Imagerie du tenseur de diffusion, ou pondérée en diffusion imagerie par résonance magnétique (DW-MRI), est une technique d'imagerie basée sur l'IRM classique qui image le comportement de diffusion de d'eau molécules dans les tissus biologiques. Il est principalement utilisé pour les examens de la cerveau. Analogue à l'IRM classique, la procédure est non invasive et ne nécessite pas l'utilisation de rayonnements ionisants.
Qu'est-ce que l'imagerie par tenseur de diffusion?
En pratique clinique, l'imagerie par tenseur de diffusion est principalement utilisée pour étudier la cerveau car son comportement de diffusion permet de tirer des conclusions sur certaines maladies du système nerveux. Pondérée en diffusion imagerie par résonance magnétique est une technique d'imagerie par résonance magnétique (IRM) qui les mesures le mouvement de diffusion de d'eau molécules dans les tissus corporels. En pratique clinique, il est principalement utilisé pour examiner les cerveau, parce que le comportement de diffusion de d'eau permet de tirer des conclusions sur certaines maladies du système nerveux. Avec l'aide de la diffusion pondérée imagerie par résonance magnétique ou imagerie du tenseur de diffusion, informations sur l'évolution du grand fibre nerveuse des faisceaux peuvent également être obtenus. L'imagerie par tenseur de diffusion (DTI) couramment utilisée, une variante de DW-MRI, capture également la directionnalité de la diffusion. DTI calcule un tenseur par unité le volume, qui est utilisé pour décrire le comportement de diffusion tridimensionnel. Cependant, ces mesures prennent beaucoup plus de temps que l'IRM classique en raison des immenses quantités de données requises. Les données ne peuvent être interprétées qu'à l'aide de diverses techniques de visualisation. Aujourd'hui, l'imagerie par tenseur de diffusion, née dans les années 1980, est prise en charge par tous les nouveaux appareils d'IRM.
Fonction, effet et objectifs
Comme l'IRM conventionnelle, l'IRM pondérée par diffusion est basée sur le fait que les protons ont un spin avec un moment magnétique. Le spin peut s'aligner sur un champ magnétique externe parallèle ou antiparallèle. Dans ce cas, l'alignement antiparallèle a un état énergétique plus élevé que l'alignement parallèle. Ainsi, lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué, un équilibre s'établit en faveur des protons de basse énergie. Si un champ haute fréquence est activé transversalement à ce champ, les moments magnétiques basculent dans la direction du plan xy en fonction de la force et la durée de l'impulsion. Cette condition est appelée résonance de spin nucléaire. Lorsque le champ radiofréquence est à nouveau désactivé, les spins nucléaires se réalignent vers le champ magnétique statique avec un retard qui dépend de l'environnement chimique du proton. Le signal est enregistré via la tension générée dans la bobine de détection. En imagerie par résonance magnétique pondérée par diffusion, un champ de gradient est appliqué pendant la mesure, ce qui modifie le champ force du champ magnétique statique dans une direction prédéterminée. Cela provoque le Hydrogénation les noyaux sont déphasés et le signal disparaît. Lorsque le sens de rotation des noyaux est inversé par une autre impulsion haute fréquence, ils se remettent en phase et le signal réapparaît. Cependant, l'intensité du deuxième signal est plus faible car certains noyaux ne sont plus en phase. Cette perte d'intensité du signal décrit la diffusion de l'eau. Plus le deuxième signal est faible, plus les noyaux ont diffusé dans la direction du champ de gradient et plus la résistance à la diffusion est également faible. Cependant, la résistance à la diffusion dépend à son tour de la structure interne des cellules nerveuses. Ainsi, à l'aide des données mesurées, la structure du tissu examiné peut être calculée et visualisée. L'imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion est fréquemment utilisée accident vasculaire cérébral diagnostic. En raison de l'échec du sodium-potassium pompes dans accident vasculaire cérébral, il existe de graves limitations dans le mouvement de diffusion. Cela devient immédiatement visible avec DW-MRI, alors qu'avec l'IRM conventionnelle, les changements ne peuvent souvent être enregistrés qu'après plusieurs heures. Un autre domaine d'application concerne la planification chirurgicale lors d'une chirurgie cérébrale. L'imagerie du tenseur de diffusion établit le tracé des voies nerveuses. Ceci doit être pris en compte lors de la planification chirurgicale. En outre, les images peuvent également montrer si une tumeur a déjà envahi la voie nerveuse. Cette méthode peut également être utilisée pour évaluer si une opération est prometteuse. De nombreuses maladies neurologiques et psychiatriques, telles que Alzheimer maladie, épilepsie, la sclérose en plaques, schizophrénie ou l'encéphalopathie du VIH, font désormais l'objet de recherches en imagerie par tenseur de diffusion. La question est de savoir quelles régions du cerveau sont affectées dans quelles maladies. L'imagerie par tenseur de diffusion est également de plus en plus utilisée comme outil de recherche pour les études en sciences cognitives.
Risques, effets secondaires et dangers
Malgré ses bons résultats dans le diagnostic des accidents vasculaires cérébraux, dans la préparation de la chirurgie cérébrale et comme outil de recherche dans de nombreux essais cliniques, l'imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion rencontre encore aujourd'hui des limites dans son application. Dans certains cas, la technique n'est pas encore complètement développée et nécessite une recherche et un développement intensifs pour l'améliorer. Par exemple, les mesures d'imagerie par résonance magnétique pondérées par diffusion ne fournissent souvent qu'une qualité d'image limitée car le mouvement de diffusion se manifeste uniquement par l'atténuation du signal mesuré. Peu de progrès ont également été réalisés avec une résolution spatiale plus élevée, car avec des le volume éléments les atténuations du signal disparaissent dans le bruit de l'appareil de mesure. De plus, un grand nombre de mesures individuelles sont nécessaires. Les données de mesure doivent être retraitées dans l'ordinateur afin de pouvoir corriger dans une certaine mesure les perturbations. Jusqu'à présent, il existe encore des problèmes pour représenter de manière satisfaisante un comportement de diffusion complexe. Selon l'état actuel de la technique, la diffusion au sein d'un voxel ne peut être enregistrée correctement que dans une seule direction. Des méthodes sont actuellement testées pour prendre simultanément des images pondérées en diffusion dans différentes directions. Ce sont des méthodes qui nécessitent une résolution angulaire élevée. Les méthodes d'évaluation et de traitement ultérieur des données nécessitent également une optimisation. Par exemple, des études antérieures comparaient les données obtenues à partir de l'imagerie par résonance magnétique pondérée par diffusion à partir de groupes plus importants de sujets. Cependant, en raison des différentes structures anatomiques des différents individus, cela peut conduire aux résultats d'étude trompeurs. Par conséquent, de nouvelles méthodes d'analyse statistique doivent également être développées.
