Магнитно-резонансная нейрография - Magnetic resonance neurography
Магнитно-резонансная нейрография (МРН) - это прямая визуализация нервов в организме путем оптимизации избирательности для уникальных свойств воды МРТ нервов. Это модификация магнитно-резонансной томографии . Этот метод позволяет получить подробное изображение нерва по резонансному сигналу, который исходит от самого нерва, а не от окружающих тканей или жира в нервной оболочке. Из-за внутринейрального источника сигнала изображения изображение обеспечивает полезный с медицинской точки зрения набор информации о внутреннем состоянии нерва, например о наличии раздражения, отека ( отека ) нерва , сжатия, защемления или травмы. Стандартные магнитно-резонансные изображения могут показать очертания некоторых нервов на участках их пути, но не показывают внутренний сигнал от нервной воды. Магнитно-резонансная нейрография используется для оценки компрессий основных нервов, например, влияющих на седалищный нерв (например, синдром грушевидной мышцы ), нервы плечевого сплетения (например, синдром грудной апертуры ), полового нерва или практически любого названного нерва в организме. Связанный с этим метод визуализации нервных трактов в головном и спинном мозге называется магнитно-резонансной трактографией или диффузионно-тензорной визуализацией .
История и физическая база
Магнитно-резонансная томография (МРТ) основана на различиях в физических свойствах протонов в молекулах воды в разных тканях тела. Протоны и молекулы воды, частью которых они являются, обладают слегка разными характеристиками движения, которые связаны с их биофизическим окружением. Благодаря этому МРТ способна отличать одну ткань от другой; это обеспечивает «тканевой контраст». Однако со времени первого клинического использования МРТ в середине 1970-х до 1992 года, несмотря на активную работу многих тысяч исследователей, не существовало надежного метода визуализации нерва. В некоторых частях тела нервы можно было наблюдать как области отсутствия сигнала, очерченные ярким жиром, или как мягкие серые структуры, которые нельзя было надежно отличить от других подобных структур на изображениях поперечного сечения.
В 1992 году Аарон Филлер и Франклин Хоу, работающие в Медицинской школе больницы Святого Георгия в Лондоне, преуспели в определении уникальных свойств воды нервной воды, которые позволили бы создавать тканеспецифичные изображения нервов. В результате получилось исходное "чистое" изображение нерва, на котором все остальные ткани исчезли, оставив только изображение нервов. Первоначальное чистое изображение нерва послужило основой для методов обработки изображений, что привело к открытию ряда других методов последовательности импульсов МРТ , которые также позволили бы визуализировать нервы. Кроме того, поскольку они демонстрируют сигнал воды, возникающий в самой нервной ткани, они также могут выявить аномалии, которые влияют только на нерв и не влияют на окружающие ткани. Ежегодно более трех миллионов пациентов обращаются за медицинской помощью в связи с нервными расстройствами, такими как ишиас , синдром запястного канала или различные другие повреждения нервов , однако до 1992 года ни один радиолог не был обучен визуализации нервов.
Есть две основные физические основы для открытия изображений. Во-первых, в то время было известно, что вода диффундирует преимущественно вдоль длинной оси нервной ткани в головном мозге - свойство, называемое « анизотропной диффузией ». Диффузионная МРТ была разработана, чтобы воспользоваться этим явлением, чтобы показать контраст между белым и серым веществами в головном мозге . Однако диффузная МРТ оказалась неэффективной для визуализации нервов по причинам, которые изначально не были ясны. Филлер и Хоу обнаружили, что проблема заключалась в том, что большая часть сигнала изображения в нерве исходила от протонов, которые не участвовали в анизотропной диффузии. Они разработали набор методов для подавления «изотропного сигнала», и это привело к тому, что анизотропный сигнал был демаскирован. Это было основано на открытии того, что выбор химического сдвига может использоваться для подавления «короткой воды Т2 » в нерве, и что это в основном влияет на изотропную воду.
Эндоневральная жидкость отсек нерва может быть незащищенным подобными методами , приводящих к «Т2» на основе neurography, а также технике neurography на основе оригинальной диффузии. Эндоневральная жидкость увеличивается, когда нерв сдавлен, раздражен или поврежден, что приводит к гиперинтенсивности изображения нерва на изображении магнитно-резонансной нейрографии. Последующие исследования дополнительно продемонстрировали биофизическую основу способности МР-нейрографии выявлять повреждение и раздражение нервов .
Измерения скорости Т2 релаксации нерва Филлера и Хоу показали, что предыдущие сообщения о коротком времени релаксации были ошибочными и что после подавления сигнала от липидных протонов первичный сигнал изображения от нерва имел длинные скорости релаксации Т2, которые лучше всего отображать с помощью последовательности импульсов. время эхо в диапазоне от 50 до 100 миллисекунд . Кроме того, позже они показали, что Т2-нейрография отличается от большинства других МРТ-изображений тем, что заметность или относительное выступание нерва зависит от угла ориентации вокселей во время получения изображения. Когда регистрация выполняется с временем эхо-сигнала менее 40 миллисекунд, могут возникнуть «эффекты магического угла», которые предоставляют некоторую ложную информацию, поэтому МР-нейрография всегда выполняется с временем эхо-сигнала более 40 миллисекунд. Потребность в длительном времени эхо-сигнала также характеризует тип последовательностей подавления жира с инверсией восстановления , используемых для нейрографической визуализации нервов.
В течение нескольких месяцев после первоначальных результатов визуализации нервов на основе диффузии, диффузионная техника визуализации нервов была адаптирована для визуализации нервных трактов в спинном и головном мозге с помощью диффузионной тензорной визуализации .
Клиническое использование
Наибольшее влияние магнитно-резонансная нейрография оказывает на оценку крупных проксимальных нервных элементов, таких как плечевое сплетение (нервы между шейным отделом позвоночника и подмышкой, которые иннервируют плечо, руку и кисть), пояснично-крестцовое сплетение (нервы между пояснично-крестцовым отделом позвоночник и ноги), седалищный нерв в тазу, а также другие нервы, такие как половой нерв, которые проходят глубокими или сложными путями.
Нейрография также помогает улучшить диагностику изображений при заболеваниях позвоночника . Это может помочь определить, какой спинной нерв действительно раздражен, в качестве дополнения к обычной МРТ позвоночника. Стандартная МРТ позвоночника демонстрирует только анатомию и многочисленные выпуклости диска , костные шпоры или стенозы, которые могут или не могут вызывать симптомы поражения нервов.
Многие нервы, такие как срединный и локтевой нервы руки или большеберцовый нерв в тарзальном туннеле , находятся чуть ниже поверхности кожи и могут быть проверены на наличие патологии с помощью электромиографии , но этот метод всегда было трудно применить для глубоких проксимальных нервов. . Магнитно-резонансная нейрография значительно расширила эффективность диагностики нервов, позволяя проводить единообразную оценку практически любого нерва в организме.
Имеются многочисленные сообщения, посвященные специализированному использованию магнитно-резонансной нейрографии при патологии нервов, такой как травматический отрыв корешка плечевого сплетения, шейная радикулопатия , рекомендации по блокаде нервов, демонстрация кист в нервах, синдром запястного канала и акушерский паралич плечевого сплетения . Кроме того, было опубликовано несколько официальных крупномасштабных исследований результатов, проведенных с использованием высококачественной методологии «Класса А», которые подтвердили клиническую эффективность и валидность МР-нейрографии.
Использование магнитно-резонансной нейрографии все чаще используется в неврологии и нейрохирургии, поскольку ее значение для диагностики различных причин ишиаса становится все более широко распространенным. Ежегодно в США проводится 1,5 миллиона МРТ-сканирований поясничного отдела позвоночника по поводу ишиаса, что приводит к хирургической операции по поводу грыжи межпозвоночного диска примерно у 300 000 пациентов в год. Из них около 100 000 операций терпят неудачу. Таким образом, только в США ежегодно удается успешно лечить ишиас только у 200 000 человек, а у 1,3 миллиона пациентов ежегодно не удается диагностировать или лечить. Таким образом, эффективность парадигмы МРТ поясничного отдела позвоночника и резекции диска для лечения ишиаса составляет около 15% ( Filler 2005 ). Нейрография все чаще применяется для оценки дистальных нервных корешков, пояснично-крестцового сплетения и проксимального седалищного нерва в тазу и бедре, чтобы найти другие причины ишиаса. Это становится все более важным для визуализации плечевого сплетения и для диагностики синдрома грудной апертуры. Исследования и разработки в области клинического использования диагностической нейрографии проводились в Johns Hopkins , клинике Mayo , UCLA , UCSF , Гарварде , Вашингтонском университете в Сиэтле , Лондонском университете и Оксфордском университете (см. Ссылки ниже), а также через Neurography институт . Недавний патентный процесс, касающийся МР-нейрографии, привел к тому, что некоторые нелицензированные центры прекратили предлагать эту технику. Курсы были предложены для радиологов на ежегодных собраниях Радиологического общества Северной Америки (RSNA) и в Международном обществе магнитного резонанса в медицине, а также для хирургов на ежегодных собраниях Американской ассоциации неврологических хирургов и Конгресса неврологов. Хирурги . Использование изображений для диагностики нервных расстройств представляет собой отличие от того, как большинство врачей обучались практике в течение последних нескольких десятилетий, поскольку старые рутинные тесты не позволяют установить диагноз нервных расстройств. New England Journal медицины в июле 2009 года опубликовал отчет о всей neurography тела с использованием диффузии на основе методики neurography. В 2010 году RadioGraphics - издание Радиологического общества Северной Америки, которое служит для непрерывного медицинского образования радиологов - опубликовало серию статей, в которых говорится о том, что нейрография играет важную роль в оценке невропатий с захватом.
Магнитно-резонансная нейрография не представляет каких-либо диагностических недостатков по сравнению со стандартной магнитно-резонансной томографией, поскольку нейрографические исследования обычно включают серии стандартных изображений МРТ с высоким разрешением для анатомической справки наряду с нейрографическими последовательностями. Тем не менее, у пациента обычно немного больше времени на сканере по сравнению с обычным МРТ. Магнитно-резонансная нейрография может быть выполнена только в сканерах цилиндрического типа 1,5 тесла и 3 тесла и не может быть эффективно проведена в «открытых» МРТ сканерах малой мощности - это может создать серьезные проблемы для пациентов с клаустрофобией . Хотя он используется уже пятнадцать лет и является предметом более 150 исследовательских публикаций, большинство страховых компаний по-прежнему классифицируют этот тест как экспериментальный и могут отказать в возмещении, что приведет к необходимости подачи апелляции. Пациенты некоторых планов получают стандартное страховое покрытие для этой широко используемой процедуры.