under dessa omständigheter är känslig avbildning avgörande för att utvärdera komprimerings graden och identifiera skadornas omfång.
Konventionell MRI spelar en viktig roll för att belysa ryggmärgs anatomi. Denna teknik är oftast används för att utvärdera kompressions graden på grund av dess känslighet för mjuk vävnad5. Många parametrar kan mätas från MRT, såsom MR signalintensitet, sladd morfologi, och spinal kanal området. Men MRT har vissa begränsningar och endast ger kvalitativ information snarare än kvantitativa resultat6. Patienter med kronisk ryggmärgs kompression har ofta onormala signal förändringar av MRT-intensitet. Avvikelser mellan kliniska symtom och MRT-intensitetsförändringar gör det dock svårt att diagnostisera ett funktionellt tillstånd som enbart baseras på MRI-egenskaper7. Tidigare studier belyser denna kon tro vers i termer av det prognostiska värdet av MRI T2 hyperintensitet i spinal cord8. Två grupper rapporterade att T2-hyperintensiteten i ryggmärgen är en dålig prognostisk parameter efter operation för kronisk ryggmärg compression8. Däremot fann vissa författare ingen signifikant Association mellan T2 signal förändringar och prognos8,9. Chen et al. och Vedantam et al. delade MRI T2 hyperintensiteter i två kategorier som motsvarar olika prognostiska utfall10,11. Typ 1 visade svaga, luddiga, otydliga gränser, och denna kategori visade reversibla histologiska förändringar. Typ 2 bilder presenterade intensiva, väldefinierade gränser, vilket motsvarade oåterkallelig patologisk skada. Konventionella T1/T2 MRI-tekniker ger inte tillräcklig information för att identifiera dessa två kategorier och utvärdera patientens prognos. Däremot kan DTI, en mer sofistikerad avbildnings teknik, hjälpa till att få mer specifik prognostisk information genom att kvantitativt detektera mikrostrukturella förändringar i vävnader via vatten molekyl diffusion.
Under de senaste åren, DTI har samlat ökad uppmärksamhet på grund av dess förmåga att beskriva ryggmärgen mikroarkitektur. DTI kan mäta riktningen och omfattningen av vatten molekyl diffusion i vävnader. DTI-parametrar kan kvantitativt utvärdera neurala skador hos patienter med kronisk ryggmärgs kompression. FA och ADC är de vanligaste parametrarna vid ryggmärgs utvärdering. FA-värdet avslöjar graden av anisotropi för att orientera omgivande axonala fibrer och beskriva anatomiska gränser12,13. ADC värdet ger information om egenskaperna hos molekyl rörelse i många riktningar i en tredimensionell rymd och avslöjar medelvärdet av diffusivitet längs de tre huvudsakliga axlarna6,12. Förändringar i dessa parametrar är förknippade med mikrostrukturella förändringar som påverkar vatten molekyl diffusion. Därför kan kirurger använda/mäta DTI parametrar för att identifiera ryggmärgen patologi. Den aktuella studien ger DTI metoder och processer som ger mer detaljerad prognostisk information för att behandla patienter med kronisk ryggmärgs kompression.
Konventionell MRI används vanligt vis för att bedöma prognosen för patienter med olika ryggrad förhållanden. Men denna avbildning modalitet ger makroskopisk anatomisk detalj snarare än mikrostruktur utvärdering14, som begränsar förutsägelse av neurologiska funktionen. Dessutom kan traditionell MRT unders katta svårighets graden och omfattningen av rygg märgs skada. Uppkomsten av DTI kan hjälpa kirurger att utvärdera ryggmärgs funktionen mer exakt genom att tillhandahålla kvantitat…
The authors have nothing to disclose.
Denna studie stöddes av Guangzhou vetenskap och teknik projekt i Kina (nr 201607010021) och Nature Science Foundation i JiangXi (No. 20142BAB205065)
3-Tesla MRI scanner | Siemens | 40708 | Software: NUMARIS/4 |
Syngo MR B17 | Siemens | 40708 | Software: NUMARIS/4 |