Imaging del tensore di diffusione ad alta risoluzione (DTI) del midollo spinale cervicale nell'impostazione della lesione del midollo spinale (SCI)

La lesione del midollo spinale (SCI) può derivare da traumi e condizioni degenerative, come la mielopatia spondilotica cervicale (CSM). Entrambi hanno un profondo impatto sulla salute fisica e mentale dell'individuo colpito. I sintomi del CSM possono includere debolezza nelle braccia o nelle gambe, difficoltà nel camminare e nell'equilibrio, perdita di destrezza nelle mani e disfunzione dell'intestino o della vescica. La lesione traumatica del midollo spinale spesso include danni ai tratti della sostanza bianca con conseguenti deficit funzionali irreversibili come la paraplegia o la tetraplegia.

Sebbene l'imaging diagnostico attuale possa rivelare parametri altamente specifici dell'anatomia del canale spinale, l'anatomia funzionale del midollo spinale rimane sconosciuta. I pazienti con risultati diagnostici simili possono variare clinicamente con molti pazienti che presentano sintomi minimi o assenti mentre altri possono essere gravemente incapaci. I metodi convenzionali di risonanza magnetica, come la risonanza magnetica pesata in T1/T2, possono identificare facilmente la regione del danno e possono rappresentare cambiamenti permanenti nel tessuto del midollo spinale. Tuttavia, i metodi convenzionali di risonanza magnetica sono limitati nella loro capacità di correlare i risultati dell'imaging con i risultati funzionali a breve e lungo termine della lesione del midollo spinale. DTI ha il potenziale per migliorare l'imaging MRI convenzionale fornendo informazioni sulla microstruttura dei tessuti e può essere particolarmente adatto per valutare l'integrità dei tratti di fibre nella SCI.

La risonanza magnetica del tensore di diffusione (DTI) è una nuova tecnica altamente sensibile nel rilevare l'integrità dei tratti di sostanza bianca. Sebbene le informazioni ottenute dal DTI siano state utilizzate per le anomalie della sostanza bianca nel cervello, il DTI del midollo spinale in vivo ha fornito molte sfide. Le piccole dimensioni del midollo spinale e lo stretto impacchettamento dei suoi tratti di materia bianca richiedono una risoluzione dell'immagine molto elevata per visualizzare questi singoli tratti. La risoluzione richiesta per l'immagine della piccola area della sezione trasversale del midollo spinale è stata difficile da ottenere utilizzando le sequenze DTI più utilizzate. Ad oggi, i rapporti sulle misurazioni DTI hanno dimostrato un'applicazione pratica del DTI sul midollo spinale cervicale con risoluzioni spaziali limitate da 8 mm3 a 16 mm3.

Per ottenere DTI ad alta risoluzione del midollo spinale, sono state sviluppate due nuove tecniche di imaging per DTI in vivo ad alta risoluzione su un sistema MRI clinico 3T (Trio, Siemens Medical Solution, Erlangen Germany): 2D singleshot Interleaved Multiple Inner Volume DWEPI (ss-IMIV-DWEPI) e 3D singleshot DW STimulated EPI (3D ss-DWSTEPI). Queste sequenze di impulsi DTI ottimizzate hanno in genere raggiunto una risoluzione spaziale di circa 2,0 o 1,253 mm3 entro il tempo di imaging clinicamente ottenibile (~ 5 min.). Le sequenze sono state progettate appositamente per DTI ad alta risoluzione del midollo spinale cervicale. Sono stati applicati a campioni di midollo spinale ex vivo, nonché a un piccolo gruppo di volontari sani e pazienti affetti da sclerosi multipla.