Diffusie-MRI bij cervicale spondylotische myelopathie

Cervicale spondylotische myelopathie (CSM) is een aandoening van de wervelkolom die veel voorkomt bij ouderen en wordt veroorzaakt door degeneratie van de cervicale wervelkolom, stenose van het wervelkanaal en compressie van het ruggenmerg. Het kan leiden tot verminderde kwaliteit van leven of zelfs invaliditeit. Met de toegenomen levensverwachting van de huidige bevolking neemt de incidentie van CSM toe. Chirurgie wordt aanbevolen om compressie van het ruggenmerg te verminderen. Vanwege individuele verschillen en variaties in de ernst van de dwarslaesie is de prognose na een operatie echter vaak onvoorspelbaar. Daarom zijn een goede evaluatie van de functie van het ruggenmerg en het voorspellen van de prognose belangrijke overwegingen voor de klinische beslissing om al dan niet te opereren en de selectie van de juiste operatietijd. Om dit doel te bereiken, worden medische beelden gebruikt om de schade en het herstelpotentieel van neuronen correct te evalueren. Magnetic Resonance Imaging (MRI) geeft details van de macrostructuur van het ruggenmerg en kan schade aan het ruggenmerg detecteren. Klinisch wordt conventionele MRI vaak gebruikt om een ​​CSM-diagnose te bevestigen en de prognose te voorspellen. MRI-beoordelingen, waaronder verhoogde signaalintensiteit (ISI) en T1 hypo-intensiteit, zijn mogelijk niet consistent met klinische manifestaties of prognostische verwachtingen.

Diffusie-MRI (dMRI) maakt vroege diagnoses en prognostische voorspellingen mogelijk vanwege de voordelen van microstructuurbeoordeling. De diffusie van watermoleculen wordt beperkt door structurele barrières, zoals axonmembranen en myelinescheden. Met behulp van de microscopische beweging van watermoleculen kan dMRI microstructuren indirect detecteren met behulp van een model met een specifieke onderliggende kansverdelingsfunctie van diffusie. Drie modellen worden klinisch op grote schaal toegepast: diffusie tensor beeldvorming (DTI), diffusie kurtosis beeldvorming (DKI) en neuriet oriëntatie dispersie en densiteit beeldvorming (NODDI). DTI gaat ervan uit dat de diffusieverdelingsfunctie Gaussisch is, DKI gaat ervan uit dat het niet-Gaussisch is en NODDI gaat ervan uit dat het uit meerdere compartimenten bestaat (intracellulaire pool, extracellulaire pool en vrij water). Eerdere studies suggereerden de potentiële toepassingswaarde van DTI en DKI bij patiënten met CSM; deze modellen hadden echter een beperkte specificiteit en waren niet voldoende om CSM in een klinische setting te diagnosticeren. In vergelijking met DTI en DKI is aangetoond dat NODDI de microstructuur van het ruggenmerg beter karakteriseert.