Diffusjon MR ved cervikal spondylotisk myelopati

Cervical spondylotic myelopati (CSM) er en spinal dysfunksjonssykdom som er vanlig i den eldre befolkningen forårsaket av degenerasjon av cervikal ryggrad, stenose i ryggraden og ryggmargskompresjon. Det kan føre til redusert livskvalitet eller til og med funksjonshemming. Med økt forventet levealder for dagens befolkning øker forekomsten av CSM. Kirurgi anbefales for å redusere kompresjon av ryggmargen. Men på grunn av individuelle forskjeller og variasjoner i alvorlighetsgraden av ryggmargsskaden, er prognosen etter operasjon ofte uforutsigbar. Derfor er riktig evaluering av ryggmargsfunksjon og prognoseprediksjon viktige hensyn for den kliniske avgjørelsen om operasjon og valg av passende operasjonstid. For å oppnå dette målet brukes medisinske bilder for å korrekt evaluere skaden og gjenopprettingspotensialet til nevroner. Magnetisk resonansavbildning (MRI) gir ryggmargsmakrostrukturdetaljer og kan oppdage ryggmargsskade. Klinisk brukes konvensjonell MR ofte for å bekrefte en CSM-diagnose og forutsi prognose. Imidlertid kan MR-vurderinger, inkludert økt signalintensitet (ISI) og T1 hypo-intensitet, ikke være i samsvar med kliniske manifestasjoner eller prognostiske forventninger.

Diffusjons-MR (dMRI) muliggjør tidlige diagnoser og prognostiske spådommer på grunn av fordelene ved vurdering av mikrostruktur. Diffusjonen av vannmolekyler er begrenset på grunn av strukturelle barrierer, slik som aksonmembraner og myelinskjeder. Ved å bruke den mikroskopiske bevegelsen av vannmolekyler, kan dMRI oppdage mikrostrukturer indirekte ved å bruke en modell med spesifikk underliggende sannsynlighetsfordelingsfunksjon for diffusjon. Tre modeller er mye brukt klinisk: diffusjonstensoravbildning (DTI), diffusjonskurtosisavbildning (DKI) og nevrittorienteringsdispersjon og -densitetsavbildning (NODDI). DTI antar at diffusjonsfordelingsfunksjonen er Gaussisk, DKI antar at den er ikke-Gaussisk, og NODDI antar at den er multi-kompartmental (intracellulært basseng, ekstracellulært basseng og fritt vann). Tidligere studier antydet den potensielle bruksverdien av DTI og DKI hos pasienter med CSM; Imidlertid hadde disse modellene begrenset spesifisitet og var ikke tilstrekkelige til å diagnostisere CSM i en klinisk setting. Sammenlignet med DTI og DKI har NODDI vist seg å karakterisere ryggmargsmikrostruktur bedre.