Φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού

Η φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού (φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού) παρέχει μη επεμβατικές πληροφορίες για τον μεταβολισμό του εγκεφάλου. Η φασματοσκοπία πρωτονίων 1H-MR βασίζεται στη «χημική μετατόπιση» - μια αλλαγή στη συχνότητα συντονισμού των πρωτονίων που αποτελούν διάφορες χημικές ενώσεις. Αυτός ο όρος εισήχθη από τον N. Ramsey το 1951 για να δηλώσει τις διαφορές μεταξύ των συχνοτήτων των μεμονωμένων φασματικών κορυφών. Η μονάδα μέτρησης της «χημικής μετατόπισης» είναι το ένα εκατομμυριοστό μέρος (ppm). Ακολουθούν οι κύριοι μεταβολίτες και οι αντίστοιχες τιμές χημικής μετατόπισης, οι κορυφές των οποίων προσδιορίζονται in vivo στο φάσμα μαγνητικού συντονισμού πρωτονίων:

• NAA - Ν-ακετυλοασπαρτικό (2,0 ppm);
• Χοληστερόλη (3,2 ppm);
• Cr - κρεατίνη (3,03 και 3,94 ppm)
• ml - μυοϊνοσιτόλη (3,56 ppm).
• Glx - γλουταμινικό και γλουταμίνη (2,1-2,5 ppm).
• Λακ - γαλακτικό (1,32 ppm);
• Σύμπλοκο λιπιδίων χειλιών (0,8-1,2 ppm).

Επί του παρόντος, δύο κύριες μέθοδοι χρησιμοποιούνται στη φασματοσκοπία μαγνητικής τομογραφίας πρωτονίων - η φασματοσκοπία μαγνητικής τομογραφίας ενός voxel και η φασματοσκοπία μαγνητικής τομογραφίας πολλαπλών voxel (απεικόνιση χημικής μετατόπισης) - ταυτόχρονος προσδιορισμός φασμάτων από διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Η πολυπυρηνική φασματοσκοπία μαγνητικής τομογραφίας που βασίζεται στο σήμα μαγνητικής τομογραφίας του φωσφόρου, του άνθρακα και ορισμένων άλλων ενώσεων έχει επίσης εφαρμοστεί στην πράξη.

Στη φασματοσκοπία 1H-MR με ένα voxel, επιλέγεται μόνο μία περιοχή (voxel) του εγκεφάλου για ανάλυση. Αναλύοντας τη σύνθεση συχνότητας στο φάσμα που καταγράφεται από αυτό το voxel, λαμβάνεται μια κατανομή ορισμένων μεταβολιτών στην κλίμακα χημικής μετατόπισης (ppm). Η αναλογία μεταξύ των κορυφών των μεταβολιτών στο φάσμα, η μείωση ή η αύξηση του ύψους των μεμονωμένων κορυφών του φάσματος επιτρέπουν μια μη επεμβατική αξιολόγηση των βιοχημικών διεργασιών που συμβαίνουν στους ιστούς.

Η φασματοσκοπία MP πολλαπλών ογκοστοιχείων παράγει φάσματα MP για πολλά ογκοστοιχεία ταυτόχρονα και επιτρέπει τη σύγκριση των φασμάτων μεμονωμένων περιοχών στην περιοχή μελέτης. Η επεξεργασία δεδομένων φασματοσκοπίας MP πολλαπλών ογκοστοιχείων καθιστά δυνατή την κατασκευή ενός παραμετρικού χάρτη της τομής, στον οποίο η συγκέντρωση ενός συγκεκριμένου μεταβολίτη σημειώνεται με χρώμα, και την οπτικοποίηση της κατανομής των μεταβολιτών στην τομή, δηλαδή τη λήψη μιας εικόνας σταθμισμένης με βάση τη χημική μετατόπιση.

Κλινική εφαρμογή της φασματοσκοπίας μαγνητικής τομογραφίας. Η φασματοσκοπία μαγνητικής τομογραφίας χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα για την αξιολόγηση διαφόρων ογκομετρικών αλλοιώσεων του εγκεφάλου. Τα δεδομένα της φασματοσκοπίας μαγνητικής τομογραφίας δεν επιτρέπουν μια αξιόπιστη πρόβλεψη του ιστολογικού τύπου του νεοπλάσματος, ωστόσο, οι περισσότεροι ερευνητές συμφωνούν ότι οι καρκινικές αποφύσεις χαρακτηρίζονται γενικά από χαμηλό λόγο NAA/Cr, αύξηση του λόγου Cho/Cr και, σε ορισμένες περιπτώσεις, την εμφάνιση μιας κορυφής γαλακτικού οξέος. Στις περισσότερες μελέτες μαγνητικής τομογραφίας, η φασματοσκοπία πρωτονίων χρησιμοποιήθηκε στη διαφορική διάγνωση αστροκυττωμάτων, επενδυμωμάτων και πρωτόγονων νευροεπιθηλιακών όγκων, πιθανώς καθορίζοντας τον τύπο του ιστού του όγκου.

Στην κλινική πράξη, είναι σημαντικό να χρησιμοποιείται η φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού (MR) στην μετεγχειρητική περίοδο για τη διάγνωση της συνεχιζόμενης ανάπτυξης του όγκου, της υποτροπής του όγκου ή της νέκρωσης από ακτινοβολία. Σε σύνθετες περιπτώσεις, η φασματοσκοπία 1H-MR γίνεται μια χρήσιμη πρόσθετη μέθοδος στη διαφορική διάγνωση μαζί με την απεικόνιση με στάθμιση διάχυσης. Στο φάσμα της νέκρωσης από ακτινοβολία, ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι η παρουσία της λεγόμενης νεκρής κορυφής, ενός ευρέος συμπλόκου γαλακτικού-λιπιδίου στην περιοχή των 0,5-1,8 ppm σε φόντο πλήρους μείωσης των κορυφών άλλων μεταβολιτών.

Η επόμενη πτυχή της χρήσης της φασματοσκοπίας μαγνητικού συντονισμού είναι η διάκριση μεταξύ νεοανιχνευμένων πρωτοπαθών και δευτεροπαθών αλλοιώσεων, η διαφοροποίησή τους από μολυσματικές και απομυελινωτικές διεργασίες. Τα πιο ενδεικτικά αποτελέσματα είναι η διάγνωση εγκεφαλικών αποστημάτων με βάση τη χρήση εικόνων με στάθμιση διάχυσης. Στο φάσμα του αποστήματος, στο πλαίσιο της απουσίας κορυφών των κύριων μεταβολιτών, παρατηρείται η εμφάνιση μιας κορυφής του συμπλόκου λιπιδίων-γαλακτικού και κορυφών ειδικών για το περιεχόμενο του αποστήματος, όπως το οξικό και το ηλεκτρικό (προϊόντα αναερόβιας γλυκόλυσης βακτηρίων), τα αμινοξέα βαλίνη και λευκίνη (αποτέλεσμα πρωτεόλυσης).

Η βιβλιογραφία μελετά επίσης εκτενώς το πληροφοριακό περιεχόμενο της φασματοσκοπίας μαγνητικού συντονισμού στην επιληψία, στην αξιολόγηση μεταβολικών διαταραχών και εκφυλιστικών αλλοιώσεων της λευκής ουσίας του εγκεφάλου σε παιδιά, σε τραυματική εγκεφαλική βλάβη, εγκεφαλική ισχαιμία και άλλες ασθένειες.

[ 1 ], [ 2 ]