Dyfuzyjny MRI w mielopatii kręgosłupa szyjnego

Cervical spondylotic mielopatia (CSM) jest chorobą dysfunkcji kręgosłupa powszechną w populacji osób starszych, spowodowaną zwyrodnieniem kręgosłupa szyjnego, zwężeniem kanału kręgowego i uciskiem rdzenia kręgowego. Może to skutkować obniżeniem jakości życia, a nawet niepełnosprawnością. Wraz ze wzrostem oczekiwanej długości życia dzisiejszej populacji, częstość występowania CSM wzrasta. Zaleca się operację w celu zmniejszenia kompresji rdzenia kręgowego. Jednak ze względu na indywidualne różnice i różnice w ciężkości urazu rdzenia kręgowego, rokowanie po operacji jest często nieprzewidywalne. Dlatego właściwa ocena funkcji rdzenia kręgowego i przewidywanie rokowania są ważnymi czynnikami przy podejmowaniu klinicznej decyzji o operacji i wyborze odpowiedniego czasu operacji. Aby osiągnąć ten cel, wykorzystuje się obrazy medyczne do prawidłowej oceny uszkodzeń i potencjału regeneracji neuronów. Rezonans magnetyczny (MRI) dostarcza szczegółów makrostruktury rdzenia kręgowego i może wykryć uszkodzenie rdzenia kręgowego. Klinicznie, konwencjonalny MRI jest często używany do potwierdzenia diagnozy CSM i przewidywania rokowania. Jednak oceny MRI, w tym zwiększona intensywność sygnału (ISI) i hipointensywność T1, mogą nie być zgodne z objawami klinicznymi lub oczekiwaniami prognostycznymi.

Dyfuzyjny MRI (dMRI) umożliwia wczesną diagnozę i prognozy prognostyczne dzięki zaletom oceny mikrostruktury. Dyfuzja cząsteczek wody jest ograniczona przez bariery strukturalne, takie jak błony aksonów i osłonki mielinowe. Wykorzystując mikroskopijny ruch cząsteczek wody, dMRI może wykrywać mikrostruktury pośrednio przy użyciu modelu ze specyficzną podstawową funkcją rozkładu prawdopodobieństwa dyfuzji. Trzy modele są szeroko stosowane klinicznie: obrazowanie tensora dyfuzji (DTI), obrazowanie kurtozy dyfuzji (DKI) oraz obrazowanie dyspersji i gęstości orientacji neurytów (NODDI). DTI zakłada, że ​​funkcja dystrybucji dyfuzji jest gaussowska, DKI zakłada, że ​​jest niegaussowska, a NODDI zakłada, że ​​jest wieloprzedziałowa (pula wewnątrzkomórkowa, pula pozakomórkowa i wolna woda). Wcześniejsze badania sugerowały potencjalną wartość aplikacyjną DTI i DKI u pacjentów z CSM; jednakże modele te miały ograniczoną specyficzność i nie były wystarczające do zdiagnozowania CSM w warunkach klinicznych. Wykazano, że w porównaniu z DTI i DKI NODDI lepiej charakteryzuje mikrostrukturę rdzenia kręgowego.