Inżynier i Fizyk Medyczny 6/2015 vol. 4
317
radiologia
/
radiology
artykuł naukowy
/
scientific paper
informacje o strukturze i integralności tkanek. Na ich podstawie
można obliczyć i „zrekonstruować” włókna i ich orientację. Wo-
ksele o podobnym kierunku anizotropowej dyfuzji są bowiem
bardzo prawdopodobnie częścią tych samych włókien [2].
Technikę tę wykorzystuje się w zastosowaniu klinicznym do
planowania przedoperacyjnego zabiegów resekcji guzów mó-
zgu, m.in. aby wyodrębnić guz od otaczającego obrzęku tkanki.
Ponadto pomiary te stosuje się śródoperacyjne, aby zwizualizo-
wać i zlokalizować główne ścieżki istoty białej (np. trakt pirami-
dalny). Pozwala to na ograniczenie uszkodzeń zdrowych i/lub
istotnych czynnościowo regionów mózgu [7]. Dużą zaletą tej
techniki jest fakt, że badanie może być przeprowadzone u nie-
przytomnych pacjentów [2].
Perfuzja (PWI)
Perfuzja rezonansu magnetycznego PWI (
Perfusion-Weighted
MR Imaging
) jest źródłem informacji o hemodynamicznym stanie
tkanki i pozwala ocenić przepływ tkankowy krwi w mózgu [3].
Metoda ta bazuje na zjawisku przepływu krwi przez poszczegól-
ne tkanki w celu dostarczenia im składników odżywczych oraz
odprowadzenia zbędnych produktówprzemianmetabolicznych.
Perfuzja określa objętość krwi przepływającej przez sieć kapi-
lar w tkance (mikrocyrkulacja, mikrokrążenie) w jednostce cza-
su. Ze względu na mały SNR konieczne jest jednak stosowanie
egzogennych środków kontrastowych w trakcie badania [1, 7],
co stanowi istotną wadę tej metody. Użyty środek kontrastujący
przepływa przez naczynia krwionośne mózgu, wywołując tym
samym zmiany sygnału pochodzącego z kolejnych wokseli, przez
co może być w prosty sposób śledzony [3]. Zazwyczaj stosuje się
gadolinium (Gd-DTPA) [4, 6].
Badania PWI wykonywane są metodą T2*-ważoną (
T2*-based
perfusion
). Różnica w podatności magnetycznej kapilar wypeł-
nionych środkiem kontrastującym i otaczających go tkanek wy-
twarza lokalny gradient pola magnetycznego [3, 28]. W rezulta-
cie zmienia to wartość mierzonego sygnału (obniżenie sygnału),
ponieważ następuje zmniejszenie czasu relaksacji T2* [23]. Efekt
ten jest wprost proporcjonalny do ilości kontrastu przepływa-
jącego przez dany obszar. Po przepłynięciu kontrastu, sygnał,
przynajmniej częściowo, wraca do poprzedniej wartości [1]. Wy-
nik badania perfuzji opracowywany jest na podstawie różnicy
natężenia sygnału w danym rejonie przed i po podaniu środka
kontrastującego. Jeżeli w pewnym obszarze mózgu występuje
upośledzenie krążenia, to różnice takie nie będą obserwowalne
[23]. Jest to tzw. technika śledzenia pierwszego przejścia DSC
(
Dynamic Susceptability Contrast Imaging
) [26, 28].
Na podstawie uzyskanych w ten sposób danych diagnostycz-
nych możliwe jest obliczenie i wygenerowanie map perfuzji, na
których obrazowane są różne parametry hemodynamiczne mó-
zgu: względna objętość krwi mózgowej rCBV (
Relative Cerebral
Blood Volume
), względny przepływ krwi mózgowej rCB (
Relati-
ve Cerebral Blood Flow
) oraz średni czas przepływu cząsteczek
znacznika do krążenia kapilarnego MTT (
Mean-Transit-Time
) [5,
26]. Wartość rCBV obliczana jest na podstawie pola powierzch-
ni pod krzywą na wykresie zmian koncentracji paramagnetyku
w czasie w trakcie jego przepływu przez kapilary. Jest to pomiar
ilości kapilar w danym wokselu. Wyznaczenie rCBF odbywa się
w następujący sposób:
C t
CBF AIF R t
d
VOI
t
( )
= ⋅
( )
⋅
−
(
)
∫
0
τ
τ
τ
gdzie
AIF
– tętnicza funkcja wejścia (ang.
arterial input function
),
R(t)
– funkcja pozostałości (
residue function
), która jest miarą zmian
wstrzykniętego znacznika w układzie krwionośnym w funkcji czasu.
Wartość MTT natomiast obliczana jest na podstawie znajomości war-
tości rCBV i rCBF (jest to iloraz tych wartości) [3, 4, 26].
Uzyskane w ten sposób obrazy dostarczają istotnych klinicznie
informacji dotyczących mikrokrążenia mózgowego. Przy analizie
wyników należy jednak pamiętać, że perfuzja mózgu zmienia się
wraz z wiekiem pacjenta – szczególnie dobrze jest to obserwowal-
newprzypadkudzieci, u którychpodczas dorastania zmienia się też
anatomiczna strukturamózgu. Niezależnie odwartości uzyskanych
parametrów, istotną informacją diagnostyczną jest symetryczny
rozkład map perfuzji lub jego brak [5, 28]. Przy zastosowaniu tej
metodymożliwe jest szybkie rozpoznanie zmian udarowych, zmian
niedokrwiennych w mózgu, a także rozróżnienie strefy martwicy.
Ponadto pomiar perfuzji w mózgu pomaga przy diagnozowaniu
hipoglikemii, hiponatremii, a także przy wykrywaniu i pomiarach
guzów oraz krwiaków podtwardówkowych [7], co jest niezbędne
podczas planowania operacji lub terapii [1, 5]. Co istotne, perfuzja
pozwala na obrazowanie przepływu już na poziomie kapilarnym,
a więc umożliwia obserwację już bardzo małych zmian [3].
Technika ta jest minimalnie inwazyjna i nie wykorzystuje pro-
mieniowania jonizującego. Do jej zalet zaliczyć można również
wyższy stosunek sygnału do szumu niż w przypadku obrazowania
TK. Ze względu na krótki czas przepływu kontrastu, w metodach
PWI konieczne jest zastosowanie bardzo szybkich sekwencji ob-
razowania EPI [7], aby w wyniku móc uzyskać możliwie dokładną
krzywą amplitudowo-czasową [3]. Gwarantuje to uzyskanie wy-
starczająco dużej rozdzielczości czasowej oraz przestrzennej,
a także otrzymanie dużej ilości obrazów kolejnych przekrojówmó-
zgu [1]. Wkonsekwencji, czas badania jest relatywnie krótki [5, 28].
Istnieje też druga, mniej powszechnie stosowana metoda
PWI, której niewątpliwym plusem jest brak konieczności sto-
sowania środków kontrastujących. Pomiar perfuzji tą metodą
polega na etykietowaniu pulsacyjną energią o częstotliwości ra-
diowej spinów wody ASL (
Arterial Spin Labelling
) w krwi tętniczej
napływającej do obrazowanego przekroju mózgu [26]. Odbywa
się to poprzez wybiórcze odwracanie magnetyzacji podłużnej
w regionie poprzedzającym dany obszar zainteresowania [11,
28]. Stosunek wartości magnetyzacji zmierzonych przed i po
inwersji daje możliwość obliczenia CBF, ponieważ zmiana ma-
gnetyzacji jest bezpośrednio związana z lokalną perfuzją w mó-
zgu [26]. Ponadto metoda ta ma możliwość selektywnej oceny
wszystkich tętnic odżywiających mózg, czyli każdy region perfu-
zji może być mapowany oddzielnie [28].
