Магнитно-резонансная нейрография
Магнитно-резонансная нейрография (МРН) – это прямая визуализация нервов в организме путем оптимизации селективности в отношении уникальных свойств воды нервов при МРТ. Это модификация магнитно-резонансной томографии . Этот метод дает детальное изображение нерва на основе резонансного сигнала, исходящего из самого нерва, а не из окружающих тканей или жира в нервной оболочке. Поскольку источник сигнала изображения является внутринейронным, изображение предоставляет полезный с медицинской точки зрения набор информации о внутреннем состоянии нерва, например о наличии раздражения, отека нерва ( отека ), сжатия, защемления или травмы. Стандартные магнитно-резонансные изображения могут показать контуры некоторых нервов на участках их прохождения, но не показывают внутренний сигнал от нервных вод. Магнитно-резонансная нейрография используется для оценки крупных компрессий нервов, например, затрагивающих седалищный нерв (например, синдром грушевидной мышцы ), нервы плечевого сплетения (например, синдром грудного выхода ), срамной нерв. или практически любой названный нерв в организме. Похожий метод визуализации нервных путей головного и спинного мозга называется магнитно-резонансной трактографией или диффузионно-тензорной визуализацией .
История и физическая основа
[ редактировать ]Магнитно-резонансная томография (МРТ) основана на различиях в физических свойствах протонов молекул воды в разных тканях организма. Протоны и молекулы воды, частью которых они являются, имеют слегка разные характеристики движения, которые связаны с их биофизическим окружением. Благодаря этому МРТ способна отличить одну ткань от другой; это обеспечивает «контраст тканей». Однако со времени первого клинического применения МРТ в середине 1970-х годов и 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 неяркие серые структуры, которые невозможно было надежно отличить от других подобных структур на изображениях поперечного сечения.
В 1992 году Аарону Филлеру и Франклину Хоу, работавшим в Медицинской школе больницы Святого Георгия в Лондоне, удалось определить уникальные свойства нервной воды, которые позволили бы создавать тканеспецифичные изображения нервов. [1] [2] [3] [4] Результатом стало первоначальное «чистое» изображение нерва, в котором все остальные ткани исчезли, оставив после себя только изображение нервов. Первоначальное чистое изображение нерва послужило основой для методов обработки изображений, что привело к открытию ряда других методов МРТ- импульсов , которые также позволили бы визуализировать нервы. Кроме того, поскольку они демонстрируют сигнал воды, возникающий в самой нервной ткани, они также могут выявлять аномалии, которые затрагивают только нерв и не затрагивают окружающие ткани. Ежегодно более трех миллионов пациентов обращаются за медицинской помощью по поводу заболеваний, связанных с нервами, таких как ишиас , синдром запястного канала или различные другие травмы нервов , однако до 1992 года ни один рентгенолог не был обучен визуализировать нервы. [5]
Есть две основные физические основы открытия изображений. Во-первых, в то время было известно, что вода диффундирует преимущественно вдоль длинной оси нервной ткани головного мозга – свойство, называемое « анизотропной диффузией ». Диффузионная МРТ была разработана, чтобы воспользоваться этим явлением и показать контраст между белым и серым веществом в мозге . Однако диффузионная 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 подавления «изотропного сигнала», что позволило демаскировать анизотропный сигнал. Это было основано на открытии того, что выбор химического сдвига можно использовать для подавления «короткой воды Т2 » в нерве и что это в основном влияет на изотропную воду.
Отделение эндоневральной жидкости в нерве можно демаскировать с помощью аналогичных методов, что приводит к нейрографике на основе «Т2». [6] а также оригинальную технику нейрографики, основанную на диффузии. Эндоневральная жидкость увеличивается при сжатии, раздражении или повреждении нерва, что приводит к гиперинтенсивности изображения нерва на изображениях магнитно-резонансной нейрографики. Последующие исследования дополнительно продемонстрировали биофизическую основу способности МР-нейрографии выявлять повреждение и раздражение нервов . [7]
Измерения скорости релаксации Т2 нерва Филлером и Хоу показали, что предыдущие сообщения о коротком времени релаксации были ошибочными и что - как только сигнал от липидных протонов был подавлен - сигнал первичного изображения от нерва имел длительную скорость релаксации Т2, которую лучше всего визуализировать с помощью последовательности импульсов. время эха находится в диапазоне от 50 до 100 миллисекунд . Кроме того, позже они показали, что Т2-нейрография отличается от большинства других МР-изображений тем, что на заметность или относительное выступание нерва влияет угол ориентации вокселей во время получения изображения. Когда сбор данных выполняется со временем эхо-сигнала менее 40 миллисекунд, могут возникнуть «эффекты магического угла». [8] которые предоставляют некоторую ложную информацию, поэтому МР-нейрография всегда выполняется со временем эхо, превышающим 40 миллисекунд. Необходимость длительного времени эхо-сигнала также характеризует тип последовательностей подавления жира с инверсией и восстановлением, используемых для нейрографической визуализации нервов.
В течение нескольких месяцев после первых результатов диффузионной визуализации нервов, диффузионная техника визуализации нервов была адаптирована для визуализации нервных путей в спинном и головном мозге с помощью диффузионной тензорной визуализации .
Клиническое использование
[ редактировать ]Наиболее значительное влияние магнитно-резонансной нейрографии оказывается на оценку крупных проксимальных нервных элементов, таких как плечевое сплетение (нервы между шейным отделом позвоночника и подмышкой, которые иннервируют плечо, руку и кисть), [9] пояснично -крестцовое сплетение (нервы между пояснично-крестцовым отделом позвоночника и ногами), седалищный нерв в области таза, [10] а также другие нервы, такие как срамной нерв [11] которые следуют глубоким или сложным курсам.
Нейрография также помогла улучшить диагностику заболеваний позвоночника по изображениям . Это может помочь определить, какой спинномозговой нерв на самом деле раздражен, в качестве дополнения к обычной МРТ позвоночника. Стандартная МРТ позвоночника демонстрирует только анатомию и многочисленные выпуклости дисков , костные шпоры или стенозы , которые могут вызывать или не вызывать симптомы защемления нервов. [12] [13]
Многие нервы, такие как срединный и локтевой нерв на руке 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 единообразно оценивать практически любой нерв в организме. [14] [15] [16] [17]
Существует множество сообщений, посвященных специализированному использованию магнитно-резонансной нейрографии при патологиях нервов, таких как травматические отрывы корешков плечевого сплетения, [18] шейная радикулопатия , рекомендации по блокаде нервов, [19] проявление кист в нервах, [20] синдром запястного канала и акушерский паралич плечевого сплетения . [21] Кроме того, было проведено несколько официальных крупномасштабных исследований результатов с использованием высококачественной методологии «Класса А». [22] [23] [24] были опубликованы, которые подтвердили клиническую эффективность и достоверность МР-нейрографии.
Использование магнитно-резонансной нейрографии расширяется в неврологии и нейрохирургии, поскольку ее ценность в диагностике различных причин ишиаса становится все более распространенной. [25] [26] Ежегодно в США проводится 1,5 миллиона МРТ поясничного отдела по поводу ишиаса, что приводит к хирургическому вмешательству 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 успешное лечение ишиаса наблюдается только у 200 000 человек, а неудачная диагностика или лечение – у 1,3 миллиона человек в год. Таким образом, вероятность успеха МРТ поясничного отдела и резекции диска при лечении ишиаса составляет около 15% ( Filler 2005 ). Нейрография все чаще применяется для оценки дистальных нервных корешков, пояснично-крестцового сплетения и проксимального отдела седалищного нерва в области таза и бедра с целью выявления других причин ишиаса. Это становится все более важным для визуализации плечевого сплетения и диагностики синдрома грудного выхода. [27] Исследования и разработки в области клинического использования диагностической нейрографии проводились в Университете Джонса Хопкинса , клинике Мэйо , Калифорнийском университете в Лос -Анджелесе , Калифорнийском университете в Сан-Франциско , Гарварде , Вашингтонском университете в Сиэтле , Лондонском университете и Оксфордском университете (см. ссылки ниже), а также через Институт нейрографики . Недавний патентный спор в отношении МР-нейрографии привел к тому, что некоторые нелицензированные центры прекратили предлагать эту технику. Курсы предлагались для радиологов на ежегодных собраниях Радиологического общества Северной Америки (RSNA) и Международного общества магнитного резонанса в медицине , а для хирургов - на ежегодных собраниях Американской ассоциации хирургов-неврологов и Конгресса неврологических врачей. Хирурги . Использование визуализации для диагностики нервных расстройств представляет собой изменение по сравнению с тем, как большинство врачей обучались практике на протяжении последних нескольких десятилетий, поскольку старые рутинные тесты не позволяют диагностировать расстройства, связанные с нервами. Англии Медицинский журнал Новой в июле 2009 года опубликовал отчет о нейрографике всего тела с использованием метода нейрографики, основанного на диффузии. [28] В 2010 году RadioGraphics - издание Радиологического общества Северной Америки, которое обеспечивает непрерывное медицинское образование радиологов - опубликовало серию статей, в которых утверждается, что нейрографика играет важную роль в оценке невропатий, связанных с захватом. [29]
Магнитно-резонансная нейрография не представляет каких-либо диагностических недостатков по сравнению со стандартной магнитно-резонансной томографией, поскольку исследования нейрографики обычно включают серию стандартных МРТ-изображений высокого разрешения для анатомических справок вместе с нейрографическими последовательностями. Однако пациент, как правило, проводит в сканере немного больше времени по сравнению с обычным МРТ-сканированием. Магнитно-резонансная нейрография может выполняться только на сканерах цилиндрического типа с силой тока 1,5 и 3 тесла и не может быть эффективно выполнена на «открытых» МР-сканерах меньшей мощности — это может создать серьезные проблемы для пациентов, страдающих 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 отклонить возмещение, что приведет к необходимости подачи апелляций. Пациенты некоторых планов получают стандартное страховое покрытие для этой широко используемой процедуры.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хоу Ф.А., Филлер АГ, Белл Б.А., Гриффитс-младший (декабрь 1992 г.). «Магнитно-резонансная нейрография». Маг Резон Мед . 28 (2): 328–38. дои : 10.1002/mrm.1910280215 . ПМИД 1461131 . S2CID 36417513 .
- ^ Филлер А.Г., Хоу Ф.А., Хейс К.Э., Клиот М., Винн Х.Р., Белл Б.А., Гриффитс Дж.Р., Цуруда Дж.С. (март 1993 г.). «Магнитно-резонансная нейрография». Ланцет . 341 (8846): 659–61. дои : 10.1016/0140-6736(93)90422-D . ПМИД 8095572 . S2CID 24795253 .
- ^ Филлер А.Г., Цуруда Дж.С., Ричардс Т.Л., Хоу Ф.А.: Изображения, аппараты, алгоритмы и методы. GB 9216383. Архивировано 26 июня 2009 г. в Wayback Machine , Патентное ведомство Великобритании, 1992 г.
- ^ Filler AG, Tsuruda JS, Richards TL, Howe FA: Нейрография изображений и визуализация диффузионной анизотропии [ постоянная мертвая ссылка ] . США 5560360, Патентное ведомство США, 1993 г.
- ^ Клайн Д.Г., Хадсон А.Р., Загер Э. (1992). «Отбор и предоперационная подготовка для хирургии периферических нервов». Клиника Нейрохирургии . 39 : 8–35. ПМИД 1333932 .
- ^ Филлер А.Г., Клиот М., Хоу Ф.А., Хейс К.Э., Сондерс Д.Е., Гудкин Р., Белл Б.А., Винн Х.Р., Гриффитс Дж.Р., Цуруда Дж.С. (август 1996 г.). «Применение магнитно-резонансной нейрографии в обследовании пациентов с патологией периферических нервов» (PDF) . Дж. Нейрохирургия . 85 (2): 299–309. дои : 10.3171/jns.1996.85.2.0299 . ПМИД 8755760 . [ мертвая ссылка ]
- ^ Кадлип С.А., Хоу Ф.А., Гриффитс-младший, Белл Б.А. (апрель 2002 г.). «Магнитно-резонансная нейрография периферических нервов после экспериментальной размозженной травмы и корреляция с функциональным дефицитом» . Дж. Нейрохирургия . 96 (4): 755–9. дои : 10.3171/jns.2002.96.4.0755 . ПМИД 11990818 . [ мертвая ссылка ]
- ^ Чаппелл К.Е., Робсон, доктор медицинских наук, Стоунбридж-Фостер А. и др. (март 2004 г.). «Эффекты магического угла в МР-нейрографии» . AJNR Am J Нейрорадиол . 25 (3): 431–40. ПМЦ 8158558 . ПМИД 15037469 .
- ^ Чжоу Л., Юсем Д.М., Чаудри В. (сентябрь 2004 г.). «Роль магнитно-резонансной нейрографии при поражениях плечевого сплетения». Мышечный нерв . 30 (3): 305–9. дои : 10.1002/mus.20108 . ПМИД 15318341 . S2CID 26586090 .
- ^ Льюис А.М., Лайзер Р., Энгстрем Дж.В., Барбаро Н.М., Чин К.Т. (октябрь 2006 г.). «Магнитно-резонансная нейрография при внепозвоночном ишиасе». Арх. Нейрол . 63 (10): 1469–72. дои : 10.1001/archneur.63.10.1469 . ПМИД 17030664 .
- ^ Filler AG (март 2008 г.). «Диагностика и лечение синдромов защемления полового нерва: влияние МР-нейрографии и открытых инъекций под контролем МР» . Нейрохирургический кварт . 18 (1): 1–6. дои : 10.1097/WNQ.0b013e3181642694 . S2CID 72211462 .
- ^ Дэйли А.Т., Цуруда Дж.С., Гудкин Р. и др. (март 1996 г.). «Магнитно-резонансная нейрография при шейной радикулопатии: предварительный отчет». Нейрохирургия . 38 (3): 488–92 обсуждение 492. doi : 10.1097/00006123-199603000-00013 . ПМИД 8837800 .
- ^ (на турецком языке) Эрдем Ч.З., Эрдем Л.О., Чагави Ф., Калайчи М., Гюндогду С. (март 2004 г.). «[МРТ-нейрография высокого разрешения у пациентов с шейной радикулопатией]» . Тани Гирисим Радёл (на турецком языке). 10 (1): 14–9. ПМИД 15054696 . Архивировано из оригинала 19 июля 2012 г.
- ^ Filler AG, Maravilla KR, Tsuruda JS (август 2004 г.). «МР-нейрография и МРТ мышц для диагностики заболеваний, поражающих периферические нервы и мускулатуру». Нейрол Клин . 22 (3): 643–82, vi–vii. дои : 10.1016/j.ncl.2004.03.005 . ПМИД 15207879 .
- ^ Агаард Б.Д., Маравилла К.Р., Клиот М. (февраль 2001 г.). «Магнитно-резонансная нейрография: магнитно-резонансная томография периферических нервов». Клиника нейровизуализации. Н. Ам . 11 (1): VIII, 131–46. ПМИД 11331231 .
- ^ Грант Г.А., Гудкин Р., Маравилла К.Р., Клиот М. (февраль 2004 г.). «МР-нейрография: диагностическая ценность при хирургическом лечении заболеваний периферических нервов». Клиника нейровизуализации. Н. Ам . 14 (1): 115–33. дои : 10.1016/j.nic.2004.02.003 . ПМИД 15177261 .
- ^ Чжан Х, Сяо Б, Цзоу Т (ноябрь 2006 г.). «Клиническое применение магнитно-резонансной нейрографии при заболеваниях периферических нервов». Неврологический Бык . 22 (6): 361–7. ПМИД 17690722 .
- ^ Уэйд, Рики Г.; Таннер, Стивен Ф.; Да, Ирвин; Риджуэй, Джон П.; Шелли, Дэвид; Чака, Брайан; Рэнкин, Джеймс Дж.; Андерссон, Густав; Виберг, Микаэль; Бурк, Грейнн (16 апреля 2020 г.). «Диффузионно-тензорная визуализация для диагностики отрывов корней при травматических повреждениях плечевого сплетения у взрослых: исследование, подтверждающее концепцию» . Границы в хирургии . 7:19 . дои : 10.3389/fsurg.2020.00019 . ПМК 7177010 . ПМИД 32373625 .
- ^ Рафаэль Д.Т., Макинти Д., Цуруда Дж.С., Коллетти П., Татевосян Р. (декабрь 2005 г.). «Композитная магнитно-резонансная нейрография плечевого сплетения на фронтальной плите: значение подходов к подключичной блокаде» . Анестезиология . 103 (6): 1218–24. дои : 10.1097/00000542-200512000-00017 . ПМИД 16306735 . S2CID 30662280 .
- ^ Спиннер Р.Дж., Аткинсон Дж.Л., Шайтауэр Б.В. и др. (август 2003 г.). «Малоберцовые интраневральные ганглии: значение суставной ветви. Клиническая серия» . Дж. Нейрохирургия . 99 (2): 319–29. дои : 10.3171/jns.2003.99.2.0319 . ПМИД 12924707 . [ мертвая ссылка ]
- ^ Смит А.Б., Гупта Н., Стробер Дж., Чин С. (февраль 2008 г.). «Магнитно-резонансная нейрография у детей с родовой травмой плечевого сплетения». Педиатр Радиол . 38 (2): 159–63. дои : 10.1007/s00247-007-0665-0 . ПМИД 18034234 . S2CID 9428360 .
- ^ Филлер А.Г., Хейнс Дж., Джордан С.Э. и др. (февраль 2005 г.). «Ишиас недискового происхождения и синдром грушевидной мышцы: диагностика с помощью магнитно-резонансной нейрографии и интервенционной магнитно-резонансной томографии с изучением результатов лечения». J Нейрохирургия позвоночника . 2 (2): 99–115. дои : 10.3171/spi.2005.2.2.0099 . ПМИД 15739520 .
- ^ Джарвик Дж.Г., Юэнь Э., Хейнор Д.Р. и др. (июнь 2002 г.). «МРТ-визуализация нервов у проспективной группы пациентов с подозрением на синдром запястного канала». Неврология . 58 (11): 1597–602. дои : 10.1212/wnl.58.11.1597 . ПМИД 12058085 . S2CID 21294515 .
- ^ Джарвик Дж.Г., Комсток Б.А., Хигерти П.Дж. и др. (март 2008 г.). «Магнитно-резонансная томография по сравнению с электродиагностическими исследованиями у пациентов с подозрением на синдром запястного канала: прогнозирование симптомов, функции и хирургической пользы на 1-й день». Дж. Нейрохирургия . 108 (3): 541–50. дои : 10.3171/JNS/2008/108/3/0541 . ПМИД 18312102 .
- ^ Филлер, Аарон (2009). «МР-нейрография и диффузно-тензорная визуализация: происхождение, история и клиническое влияние» . Нейрохирургия . 65 (4 приложения): 29–43. дои : 10.1227/01.NEU.0000351279.78110.00 . ПМЦ 2924821 . ПМИД 19927075 .
- ^ Бендзус М., Столл Г. (2005). «Технологический взгляд: визуализация повреждения периферических нервов с помощью МРТ». Нат Клин Практика Нейрол . 1 (1): 46–53. дои : 10.1038/ncpneuro0017 . ПМИД 16932491 . S2CID 31303021 .
- ^ Дю Р., Огюст К.И., Чин К.Т., Энгстрем Дж.В., Вайнштейн П.Р. (2009). «Магнитно-резонансная нейрография для оценки заболеваний периферических нервов, плечевого сплетения и нервных корешков». Дж. Нейрохирургия . 112 (2): 362–71. дои : 10.3171/2009.7.JNS09414 . ПМИД 19663545 .
- ^ Ямасита Т., Кви Т.К., Такахара Т. (2009). «Магнитно-резонансная нейрография всего тела» . Медицинский журнал Новой Англии . 361 (5): 538–539. дои : 10.1056/NEJMc0902318 . ПМИД 19641218 .
- ^ Петчпрапа К.Н., Розенберг З.С., Сконфиенца Л.М., Кавальканти К.Ф., ЛаРоккаВиейра Р., Зембер Дж.С. (2010). «МРТ невропатий нижних конечностей: Часть 1. Таз и бедро». Радиографика . 30 (4): 983–1000. дои : 10.1148/rg.304095135 . ПМИД 20631364 . S2CID 207734661 .
