Risonanza magnetica pesata in diffusione.

La diffusione è il principale processo fisico che si verifica durante le reazioni metaboliche cellulari. La prima immagine RM pesata in diffusione è stata realizzata nel 1985. La RM a diffusione è entrata nella pratica clinica con gli scanner RM di III generazione. Per ottenere tomogrammi pesati in diffusione, vengono utilizzate sequenze di impulsi ecoplanari "spin echo" EPI con due gradienti di diffusione di pari ampiezza e durata. Per valutare quantitativamente le proprietà di diffusione dell'acqua nei tessuti, vengono costruite mappe di diffusione parametriche, in cui il colore di ciascun pixel corrisponde al coefficiente di diffusione misurato. Sulla mappa di diffusione, i tessuti con un'elevata velocità di diffusione dell'acqua sono colorati in rosso e bianco, mentre i tessuti con una bassa velocità di diffusione sono colorati in blu e nero.

La dipendenza della capacità di diffusione delle molecole dalla direzione è chiamata anisotropia di diffusione. Nella sostanza bianca del cervello, le molecole d'acqua diffondono facilmente lungo le fibre nervose, ma il loro movimento attraverso le fibre è limitato dalla guaina mielinica impermeabile.

La risonanza magnetica con tensore di diffusione viene utilizzata per visualizzare l'anisotropia della diffusione dell'acqua nei tessuti.

Nella risonanza magnetica con tensore di diffusione, l'orientamento degli ellissoidi di diffusione nei voxel viene utilizzato per determinare il percorso delle fibre nervose che formano i tratti nervosi, collegando tra loro gli autovettori del tensore di diffusione. Gli algoritmi di connessione sono piuttosto complessi, quindi vengono utilizzati vari metodi di calcolo per "disegnare" il percorso di molte fibre nervose che formano un tratto nervoso. Di conseguenza, la risonanza magnetica con tensore viene spesso chiamata trattografia, un metodo per visualizzare il percorso dei tratti nervosi. Nella sua forma più semplice, l'anisotropia di diffusione parziale è codificata a colori e le direzioni del movimento di diffusione delle molecole d'acqua nei tessuti vengono visualizzate colorando i pixel di un colore specifico a seconda dell'orientamento del loro autovettore (rosso - lungo l'asse X, verde - lungo l'asse Y, blu - lungo l'asse Z).

La risonanza magnetica con tensore di diffusione consente di rilevare connessioni strutturali tra parti del cervello, il che è particolarmente importante nei processi volumetrici e nelle malattie che distorcono la struttura anatomica o distruggono la materia bianca (tumori, lesioni traumatiche cerebrali, malattie demielinizzanti, ecc.).

Applicazione clinica della RM pesata in diffusione e del tensore di diffusione. Una diminuzione della velocità del coefficiente di diffusione misurato nel tessuto cerebrale è un indicatore sensibile di patologie ischemiche e della gravità dell'ischemia. Oggi, l'uso di immagini pesate in diffusione è uno dei metodi più rapidi e specifici per la diagnosi di infarto cerebrale ischemico nelle fasi precoci del suo sviluppo (fino a 6 ore), quando esiste una "finestra terapeutica" per l'uso della trombolisi e il ripristino parziale o completo del flusso sanguigno nei tessuti cerebrali interessati. Nella fase acuta dell'ictus cerebrale, l'area della lesione cerebrale nelle immagini pesate in diffusione presenta un segnale MP tipicamente elevato, mentre il tessuto cerebrale normale appare scuro. Il contrario avviene sulle mappe del coefficiente di diffusione misurato. Le mappe del coefficiente di diffusione misurato sono diventate un mezzo per diagnosticare l'ischemia e monitorare dinamicamente lo sviluppo di un ictus acuto e la successiva degenerazione tissutale cronica causata dall'ischemia. La non invasività e la rapidità di applicazione delle immagini pesate in diffusione determinano l'importanza primaria del metodo nella diagnosi primaria del danno cerebrale ischemico.

Tutti gli studi di diffusione vengono eseguiti senza l'introduzione di un mezzo di contrasto, il che è importante per i pazienti gravemente malati e per studi specialistici sullo sviluppo cerebrale nei bambini, a partire dal periodo intrauterino. In quest'ultimo caso, la risonanza magnetica per diffusione consente di ottenere ulteriori caratteristiche tissutali qualitative (visive) e quantitative, aprendo nuove possibilità per lo studio della microstruttura del tessuto cerebrale durante il suo sviluppo.

Le immagini pesate in diffusione e le mappe di diffusione forniscono informazioni diagnostiche aggiuntive per differenziare i tumori cerebrali con manifestazioni simili alla risonanza magnetica T1 e T2 (gliomi, tumori con accumulo anulare di mezzo di contrasto), l'edema peritumorale (vasogenico o citotossico), forniscono dati sulla presenza o assenza di cisti intratumorali, ecc.

Le immagini pesate in diffusione forniscono informazioni preziose in un tempo di scansione così breve per la diagnosi di lesioni infiammatorie dell'encefalo e del midollo spinale (ad esempio, ascessi cerebrali, empiema). Il contenuto purulento dell'ascesso è caratterizzato da un elevato segnale MP ed è facilmente visualizzabile in qualsiasi fase del trattamento, incluso il periodo postoperatorio. L'organizzazione strutturale di alcuni tumori cerebrali, in particolare meningiomi e neurinomi, consente di predire il tipo istologico del tumore con elevata affidabilità utilizzando immagini pesate in diffusione anche prima dell'intervento chirurgico. Sulla base dei dati ottenuti con questo metodo, le cisti epidermoidi e aracnoidee vengono accuratamente differenziate.

La trattografia è una tecnica nuova e promettente che permette di "vedere" in modo non invasivo le vie di conduzione cerebrali. Nonostante le difficoltà tecniche ancora esistenti, i primi risultati applicativi in ambito neurochirurgico sembrano promettenti. Grazie all'ausilio della risonanza magnetica con tensore di diffusione, conoscendo la posizione delle vie di conduzione e tenendo conto del loro impatto sul processo patologico (spostamento/deformazione o invasione e danno), è diventato possibile pianificare l'approccio chirurgico e il volume di asportazione chirurgica dei tumori intracerebrali.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]