Aplicações clínicas da ressonância magnética ponderada por difusão

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Figure 3. As imagens mostram uma lesão de enfarte de pons (seta branca) com difusão restrita onDWI (secção esquerda) e mapa ADC colorido (secção direita) em comparação com a referência.

■ IVIM

Denis Le Bihan utilizou pela primeira vez o termo IVIM para demonstrar o movimento microscópico de translação de moléculas de água dentro de um voxel. No modelo IVIM, o tecido biológico consiste em 2 compartimentos aparentes: difusão de moléculas de água de tecidos considerada como verdadeira difusão e microcirculação de sangue na capilaridade, considerada como perfusão. Assim, DenisLe Bihan introduziu que a difusão intravoxel incapacitante da água imita um movimento aleatório considerado como pseudo-difusão.Da mesma forma que a difusão da molécula de água, o efeito da pseudo-difusão no alívio do sinalNão obstante, o nível de alívio do sinal causado pela pseudo-difusão é geralmente uma ordem de magnitude maior do que a difusão molecular do tecido, pelo que a sua adição respeitosa ao sinal DWI só se torna importante a um valor b muito baixo geralmente abaixo do valor b de 200 s/mm2, concedendo efeitos de difusão e perfusão a serem demarcados.Na prática, o IVIM foi utilizado para atingir 4parâmetros: F (fracção de perfusão); D* (pseudodifusão); D (real-difusão), e ADC (Figura4). IVIM é muito útil na avaliação das características tumorais e respostas tumorais à terapia .

Figure 4. As imagens IVIM mostram carcinoma hepatocelular (seta branca): (A) imagem D-baixa antes do TACE; (B) imagem D-rápida antes do TACE; (C) imagem f antes do TACE; (D) imagem D-baixa depois do TACE; (E) imagem D-rápida depois do TACE; (F) imagem f-rápida depois do TACE. Figura cortesia de Lin et al. .

■Z-DWI

DWI convencional ao avaliar uma estrutura sofisticada geralmente não produz resolução espacial suficiente. Além disso, o DWI convencional é muito sensível ao movimento do corpo e à estrutura paramagnética conduzida para a distorção geométrica. De modo a superar esta condição problemática, o Z-DWI é uma forma nova de DWI convencional combinada com uma resolução elevada, mesmo com um pequeno campo de visão que pode ajudar o clínico a investigar as lesões da estrutura sofisticada, tais como hipocampo, medula espinal ou fase inicial de astrocitoma ocorrida num pequeno giro (Figura 5). Z-DWI isclinicamente indicado para epilepsia, caracterização da lesão do hipocampo, lesão da medula espinal e avaliação do tumor cerebral .

p>p>Figure 5. A imagem Z-DWI mostra o giro assimétrico do hipocampo esquerdo (seta branca) incomparável com o giro normal do hipocampo direito.

■DTI

DTI é uma expansão do DWI que permite o contorno de dados dependente da direcção de extensão da matéria branca específica do tecido.A arquitectura axon em feixes paralelos com armadura exterior de mielina facilita a difusão da molécula de água na mesma direcção principal (Figura6) . O rastreio das fibras, também conhecido como astractografia, baseia-se no DTI para rastrear as fibras em toda a sua direcção. Partindo de uma região de interesse, geralmente definida manualmente, o algoritmo de rastreio das fibras aguarda com expectativa os voxelsadjacentes cuja principal direcção de difusão está na continuidade da anterior. O feixe de fibras mais comummente seguidas é o corticospinaltracto. Além disso, o DTI também produz dois parâmetros: ADC e anisotropia fracionária (FA)também conhecida como anisotropia de difusão (Figura 7). Na prática, a aplicação do DTI é para cérebros como a localização específica do tracto de substâncias brancas, localização de tumores em relação às vias de matéria branca, localização das vias de matéria branca principal para planeamento neurocirúrgico e avaliação da maturação da matéria branca; no entanto, hoje em dia o DTI pode ser aplicado a alguns outros órgãos como o rim, útero, músculo e coração.

Figure 6. As imagens DTI mostram feixes de matéria branca: (A) Plano axial, (B) Plano coronal, (C) Plano sagital.

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Figure 7. A imagem do DTI mostra a tractografia dos feixes cortical-espinhal, FA e ADC.

■DKI

DKI é um método avançado que é a anexação do DTI através da medição da distribuição enviesada, também conhecida como curtose da difusão da água baseada na capacidade de distribuição. A curtose é uma estatística comum, sem dimensões, para quantificar a não-gassificação baseada na disparidade entre a distribuição normal e a distribuição anormal. Gera uma difusão de alta ordem da distribuição e análise da água. Além disso,a DKI pode quantificar a restrição de difusão mais exacta do que a DTI (Figura 8). Os protocolos DKI são diferentes dos protocolos DTI na utilização de pelo menos 3 valores b em comparação com 2 valores b para DTI e pelo menos 30 direcções de difusão independentes em comparação com 6 paraDTI. Os protocolos DTI para cérebro precisam de 0, 1000,2000 s/mm2 valores b com extensões de difusão. A imagem pós-processamento requer o uso de algoritmos especializados. O DKI é normalmente usado para avaliar AVC e tumores cerebrais. Com osorganos fora do cérebro, existem alguns estudos anteriores que manifestam a eficácia da DKI .

Figure 8. As tractografias DTI (secção esquerda) e DKI (secção direita) manifestadas num cérebro normal são fornecidas como exemplo para demonstrar a disparidade na sensibilidade para a detecção de pequenas fibras transversais entre as técnicas de rastreio de fibras DTI e DKI. Figura cortesia de Paydar et al. .

■DSI

O modelo DTI revelou que existe uma direcção intravoxel anexa de cada fibra simbolizada pelo vector próprio principal. No entanto, conclui-se que no caso de cruzar fibercomunitariamente as áreas em que a direcção das fibras não é semelhante, ou seja, quando as fibras são interdigitantes, acariciando, curvando, orbitando-se umas às outras, o DTI não é válido (Figura 9). Recentemente, foram propostos modelos mais robustos do processo de difusão que se concentram em superar a desvantagem do modelo DTI, entre outros, o DSI é uma das melhores soluções. O DSIim melhora a precisão no caso de cruzamento de fibras e também produz uma alta resolução e detalhe profundo de feixes de fibras em comparação com o DTI (Figura 10) .

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p>Figure 9. As imagens DTI (A) e DSI (B) mostram as tractografias do cruzamento de feixes de fibras (seta branca).

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Figure 10. A imagem DSI mostra pacotes completos e detalhados de material branco.

■Advantage e desvantagem

p> O maior benefício das sequências DWI é o valor dos parâmetros quantitativos que reflectem avelocidade do movimento do próton e a forma do movimento do próton dentro do tecido. Com as técnicas inovadoras actuais, IVIM reflecte também, em parte, a característica de perfusão dos tecidos . A adição ao DTI, DKI e DSI pode melhorar a taxa deprecisão na investigação do nervo, músculo e mesmo feixes de tecidos, reduzindo assim os falsos positivos e negativos do diagnóstico .

Para resolver a baixa resolução temporal, Z-DWI é essencial para avaliar a sofisticada estrutura como o pequeno giro, hipocampo e próstata . Todas estas técnicas são livres de gadoliniumexposição, pelo que pode duplicar sem possibilidade de danos renais ou retenção de gadolínio. Estas técnicas são muito úteis em crianças, pacientes mais velhos, impairmentdisease renal e pacientes com elevado risco de alergia ao gadolínio. No entanto, as técnicas de DWI são melhor descritas na RM de pelo menos 1,5Tesla com programas de análise correspondentes. Além disso, a DSI tem tendência a ser mais excelente na RM de pelo menos 3 Tesla e DKI precisa de ser avaliada com mathlab correlativo com modelo bi-exponencial, tri-exponencial ou complexo. Em termos de investigação sobre as características fisiológicas e biológicas dos tecidos, as técnicas inovadoras de DWI são mais prósperas e rigorosas do que as DWI convencionais, produzindo mais informação para a gestão do diagnóstico confidencial, tratamento apropriado e resposta das lesões aos métodos terapêuticos.

Conclusão

A ressonância magnética de difusão tem tipos diferentes que podem facilitar e produzir informação útil para os clínicos optimizarem o diagnóstico e a estratégia de tratamento. Além do DWI e DTI convencionais, novos métodos como IVIM, Z-DWI, DKI e DSI são desenvolvidos para melhorar a precisão do diagnóstico e estratégias de tratamento terapêutico, os quais devem ser cuidadosamente investigados.

Declaração de divulgação

Luc Minh Truong, Vo Hoang Tri e BuiNguyen Canh são empregados da Siemens.No entanto, o garante científico desta publicação é o Dr. Nguyen Minh Duc e DrHuynh Quang Huy, Departamento de Radiologia,Pham Ngoc Thach Universidade de Medicina.Nguyen Minh Duc e Huynh Quang Huycontribuíram igualmente para este artigo. Todos os autores leram e aprovaram o manuscrito. Os autores deste manuscrito não relatam conflito de interesses.

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