JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

هنا ، نقدم بروتوكولا لتطبيق معلمات التصوير النشر موتر لتقييم ضغط الحبل الشوكي.

Abstract

ضغط النخاع الشوكي المزمن هو السبب الأكثر شيوعا لضعف النخاع الشوكي لدي المرضي الذين يعانون من تلف النخاع الشوكي غير المؤلم. التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي (MRI) يلعب دورا هاما في كل من تاكيد التشخيص وتقييم درجه الضغط. ومع ذلك ، فان التفاصيل التشريحية التي تقدمها التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدية ليست كافيه لتقدير بدقه تلف الخلايا العصبية و/أو تقييم امكانيه استرداد الخلايا العصبية في مرضي ضغط النخاع الشوكي المزمن. وعلي النقيض من ذلك ، يمكن ان توفر التصوير الإشعاعي النشر (DTI) نتائج كميه وفقا للكشف عن انتشار جزيء الماء في الانسجه. في هذه الدراسة ، ونحن وضع اطار منهجي لتوضيح تطبيق DTI في مرض ضغط النخاع الشوكي المزمن. DTI كسور متباينة (FA), معاملات انتشار واضحة (ADCs), وقيم النواقل الوراثية مفيده لتصور التغيرات المرضية الهيكلية المجهرية في الحبل الشوكي. ولوحظ انخفاض FA والزيادات في ADCs وقيم الناقلات الوراثية في المرضي ضغط النخاع الشوكي المزمن بالمقارنة مع الضوابط الصحية. DTI يمكن ان تساعد الجراحين فهم شده أصابه الحبل الشوكي وتوفير معلومات هامه بشان التشخيص والانتعاش الوظيفي العصبية. في الختام ، يوفر هذا البروتوكول أداه حساسة ومفصله وغير غازيه لتقييم ضغط النخاع الشوكي.

Introduction

ضغط النخاع الشوكي المزمن هو السبب الأكثر شيوعا لimpairment1 النخاع الشوكي. يمكن ان يكون هذا الشرط بسبب التحجر الرباط الطولي الخلفي, ورم دموي, فتق القرص العنقي, تنكس الفقري, أو الأورام داخل العصب2,3. يمكن ان يؤدي ضغط النخاع الشوكي المزمن إلى درجات مختلفه من العجز الوظيفي ؛ ومع ذلك ، هناك حالات سريريه مع ضغط النخاع الشوكي خطيره دون اي اعراض عصبيه وعلامات ، وكذلك المرضي الذين يعانون من ضغط النخاع الشوكي معتدل ولكن العجز العصبي خطيره4. وفي ظل هذه الظروف ، فان التصوير الحساس ضروري لتقييم شده الضغط وتحديد مدي الضرر.

التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي يلعب دورا هاما في توضيح تشريح الحبل الشوكي. وعاده ما تستخدم هذه التقنية لتقييم درجه الضغط بسبب حساسيتها للانسجه الرخوة5. يمكن قياس العديد من المعلمات من التصوير بالرنين المغناطيسي ، مثل كثافة اشاره MR ، وتشكل الحبل ، ومنطقه القناة الشوكية. ومع ذلك ، فان التصوير بالرنين المغناطيسي له بعض القيود ولا يوفر سوي معلومات نوعيه بدلا من النتائج الكمية6. المرضي الذين يعانون من ضغط النخاع الشوكي المزمن غالبا ما يكون تغييرات اشاره غير طبيعيه من كثافة الرنين المغناطيسي. ومع ذلك ، فان الاختلافات بين الاعراض السريرية وتغيرات كثافة التصوير بالرنين المغناطيسي تجعل من الصعب تشخيص حاله وظيفية تستند فقط إلى خصائص التصوير بالرنين المغناطيسي7. الدراسات السابقة تسلط الضوء علي هذا الجدل من حيث القيمة النذيره لفرط التصوير بالرنين المغناطيسي T2 في cord8 الشوكي. وأفادت مجموعتان ان T2 فرط كثافة الحبل الشوكي هو المعلمة نذير الفقراء بعد عمليه جراحيه لcompression8 النخاع الشوكي المزمن ، 9. وفي المقابل ، وجد بعض الكتاب لا علاقة كبيره بين التغييرات الاشاره T2 والتكهن8،9. تشن وآخرون وفيدانتام وآخرون تقسيم التصوير بالرنين المغناطيسي T2 فرط الكثافة إلى فئتين المقابلة للنتائج نذير مختلفه10,11. اظهر النوع 1 الحدود الخافتة والضبابية وغير الواضحة ، وأظهرت هذه الفئة تغيرات نسيجيه معكوسه. قدمت الصور من النوع 2 الحدود المكثفة والمحددة جيدا ، والتي تتطابق مع الضرر الباثولوجي الذي لا رجعه فيه. تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي T1/T2 التقليدية لا توفر معلومات كافيه لتحديد هاتين الفئتين وتقييم تشخيص المريض. وعلي النقيض من ذلك ، قد تساعد تقنيه التصوير الأكثر تطورا ، DTI ، علي الحصول علي معلومات نذير أكثر تحديدا عن طريق الكشف الكمي عن التغيرات الهيكلية المجهرية في الانسجه عن طريق نشر جزيء الماء.

في السنوات الاخيره ، وقد حصلت DTI اهتماما متزايدا بسبب قدرتها علي وصف الهيكل المجهري الحبل الشوكي. DTI يمكن قياس اتجاه وحجم انتشار جزيء الماء في الانسجه. يمكن للمعلمات DTI تقييم كميا الاضرار العصبية في المرضي الذين يعانون من ضغط النخاع الشوكي المزمن. FA و ADC هي المعلمات الأكثر شيوعا المطبقة خلال تقييم الحبل الشوكي. قيمه FA يكشف عن درجه متباينة لتوجيه ألياف محواري المحيطة ووصف الحدود التشريحية12,13. قيمه ADC يوفر معلومات عن خصائص الحركة الجزيئية في العديد من الاتجاات في الفضاء ثلاثي الابعاد ويكشف عن متوسط الفرق علي طول المحاور الرئيسية الثلاثة6,12. وترتبط التغييرات في هذه المعلمات مع التعديلات الهيكلية المجهرية التي تؤثر علي انتشار جزيء الماء. ولذلك ، يمكن للجراحين استخدام/قياس المعلمات DTI لتحديد امراض الحبل الشوكي. توفر هذه الدراسة أساليب وعمليات DTI التي توفر معلومات نذير أكثر تفصيلا لعلاج المرضي الذين يعانون من ضغط النخاع الشوكي المزمن.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

تمت الموافقة علي الدراسة من قبل اللجنة المحلية للأخلاقيات الطبية في مستشفي قوانغتشو الشعبي الأول في الصين. ووردت استمارات الموافقة المستنيرة الموقعة من متطوعين ومشاركين أصحاء قبل المشاركة. وقد أجريت جميع الدراسات وفقا لإعلان الجمعية الطبية العالمية في هلسنكي.

1. اعداد الموضوع

  1. تاكد من ان كل مشارك يستوفي المعايير التالية لضغط النخاع الشوكي المزمن: ا) تاريخ فقدان الوظيفة العصبية الكبيرة ، ب) الفحص الجسدي الإيجابي لاعتلال النخاع ، و ج) دليل التصوير بالرنين المغناطيسي لضغط الحبل العنقي.
    ملاحظه: معايير الاستبعاد هي) عدم القدرة علي تقديم موافقه خطيه و (ب) العجز عن الحصول علي معلمات DTI من القطع الاثريه. بالنسبة للضوابط ، فان معايير التضمين هي: لا يوجد تاريخ لإصابات كبيره في الظهر أو الرقبة ، أو اضطرابات عصبيه ، أو جراحات العمود الفقري. ب) لا يوجد دليل التصوير بالرنين المغناطيسي للضغط الحبل العنقي.
  2. sk كل مشارك لإكمال وتوقيع نموذج الموافقة التي تسرد إرشادات السلامة بالرنين المغناطيسي وبروتوكول التصوير. وعلي وجه التحديد ، يتم فحص المرضي الذين يعانون من ضغط النخاع الشوكي المزمن عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي وبعد سنه واحده من الجراحة.
  3. السداد لكل مشارك. وضعها في موقف الضعيف مع لفائف الراس/الرقبة التي تضم منطقه عنق الرحم ، ومعلما علي مستوي غضروف الغدة الدرقية. تاكد من ان كل مشارك في وضع مريح يقلل من الحركة بشكل فعال.

2. الهيكلية الرنين المغناطيسي معلمات

ملاحظه: التشريحية T1 المرجح (T1 W) الصور ، T2 المرجح (T2 W) الصور ، و DTI المكتسبة علي الماسح الضوئي 3 تسلا التصوير بالرنين المغناطيسي مع لفائف الراس 16 قناه.

  1. استخدم صدي الاضطراب المتدرج السريع (FPGR) لمسح التعريب للحصول علي خرائط المواضع المحورية والسهميه والاكليليه.
  2. وضع خط تحديد المواقع السهمي مع خرائط الموقف الإكليلي للتاكد من ان خط الأساس لتحديد المواقع موازيه للقناه الشوكية (الحبل الشوكي); أولا تحديد موقع السهمي الطائرة T2 W ، ثم نسخ ولصق خط تحديد المواقع السهمي T1 W إلى خط تحديد المواقع W T2.
    1. استخدم معلمات التصوير التالية ل T1 w و T2 w السهمي التصوير: مجال الرؤية (فوف) = 240 مم × 240 مم ، حجم فوكسل = 1.0 مم × 0.8 مم × 3.0 مم ، فجوه الشريحة = 0.3 مم ، سماكه الشريحة = 3 مم ، عدد الاثاره (NEX) = 2 ، اضعاف الاتجاه = قدم/راس (FH) ، ووقت الارتداد (TE)/وقت التكرار (TR) = 10/700 مللي ثانيه (T1 W) و 101/2500 مللي ثانيه (T2 W). الحصول علي تسع صور السهمي تغطي كامل الحبل الشوكي العنقي.
  3. ضع الخط المحوري لتحديد الموقع علي صوره السهمي T2 W وغطي القرص الفقري من C2/3 إلى C6/7 ، وتوسيطه علي القطر الامامي للمساحة الفقرية. استخدام معلمات التصوير التالية: فوف = 180 مم × 180 مم ، حجم فوكسل = 0.7 مم × 0.6 مم × 3.0 مم ، سماكه الشريحة = 3 مم ، الاتجاه الطوى = الامامي/الخلفي (AP) ، NEX = 2 ، و TE/TR = 120/3000 مللي ثانيه.
  4. ضع الخط المحوري لتحديد الموقع علي صوره السهمي T2 W ، وتوسيطه علي القطر الامامي للمساحة الفقرية ، مع شرائح 45 التي تغطي الحبل الشوكي العنقي من C1 إلى C7.
    1. الحصول علي DTI عن طريق التسلسل التالي: طلقه واحده تدور-صدي صدي-مستو التصوير (SE-EPI) مع 20 اتجاات متعامدة. اتجاات انتشار غير مستو مع b-قيمه = 800 s/mm2.
    2. استخدم معلمات التصوير التالية: فوف = 230 مم × 230 مم ، مصفوفة الاستحواذ = 98 × 98 ، القرار المعاد بناؤه = 1.17 × 1.17 ، سماكه الشريحة = 3 مم ، الاتجاه القابل للطي = AP ، NEX = 2 ، عامل البرنامج الموسع = 98 ، و TE/TR = 74/8300 ms. توفير دوره زمنيه تلخص الخطوات في بروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي ، كما هو مبين في الشكل 1.
      ملاحظه: ويبين الشكل 1الدورة الزمنيه التي تلخص التصوير بالرنين المغناطيسي وبروتوكول dti.

3. صور المعالجة اللاحقة ومؤشرات قياس البيانات

  1. ينقل تلقائيا جميع الصور المسح الضوئي إلى Syngo السيد B17. تحميل T2 W السهمي والتصوير المحوري للمساحة الفقرية في واجهه التصوير والعثور علي الجزء الأكثر ضغطا من الحبل الشوكي العنقي.
  2. في واجهه العرض 2:1 ، تحميل صوره FA وانقر علي عرض الموضع: سلسله التبويب. عد وسجل مستوي اعلي ضغط من اعلي إلى أسفل خريطة الموقع.
  3. انقر فوق علامة التبويب ملف لتحديد صوره موتر ، ثم استخدم شريط أدوات التطبيقات في الأعلى اليسار من الشاشة لتحديد 3d العصبية (MR) لإنشاء تلقائيا ADC و FA خرائط ألوان.
  4. انتقل إلى مستوي اعلي موقع ضغط ، وإنشاء مناطق كرويه من الاهتمام (ROIs) من وحدات التخزين المتطابقة (بحجم 6 مم3) باستخدام علامة التبويب وضع التقييم البداية . يجب تحديد ROIs ، بما في ذلك الحبل الشوكي الداخلي لاستبعاد تاثيرات الحجم الجزئي للسائل النخاعي.
  5. حساب وعرض قيم FA و ADC في الجزء السفلي الأيسر من الشاشة تلقائيا. عرض القيم E1 و E2 و E3 بالنقر فوق شريط أدوات النشر واختيارها.
    ملاحظه: تم تنفيذ جميع القياسات من قبل اثنين من الاشعه اعمي للتفاصيل السريرية للمرضي. وحددت النتائج النهائية علي انها متوسط الاثنين.
  6. تنفيذ معالجه الصور من مجموعات البيانات DTI باستخدام محطه عمل Syngo MR B17 ميزه ، اتباع الخطوات التالية في الشكل 2.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

هذا هو ملخص للنتائج التي تم الحصول عليها من المتطوعين الأصحاء والمرضي الذين يعانون من اعتلال النخاع الفقاري العنقي. مكن البروتوكول الطبيب من عرض خرائط DTI. ويمكن ان تكون هذه التكنولوجيا بمثابه تدبير موضوعي لقياس الحالة الوظيفية في الظروف العامة. ويبين الشكل 3خرائط dti للمتطو...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

عاده ما يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي لتقييم تشخيص المرضي الذين يعانون من مختلف ظروف العمود الفقري. ومع ذلك ، فان طريقه التصوير هذه توفر تفاصيل تشريحيه مجهريه بدلا من تقييم البنية المجهرية14، مما يحد من التنبؤ بالوظيفة العصبية. وعلاوة علي ذلك ، قد يقلل التصوير با...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

وليس لدي المؤلفين ما يفصحون عنه.

Acknowledgements

وقد دعمت هذه الدراسة من قبل مشروع قوانغتشو للعلوم والتكنولوجيا في الصين (رقم 201607010021) ومؤسسه علوم الطبيعة في جيانغشي (No. 20142BAB205065)

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
3-Tesla MRI scannerSiemens40708Software: NUMARIS/4
Syngo MR B17Siemens40708Software: NUMARIS/4

References

  1. Sun, G. D., et al. A progressive compression model of thoracic spinal cord injury in mice: function assessment and pathological changes in spinal cord. Neural Regeneration Research. 12 (8), 1365-1374 (2017).
  2. Watanabe, N., et al. Neurological Recovery after Posterior Spinal Surgery in Patients with Metastatic Epidural Spinal Cord Compression. Acta Medica Okayama. 70 (6), 449(2016).
  3. Tatsui, C. E., et al. Spinal Laser Interstitial Thermal Therapy: A Novel Alternative to Surgery for Metastatic Epidural Spinal Cord Compression. Neurosurgery. 79 Suppl 1 (suppl_1), S73(2016).
  4. Zheng, W., et al. Application of Diffusion Tensor Imaging Cutoff Value to Evaluate the Severity and Postoperative Neurologic Recovery of Cervical Spondylotic Myelopathy. World Neurosurgery. 118, e849-e855 (2018).
  5. Ellingson, B. M., Salamon, N., Holly, L. T. Imaging techniques in spinal cord injury. World Neurosurgery. 82 (6), 1351-1358 (2014).
  6. Zhao, C., et al. Diffusion tensor imaging of spinal cord parenchyma lesion in rat with chronic spinal cord injury. Magnetic Resonance Imaging. 47, 25-32 (2018).
  7. Mohanty, C., Massicotte, E. M., Fehlings, M. G., Shamji, M. F. The Association of Preoperative Cervical Spine Alignment with Spinal Cord Magnetic Resonance Imaging Hyperintensity and Myelopathy Severity: Analysis of a Series of 124 Cases. Spine. 40 (1), 11-16 (2015).
  8. Tetreault, L. A., et al. Systematic review of magnetic resonance imaging characteristics that affect treatment decision making and predict clinical outcome in patients with cervical spondylotic myelopathy. Spine. 38 (22 Suppl 1), S89(2013).
  9. Nouri, A. The Role of Magnetic Resonance Imaging in Predicting Surgical Outcome in Patients with Degenerative Cervical Myelopathy. , University of Toronto. Master’s thesis (2015).
  10. Chen, C. J., Lyu, R. K., Lee, S. T., Wong, Y. C., Wang, L. J. Intramedullary high signal intensity on T2-weighted MR images in cervical spondylotic myelopathy: prediction of prognosis with type of intensity. Radiology. 221 (3), 789-794 (2001).
  11. Vedantam, A., Jonathan, A., Rajshekhar, V. Association of magnetic resonance imaging signal changes and outcome prediction after surgery for cervical spondylotic myelopathy. Journal of Neurosurgery Spine. 15 (6), 660(2011).
  12. Vedantam, A., et al. Diffusion tensor imaging of the spinal cord: insights from animal and human studies. Neurosurgery. 74 (1), 1-8 (2014).
  13. Bazley, F. A., et al. DTI for assessing axonal integrity after contusive spinal cord injury and transplantation of oligodendrocyte progenitor cells. Conference Proceedings: Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2012 (4), 82-85 (2012).
  14. Lewis, M., Yap, P. T., Mccullough, S., Olby, N. The relationship between lesion severity characterized by diffusion tensor imaging and motor function in chronic canine spinal cord injury. Journal of Neurotrauma. 35 (3), (2018).
  15. Hagmann, P., et al. Understanding diffusion MR imaging techniques: from scalar diffusion-weighted imaging to diffusion tensor imaging and beyond. Radiographics. 26 Suppl 1 (suppl_1), S205(2006).
  16. Zheng, W., et al. Time course of diffusion tensor imaging metrics in the chronic spinal cord compression rat model. Acta Radiologica. , 284185118795335(2018).
  17. Jones, J. G., Cen, S. Y., Lebel, R. M., Hsieh, P. C., Law, M. Diffusion Tensor Imaging Correlates with the Clinical Assessment of Disease Severity in Cervical Spondylotic Myelopathy and Predicts Outcome following Surgery. American Journal of Neuroradiology. 34 (2), 471-478 (2013).
  18. Kerkovský, M., et al. Magnetic resonance diffusion tensor imaging in patients with cervical spondylotic spinal cord compression: correlations between clinical and electrophysiological findings. Spine. 37 (1), 48-56 (2012).
  19. Zheng, W., et al. Application of Diffusion Tensor Imaging Cutoff Value to Evaluate the Severity and Postoperative Neurologic Recovery of Cervical Spondylotic Myelopathy. World Neurosurgery. 118, e849-e855 (2018).
  20. Thurnher, M. M., Law, M. Diffusion-weighted imaging, diffusion-tensor imaging, and fiber tractography of the spinal cord. Magnetic Resonance Imaging Clinics of North America. 17 (2), 225-244 (2009).
  21. Cadotte, A., et al. Spinal Cord Segmentation by One Dimensional Normalized Template Matching: A Novel, Quantitative Technique to Analyze Advanced Magnetic Resonance Imaging Data. PLOS ONE. 10 (10), e0139323(2015).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

147 MRI MRI

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved