Теоретичні основи застосування дифузійно-зваженої послідовності.
Загальновідомо, що молекули води при температурі вище абсолютного нуля знаходяться в стані теплового (броунівського) руху. У тканинах людини дифузія молекул води найчастіше не може здійснюватися у всіх можливих напрямках (изотропно) через наявність безлічі обмежуючих факторів, до яких відносяться гідрофобні фосфоліпіди клітинних мембран, внутрішньоклітинні органели, клітинне ядро і інші.
В основі клінічного використання ДВІ лежить явище значимого обмеження швидкості дифузії в пухлинах, тканинах в стані набряку, запалення. Причини обмеження дифузії можуть бути різними.
Зокрема, цитотоксичний набряк головного мозку, на відміну від вазогенний, проявляється підвищеним сигналом ДВІ, що пояснюється різним патогенезом. У разі цитотоксического набряку рідина з міжклітинного простору переходить в клітку, викликаючи збільшення її обсягу, і призводить до більш щільному контакту між клітинними мембранами, що представляється у вигляді обмеженого сигналу на мапі ІКД. При вазогенного набряку, навпаки, відбувається перехід плазми із судинного русла в міжклітинний простір, не викликаючи обмеження дифузії.
Обмеження дифузії в тканинах пухлини пояснюється високим ядерно-цитоплазматичних співвідношенням і щільним розташуванням клітин з високою щільністю гідрофобних мембран. Застосування диффузионно-зваженої послідовності дозволяє виявити дані структури як зони підвищення інтенсивності сигналу.
Найбільш поширеним варіантом диффузионно-зваженої послідовності є модифікація спін-ехо Т2 зваженого зображення (Т2-ВІ) з придушенням сигналу від жиру і наявністю двох додаткових дифузійних градієнтів. Сила, тривалість і амплітуда дифузійного градієнта визначаються значенням b-фактора (b value). Даний параметр задається дослідником і найчастіше знаходиться в діапазоні від 0 с / мм2 до 1500 с / мм2. При значенні b фактора, що дорівнює 0 с / мм2, буде отримано зображення, практично не відрізняється від «анатомічного» Т2-ВІ з придушенням сигналу від жирової тканини, так як внесок дифузійного компонента в побудові зображення буде відсутній. На підставі ДВІ, отриманих з використанням не менше 2-х b факторів, можлива побудова карт вимірюваного коефіцієнта дифузії (ІКД). Карти ІКД дозволяють кількісно оцінити величину дифузії в тканинах і є відправною точкою в динамічному спостереженні ряду онкологічних захворювань.
На поточний момент на більшості МР томографів з індукцією поля 1,5 Тесла технічно можливо виконання МРТ всього тіла від голови до середини стегон (аналогічно стандарту виконання більшості ПЕТ / КТ), включаючи в режимі Т1, Т2-ВІ з придушенням сигналу від жирової тканини або STIR, а також ДВІ протягом 40- 50 хвилин, що цілком прийнятно в рутинній клінічній практиці.
Де можливо застосування МРТ всього тіла з протоколом ДВІ?
З точки зору клінічних перспектив, МРТ всього тіла в першу чергу виступає в якості додаткового методу скринінгу віддалених метастазів. Високі значення b фактори забезпечують високу інтенсивність сигналу пухлинної тканини на тлі незмінених тканин. Інтенсивність сигналу на ДВІ і показники ІКД залежать від особливостей будови клітин, зокрема, ядерно-цитоплазматичного співвідношення, цілісності клітинних мембран і інших чинників, які в тому числі корелюють зі ступенем злоякісності пухлин. Згідно з даними Padhani et al. значення ІКД в пухлини можуть бути використані як прогностичний фактор і служити одним з критеріїв підбору специфічної терапії. Крім того, як показує ряд робіт, динаміка ІКД на тлі поліхіміотерапії є достовірним кількісним показником відповіді пухлини на лікування. Деякі виробники розробляють спеціалізоване програмне забезпечення для автоматичного розрахунку обсягу пухлинної маси при мієломної хвороби і оцінки коливань ІКД для динамічного спостереження таких пацієнтів (рис. 1). Описана можливість використання ДВІ всього тіла для діагностики причини лихоманки неясного генезу, а також при пошуку первинної пухлини на тлі виявлених метастазів.
Параметри отримання зображення.
Основною метою при плануванні ДВІ є досягнення максимального співвідношення «сигнал-шум», що досягається компромісом між товщиною зрізу, відносно низьким значенням матриці, полем огляду, мінімальним значенням TE і рядом інших показників. Однією з частих помилок є пріоритет високого просторового дозволу перед співвідношенням «сигнал-шум», що призводить до зниження контрастності патологічних вогнищ і служить причиною розчарування в методиці.
У дослідженнях всього тіла кращим є використання тільки двох величин b факторів, так як при більшому їх кількості зростає час збору даних. У той же час, застосування одного b фактора не рекомендовано, тому що як говорилося вище, для розрахунку ІКД потрібно мінімум два b фактора. Рекомендується обмеження мінімального значення b фактора 50 с / мм2, при якому зберігається «анатомичность» зображення, і в той же час пригнічується перфузійний компонент, тобто обнуляється сигнал від рухомої в судинах крові. Це особливо актуально при виявленні дрібних вогнищевих змін паренхіматозних органів (в першу чергу, печінки). Вибір максимального b фактора обмежений в першу чергу співвідношенням «сигнал-шум» і зазвичай становить 750-1000 с / мм2).
Мал. 1 Приклад напівавтоматичного оцінки пухлинної маси при мієломної хвороби.
- ОСНОВИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДИФУЗІЙНО-ЗВАЖЕНОЇ ТОМОГРАФІЇ ВСЬОГО ТІЛА
Гележе П.Б. Трофименко І.А. Морозов С.П.