Faserverfolgung der weißen Substanz und Bewertung der Integrität der weißen Substanz im zervikalen Rückenmark

Die Verfolgung der Fasern der weißen Substanz könnte ein neuartiges Instrument darstellen, um die Integrität verletzter motorischer Bahnen in der Halswirbelsäule zu beurteilen. Es liefert Informationen über Faserrichtungen, die durch herkömmliches MRT nicht gegeben sind. Die Faserverfolgung der weißen Substanz im Gehirn wird an mehreren Institutionen, einschließlich unserer eigenen medizinischen Fakultät, für die präoperative Planung der Tumorexzision verwendet. Wir glauben, dass die für das Gehirn gewonnenen technischen und klinischen Erfahrungen auch auf das Fasertracking in der Halswirbelsäule übertragen werden können. Die Faserverfolgung der weißen Substanz in der Halswirbelsäule hat einige wichtige klinische Anwendungen:

• Ein besseres Verständnis der Beziehung zwischen abnormaler Anatomie der Halswirbelsäule und den Auswirkungen auf die Faserbahnen wäre hilfreich, um die beste Behandlung für einen bestimmten Patienten zu bestimmen. Es kann in der Lage sein, die Indikation und Rolle der chirurgischen Dekompression und Stabilisierung auf der Grundlage quantifizierbarer und reproduzierbarer Daten zu definieren, die mit dieser neuen Bildgebungstechnologie gewonnen wurden.
• Es könnte dem Chirurgen helfen, zu bestimmen, welche Art von chirurgischem Zugang zu wählen ist (anteriore versus posteriore Operation, abhängig vom Grad der Kompression/Impingement auf Nervenfasern).
• Die Korrelation zwischen quantitativen Diffusionsmessungen und einer Rückenmarksverletzung kann zur Überwachung des Ansprechens auf die Behandlung verwendet werden und kann daher ein wichtiger Parameter sein, den Kliniker verfolgen müssen.
• Die Verfolgung der Fasern der weißen Substanz kann auch helfen, die Pathophysiologie zu bestimmen, die der zervikalen spondylotischen Myelopathie zugrunde liegt. Derzeit wird diskutiert, ob die zervikale spondylitische Myelopathie hauptsächlich durch eine kompressive Verengung des Spinalkanals verursacht wird, die zu fokaler Ischämie und Gewebeverletzungen führen kann, oder ob übermäßige Bewegung aufgrund der zervikalen Spondylose zu einer erhöhten Belastung und Scherung der Spinalaxone führt was zu Verletzungen führt (Henderson et al., Neurosurgery 56(5):1101-13, 2005). Wenn letzteres richtig ist, würde man Diffusionsänderungen entlang des Verlaufs der Bahnen der weißen Substanz oberhalb und unterhalb der spondylotischen Veränderungen erwarten.

Wir werden zunächst einen Pool von 15 normalen Kontrollpersonen untersuchen, um unsere Datenerfassungs- und Nachbearbeitungswerkzeuge zu verfeinern und quantitative, auf Diffusion basierende Daten für die normale Halswirbelsäule abzutasten. Eine zweite Gruppe von Probanden umfasst 10 Patienten mit signifikanter zervikaler Spondylose und Radikulopathie der oberen Extremitäten ohne Myelopathie. Die dritte Gruppe besteht aus 10 Patienten mit zervikaler Spondylose und Anzeichen und Symptomen einer Myelopathie. Die beiden Patientengruppen werden es uns ermöglichen, systematische Unterschiede zwischen Normalwerten und Werten in der verletzten Wirbelsäule zu definieren.

Die DTI-Daten werden zunächst mit Werkzeugen zur Artefaktkorrektur und dann mit Werkzeugen zum Rendern von T2-gewichteten Bildern, diffusionsgewichteten Bildern, ADC-Karten und FA-Werten verarbeitet.