Εισαγωγικά στοιχεία
Η Απεικόνιση Μαγνητικού Συντονισμού εφ’εξής MRI, είναι ένα από τα σημαντικότερα απεικονιστικά και διαγνωστικά εργαλεία με χρησιμότητα σε πολλές ειδικότητες και με δυνατότητες λεπτομερέστατης απεικόνισης ανατομικών δομών του οργανισμού, οι οποίες δεν μπορούν να αναδειχθούν με τόσο μεγάλη ευκρίνεια σε άλλες απεικονιστικές μεθόδους. (Andrew ER, 1992)
Η MRI βασίζεται στο φαινόμενο του Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού για να παραχθεί μια ευκρινέστατη απεικόνιση. Ο Πυρηνικός Μαγνητικός Συντονισμός είναι η διαδικασία κατά την οποία ένας ισχυρός μαγνήτης, δηλαδή ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, προσανατολίζει τα πρωτόνια που υπάρχουν μέσα στον οργανισμό προς συγκεκριμένες κατευθύνσεις, με σκοπό την ανάδειξη των δομών που τα περιέχουν. Στον άνθρωπο, τα πρωτόνια βρίσκονται σε αφθονία, ειδικά λόγω της ύπαρξης άφθονης ποσότητας υδρογόνου 1H. Οι πυρήνες υδρογόνου, λοιπόν, που αγγίζουν σε ποσότητα το 70% του συνόλου των ατόμων στον άνθρωπο, όταν προσανατολιστούν προς κάποια συγκεκριμένη κατεύθυνση μέσω του μαγνήτη, εκπέμπουν ένα σήμα συγκεκριμένης συχνότητας, το οποίο λαμβάνεται και αναλύεται από τους υπολογιστές με αποτέλεσμα να δημιουργείται μια απεικόνιση. Αυτή είναι μια εξαιρετικά απλοποιημένη εξήγηση του τρόπου δημιουργίας μιας απεικόνισης με MRI και έχει γίνει για τα πλαίσια της οικονομίας του άρθρου.
Ο συνδυασμός του ισχυρού μαγνητικού πεδίου και των ιόντων υδρογόνου έχει δημιουργήσει μια εξαιρετικά χρήσιμη απεικονιστική μέθοδο, η οποία, παρόλο που είναι κοστοβόρα, προσφέρει μεγάλη ασφάλεια στους ασθενείς και στους επαγγελματίες υγείας, αφού δεν χρησιμοποιείται ιοντίζουσα ακτινοβολία για την διενέργειά της, σε αντίθεση με απλούστερες μεθόδους, όπως η απλή ακτινογραφία και η αξονική τομογραφία. (Damadian R, 2001)
Φάσεις-Απεικονιστικά πρότυπα της MRI
Ανάλογα με την κατεύθυνση προσανατολισμού των ιόντων υδρογόνου και με την ισχύ του μαγνητικού πεδίου, τα ιόντα αυτά εκπέμπουν ένα σήμα διαφορετικής συχνότητας, το οποίο αντιλαμβάνεται από τους αναλυτές σήματος και τους υπολογιστές, ως μια διαφορετική φάση απεικόνισης. Έτσι, διακρίνουμε δύο κύριες φάσεις απεικόνισης του Μαγνητικού Συντονισμού, οι οποίες ονομάζονται ακολουθίες και αποτελούν τις T1 και T2 ακολουθίες. Ταυτόχρονα, από αυτές τις ακολουθίες και με τις κατάλληλες ρυθμίσεις του μηχανήματος, προκύπτουν και ορισμένες επιπλέον ακολουθίες που μας προσανατολίζουν σε συγκεκριμένες διαγνώσεις, όπως η ακολουθία Flair, η ακολουθία διάχυσης (Diffusion Weighted Image, DWI), η ακολουθία επιδεκτικότητας (Susceptibility Weighted Image, SWI), η ακολουθία τανυστούς διάχυσης (Diffusion Tensor Imaging, DTI), η Apparent Diffusion Coefficient (ADC) και σε όλες αυτές τις ακολουθίες, μπορεί να γίνει έγχυση παραμαγνητικής ουσίας, δηλαδή σκιαγραφικού, για την καλύτερη απεικόνιση συγκεκριμένων δομών. Τέλος, υπάρχει η δυνατότητα απεικόνισης των αγγείων μιας ανατομικής δομής με τη χρήση Μαγνητικής Αγγειογραφίας (MRA).
Κάθε μία από αυτές τις ακολουθίες χρησιμοποιείται για την ακτινολογική διαφορική διαγνωστική πολλών παθήσεων και για αυτό το λόγο, κατά την διενέργεια μιας MRI, λαμβάνονται από τον ακτινολόγο, συνήθως, όλες οι παραπάνω ακολουθίες. (Morreli, Runge VM, 2011)
Μαγνητική Τομογραφία στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα
Κάθε ακολουθία στη Μαγνητική Τομογραφία διαδραματίζει και έναν διαφορετικό ρόλο στη διαφορική διάγνωση παθήσεων του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος.
Ακολουθία Τ1: στην Τ1 ακολουθία της απεικόνισης του εγκεφάλου, το εγκεφαλονωτιαίο υγρό είναι μαύρο, τα οστά είναι άσπρα, η φαιά ουσία του εγκεφάλου, δηλαδή ο φλοιός απεικονίζεται ως σκούρο γκρι ενώ η λευκή ουσία του εγκεφάλου απεικονίζεται ως γκρι ανοιχτό.
Ακολουθία Τ2: στην Τ2 ακολουθία της απεικόνισης του εγκεφάλου, το εγκεφαλονωτιαίο υγρό είναι λευκό, τα οστά είναι σκουρόχρωμα, η φαιά ουσία του εγκεφάλου, δηλαδή ο φλοιός απεικονίζεται ως ανοιχτό γκρι ενώ η λευκή ουσία του εγκεφάλου απεικονίζεται ως γκρι σκούρο, με άλλα λόγια, αντίθετα από την Τ1 ακολουθία.
Ακολουθία FLAIR: η ακολουθία αυτή είναι «συγγενής» με την ακολουθία Τ2 ως προς τα πρότυπα απεικόνισης, με τη μόνη διαφορά πως στην ακολουθία FLAIR το εγκεφαλονωτιαίο υγρό εμφανίζεται ως μαύρο και όχι ως λευκό. Χρησιμοποιείται πιο πολύ στην εντόπιση εμφράκτων, στηνπολλαπλή σκλήρυνση και στις υπαραχνοειδείς αιμορραγίες.
Ακολουθία DWI: η ακολουθία αυτή είναι κοντινή σε πρότυπα με την FLAIR, έχοντας μαύρο χρώμα στο ΕΝΥ και τη λευκή ουσία πιο σκουρόχρωμη από την φαιά του εγκεφάλου. Η ακολουθία αυτή είναι ουσιαστικά σχεδιασμένη να εντοπίζει ισχαιμικές αλλοιώσεις και νεκρωτικές περιοχές, καθώς και οίδημα κυτταροτοξικού τύπου, αλλά και να συμβάλλει στη διάκριση μεταξύ αποστημάτων και νεοπλασιών.
Ακολουθία ADC: η ακολουθία αυτή είναι κοντά με τα πρότυπα της Τ2 ακολουθίας, έχοντας λευκό χρώμα στο ΕΝΥ, αλλά το εγκεφαλικό παρέγχυμα δεν είναι εύκολα διακριτό σε φαιά και λευκή ουσία. Η ακολουθία αυτή είναι σχεδιασμένη για τους ίδιους διαγνωστικούς λόγους με την DWI.
Ακολουθία SWI: η ακολουθία SWI απεικονίζει το ΕΝΥ ως σκουρόχρωμο και δεν εμφανίζει ιδιαίτερες χρωματικές διαφορές μεταξύ λευκής και φαιάς ουσίας του παρεγχύματος. Ουσιαστικά είναι σχεδιασμένη να εντοπίζει αποτιτανώσεις και παραμαγνητικές ουσίες, όπως για παράδειγμα το αίμα, τις οποίες απεικονίζει ως μαύρες.
Αυτές οι ακολουθίες είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες για την Μαγνητική Τομογραφία. (Valentinis F, Tuniz F, 2011)
Ένταση σήματος στην MRI ανάλογα με την παθολογία
Στην παράγραφο αυτή θα μελετηθούν οι ακολουθίες της μαγνητικής τομογραφίας που εμφανίζουν αυξημένη ένταση σήματος, η οποία οφείλεται σε συγκεκριμένες παθολογίες.
- Παρουσία αίματος: στην οξεία φάση μιας αιμορραγίας ή ενός αιματώματος, δηλαδή 1-3 ημέρες από την αρχή της αιμορραγίας, η συλλογή αίματος εμφανίζεται ισόπυκνη σε ένταση σήματος με το εγκεφαλικό παρέγχυμα στην Τ1 ακολουθία και υπόπυκνη στην Τ2 ακολουθία. Στην υποξεία φάση, δηλαδή 3-14 ημέρες μετά την αιμορραγία, τόσο στην Τ1 ακολουθία όσο και στην Τ2, το αίμα εμφανίζεται υπέρπυκνο σε σήμα. Στη χρόνια φάση, δηλαδή 14 ή και περισσότερες μέρες μετά την αιμορραγία, το σήμα στην Τ1 ακολουθία είναι υπόπυκνο, ενώ στην Τ2 ακολουθία παραμένει υπέρπυκνο. (Molina CA, 2005)
- Παρουσία οιδήματος-ισχαιμίας: το οίδημα στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα χωρίζεται σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με το αίτιο προέλευσής του. Συναντάται το κυτταροτοξικό οίδημα και το αγγειογενές οίδημα. Το κυτταροτοξικό οίδημα προκύπτει συνήθως λόγω της νέκρωσης ενός σημείου του παρεγχύματος λόγω ισχαιμίας, χωρίς να συνυπάρχει διαταραχή του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Το αγγειογενές οίδημα οφείλεται σε διαταραχές της ακεραιότητας του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και προκύπτει σε καταστάσεις, όπως ο καρκίνος και τα τραύματα. Ο πιο εύκολος τρόπος διαχωρισμού των δύο ειδών οιδήματος είναι η παρατήρηση της κατανομής τους. Το κυτταροτοξικό οίδημα οδηγεί σε απώλεια της δυνατότητας διάκρισης της φαιάς από τη λευκή ουσία και συνήθως, στις απεικονίσεις, εμφανίζει ομοιόμορφη, σαφώς περιγεγραμμένη κατανομή. Το αγγειογενές οίδημα από την άλλη, μερικές φορές μπορεί να προκαλεί την ασαφοποίηση των ορίων λευκής και φαιάς ουσίας, αλλά το κύριο χαρακτηριστικό του είναι ότι εμφανίζει στις απεικονίσεις προσεκβολές εν είδη «δακτύλων» ή finger-like projections.
Το κυτταροτοξικό οίδημα στην Τ1 ακολουθία εμφανίζεται υπόπυκνο, ενώ στην Τ2 και στην FLAIR ακολουθία το σήμα είναι αυξημένο και εμφανίζεται υπέρπυκνο. Στις ακολουθίες αυτές όμως, το κυτταροτοξικό οίδημα δεν εμφανίζεται αμέσως μετά το επεισόδιο που το προκάλεσε αλλά 6-8 ώρες περίπου μετά. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιούμε τις ακολουθίες DWI και ADC, οι οποίες απεικονίζουν με μεγάλη ευαισθησία το κυτταροτοξικό οίδημα, η πρώτη ως υπέρπυκνο και η δεύτερη ως υπόπυκνο, ακόμα και 30 λεπτά μετά το επεισόδιο που προκάλεσε το οίδημα αυτό.
Το αγγειογενές οίδημα στην Τ1 ακολουθία εμφανίζεται και αυτό υπόπυκνο, ενώ στην T2 ακολουθία εμφανίζεται υπέρπυκνο, όπως επίσης και στην FLAIR. (Zerna C, Thomalla G, 2018) —Παρουσία φλεγμονώδους διεργασίας: μια χαρακτηριστική περίπτωση φλεγμονώδους διεργασίας στο ΚΝΣ είναι οι βλάβες της Σκλήρυνσης Κατά Πλάκας. Στην Τ1 ακολουθία οι βλάβες της ΣΚΠ εμφανίζονται με μειωμένη ένταση σήματος και άρα υπόπυκνες, ενώ στην Τ2 ακολουθία και στην FLAIR, οι βλάβες έχουν αυξημένη ένταση σήματος και είναι υπέρπυκνες. (Kamalian S, 2019)
- Παρουσία νεοπλασματικής εξεργασίας ή αποστήματος: τόσο τα νεοπλάσματα όσο και τα αποστήματα στη Μαγνητική Τομογραφία έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά που τα καθιστούν δυσδιάκριτα μεταξύ τους. Στην Τ1 ακολουθία απεικονίζονται και τα δύο ως υπόπυκνες αλλοιώσεις, ενώ στις Τ2 και FLAIR ακολουθίες, απεικονίζονται ως υπέρπυκνα στοιχεία. Σε αυτή την περίπτωση, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο και πάλι η ακολουθία DWI και η ADC, καθώς σε αυτές τις ακολουθίες, τα νεοπλάσματα και τα αποστήματα εμφανίζουν διαφορετική ένταση σήματος. Τα αποστήματα στην DWI είναι υπέρπυκνα σε αντίθεση με τα νεοπλάσματα που είναι υπόπυκνα και στην ADC συμβαίνει ακριβώς το ανάποδο. (Robin Smithius, 2008)
- Παρουσία υδροκεφάλου: η παρουσία ή όχι υδροκεφάλου διαγνωστικά γίνεται με τη χρήση της αξονικής τομογραφίας εγκεφάλου, ωστόσο, στην μαγνητική τομογραφία υπάρχουν σημαντικές ενδείξεις ύπαρξής του, όταν παρατηρούμε μεταβολή της έντασης του σήματος περικοιλιακά, σε συνδυασμό και με το ιστορικό του ασθενούς. Στην Τ1 ακολουθία παρατηρούμε περικοιλιακά μείωση της έντασης του σήματος, ενώ στην Τ2 ακολουθία παρατηρούμε περικοιλιακά αύξηση της έντασης του σήματος. Η μεταβολή στην ένταση του σήματος οφείλεται στην ελαφρά διαφυγή του ΕΝΥ προς του περικοιλιακό παρέγχυμα. (Vilela P, Rowley HA, 2017)
Οι εικόνες αποτελούν ακολουθίες FLAIR
- Παρουσία χαλκού: η παρουσία χαλκού στο ΚΝΣ υποδηλώνει επιβεβαίωση της νόσου Wilson, κατά την οποία παρατηρούνται εναποθέσεις χαλκού στην περιοχή των βασικών γαγγλίων. Η MRI αποτελεί εξέταση εκλογής για τη διάγνωση της νόσου και χαρακτηριστικά, στην Τ1 ακολουθία, οι εναποθέσεις του χαλκού εμφανίζουν μειωμένο σήμα και άρα είναι υπόπυκνες, ενώ στις ακολουθίες Τ2 και FLAIR, οι εναποθέσεις αυτές έχουν αυξημένο σήμα και άρα είναι υπέρπυκνες. Το ίδιο με τις ακολουθίες Τ2 και FLAIR, παρατηρείται και στην DWI, ενώ το αντίθετο, δηλαδή όπως στην Τ1, ισχύει για την ADC. (Vogelbaum MA, Brown PD, Messersmith H, 2022)
Η πρώτη εικόνα αποτελεί ακολουθία FLAIR και η δεύτερηT2
Παρουσία μετάλλων: τα κύρια μέταλλα που μπορεί να εναποτεθούν στο εγκεφαλικό παρέγχυμα και γενικότερα στο ΚΝΣ είναι ο σίδηρος, το ασβέστιο και ο μόλυβδος. Ωστόσο, το πρότυπο απεικόνισης για τη διάγνωση της παρουσίας μετάλλων στο ΚΝΣ είναι το ίδιο για όλα τα μέταλλα που μπορεί να βρεθούν στον οργανισμό. Ειδικότερα, στην Τ1 και ADC ακολουθία, οι περιοχές με εναπόθεση μετάλλων εμφανίζονται υπέρπυκνες, ενώ στις ακολουθίες T2, FLAIR και DWI, οι περιοχές αυτές εμφανίζονται υπόπυκνες. (Campos S, Davey P, Hird A, 2009)
Παρουσία μελανώματος στο ΚΝΣ: το μελάνωμα στο ΚΝΣ αποτελεί ένα ιδιαίτερο εύρημα της Μαγνητικής Τομογραφίας αφού πρόκειται για δευτεροπαθή εντόπιση ενός μεταστατικού νεοπλάσματος. Σε αντίθεση με τα υπόλοιπα νεοπλάσματα, το μελάνωμα στην ακολουθία Τ1 εμφανίζει αυξημένη ένταση σήματος και άρα είναι υπέρπυκνο, ενώ στην Τ2 ακολουθία και στην FLAIR εμφανίζει μειωμένη ένταση σήματος και άρα είναι υπόπυκνο. (Collins VP, Jones DTW, Giannini C, 2015)
- Παρουσία στοιχείων πλούσια σε πρωτεϊνες: οι παθήσεις εκείνες που περιλαμβάνουν απεικονιστικά ευρήματα εναποθέσεων στοιχείων που είναι πλούσια σε πρωτεΐνες είναι οι κολλοειδείς κύστες, η αμυλοείδωση και η νόσος prion. Η εξέταση εκλογής για την απεικόνιση της παρουσίας αυτών των παθήσεων στο ΚΝΣ είναι και πάλι η Μαγνητική Τομογραφία. Στην Τ1 ακολουθία τα ευρήματα είναι αυξημένης έντασης σήματος και άρα είναι υπέρπυκνα, ενώ στην Τ2 και στη FLAIR ακολουθία, τα ευρήματα είναι μειωμένης έντασης σήματος και άρα είναι υπόπυκνα. (Pope WB, 2018)
1η Εικόνα: Κολλοειδής κύστη/Τ1
2η Εικόνα: Αμυλοείδωση/Τ2
3η Εικόνα: Νόσος prion/T1
Όλα τα παραπάνω ευρήματα στις διάφορες ακολουθίες της Μαγνητικής Τομογραφίας μπορούν να συνοψιστούν ανάλογα με το αν εμφανίζουν αυξημένη ή μειωμένη ένταση σήματος στην Τ1 ή στην Τ2 ακολουθία σε έναν μνημονικό κανόνα.
Αυξημένη ένταση σήματος στην Τ1: SHIMMER
Αυξημένη ένταση σήματος στην Τ2/FLAIR: S2HI2NE
Σημείωση: όταν σε μία βασική ακολουθία συναντάμε αυξημένη ένταση σήματος, στην άλλη βασική ακολουθία, η ένταση σήματος είναι μειωμένη.
Πηγές για διάβασμα και ενδιαφέρον περιεχόμενο:
https://rsnaradiology.libsyn.com/point-of-care-brain-mri
https://podcasts.ox.ac.uk/magnetic-resonance-imaging-mri-and-its-role-research
https://my.clevelandclinic.org/health/diagnostics/22966-brain-mri
https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/mri/about/pac-20384768
Συντελεστές/Δημιουργοί: Τα Μέλη της Ομάδας του Klinikal GOMED
- Συγγραφέας Περιεχομένου: Σμάνης Γρηγόριος, MD, σε αναμονή για ειδικότητα Νευρολογίας
- Reviewer: Κυριακούλη Ιωάννα, MD, ειδικευόμενη Καρδιολογίας
- Coordinator: Σικόλας Αριστείδης, MD, Ειδικευόμενος Παθολογίας σε αναμονή για πλήρη ειδικότητα Καρδιολογίας
