Kohdunkaulan selkäytimen korkean resoluution diffuusiotensorikuvaus (DTI) selkäydinvaurion (SCI) asetuksessa

Selkäydinvaurio (SCI) voi johtua traumasta sekä rappeutuvista tiloista, kuten kohdunkaulan spondyloottisesta myelopatiasta (CSM). Molemmilla on syvällinen vaikutus sairastuneen henkilön fyysiseen ja henkiseen terveyteen. CSM:n oireita voivat olla käsien tai jalkojen heikkous, kävely- ja tasapainovaikeudet, käsien kätevyyden menetys ja suolen tai virtsarakon toimintahäiriö. Traumaattinen selkäydinvamma sisältää usein valkoisen aineen vaurioita, jotka johtavat peruuttamattomiin toiminnallisiin puutteisiin, kuten paraplegia tai neliplegia.

Vaikka nykyinen diagnostinen kuvantaminen voi paljastaa erittäin spesifisiä selkäydinkanavan anatomian parametreja, selkäytimen toiminnallinen anatomia on edelleen tuntematon. Potilaat, joilla on samanlaiset diagnostiset löydökset, voivat vaihdella kliinisesti, ja monilla potilailla on minimaalisia tai ei ollenkaan oireita, kun taas toiset voivat olla vakavasti toimintakyvyttömiä. Perinteiset MRI-menetelmät, kuten T1/T2-painotettu MRI, voivat helposti tunnistaa vaurion alueen ja kuvata pysyviä muutoksia selkäydinkudoksessa. Perinteisten MRI-menetelmien kyky korreloida kuvantamislöydöksiä selkäydinvaurion lyhyen ja pitkän aikavälin toiminnallisiin tuloksiin on kuitenkin rajallinen. DTI:llä on potentiaalia parantaa tavanomaista MRI-kuvausta tarjoamalla tietoa kudosten mikrorakenteesta, ja se voi sopia erityisen hyvin kuituteiden eheyden arvioimiseen SCI:ssä.

Diffuusiotensorimagneettinen resonanssikuvaus (DTI) on uusi tekniikka, joka on erittäin herkkä havaitsemaan valkoisen aineen raitojen eheyttä. Vaikka DTI:stä saatua tietoa on käytetty aivojen valkoisen aineen poikkeavuuksiin, selkäytimen DTI in vivo on tarjonnut monia haasteita. Selkäytimen pieni koko ja sen valkoisten aineiden tiivis tiivistyminen edellyttävät erittäin korkeaa kuvaresoluutiota näiden yksittäisten teiden visualisoimiseksi. Selkäytimen pienen poikkileikkausalueen kuvaamiseen tarvittavaa resoluutiota on ollut vaikea saavuttaa käyttämällä yleisimmin käytettyjä DTI-sekvenssejä. Tähän mennessä DTI-mittausraportit ovat osoittaneet DTI:n käytännön soveltamisen kohdunkaulan selkäytimeen rajoitetuilla avaruudellisilla resoluutioilla 8 mm3 - 16 mm3.

Selkäytimen korkearesoluutioisen DTI:n saavuttamiseksi on kehitetty kaksi uutta kuvantamistekniikkaa korkean resoluution in vivo DTI:tä varten kliinisessä 3T MRI-järjestelmässä (Trio, Siemens Medical Solution, Erlangen Saksa): 2D singleshot Interleaved Multiple Inner Volume DWEPI (ss-IMIV-DWEPI) ja 3D singleshot DW STimulated EPI (3D ss-DWSTEPI). Nämä optimoidut DTI-pulssisekvenssit ovat tyypillisesti saavuttaneet noin 2,0 tai 1,253 mm3 avaruudellisen resoluution kliinisesti saavutettavissa olevassa kuvausajassa (~5 minuuttia). Sekvenssit on suunniteltu erityisesti kohdunkaulan selkäytimen korkearesoluutioiselle DTI:lle. Niitä on käytetty selkäydinnäytteisiin ex vivo sekä pienelle joukolle terveitä vapaaehtoisia ja multippeliskleroosipotilaita.