High-Resolution Diffusion Tensor Imaging (DTI) av cervikal ryggmärg vid ryggmärgsskada (SCI)

Ryggmärgsskada (SCI) kan bero på trauma såväl som degenerativa tillstånd, såsom cervikal spondylotisk myelopati (CSM). Båda har en djupgående inverkan på den drabbade individens fysiska och psykiska hälsa. Symptomen på CSM kan inkludera svaghet i armar eller ben, svårigheter att gå och balans, förlust av fingerfärdighet i händerna och dysfunktion i tarmen eller urinblåsan. Traumatisk ryggmärgsskada inkluderar ofta skador på vita substanser som resulterar i oåterkalleliga funktionella brister som paraplegi eller quadriplegi.

Även om nuvarande diagnostisk avbildning kan avslöja mycket specifika parametrar för ryggradskanalens anatomi, är ryggmärgens funktionella anatomi fortfarande okänd. Patienter med liknande diagnostiska fynd kan variera kliniskt med många patienter som har minimala eller inga symtom medan andra kan vara allvarligt oförmögna. Konventionella MRT-metoder, såsom T1/T2-vägd MRT, kan lätt identifiera skadans region och kan avbilda permanenta förändringar i ryggmärgsvävnaden. Konventionella MRT-metoder är dock begränsade i sin förmåga att korrelera bildröntgen med kort- och långtidsfunktionella resultat från ryggmärgsskada. DTI har potential att förbättra konventionell MRI-avbildning genom att tillhandahålla information om vävnadsmikrostruktur och kan vara särskilt väl lämpad för att bedöma integriteten hos fiberkanaler i SCI.

Diffusionstensor magnetisk resonansavbildning (DTI) är en ny teknik som är mycket känslig för att detektera integriteten hos vita substanser. Även om information erhållen från DTI har använts för abnormiteter i vit substans i hjärnan, har DTI i ryggmärgen in vivo gett många utmaningar. Den lilla storleken på ryggmärgen och den täta packningen av dess vita ämnen kräver en mycket hög bildupplösning för att visualisera dessa individuella kanaler. Upplösningen som krävs för att avbilda den lilla tvärsnittsarean av ryggmärgen har varit svår att uppnå med de mest använda DTI-sekvenserna. Hittills har DTI-mätningsrapporter visat en praktisk tillämpning av DTI på cervikal ryggmärg med begränsade rumsliga upplösningar från 8 mm3 till 16 mm3.

För att uppnå högupplöst DTI av ryggmärgen har två nya avbildningstekniker för högupplöst in vivo DTI på ett kliniskt 3T MRI-system (Trio, Siemens Medical Solution, Erlangen Tyskland) utvecklats: 2D singleshot Interleaved Multiple Inner Volume DWEPI (ss-IMIV-DWEPI) och 3D singleshot DW-stimulerad EPI (3D ss-DWSTEPI). Dessa optimerade DTI-pulssekvenser har vanligtvis uppnått cirka 2,0 eller 1,253 mm3 rumslig upplösning inom kliniskt uppnåbar avbildningstid (~5 min.). Sekvenserna har utformats speciellt för högupplöst DTI av cervikal ryggmärg. De har applicerats på ryggmärgsprover ex vivo såväl som på en liten grupp friska frivilliga och patienter med multipel skleros.