뇌와 경추의 DTI: 정상인과 경추성 척수증 환자의 평가

중년 인구의 절반 이상이 경추증의 방사선학적 증거를 가지고 있으며 이 인구의 일부는 직접 기계적 압박 또는 동맥 박탈 및 /또는 정맥 울혈. CSM과 관련된 조건에 대해 많은 수술이 수행되지만 외과 적 개입의시기 또는 주어진 환자에 대해 사용 가능한 수술 옵션 중에서 선택하는 방법에 대한 합의가 없습니다. 고령, 프리젠테이션 장애, 탯줄 직경, 탯줄 면적, MRI(T2 및 T1 가중 영상)의 탯줄 신호 변경, 자궁 경부 척추 이동성 증가, 선천적으로 좁은 척추 운하. 동일한 요인이 수술에 대한 반응을 긍정적(경추 이동성 증가) 또는 부정적(고령, 선천적으로 좁은 척추관)으로 결정할 수도 있습니다. 수술 절차의 잠재적 합병증은 주목할 만합니다. 무력화 부작용은 흔하지 않지만 잠재적으로 양성 경과를 가진 질병 과정에서 발생하는 것은 의심의 여지가 없습니다. 마지막으로 MRI에서 경추 또는 척수압박의 방사선학적 기준은 주관적이며 임상증상과의 상관관계가 불확실하다는 점에 유의해야 한다.

확산 텐서 이미징(DTI)은 물의 움직임에 민감하며 뇌의 축삭 무결성에 대한 마커로 간주됩니다. 이 기술을 척추, 특히 CSM 환자의 평가에 적용하는 데 많은 관심이 있었습니다. 뇌에서 DTI는 단일 여기 펄스 및 확산 기울기를 적용한 후 단일 슬라이스에 대한 모든 데이터를 획득하는 단일 샷 에코 평면 이미징(SS-EPI) 시퀀스를 사용하여 수행됩니다. 데이터 수집 측면에서 매우 효율적이지만 SS-EPI에는 몇 가지 문제가 있습니다. 특히 1) 상대적으로 작은 이미징 매트릭스를 획득하는 데 가장 적합하여 공간 해상도가 낮거나 필드를 줄이기 위해 추가 기술을 사용합니다. 시야(FOV). 더 긴 에코 트레인 동안 신호의 감쇠로 인해 이미지의 블러링이 증가하기 때문에 해상도를 높이기 위해 획득한 에코의 수를 늘려도 획득한 해상도가 증가하지 않습니다. 2) 조직과 뼈 또는 골 구조 사이의 경계면에 가까운 영역에서 자화율 구배에 의해 이미지가 왜곡됩니다. 이러한 요인으로 인해 척추의 임상 연구에 DTI를 적용하는 것이 문제가 되었습니다. 구체적으로:-

1. 척수의 작은 크기는 높은 공간 분해능이 필요함을 의미합니다.
2. 주변 골 구조의 민감성 효과로 인해 이미지 왜곡이 발생합니다.
3. 심장 주기 동안 코드의 움직임은 아티팩트를 유발합니다.

판독 분할된 EPI(RESOLVE 또는 RS-EPI) 시퀀스는 더 높은 공간 해상도와 뇌의 왜곡이 감소된 이미지를 얻을 수 있는 것으로 나타났습니다. 우리는 최근에 RESOLVE 시퀀스를 사용하여 지원자의 경추의 고품질 DTI 이미지를 얻을 수 있으며(그림 1 참조) 척추에 전이가 있는 피험자에게 임상적으로 유용한 정보를 제공할 수 있음을 입증했습니다. RESOLVE 시퀀스는 데이터 수집을 여러 세그먼트로 분할하여 왜곡을 줄이고 더 높은 해상도의 이미지를 얻을 수 있는 가능성을 가져오지만 스캔 시간이 증가하거나 확산 기울기에 대한 방향 수가 감소합니다(즉, 감소된 신호 대 잡음비(SNR)). RESOLVE 시퀀스는 또한 데이터의 실시간 평가를 통합하여 움직임으로 인해 손상된 데이터를 거부한 다음 다시 얻을 수 있도록 합니다. 우리는 이제 CSM 환자 그룹과 나이든 대조 대조군 그룹에 적용하여 CSM 환자의 RESOLVE 시퀀스를 최적화하고 임상적 유용성을 평가하고자 합니다. 원시 확산 이미지는 확산의 확산성(평균, 세로 및 방사형) 및 이방성(방향 의존성)을 특성화하는 파라메트릭 이미지를 생성하기 위해 후처리됩니다. 확산 데이터의 이방성은 일반적으로 분수 이방성(FA) 지수를 사용하여 정량화되지만, 최근 확산 텐서의 모드 및 타원체 면적 비율(EAR)이 유용한 추가 정보를 제공한다는 것을 보여주었고 제안합니다. 이 연구에서 확산 데이터의 이방성을 분석할 때 세 가지 매개변수를 모두 사용합니다.

RESOLVE 시퀀스를 사용하여 위에 나열된 "총알" 포인트 중 처음 두 가지를 해결하고 우리는 일부 피험자에서 심장 게이팅을 사용하지 않고도 척추의 고품질 DTI 이미지를 얻을 수 있음을 발견했습니다. 그러나 강력한 임상 시퀀스를 위해 우리는 다른 그룹에서는 심장 게이팅이 필수적이라는 것을 발견했습니다. 척추의 DTI 연구를 위해 고려해야 할 또 다른 문제는 스캔의 방향입니다. 시상 이미지는 상대적으로 적은 수의 슬라이스로 전체 척추를 커버하므로 심장 게이팅을 사용할 때 특히 유용합니다. 축 방향 슬라이스는 꼬리-두개 방향에서 척추 구성의 변화가 상대적으로 느리다는 이점이 있습니다. 즉, 정보의 상당한 손실 없이 두꺼운 슬라이스를 사용할 수 있습니다. 그러나 전체 C-척추를 덮기 위해서는 상대적으로 많은 수의 슬라이스가 여전히 필요하므로 심장 게이팅을 사용할 때 측정 시간이 길어집니다.

목표 조사자는 C-척추에 대해 다음 질문에 답하려고 합니다.

1. 정상적인 C-척추의 확산 특성(공간적 변이 및 연령 의존성)은 무엇입니까?
2. 척추의 RESOLVE 및 SS-EPI 이미지는 이미지 품질 측면에서 어떻게 비교됩니까?
3. RESOLVE 시퀀스의 세그먼트 수를 변경하면 어떤 효과가 있습니까?
4. SS-EPI와 RESOLVE를 비교할 때 파생된 이방성 또는 확산성 값에 통계적으로 유의미한 차이가 있습니까?
5. CSM을 가진 피험자의 C-spine의 확산 특성이 일치하는 노인 대조군의 확산 특성과 크게 다른가요?
6. 척추의 DTI를 사용하여 개별 CSM 환자에 대한 예후 정보 또는 CSM 환자의 하위 그룹 식별 측면에서 진단 정보를 도출할 수 있습니까? 뇌의 경우 우리가 다룰 질문은 다음과 같습니다.

1) SS-EPI와 RESOLVE를 비교할 때 도출된 이방성 또는 확산도 값에 통계적으로 유의미한 차이가 있습니까? 2) 두 시퀀스를 사용하거나 두 그룹 간에 파생된 섬유로의 부피에 통계적으로 유의한 차이가 있습니까? 3) CSM 환자의 뇌에서 얻은 확산 데이터가 대조군의 데이터와 크게 다른가요?