Диффузионно-тензорная томография высокого разрешения (DTI) шейного отдела спинного мозга при травме спинного мозга (SCI)

Травма спинного мозга (SCI) может быть результатом травмы, а также дегенеративных состояний, таких как шейная спондилотическая миелопатия (CSM). Оба оказывают глубокое влияние на физическое и психическое здоровье пострадавшего человека. Симптомы CSM могут включать слабость в руках или ногах, трудности с ходьбой и равновесием, потерю ловкости рук и дисфункцию кишечника или мочевого пузыря. Травматическое повреждение спинного мозга часто включает повреждение трактов белого вещества, приводящее к необратимым функциональным нарушениям, таким как параплегия или квадриплегия.

Хотя современная диагностическая визуализация может выявить весьма специфические параметры анатомии позвоночного канала, функциональная анатомия спинного мозга остается неизвестной. Пациенты с аналогичными диагностическими данными могут различаться клинически: у многих пациентов симптомы минимальны или отсутствуют, в то время как другие могут быть серьезно инвалидизированы. Обычные методы МРТ, такие как Т1/Т2-взвешенная МРТ, могут легко идентифицировать область повреждения и отображать необратимые изменения в ткани спинного мозга. Тем не менее, традиционные методы МРТ ограничены в своей способности коррелировать результаты визуализации с краткосрочными и долгосрочными функциональными результатами травмы спинного мозга. DTI может улучшить обычную МРТ-визуализацию, предоставляя информацию о микроструктуре ткани, и может особенно хорошо подходить для оценки целостности волокнистых трактов при ТСМ.

Диффузионно-тензорная магнитно-резонансная томография (ДТИ) — это новый метод, обладающий высокой чувствительностью при обнаружении целостности трактов белого вещества. Хотя информация, полученная из DTI, использовалась для аномалий белого вещества головного мозга, DTI спинного мозга in vivo создала много проблем. Небольшой размер спинного мозга и плотная упаковка его трактов белого вещества требуют очень высокого разрешения изображения для визуализации этих отдельных трактов. Разрешение, необходимое для изображения небольшой площади поперечного сечения спинного мозга, было трудно достичь с использованием наиболее широко используемых последовательностей DTI. На сегодняшний день отчеты об измерениях DTI продемонстрировали практическое применение DTI на шейном отделе спинного мозга с ограниченным пространственным разрешением от 8 мм3 до 16 мм3.

Для получения DTI спинного мозга с высоким разрешением были разработаны два новых метода визуализации для DTI in vivo с высоким разрешением на клинической системе МРТ 3T (Trio, Siemens Medical Solution, Эрланген, Германия): 2D Singleshot Interleaved Multiple Inner Volume DWEPI (ss-IMIV-DWEPI) и 3D однократный DW STimulated EPI (3D ss-DWSTEPI). Эти оптимизированные последовательности импульсов DTI обычно достигают пространственного разрешения примерно 2,0 или 1,253 мм3 в течение клинически достижимого времени визуализации (~ 5 минут). Последовательности были разработаны специально для DTI шейного отдела спинного мозга с высоким разрешением. Они были применены к образцам спинного мозга ex vivo, а также к небольшой группе здоровых добровольцев и пациентов с рассеянным склерозом.