Høyoppløselig diffusjonstensoravbildning (DTI) av cervikal ryggmarg ved ryggmargsskade (SCI)

Ryggmargsskade (SCI) kan skyldes traumer så vel som degenerative tilstander, for eksempel cervikal spondylotisk myelopati (CSM). Begge har en dyp innvirkning på den fysiske og mentale helsen til den berørte personen. Symptomene på CSM kan inkludere svakhet i armer eller ben, problemer med å gå og balanse, tap av fingerferdighet i hendene og dysfunksjon av tarm eller blære. Traumatisk ryggmargsskade inkluderer ofte skade på hvite substanser som resulterer i irreversible funksjonelle mangler som paraplegi eller quadriplegi.

Selv om nåværende bildediagnostikk kan avsløre svært spesifikke parametere for ryggmargskanalanatomi, forblir den funksjonelle anatomien til ryggmargen ukjent. Pasienter med lignende diagnostiske funn kan variere klinisk med mange pasienter som har minimale eller ingen symptomer, mens andre kan være alvorlig uføre. Konvensjonelle MR-metoder, som T1/T2-vektet MR, kan lett identifisere skadeområdet og kan skildre permanente endringer i ryggmargsvevet. Imidlertid er konvensjonelle MR-metoder begrenset i deres evne til å korrelere bildefunn med kort- og langsiktige funksjonelle utfall fra ryggmargsskade. DTI har potensial til å forbedre konvensjonell MR-avbildning ved å gi informasjon om vevsmikrostruktur og kan være spesielt godt egnet for å vurdere integriteten til fiberkanalene i SCI.

Diffusjonstensor magnetisk resonansavbildning (DTI) er en ny teknikk som er svært sensitiv når det gjelder å oppdage integriteten til hvite substanser. Selv om informasjon innhentet fra DTI har blitt brukt for abnormiteter i hvit substans i hjernen, har DTI i ryggmargen in vivo gitt mange utfordringer. Den lille størrelsen på ryggmargen og den tette pakkingen av dens hvite stoffkanaler krever en svært høy bildeoppløsning for å visualisere disse individuelle kanalene. Oppløsningen som kreves for å avbilde det lille tverrsnittsarealet av ryggmargen har vært vanskelig å oppnå ved å bruke de mest brukte DTI-sekvensene. Til dags dato har DTI-målingsrapporter vist en praktisk anvendelse av DTI på cervikal ryggmarg med begrensede romlige oppløsninger fra 8 mm3 til 16 mm3.

For å oppnå høyoppløselig DTI av ryggmargen er det utviklet to nye bildeteknikker for høyoppløselig in-vivo DTI på et klinisk 3T MR-system (Trio, Siemens Medical Solution, Erlangen Tyskland): 2D singleshot Interleaved Multiple Inner Volume DWEPI (ss-IMIV-DWEPI) og 3D singleshot DW-stimulert EPI (3D ss-DWSTEPI). Disse optimaliserte DTI-pulssekvensene har vanligvis oppnådd omtrent 2,0 eller 1,253 mm3 romlig oppløsning innen klinisk oppnåelig avbildningstid (~5 min.). Sekvensene er designet spesielt for høyoppløselig DTI av cervikal ryggmarg. De har blitt brukt på ryggmargsprøver ex vivo så vel som på en liten gruppe friske frivillige og multippel sklerosepasienter.