脳と頸椎の DTI: 正常な被験者と頸椎症性ミエロパシーの患者における評価

中年人口の半数以上が頸椎症の放射線学的証拠を有しており、この集団の一部が頸椎症性脊髄症 (CSM) を発症しています。これは、直接的な機械的圧迫または動脈遮断による間接的な脊髄の障害である状態です。 /または静脈うっ血。 CSM に関連する状態に対して多くの手術が行われますが、外科的介入のタイミングや、特定の患者に利用可能な外科的選択肢の中からどのように選択するかに関して、コンセンサスは存在しません。 CSM の発症傾向には、高齢、来院時の障害、臍帯の直径、臍帯の面積、MRI での臍帯信号の変化 (T2 および T1 強調画像)、頸椎の可動性の増加、先天的に狭い脊椎など、多くの要因が関与しています。運河。 同じ要因が、手術に対する反応を正（頸部可動性の増加）または負（加齢、先天的に狭い脊柱管）に決定する可能性もあります。 外科的処置の潜在的な合併症は注目に値します。 無力化する副作用はまれですが、潜在的に良性の経過を伴う病気の過程でそれらが発生することは疑いの余地がありません。 最後に、MRI での頸椎根または脊髄圧迫の放射線学的基準は主観的であり、それらが臨床症状と相関するかどうかは不明であることに注意する必要があります。

拡散テンソル イメージング (DTI) は、水の動きに敏感であり、脳の軸索の完全性のマーカーと見なされます。 この手法を脊椎に適用すること、特に CSM 患者の評価に多くの関心が寄せられています。 脳内 DTI は、シングル ショット エコー プラナー イメージング (SS-EPI) シーケンスを使用して実行されます。これは、単一の励起パルスと拡散勾配の適用に続く単一のスライスのすべてのデータを取得します。 データ収集に関しては非常に効率的ですが、SS-EPI にはいくつかの問題があります。特に、1) 比較的小さなイメージング マトリックスの取得に最適であり、空間分解能が低くなるか、視野を縮小するために追加の技術が使用されます。ビュー (FOV)。 解像度を上げるために取得したエコーの数を増やしても、取得した解像度は向上しません。これは、より長いエコー列の間の信号の減衰により、画像のぼやけが増加するためです。 2) 画像は、組織と骨または骨構造との間の界面に近い領域での感受性勾配によって歪められます。 これらの要因により、DTI を脊椎の臨床研究に適用することが問題になっています。 具体的には：-

1. 脊髄のサイズが小さいということは、高い空間分解能が必要であることを意味します。
2. 周囲の骨構造による感受性の影響により、画像の歪みが生じます。
3. 心周期中のコードの動きは、アーティファクトにつながります。

読み出しセグメント化された EPI (RESOLVE または RS-EPI) シーケンスは、空間分解能が高く、脳内の歪みが少ない画像を取得できることが示されています。 私たちは最近、RESOLVE シーケンスを使用してボランティアの頸椎の高品質 DTI 画像を取得し (図 1 を参照)、脊椎に転移のある被験者に臨床的に有用な情報を提供できることを実証しました。 RESOLVE シーケンスは、データ収集をいくつかのセグメントに分割します。その結果、歪みが減少し、解像度の高い画像を取得できる可能性がありますが、スキャン時間が長くなるか、拡散勾配の方向数が減少します (つまり、 信号対雑音比 (SNR) が低下します)。 RESOLVE シーケンスには、データのリアルタイム評価も組み込まれているため、動きによって破損したデータを拒否してから再取得できます。 現在、CSM 患者のグループと高齢の対応する対照被験者のグループに RESOLVE シーケンスを適用することにより、CSM 患者の RESOLVE シーケンスを最適化し、その臨床的有用性を評価したいと考えています。 生の拡散画像は、拡散の拡散性 (平均、縦方向および半径方向) および異方性 (方向依存性) を特徴付けるパラメトリック画像を生成するために後処理されます。 拡散データの異方性は通常、分数異方性 (FA) インデックスを使用して定量化されますが、拡散テンソルのモードと楕円体面積比 (EAR) という 2 つの他の量が有用な補足情報を提供することを最近示しました。この研究からの拡散データの異方性を分析するときに、3 つのパラメーターすべてを使用します。

RESOLVE シーケンスを使用して、上記の「箇条書き」ポイントの最初の 2 つに対処し、一部の被験者では、心臓ゲーティングを使用せずに脊椎の高品質の DTI 画像を取得できることを発見しましたが、堅牢な臨床シーケンスについては、他のグループは、心臓ゲーティングが不可欠であることを発見しました。 脊椎の DTI 研究で考慮すべきもう 1 つの問題は、スキャンの向きです。 サジタル画像は、比較的少数のスライスで脊椎全体をカバーします。これは、心臓ゲーティングが採用されている場合に特に有益です。 軸方向のスライスには、尾頭方向の脊椎の構成の変化が比較的遅いという利点があります。つまり、情報を大幅に失うことなく、より厚いスライスを使用できます。 ただし、心臓ゲーティングを使用する場合、C 脊椎全体をカバーするには比較的多数のスライスが必要なため、測定時間が長くなります。

目的 研究者は、C 脊椎に関する次の質問に答えようとします。

1. 正常な C-spine の拡散特性 (空間的変化と年齢依存性) は何ですか?
2. 脊椎の RESOLVE 画像と SS-EPI 画像は、画質の点でどのように比較されますか?
3. RESOLVE シーケンスのセグメント数を変更すると、どのような影響がありますか?
4. SS-EPI と RESOLVE を比較すると、得られた異方性または拡散率の値に統計的に有意な差はありますか?
5. CSM を有する被験者の C 脊椎の拡散特性は、年齢が一致した対照とは有意に異なるか?
6. 脊椎の DTI を使用して、個々の CSM 患者の予後情報または CSM 患者のサブグループの識別に関する診断情報を導き出すことができますか? 脳の場合、私たちが取り組む問題は次のとおりです。

1) SS-EPI と RESOLVE を比較した場合、得られた異方性または拡散率の値に統計的に有意な差はありますか? 2) 2 つの配列を使用して、または 2 つのグループ間で得られた繊維路の体積に統計的に有意な差はありますか? 3) CSM 患者の脳からの拡散データは、コントロールのそれと有意に異なりますか?