stringtranslate.com

Магнитно-резонансная нейрография

Двусторонний расщепленный седалищный нерв

Магнитно-резонансная нейрография (МРН) — это прямая визуализация нервов в организме путем оптимизации селективности для уникальных свойств воды МРТ нервов. Это модификация магнитно-резонансной томографии . Эта методика дает детальное изображение нерва из резонансного сигнала, который возникает в самом нерве, а не из окружающих тканей или из жира в оболочке нерва. Из-за интраневрального источника сигнала изображения изображение предоставляет полезный с медицинской точки зрения набор информации о внутреннем состоянии нерва, такой как наличие раздражения, отека нерва , компрессии, защемления или травмы. Стандартные магнитно-резонансные изображения могут показать контур некоторых нервов в частях их хода, но не показывают внутренний сигнал от воды нерва. Магнитно-резонансная нейрография используется для оценки основных компрессий нервов, таких как те, которые затрагивают седалищный нерв (например, синдром грушевидной мышцы ), нервы плечевого сплетения (например, синдром грудного выхода ), половой нерв или практически любой названный нерв в организме. Схожий метод визуализации нервных путей головного и спинного мозга называется магнитно-резонансной трактографией или диффузионно-тензорной визуализацией .

История и физическая основа

Магнитно-резонансная томография (МРТ) основана на различиях в физических свойствах протонов в молекулах воды в различных тканях организма. Протоны и молекулы воды, частью которых они являются, имеют слегка различающиеся характеристики 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 годов и до 1992 года, несмотря на активную работу многих тысяч исследователей, не существовало надежного метода визуализации нервов. В некоторых частях тела нервы можно было наблюдать как области отсутствующего сигнала, очерченные ярким жиром, или как мягкие серые структуры, которые нельзя было надежно отличить от других похожих структур на поперечных срезах.

В 1992 году Аарон Филлер и Франклин Хоу, работая в Медицинской школе больницы Св. Георгия в Лондоне, преуспели в выявлении уникальных водных свойств 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 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 сделали бы нервы визуализируемыми. Кроме того, поскольку они демонстрируют водный сигнал, возникающий в самой нервной ткани, они также могут выявлять аномалии, которые влияют только на нерв и не влияют на окружающие ткани. Более трех миллионов пациентов ежегодно обращаются за медицинской помощью по поводу заболеваний, связанных с нервами, таких как ишиас , синдром запястного канала или различные другие повреждения нервов , однако до 1992 года ни один рентгенолог не был обучен визуализации нервов. [5]

Существует две основные физические основы для открытия визуализации. Во-первых, в то время было известно, что вода диффундирует преимущественно вдоль длинной оси нервной ткани в мозге — свойство, называемое « анизотропной диффузией ». Диффузионная МРТ была разработана, чтобы воспользоваться этим явлением для демонстрации контраста между белым веществом 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 нервах 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 можно использовать для подавления «короткой воды T2 » в нерве, и что это в основном затрагивало изотропную воду.

Эндоневральный жидкостный отсек в нерве может быть обнаружен с помощью аналогичных методов, что приводит к нейрографии на основе "T2" [6], а также к оригинальной диффузионной нейрографической технике. Эндоневральная жидкость увеличивается, когда нерв сжимается, раздражается или травмируется, что приводит к гиперинтенсивности нервного изображения на изображении магнитно-резонансной нейрографии. Последующие исследования дополнительно продемонстрировали биофизическую основу способности МР-нейрографии показывать повреждение и раздражение нерва. [7]

Измерения скорости релаксации T2 нерва Филлером и Хоу показали, что предыдущие сообщения о коротком времени релаксации были неверными и что — как только сигнал от липидных протонов был подавлен — первичный сигнал изображения от нерва имел длительные скорости релаксации T2, наилучшим образом визуализируемые с временами эхо- последовательности импульсов в диапазоне от 50 до 100  миллисекунд . Кроме того, позже они показали, что T2-нейрография отличается от большинства других МР-визуализаций тем, что заметность или относительная заметность нерва зависит от угла ориентации вокселя во время получения изображения. Когда получение данных выполняется с временем эхо ниже 40 миллисекунд, могут возникнуть «эффекты магического угла» [8] , которые предоставляют некоторую ложную информацию, поэтому МР-нейрография всегда выполняется с временем эхо более 40 миллисекунд. Необходимость в длительном времени эхо также характеризует тип последовательностей подавления жира инверсии-восстановления, используемых для нейрографической визуализации нервов.

В течение нескольких месяцев после первых результатов диффузионной визуализации нервов диффузионный метод визуализации нервов был адаптирован для визуализации нервных путей в спинном и головном мозге с помощью диффузионно-тензорной визуализации .

Клиническое применение

Наиболее существенное влияние магнитно-резонансная нейрография оказывает на оценку крупных проксимальных нервных элементов, таких как плечевое сплетение (нервы между шейным отделом позвоночника и подмышечной областью, 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 половой нерв [11] , которые имеют глубокие или сложные ходы.

Нейрография также была полезна для улучшения диагностики изображений при заболеваниях позвоночника. Она может помочь определить, какой спинномозговой нерв на самом деле раздражен, в качестве дополнения к обычной спинальной МРТ. Стандартная спинальная МРТ показывает только анатомию и многочисленные выпячивания дисков , костные шпоры или стенозы , которые могут или не могут фактически вызывать симптомы ущемления нерва. [12] [13]

Многие нервы, такие как срединный и локтевой нерв в руке или большеберцовый нерв в тарзальном канале , находятся прямо под поверхностью кожи и могут быть проверены на патологию с помощью электромиографии , но этот метод всегда было трудно применять для глубоких проксимальных нервов. Магнитно-резонансная нейрография значительно расширила эффективность диагностики нервов, позволив единообразную оценку практически любого нерва в организме. [14] [15] [16] [17]

Существует множество отчетов, посвященных специализированному использованию магнитно-резонансной нейрографии для лечения патологии нервов, такой как травматический отрыв корешка плечевого сплетения, [18] шейная радикулопатия , руководство по блокаде нервов, [19] демонстрация кист в нервах, [20] синдром запястного канала и акушерский паралич плечевого сплетения . [21] Кроме того, было опубликовано несколько официальных крупномасштабных исследований результатов, проведенных с использованием высококачественной методологии «класса А» [22] [23] [24] , которые подтвердили клиническую эффективность и обоснованность МР-нейрографии.

Использование магнитно-резонансной нейрографии растет в неврологии и нейрохирургии, поскольку ее значение в диагностике различных причин ишиаса становится все более распространенным. [25] [26] В США ежегодно проводится 1,5 миллиона поясничных МРТ-сканирований для лечения ишиаса, что приводит к хирургическому вмешательству по поводу грыжи межпозвоночного диска примерно у 300 000 пациентов в год. Из них около 100 000 операций оказываются неудачными. Таким образом, только в США успешное лечение ишиаса происходит всего у 200 000 человек, а неуспешность диагностики или лечения — до 1,3 миллиона человек в год. Таким образом, показатель успешности парадигмы поясничной МРТ 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. Она становится все более важной для визуализации плечевого сплетения и для диагностики синдрома грудного выхода. [27] Исследования и разработки в области клинического использования диагностической нейрографии проводились в Johns Hopkins , Mayo Clinic , UCLA , UCSF , Harvard , University of Washington in Seattle , University of London и Oxford University (см. ссылки ниже), а также в Институте нейрографии. Недавние патентные тяжбы, касающиеся МР-нейрографии, привели к тому, что некоторые нелицензированные центры прекратили предлагать эту технику. Курсы предлагались для рентгенологов на ежегодных собраниях Радиологического общества Северной Америки (RSNA) и Международного общества магнитного резонанса в медицине, а для хирургов — на ежегодных собраниях Американской ассоциации нейрохирургов и Конгресса нейрохирургов. Использование визуализации для диагностики нервных расстройств представляет собой изменение того, как большинство врачей обучались практиковать в течение последних нескольких десятилетий, поскольку старые рутинные тесты не позволяли определить диагноз нервных расстройств. В июле 2009 года журнал New England Journal of Medicine опубликовал отчет о нейрографии всего тела с использованием метода диффузионной нейрографии. [28] В 2010 году RadioGraphics — издание Радиологического общества Северной Америки, которое служит для предоставления непрерывного медицинского образования рентгенологам — опубликовало серию статей, в которых излагается позиция, что нейрография играет важную роль в оценке невропатий, связанных с захватом. [29]

Магнитно-резонансная нейрография не представляет никаких диагностических недостатков по сравнению со стандартной магнитно-резонансной томографией, поскольку исследования нейрографии обычно включают стандартные серии изображений МРТ высокого разрешения для анатомической справки вместе с нейрографическими последовательностями. Однако пациент, как правило, будет находиться в сканере немного дольше по сравнению с обычным сканированием МРТ. Магнитно-резонансная нейрография может быть выполнена только в цилиндрических сканерах 1,5 Тесла и 3 Тесла и не может быть эффективно выполнена в более мощных «открытых» МР-сканерах — это может представлять значительные 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 отклонить возмещение, что приводит к необходимости подачи апелляций. Пациенты в некоторых планах получают стандартное страховое покрытие для этой широко используемой процедуры.

Ссылки

  1. ^ Howe FA, Filler AG, Bell BA, Griffiths JR (декабрь 1992 г.). «Магнитно-резонансная нейрография». Magn Reson Med . 28 (2): 328–38. doi :10.1002/mrm.1910280215. PMID  1461131. S2CID  36417513.
  2. ^ Filler AG, Howe FA, Hayes CE, Kliot M, Winn HR, Bell BA, Griffiths JR, Tsuruda JS (март 1993 г.). «Магнитно-резонансная нейрография». Lancet . 341 (8846): 659–61. doi :10.1016/0140-6736(93)90422-D. PMID  8095572. S2CID  24795253.
  3. ^ Филлер АГ, Цуруда Дж.С., Ричардс TL, Хоу ФА: Изображения, аппаратура, алгоритмы и методы.GB 9216383 Архивировано 26 июня 2009 г. в Wayback Machine , Патентное ведомство Великобритании, 1992 г.
  4. ^ Филлер АГ, Цуруда Дж. С., Ричардс TL, Хоу ФА: Нейрография изображений и визуализация анизотропии диффузии [ постоянная неработающая ссылка ] . US 5,560,360, Патентное ведомство США, 1993.
  5. ^ Клайн Д.Г., Хадсон А.Р., Загер Э. (1992). «Отбор и предоперационная подготовка для хирургии периферических нервов». Clin Neurosurg . 39 : 8–35. PMID  1333932.
  6. ^ Filler AG, Kliot M, Howe FA, Hayes CE, Saunders DE, Goodkin R, Bell BA, Winn HR, Griffiths JR, Tsuruda JS (август 1996 г.). «Применение магнитно-резонансной нейрографии при оценке состояния пациентов с патологией периферических нервов» (PDF) . J. Neurosurg . 85 (2): 299–309. doi :10.3171/jns.1996.85.2.0299. PMID  8755760. [ мертвая ссылка ]
  7. ^ Cudlip SA, Howe FA, Griffiths JR, Bell BA (апрель 2002 г.). «Магнитно-резонансная нейрография периферического нерва после экспериментального раздавливания и корреляция с функциональным дефицитом». J. Neurosurg . 96 (4): 755–9. doi :10.3171/jns.2002.96.4.0755. PMID  11990818. [ мертвая ссылка ]
  8. ^ Chappell KE, Robson MD, Stonebridge-Foster A, et al. (март 2004 г.). «Эффекты магического угла в МР-нейрографии». AJNR Am J Neuroradiol . 25 (3): 431–40. PMC 8158558. PMID 15037469  . 
  9. ^ Zhou L, Yousem DM, Chaudhry V (сентябрь 2004 г.). «Роль магнитно-резонансной нейрографии при поражениях плечевого сплетения». Muscle Nerve . 30 (3): 305–9. doi :10.1002/mus.20108. PMID  15318341. S2CID  26586090.
  10. ^ Льюис AM, Лэйзер Р., Энгстром Дж. В., Барбаро Н. М., Чин КТ (октябрь 2006 г.). «Магнитно-резонансная нейрография при экстраспинальном ишиасе». Arch. Neurol . 63 (10): 1469–72. doi :10.1001/archneur.63.10.1469. PMID  17030664.
  11. ^ Filler AG (март 2008 г.). «Диагностика и лечение синдромов защемления полового нерва: влияние МР-нейрографии и открытых инъекций под контролем МР». Neurosurg Quart . 18 (1): 1–6. doi :10.1097/WNQ.0b013e3181642694. S2CID  72211462.
  12. ^ Dailey AT, Tsuruda JS, Goodkin R, et al. (март 1996). «Магнитно-резонансная нейрография при цервикальной радикулопатии: предварительный отчет». Neurosurgery . 38 (3): 488–92 обсуждение 492. doi :10.1097/00006123-199603000-00013. PMID  8837800.
  13. ^ (на турецком языке) Erdem CZ, Erdem LO, Cağavi F, Kalayci M, Gündoğdu S (март 2004 г.). "[МРТ-нейрография высокого разрешения у пациентов с цервикальной радикулопатией]". Tani Girisim Radyol (на турецком языке). 10 (1): 14–9. PMID  15054696. Архивировано из оригинала 2012-07-19.
  14. ^ Filler AG, Maravilla KR, Tsuruda JS (август 2004 г.). «МР-нейрография и мышечная МРТ-визуализация для визуальной диагностики расстройств, затрагивающих периферические нервы и мускулатуру». Neurol Clin . 22 (3): 643–82, vi–vii. doi :10.1016/j.ncl.2004.03.005. PMID  15207879.
  15. ^ Aagaard BD, Maravilla KR, Kliot M (февраль 2001 г.). «Магнитно-резонансная нейрография: магнитно-резонансная томография периферических нервов». Neuroimaging Clin. N. Am . 11 (1): viii, 131–46. PMID  11331231.
  16. ^ Грант ГА, Гудкин Р., Маравилла КР, Клиот М. (февраль 2004 г.). «МР-нейрография: диагностическая полезность при хирургическом лечении заболеваний периферических нервов». Neuroimaging Clin. N. Am . 14 (1): 115–33. doi :10.1016/j.nic.2004.02.003. PMID  15177261.
  17. ^ Чжан Х., Сяо Б., Цзоу Т. (ноябрь 2006 г.). «Клиническое применение магнитно-резонансной нейрографии при заболеваниях периферических нервов». Neurosci Bull . 22 (6): 361–7. PMID  17690722.
  18. ^ Wade, Ryckie G.; Tanner, Steven F.; Teh, Irvin; Ridgway, John P.; Shelley, David; Chaka, Brian; Rankine, James J.; Andersson, Gustav; Wiberg, Mikael; Bourke, Grainne (16 апреля 2020 г.). «Диффузионная тензорная визуализация для диагностики отрывов корешков при травматических повреждениях плечевого сплетения у взрослых: исследование для подтверждения концепции». Frontiers in Surgery . 7 : 19. doi : 10.3389/fsurg.2020.00019 . PMC 7177010. PMID  32373625. 
  19. ^ Raphael DT, McIntee D, Tsuruda JS, Colletti P, Tatevossian R (декабрь 2005 г.). «Композитная магнитно-резонансная нейрография плечевого сплетения с фронтальной пластиной: последствия для подходов с подключичной блокадой». Анестезиология . 103 (6): 1218–24. doi : 10.1097/00000542-200512000-00017 . PMID  16306735. S2CID  30662280.
  20. ^ Spinner RJ, Atkinson JL, Scheithauer BW и др. (август 2003 г.). «Малоберцовые интраневральные ганглии: важность суставной ветви. Клиническая серия». J. Neurosurg . 99 (2): 319–29. doi :10.3171/jns.2003.99.2.0319. PMID  12924707. [ мертвая ссылка ]
  21. ^ Смит AB, Гупта N, Стробер J, Чин C (февраль 2008 г.). «Магнитно-резонансная нейрография у детей с родовой травмой плечевого сплетения». Pediatr Radiol . 38 (2): 159–63. doi :10.1007/s00247-007-0665-0. PMID  18034234. S2CID  9428360.
  22. ^ Filler AG, Haynes J, Jordan SE и др. (февраль 2005 г.). «Ишиас недискового происхождения и синдром грушевидной мышцы: диагностика с помощью магнитно-резонансной нейрографии и интервенционной магнитно-резонансной томографии с исследованием результатов лечения». J Neurosurg Spine . 2 (2): 99–115. doi :10.3171/spi.2005.2.2.0099. PMID  15739520.
  23. ^ Jarvik JG, Yuen E, Haynor DR и др. (июнь 2002 г.). «МРТ-визуализация нервов у проспективной когорты пациентов с подозрением на синдром запястного канала». Neurology . 58 (11): 1597–602. doi :10.1212/wnl.58.11.1597. PMID  12058085. S2CID  21294515.
  24. ^ Jarvik JG, Comstock BA, Heagerty PJ, et al. (март 2008 г.). «Магнитно-резонансная томография в сравнении с электродиагностическими исследованиями у пациентов с подозрением на синдром запястного канала: прогнозирование симптомов, функции и хирургического преимущества на 1 дату». J. Neurosurg . 108 (3): 541–50. doi :10.3171/JNS/2008/108/3/0541. PMID  18312102.
  25. ^ Филлер, Аарон (2009). «МР-нейрография и диффузионно-тензорная визуализация: происхождение, история и клиническое воздействие». Нейрохирургия . 65 (4 Suppl): 29–43. doi :10.1227/01.NEU.0000351279.78110.00. PMC 2924821. PMID  19927075 . 
  26. ^ Bendszus M, Stoll G (2005). «Технологическое понимание: Визуализация повреждения периферических нервов с помощью МРТ». Nat Clin Pract Neurol . 1 (1): 46–53. doi :10.1038/ncpneuro0017. PMID  16932491. S2CID  31303021.
  27. ^ Du R, Auguste KI, Chin CT, Engstrom JW, Weinstein PR (2009). «Магнитно-резонансная нейрография для оценки расстройств периферических нервов, плечевого сплетения и нервных корешков». J. Neurosurg . 112 (2): 362–71. doi :10.3171/2009.7.JNS09414. PMID  19663545.
  28. ^ Ямашита Т., Кви ТС., Такахара Т. (2009). «Магнитно-резонансная нейрография всего тела». New England Journal of Medicine . 361 (5): 538–539. doi : 10.1056/NEJMc0902318 . PMID  19641218.
  29. ^ Petchprapa CN, Rosenberg ZS, Sconfienza LM, Cavalcanti CF, LaRoccaVieira R, Zember JS (2010). "МРТ-визуализация невропатий нижних конечностей, вызванных захватом: Часть 1. Таз и бедро". RadioGraphics . 30 (4): 983–1000. doi :10.1148/rg.304095135. PMID  20631364. S2CID  207734661.

Внешние ссылки