脊髄損傷（SCI）における頸髄の高解像度拡散テンソルイメージング（DTI）

脊髄損傷（SCI）は、外傷だけでなく、頚椎症性脊髄症（CSM）などの変性疾患によっても引き起こされることがあります。 どちらも、影響を受けた個人の身体的および精神的健康に重大な影響を与えます。 CSM の症状には、腕や脚の筋力低下、歩行やバランスの困難、手の器用さの喪失、腸や膀胱の機能不全などが含まれます。 外傷性脊髄損傷には白質路の損傷が含まれることが多く、対麻痺や四肢麻痺などの不可逆的な機能障害を引き起こします。

現在の画像診断は脊柱管の解剖学的構造の非常に特異的なパラメータを明らかにすることができますが、脊髄の機能的な解剖学的構造は不明のままです。 同様の診断所見を持つ患者は臨床的に異なり、多くの患者は最小限の症状または無症状ですが、他の患者は重度の行動不能になる可能性があります。 T1/T2 強調 MRI などの従来の MRI 方法は、損傷の領域を簡単に特定でき、脊髄組織の永続的な変化を描写する可能性があります。 しかし、従来の MRI 法では、画像所見と脊髄損傷による短期および長期の機能的転帰を相関させる能力には限界がありました。 DTI は、組織の微細構造に関する情報を提供することで従来の MRI 画像を改善する可能性があり、SCI における線維路の完全性を評価するのに特に適している可能性があります。

拡散テンソル磁気共鳴イメージング (DTI) は、白質路の完全性を高感度で検出する新しい技術です。 DTI から得られた情報は脳の白質異常に対して利用されてきましたが、生体内での脊髄の DTI は多くの課題をもたらしました。 脊髄のサイズが小さく、白質路が密に詰まっているため、これらの個々の路を視覚化するには非常に高い画像解像度が必要です。 脊髄の小さな断面積を画像化するために必要な解像度は、最も広く使用されている DTI シーケンスを使用して達成するのが困難でした。 これまでの DTI 測定レポートでは、8 mm3 から 16 mm3 までの限られた空間分解能で頸髄に DTI を実際に適用することが実証されています。

脊髄の高解像度 DTI を実現するために、臨床 3T MRI システム (Trio、Siemens Medical Solution、ドイツ エアランゲン) での高解像度生体内 DTI のための 2 つの新しいイメージング技術が開発されました。 2D シングルショット インターリーブされた複数の内部ボリューム DWEPI (ss-IMIV-DWEPI) および 3D シングルショット DW STimulated EPI (3D ss-DWSTEPI)。 これらの最適化された DTI パルス シーケンスは、通常、臨床的に達成可能なイメージング時間 (約 5 分) 内で約 2.0 または 1.253 mm3 の空間分解能を達成しています。 これらのシーケンスは、特に頸髄の高解像度 DTI 用に設計されています。 これらは、生体外の脊髄標本だけでなく、少数の健康なボランティアや多発性硬化症患者にも適用されています。