Download - Jurnal of Radiology TERBARU
MRI pada Mulitipel Sklerosis: Keadaan Saat Ini
dan Prospek Kedepannya
Rohit Bakshi, MD, Alan J Thompson, MD, Maria A Rocca, MD, Daniel Pelletier, MD, Vincent
Dousset, MD, Frederik Barkhof, MD, Matilde Inglese, MD, Charles R G Guttmann, MD, Mark
A Horsfield, PhD, and Massimo Filippi, MD
Abstrak
Penggunaan MRI dalam penelitian atau manajemen klinis dari MS telah banyak
dipergunakan akhir-akhir ini, atau dalam tahap pengembangan bahkan perbaikan.
Aplikasi metode dalam MRI dibutuhkan untuk menentukan diagnosis dini atau
mengidentifikasi lebih bagus atau fenotip.
Peningkatan setelah proses tersebut dihasilkan lebih efisein dan ekstraksi lengkap
informasi dari gambar. Spektroskopi resonansi magnetik seharusnya lebih
mengingkatkan senstivitas dan spesifikasi dengan kekuatan yang lebih tinggi dan
seharusnya dapat mendeteksi susunan yang lebih kompleks metabolit-metabolitnya.
Pencitraan difusi lebih dekat tujuannya dalam menemukan konektivitas struktural dan,
dengan demikian, menentukan detail dari lesi pada lokasi-lokasi yang spesifik.
Gambaran sel yang spesifik terlihat lebih bagus menggunakan agen kontras resonansi
magnetik yang baru.
Korespondensi: Massimo Filippi, Neuroimaging Research Unit, Departemen Neurologi, Scientific Institute dan Universitas Ospedale San Raffaele, melalui Olgettina 60, 20132 Milan, Italia filippi.massimo @ hsr.it.KontributorRB dan MF dikoordinasikan Review. RB menyiapkan konsep awal dari pengenalan, penggunaan baru dari bagian data MRI konvensional (tindakan lesionbased), ultra-high bagian bidang MRI, dan kesimpulan. AJT menyiapkan rancangan awal diagnosis / klasifikasi dan optik-saraf bagian pencitraan. MAR disiapkan, dengan MF, sebuah konsep awal transfer magnet, fungsi dari MRI, dan bagian pencitraan korda spinalis. DP menyiapkan konsep awal dari proton MR spektroskopi dan pencitraan bagian myelin. VD menyiapkan konsep awal dari bagian agen kontras baru. FB menyiapkan konsep awal dari bagian atrofi. MI menyiapkan konsep awal dari bagian pencitraan perfusi. CRGG disiapkan dengan RB, sebuah konsep awal penggunaan baru dari data MRI konvensional (lesi berbasis tindakan).Persiapan MAH dengan MF, sebuah konsep awal bagian pencitraan difusi dan menyusun paragraf setelah akhir proses. MF menyiapkan konsep awal dari transfer magnet, pencitraan difusi, fungsi dari MRI, pencitraan saraf tulang belakang, dan bagian kesimpulan. Semua penulis berkolaborasi dalam semua langkah dalam mempersiapkan naskah.Konflik kepentingan
National Institutes of Health, November 2008 Page 1
RB telah menerima honorarium untuk kuliah dan biaya perjalanan, dan biaya konsultasi sebagai penyidik dalam uji coba pengobatan sebelumnya dan percobaan dari Biogen Idec, Genentech, Merck Serono-, Teva Neuroscience, dan Pepgen. AJT melayani di dewan penasehat untuk Novartis dan Genentech, ketua Data Teva, keselamatan, dan komite pemantauan untuk GA untuk ALS , dan telah menerima honor untuk mengajar dari Bayer Schering-Merck dan-Serono. MAR telah menerima kompensasi pribadi untuk kegiatan berbicara dari Merck Serono-dan-Biogen Dompè. DP telah menerima kompensasi pribadi untuk kegiatan berbicara dan jasa konsultasi dari Biogen Idec, Teva Neuroscience, Synar Inc, dan Genentech. VD telah menerima honorarium dari Biogen dan Guerbet untuk kuliah dan biaya perjalanan. FB telah menerima kompensasi pribadi untuk jasa konsultasi dari Merck Serono-, Bayer Schering-, Biogen Idec, Novartis, Aventis, Wyeth, dan Teva. MI telah menerima honor untuk mengajar dari Teva Neuroscience. CRGG telah menerima honorarium untuk kuliah dan biaya perjalanan, dan konsultasi biaya sebagai penyidik dalam uji coba pengobatan sebelumnya dan percobaan dari Biogen Idec, Merck Serono-, Teva Neuroscience, dan Pepgen. MAH telah menerima biaya konsultasi untuk bekerja dalam percobaan pengobatan sebelumnya dan arus dari Teva, Merck Serono-, dan Bayer Schering-. MF memiliki honorarium untuk kuliah dan biaya perjalanan, dan biaya konsultasi sebagai penyidik dalam uji coba pengobatan sebelumnya dan arus dari Teva, Merck Serono-, Bayer Schering-, Biogen-Dompè, Genmab, dan Pepgen.Pencitraan fraksi air mielin membawa harapan menyediakan ukuran spesifik bagi konten mielin. Penyaringan yang sangat tinggi pada MRI meningkatkan sensitivitas, tetapi juga memperlihatkan tantangan teknik yang baru.Pada ulasan berikut ini memperlihatkan perkembangan MRI pada MS, dan juga kemajuan pada pencitraan tulang punggung, saraf optik, perfusi MRI, dan fungsional MRI. Kecanggihan alat ini meningkatkan kemampuan dalam mendiagnosa, memonitor, dan memahami patofisiologi dari MS.
Pendahuluan
MRI berperanan sangat besar dalam menginvestigasi secara ilmiah dan manajemen
klinis dari MS. Namun, beberapa keterbatasan yang telah digunakan, seperti sensitivitas
yang rendah dari MRI konvensional dalam keterlibatan zat abu-abu dan kerusakan difus
pada zat putih.
Ditambah lagi, MRI konvensional hanya memperlihatkan keterbatasannya dengan status
klinis. Sebagai pengguna baru MRI konvensional dikembangkan dan mentode non
konvensional berlanjut, peneliti juga memperhatikan klinisi dari kerusakan jaringan-
jaringan pada MS. Bagaimanapun juga, adanya kebutuhan untuk memperbaiki teknik-
teknik dan secara klinis mengesahkan ketersediaannya peralatan sehingga alat tersebut
dapat digunakan secara tepat.
Tujuan dari peneliti untuk meninjau penerapan MRI pada kasus MS akhir-akhir ini
diperbincangkan. Peneliti menjelaskan bagaimana teknik-teknik baru ini akan
membantu dalam mendiagnosis, memonitor, dan menemukan patofisiologi dari
penyakit.
National Institutes of Health, November 2008 Page 2
Topik-topik akan memasukkaan diagnosis dan klassifikasi pasien-pasien, baru
menggunakan secara konvensional yang diperoleh dari data MRI, spektroskopi
resonansi magnetik proton (1H-MRS), pencitraan pemindahan magnetik, pencitraan
difusi, fungsional MRI, pencitraan nervus ooptikus, pencitraan tulang punggung,
pencitraan fraksi air mielin, perfusi MRI, dan MRI di lapangan yang kekuatannya lebih
dari 1,5 T.
Bagian-bagian yang dimulai dengan ringkasan dari keadaan saat ini, diikuti dengan
diskusi dan teknik baru atau pendekatan yang ditujukan kepada mereka yang
membutuhkan.
Keadaan sekarang dan mendekati nanti
Diagnosis dan klasifikasi
Beberapa tahun ke belakang belum pernah terjadi sebelumnya jumlah publikasi yang
ditujukan kepada kriteria diagnosis MS, terutama konsekuensi peningkatan penggunaan
MRI, dan penerimaan bahwa MRI lebih akurat dalam segi ruang dan waktu, ditambah
dengan kondisi yang menyerupai MS.
Dengan adanya MRI, penelitian menaruh perhatian pada kriteria diagnositik yang
memiliki spesifitas yang tinggi.Dengan demikian, pada tahun 2005 dimodifikasi kriteria
McDonald yang mempunyai pendekatan yang lebih mudah dalam memanajemen waktu
dan ruang. Yang mana kriteria ini agak lebih sensitif dari pada kriteria McDonald pada
tahun 2001, dalam mempertahankan spesifitasnya yang tinggi.
Dalam kriteria tersebut dapat diandalkan diagnosis MS yang dibuat selama tahun
setelah onset secara klinis khas diisolasi sugestif sindrom MS. Keuntungan utama dari
kriteria yang terbaru mereka tidak memerlukan penggunaan agen kontras, yang mana
menghemat waktu dan biaya.
Kerugiannya agak sedikt kekurangan informasi diagnosis banding, dan secara tetap
seharusnya digunakan dengan hati-hati pada pasien yang tua. Tantangan ditujukan
dalam pembuktian yang lebih baik dalam menentukan secara akurat lesi yang terlihat
pada MRI konvensional tulang punggung dan menilai kriteria diagnostik pada
prospektif studi di pusat non spesialis
National Institutes of Health, November 2008 Page 3
Kontribusi MRI lebih lanjut adalah untuk mengukur derajat kerusakan jaringan,
termasuk perubahan difus, dan potensial yang sensitifitasnya lebih tinggi untuk menilai
adanya kelainan. Peneliti juga ingin mengetahui bahwa metode-metode MRI akan
menilai lebih baik resiko konversi secara klinis sindrom MS dan pendekatan
pencitraannya.
Pasien-pasien dengan MS, klassifikasi di buat berdasarkan pola-pola resonansi magnetik
dari keterlibatan SSP yang sulit, dan differensiasi antara sindrom diisolasi secara klinis,
residif MS, progresif sekunder MS dengan peningkatan beban lesi, pengurangan volume
otak, dan peningkatan perubahan difus pada jaringan otak yang terlihat normal.
Teknik resonansi magnetik menjadi lebih spesifik secara patologik, terdapat potensi
untuk mengeksplorasi klassifikasi patologik diusulkan oleh Lassmann dan kolega.
Meskipun teknik MRI ke depan lebih akurat dan klassifikasi biologi langsung dari MS,
MRI menyediakan pendekatan yang bervariasi ke pasien-pasien fenotip dengan MS
selama hubungannya dengan klassifikasi biologik.
Penggunaan baru data MRI konvensional
Ukuran berdasarkan lesi- Penilaian MRI konvensional lesi pada pencitraan non kontras
T1 dan T2, dan gadolinium ditingkatkan pencitraan T1, menyediakan peralatan penting
untuk memonitor penyakit tertentu.
Salah satu pendekatan melibatkan analisis serial gambar untuk belajar dinamis pixel-
wise sinyal perubahan berkaitan dengan lesi evolusi. Perubahan dalam pola
perkembangan lesi individu yaitu perubahan menyeluruh proses patologis yang lebih
degeneratif bahkan adanya atrofi yang menyebabkan kecacatan.
Ukuran yang berdasarkan atrofi-selama beberapa tahun, akhir-akhir ini telah
mendapatkan minat yang banyak dalam pengukuran atrofi SSP di MS.
Perkembangan telah dipicu oleh penggunaan teknik MRI untuk menentukan topografi
dan tingkat atrofi, dengan kemungkinan memvisualisasikan proses ini dengan akurasi
sub-voxel (gambar 2). Dengan menggunakan pendekatan berbasis MRI, volume
serebral perubahan dapat diukur dalam waktu yang relatif singkat.17Yang menarik
adalah eksplorasi asosiasi antara daerah pola atrofi dan spesifik fungsian menggunakan
berbasis voxel morphometry.
National Institutes of Health, November 2008 Page 4
Untuk melihat seberapa banyak jaringan yang rusak, kita perlu memahami, misalnya,
hubungan antara daerah atrofi dan kerusakan saluran materi putih, dan dampak
klinisnya.
Penyebaran dari kerusakan otak merupakan salah satu tantangan utama untuk
mengatasinya. Distribusi topografi hilangnya volume otak telah muncul sebagai salah
satu tantangan utama untuk diatasi.
Hilangnya jaringan tampaknya mempengaruhi materi abu-abu lebih dari materi putih
pada pasien dengan MS; Selain itu, antara struktur grey-materi, basal ganglia dan
thalamus yang paling rentan terhadap atrofi.
Metode terbaik untuk segmentasi dan karakterisasi dari abu-abu-materi atrofi tetap
harus ditentukan. Variabel lain adalah berbagai metode yang tersedia untuk menentukan
daerah abu-abu-materi atrofi, seperti sepenuhnya otomatis (misalnya, berbasis voxel
morphometry) 18,19 dan semi-otomatis (berbasis atlas) segmentation.21,22 Uji klinis
sekarang menggabungkan serebral volume pengukuran untuk menentukan efektivitas
eksperimental treatments.16,23
Namun, meskipun perubahan volume serebral dianggap menunjukkan atrofi serebral,
faktor-faktor yang menyulitkan mencakup efek osmotik agen (misalnya, alkohol) dan
pengubah dari proses penuaan alami, seperti APOE status.16 Hari pengobatan ujian telah
menunjukkan penurunan volume serebral setelah inisiasi imunomodulator pengobatan
dengan kortikosteroid, natalizumab, interferon beta atau immunoablation yang diikuti
oleh stem-cell transplantation.16,23-25
Perubahan jangka pendek mungkin didorong sebagian oleh osmotik dan anti-inflamasi
efek, disebut sebagai pseudo-atrophy. Lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk
membantu atrofi benar terpisah dari pseudo-atrophy, mungkin dengan menggunakan
urutan lanjutan resonansi magnetik yang dapat membedakan axonal kerugian dari
sementara perubahan kandungan air. Jumlah dan volume fokus lesi terlihat pada bobot
T2 scan beruang hubungan dengan tingkat atrofi, tetapi lebih penting lagi, serebral
volume kehilangan tampaknya didorong oleh perubahan-perubahan yang terjadi di
normalappearing materi putih dan abu-abu matter.27,28 Lebih banyak pekerjaan yang
diperlukan untuk memahami menyebabkan hubungan timbal balik antara
demyelination, kehilangan saraf atau axonal, neurodegeneration, dan serebral volume
National Institutes of Health, November 2008 Page 5
(perubahan) sebelum kita dapat diandalkan menggunakan ukuran MRI ini untuk
membuat keputusan pengobatan atau manajemen.
Agen-agen kontras baru- Pada pemindaian konvensional MRI peningkatan dari lesi
oleh gadolinium injeksi menunjukkan akumulasi agen kontras di ruang interstisial
karena peningkatan permeabilitas barier darah otak
Saat ini, ada upaya besar untuk menemukan tanda-tanda biologis MS, terutama subset
sel-sel dan molekul yang penting bagi patofisiologi MS. Agen kontras MRI baru terdiri
dari besi partikel, tiang kutub partikel dari besi oksida, atau partikel super-paramagnetic
besi oksida telah digunakan pada pasien dengan MS untuk melacak makrofag (gambar
3) .29,30
Dua studi MRI dari pasien dengan RRMS yang digunakan partikel ultra-kecil dari
oksida besi dan gadolinium telah dikonfirmasi ketidaksesuaian dari peningkatan,
menunjukkan heterogenitas dari mendasari pathology.29,30
Melengkapi informasi yang disediakan dengan meninjau makrofag dengan besi partikel
memainkan peran khas dalam memonitor farmakologi obat-obatan yang menargetkan
komponen selular dari peradangan. Penanda lain peradangan atau disfungsi saraf
mungkin ditargetkan oleh agent-agen kontras yang baru.31
Melengkapi informasi yang disediakan dengan meninjau makrofag dengan besi partikel
memainkan peran khas dalam memonitor farmakologi obat-obatan yang menargetkan
komponen selular dari peradangan. Penanda lain peradangan atau disfungsi saraf
mungkin ditargetkan oleh agent-agen kontras yang baru.31 agen-agen kontras yang baru
membutuhkan keakuratan dan keamanan yang tepat sebelum mereka dapat bekerja
dengan baik dalam memonitor penyakit
MRI Non-konvensional
1H-MRS-1H-MRS dapat digunakan untuk mengukur dari miseliumnya seperti n-acetyl-
aspartate. Penurunan n-acetyl-aspartate dikaitkan dengan axonal / neuronal kerusakan
atau disfungsi. Senyawa yang mengandung choline sering meningkat selama mielin
stres, remielinisasi, dan peradangan. Konsentrasi kreatin meningkat dengan kepadatan
National Institutes of Health, November 2008 Page 6
sel. Terutama ditemukan dalam sel-sel glial, peningkatan myoinositol adalah sugestif
dari proliferasi glial dan astrogliosis.
Asam amino yang bertindak sebagai neurotransmitter, seperti glutamat, glutamine, dan
gaba (γ -aminobutyric asam ), juga dapat diukur. Lesi MS yang aktif, meningkat di
kreatin, kolin, myoinositol, dan glutamat masih terlihat, sedangkan n-asetil-aspartat
mungkin rendah atau hanya sedikit berkurang. Kemunculan putih menandakan masalah,
pola yang sama dari abnormal dari miseliumnya dapat dideteksi. Dalam khas kronis lesi
nonenhancing, n-acetyl-aspartate jauh berkurang, myoinositol meningkat, konsentrasi
yang normal.34,35
Saat ini kesempatan bagi kemajuan dalam 1h-mrs termasuk berikut: ( 1 ) pendek echo-
time spektroskopi, yang harus memungkinkan deteksi lebih dari miseliumnya; ( 2 )
lapangan lebih tinggi dari kekuatan 1 - 5 t untuk meningkatkan resolusi dan signal-to-
noise rasio; ( 3 ) perbaikan di mutlak metabolite kuantifikasi metode untuk menghindari
membingungkan efek dari analisis rasio; dan ( 4 ) standardisasi dari pengambilalihan,
kalibrasi, rekonstruksi dan kuantifikasi metode di scanner yang berbeda jenis untuk
percobaan klinis multicentre .36
Tambahan dari miseliumnya relevan dengan ms berada di bawah aktif penyelidikan,
seperti glutathione, gaba, asam askorbat ( vitamin c ), serta makromolekul ( latar
belakang ) sinyal. Seperti makromolekul, yang dapat lebih baik dihargai dengan
penggunaan inversi pemulihan urutan, 37 termasuk valine, alanina, leusin, isoleucine,
dan threonine, yang bersama menjelaskan hingga 60 % mielin konten. Kuantifikasi
seperti luas neurokimia profil di vivo dengan menggunakan satu metode harus
memberikan wawasan tentang peran neurodegeneration, perbaikan jaringan, antioksidan
terapi, dan stres oksidatif di ms. Hyperpolarised 13c-mrs, yang bisa meningkatkan
resonansi magnetik sinyal hingga 100 000 kali, juga di bawah pembangunan untuk
mempelajari metabolism.38
Magnetisation transfer MRI- magnetisation transfer MRI mengukur interaksi antara
proton di bebas cairan dan proton terikat untuk makromolekul oleh penggunaan
magnetisation transfer rasio ( mtr ), dimana rendah mtr merupakan indikator dari
kerusakan mielin dan axonal membranes.39 post-mortem kajian menunjukkan jelas
National Institutes of Health, November 2008 Page 7
bahwa mtr sangat terkait dengan persentase residual akson dan tingkat demyelination di
t2-visible lesi dan normal-appearing jaringan otak pasien dengan ms .40,41 berbagai
tingkat mtr pengurangan telah ditunjukkan di akut dan kronis ms lesions.42 perubahan
ini lebih menonjol dalam lesi yang muncul sebagai hypointense pada t1-weighted
gambar, dan bisa mendahului t2-visible lesi formation.42 menurun mtr juga telah
dideteksi di normalappearing putih masalah dan materi abu-abu pasien dengan ms, dan
kelainan ini 43,44 yang lebih menonjol pada pasien dengan progresif bentuk ms dan
cenderung lebih parah dari waktu ke waktu. 42
Meskipun signifikan upaya telah dilakukan untuk standardise magnetisation transfer
data akuisisi di pemindai-pemindai, yang berbeda 45 magnetisation transfer mri telah
digunakan dalam oniy beberapa cobaan dan dipilih kelompok patients.42 di awal studi
telah membuktikan bahwa transfer magnetisation mri telah prognostik nilai untuk
penyakit evolusi, berikutnya42 dan dengan demikian menunjukkan janji sebagai sebuah
alat tambahan di paraclinical besar studi longitudinal. Beberapa pendekatan voxel-based
telah dikembangkan yang memungkinkan anatomi lokasi mtr menurun harus dikaji.
Baru-baru ini, pendekatan ini juga telah diterapkan untuk melacak dari demyelination
dan remyelination di individu ms lesi,46 dan sekarang harus diterapkan di cross-sectional
dan studi longitudinal pada pasien dengan heterogen karakteristik klinis untuk
meningkatkan pemahaman kita perubahan yang mendasari akumulasi ireversibel.
Pendekatan berbasis Atlas juga telah digunakan dalam studi longitudinal untuk
memantau evolusi MTR perubahan dalam T2-terlihat lesions.47 ini harus memungkinkan
lesi harus diklasifikasikan kronologis dengan menghasilkan peta lesi baru, stabil, dan
diselesaikan, sehingga berpotensi meningkatkan korelasi dengan manifestasi klinis dari
penyakit dan memungkinkan pemantauan efek pengobatan di myelin perbaikan dan
neuroprotection. Untuk mengatasi beberapa keterbatasan sederhana pengukuran MTR,
yang urutan pulsa dan hardware tergantung, karakterisasi lebih lengkap dari fenomena
transfer magnetisation telah diusulkan, yang dapat dilakukan oleh memperoleh dataset
besar dan mengekstrak data yang berhubungan dengan sifat resonansi magnetik proton
dan lingkungan kimia mereka lokal.
National Institutes of Health, November 2008 Page 8
Difusi MRI-difusi yang memberatkan sensitises scan mri yang mikroskopis brownian
gerak molekul air. Gerakan ini adalah terhalang oleh struktur, seluler seperti membran
sel dan axonal cytoskeletons. Kelainan pada pola diffusivity telah terlihat di kedua
fokus di ms lesi dan normal-appearing putih masalah. Dengan menerapkan diffusion-
weighting medan magnet gradients di banyak arah, kita dapat menyimpulkan orientasi
dari akson, dan merekonstruksi jalur-jalur utama white-matter bundel dengan mri dan
socalled difusi tensor serat tracking.52,53
Pelacakan melalui ms lesi sulit karena jaringan gangguan ( gambar 4 ), tapi atlas-based
mendekati bisa mengatasi ini langsung problem.54 grey-matter-to-grey-matter koneksi
memiliki makna, fungsional dan putih masalah menyediakan kabel. Namun, kami masih
beberapa cara dari menentukan konektivitas,55 istilah yang kadang-kadang longgar
digunakan untuk berarti tingkat kepercayaan diri dengan yang dua wilayah abu-abu
masalah yang dikatakan terkait. Setelah tracts di wilayah subkortikal sulit karena
kompleks koneksi; signifikan perbaikan dalam resolusi gambar yang sadar bahwa di
banyak kekuatan lapangan yang lebih tinggi akan membantu, terutama di subkortikal
koneksi, daerah yang telah diabaikan dalam mri kajian dari ms.
Ada juga lingkup untuk langkah-langkah mengintegrasikan konektivitas dengan mri
(fmri fungsional ) dan data magnetoencephalography untuk lebih baik mengerti
bagaimana perubahan patologis yang berbeda dalam ms lesi dapat mempengaruhi
transmisi saraf suku bunga, cadangan, fungsional dan otak plasticity.56 konektivitas
memeriksa bisa juga memimpin untuk jenis baru segmentasi gambar berdasarkan
signifikansi fungsional daripada jaringan pada jenis dan sinyal intensitas, beginilah
meningkatkan pemahaman kita dari patologi dan reorganisation yang underpin defisit
klinis.
Beberapa kelompok yang bekerja di lokasi langsung mri mendeteksi neuronal aktivasi,
baik oleh diffusion-weighted pencitraan, atau oleh efek yang ada di daerah arus
neuronal eksternal diterapkan medan magnet ( b0 ) atau di kepolisian di neuron.57,58
penelitian ini dapat menyediakan menarik wawasan tentang kesehatan neuronal, waktu
saja dari peradangan, demyelination dan remyelination, dan dampak yang ini telah pada
kognitif dan fungsi motorik
National Institutes of Health, November 2008 Page 9
fMRI-MRI tergantung pada mekanisme blood-oxygenation-level-dependent ( berani )
kontras, yang sekunder untuk konsentrasi deoxyhaemoglobin perbedaan di dalam darah
di diaktifkan daerah sebagai konsekuensi dari variasi dalam neuronal activity .59 fMRI
penyelidikan, visual , kognitif dan jaringan bermotor pada pasien dengan ms telah
menunjukkan berubah rekrutmen dari daerah-daerah biasanya ditujukan untuk kinerja
yang diberikan tugas dan / atau perekrutan daerah tambahan dibandingkan dengan sehat
individuals.60 korelasi ditemukan antara ukuran normal dan mri mengukur aktivasi
menyangka bahwa kerusakan struktural otak plastisitas mungkin dapat membantu untuk
membatasi konsekuensi yang meluas di bidang klinis kerusakan jaringan.
Perubahan kortikal fungsional ini bervariasi di seluruh pasien di berbagai tahap
penyakit, setelah kambuh akut, dan dalam klinis stabil patients.60,61 pola normal aktivasi
otak telah juga berhubungan dengan fatigue.60
Beberapa studi telah berusaha untuk mengembangkan pendekatan statistik yang canggih
untuk membangun kekuatan aktivasi dan sinkroni antara daerah-daerah tertentu otak
oleh analisis fungsional dan efektif connectivity.62 optimalisasi metode analisis, serta
perbandingan model aktivasi antara pasien dengan MS dan kontrol, dapat membantu
untuk menjelaskan kelainan fungsi jaringan otak tertentu dan hubungan mereka dengan
gejala klinis. Kombinasi dari langkah-langkah fungsional konektivitas dengan langkah-
langkah dari kerusakan struktural dalam bundel tertentu serat materi putih mungkin
untuk meningkatkan pemahaman kita mengenai hubungan antara kelainan struktural
dan fungsional, seperti yang disarankan oleh dua studi pada pasien dengan RRMS dan
jinak MS (gambar 5) .63,64
Peran longitudinal dan multi-site fmri studi di ms belum sepenuhnya diteliti. Temuan
sebelumnya mendukung penggunaan fmri di untukdiuji-cobakan longitudinal besar
untuk memantau efek motor dan rehabilitasi kognitif atau terapi farmakologis pada
peningkatan dari salah satu efek menguntungkan kortikal adaptif plasticity.60,65 aspek
lain yang harus dipertimbangkan adalah pengembangan fmri paradigms tidak bias
dengan perbedaan dalam tugas kinerja antara pasien dengan ms dan mengontrol, yang
dapat membuat penilaian lebih cacat pasien layak, dan perkembangan pengambilalihan
protokol khusus disesuaikan untuk pencitraan fungsi dan struktur relatif kecil daerah,
National Institutes of Health, November 2008 Page 10
sekarang yang high-field pemindai-pemindai semakin tersedia untuk menyediakan
memperbaiki tata ruang resolusi.
Diluar pencitraan otak
Saraf optik pencitraan-pencitraan saraf optik adalah menantang karena mereka begitu
kecil dan rentan terhadap gerak artefak. Struktural diferensiasi dari sekitar jaringan dan
efek magnet kerentanan bermasalah. Namun, neuritis optik adalah model yang sangat
baik untuk mempelajari patofisiologi kerusakan dan perbaikan di penampang saraf optik
MS dan panjang lesi dapat secara akurat diukur, memungkinkan korelasi klinis dan
electrophysiological, dan telah menghubungkan peradangan akut untuk konduksi blok
di neuritis.66 optik lebih baru-baru ini, perubahan MTR dinamis mengindikasikan
myelin kerusakan dan perbaikan, 67 dan difusi tensor MRI menunjukkan berkurang
integritas struktural nerves68 karena degenerasi axonal dan demyelination. Akhirnya,
teknik baru dari tomografi koherensi menunjukkan janji sebagai penanda pengganti
yang non-invasif axonal loss.69
Pertanyaan penting tetap ditangani tentang patofisiologi neuritis optik dan peran
pencitraan dalam pemantauan longitudinal. Kontribusi relatif peradangan, edema,
gliosis, dan myelin dan perubahan axonal proses kerusakan dan perbaikan di optik
neuritis belum sepenuhnya diketahui cirinya dipahami. 1 H-MRS memiliki potensi
untuk menunjukkan tentu saja waktu perubahan inflamasi, gliosis, dan axonal kerugian.
Difusi tensor imaging dan magnetisation transfer pencitraan memiliki potensi untuk
menunjukkan axonal integritas dan isi myelin saraf optik, tetapi ada masih teknis
hambatan untuk diatasi. Selain itu, korelasi antara MRI dan Histologi yang diperlukan
untuk mengidentifikasi bagaimana langsung setiap ukuran MRI berkaitan dengan
perubahan jaringan tertentu.
Pencitraan sumsum tulang belakang- pada pasien dengan sindrom klinis terisolasi,
nilai konvensional MRI sumsum dalam menunjukkan lesi penyebaran dalam ruang dan
kontribusinya terhadap tidak termasuk kondisi lain yang dapat meniru MS telah secara
resmi diakui di diterima secara internasional criteria.1 diagnostik MRI konvensional
urutan sensitif terhadap kerusakan Msrelated telah dikembangkan dan diterapkan pada
National Institutes of Health, November 2008 Page 11
pasien dengan penyakit berbeda fenotipe.70 Namun, perkembangan teknis yang terutama
difokuskan pada pencitraan bagian leher rahim Cord, dan lebih banyak usaha yang
harus ditujukan untuk meningkatkan MRI Cord seluruh. Perkembangan receiver
canggih resonansi magnetik gulungan dan teknik pencitraan cepat telah menyebabkan
lebih handal pencitraan sumsum, termasuk penggunaan teknik kuantitatif. Mengurangi
MTR dan abnormal difusi tensor MRI metrik telah ditunjukkan di kabel serviks pasien
dengan MS, dan kelainan lebih jelas pada pasien dengan penyakit yang progresif.
Namun, prognostic nilai magnetisation transfer dan difusi tensor mri langkah-langkah
dalam studi longitudinal dengan panjang periode tindak lanjut tetap akan didirikan.
Perkembangan baru-baru ini, termasuk magnetisation kuantitatif transfer dan difusi
tractography, serta metode lain yang banyak digunakan untuk melakukan pencitraan
kerusakan otak pasien, di sini seperti 1h-mrs dan fmri, telah diterapkan dalam studi awal
servikalis belakang dalam grup kecil dari patients.72-74 dikurangi n-acetyl-aspartate,
konektivitas, struktural lebih rendah dan lebih rendah difusi anisotropy dalam sumsum
tulang tali pasien dengan kabel servikalis relapse telah menunjukkan bila dibandingkan
dengan kontrol. Tindakan ini terdapat untuk berhubungan dengan disability.74 ini
menunjukkan bahwa penilaian kerusakan pada daerah servikalis belakang dapat
digunakan untuk mengklarifikasi yang faktor yang terkait dengan pengembangan cacat
di pasien, ini seperti telah ditunjukkan oleh baru-baru ini di suatu magnetisation transfer
mri studi kerusakkan di belakang abu-abu.
Lebih jauh kedepannya
Pencitraan Mielin-MWF, berasal dari pengukuran yang tepat waktu relaksasi yang
melintang, menunjukkan kekhususan untuk myelin konten dan integritas. Studi telah
menunjukkan multi T2 relaksasi dalam jaringan biologis dan telah menunjukkan hal itu
terjadi karena compartmentation76.
Jumlah dari tiga komponen T2 adalah total kandungan air terlihat MRI. Rasio air mielin
(pendek T2) untuk sinyal total memberikan MWF. Moore dan colleagues78
menunjukkan bahwa MWF terkait erat dengan distribusi myelin otak dan melihat
berkurangnya komponen T2 yang singkat dalam plak MS kronis di otak MS tetap
formalin.
National Institutes of Health, November 2008 Page 12
Penelitian otak in vivo telah menunjukkan bahwa MWF besar terlihat dalam materi
putih, sedangkan sebagian sangat kecil dapat dideteksi dalam materi abu-abu.
Pengurangan MWF dalam materi putih normal-muncul di MS didominasi oleh
hilangnya myelin integritas daripada peningkatan edema atau peradangan. Namun,
MWF pencitraan tetap teknik yang menantang. T2 kerusakan secara konvensional telah
diukur menggunakan pembacaan multi-echo, seperti single-slice 32-echo-spin-echo.
Baru-baru ini, dua dimensi multi-slice non-linear 12-gema disediakan MWF
memperkirakan di putih dan abu-abu masalah kualitas yang mirip dengan yang dari 32-
gema dataset.
Pengembangan tiga-dimensi volumetrik akuisisi yang aktif sedang diteliti, yang akan
memungkinkan cakupan seluruh otak.
Meskipun akuisisi lama, tambahan lagi echo kali (lebih dari 1s) dengan Gema melatih
hingga 48 gema yang ditampilkan akan berguna bagi karakteristik MS lesi dan materi
putih normal-muncul saat menilai kolam air intraseluler dan ekstraseluler proton.
Akhirnya, multi T2 juga memiliki potensi untuk menilai integritas myelin di sumsum
tulang.
Perfusion MRI
Dengan menggunakan MRI, penilaian perfusi jaringan in vivo sekarang lebih
memungkinkan. Lesi MS akut ditandai oleh peningkatan perfusi. Hipoperfusi di otak
dapat menunjukkan berbagai proses yang mendasari, seperti hypometabolism, ischemia,
Jaringan cedera atau kerusakan jaringan.
Teknik perfusi memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan PET dan emisi
photon tunggal CT, yang awalnya digunakan untuk menilai otak perfusi: lebih tinggi
signal-to-noise ratio dan kontras-to-noise ratio, resolusi spasial dan anatomi yang lebih
baik, lebih pendek kali akuisisi, dan menghindari bahan radioaktif. 84 Selain itu,
sensitivitas dan resolusi gadolinium bolus-pelacakan MRI (gambar 6) dan arteri spin
label metode didorong oleh menggunakan kumparan penerima multi-channel dan
medan dengan kekuatan yang tinggi, 85, sehingga memungkinkan materi putih dan
daerah yang lebih kecil, seperti lesi, 86 untuk dianalisa.
National Institutes of Health, November 2008 Page 13
Kontras terkait dengan kadar oksigen dalam darah, vaskularitas, dan makrofag aktivitas,
dan telah menunjukkan menarik heterogenitas dalam apa yang tidak muncul sebagai
difus ms lesions.91 natrium mewakili pencitraan lain menarik pembangunan di lapangan
tinggi kekuatan, 92 yang mungkin memberikan informasi penting untuk pemahaman
patofisiologi penyakit.
Kekuatan medan lebih tinggi mri mungkin menjadi penting untuk mempelajari deposisi
besi di materi abu-abu pasien dengan ms. Baru-baru ini diteliti, 93 banyak daerah grey-
matter, termasuk talamus, dentate inti, basal basalis, dan rolandic, korteks umumnya
menunjukkan hypointensitas pada t2- berbobot gambar pada pasien dengan MS.
deposisi Besi telah menjadi penyebab hypointensity, ini karena mengurangi relaksasi t2
dan ini ditemukan di patologis kelebihan pada MS yang di otak.93
Tantangan bagi MRI adalah dalam menge dan kuantifikasi proses patologis yang terjadi
di otak memburuk. Untuk ini, kita perlu lebih akurat dan dapat diandalkan gambar
akuisisi metode sehingga gambar dapat dikonversi ke nilai-nilai secara fisik bermakna,
seperti T1 mutlak dan T2.11, 97
Konsensus dan standardisasi metode akuisisi antara produsen scanner akan menjadi
dorongan besar untuk pencitraan kuantitatif. Tetap beberapa tantangan tambahan untuk
penggunaan technologies.98 ini baru ini termasuk biaya tinggi (instalasi dan
pemeliharaan), besar jejak hardware, tantangan dalam gradien dan frekuensi radio coil
Desain, miskin bidang keseragaman, memburuknya kerentanan dan kimia pergeseran
artefak, dan dielektrik efek. Masalah keselamatan pasien dan kenyamanan, seperti
radiofrekuensi, kompatibilitas dengan implan logam, dan gejala yang dialami selama
pemindaian, harus diatasi. Hal ini dapat menyebabkan peningkatan waktu scan, perlu
berhenti sejenak untuk memungkinkan pendinginan pasien, dan penurunan jumlah irisan
diperoleh per waktu pengulangan.
Kesimpulan
Aplikasi luas konvensional yang berdasarkan resonansi magnetik modern dan teknik
untuk mempelajari dari MS telah tidak diragukan lagi, akan meningkatkan kemampuan
untuk mendiagnosis dan monitoring penyakit, serta pemahaman kita patofisiologi
penyakit.
National Institutes of Health, November 2008 Page 14
Meski begitu, banyak tantangan tetap. Teknologi baru harus halus dan membenarkan
sebelum mereka dapat benar terintegrasi ke dalam penelitian dan praktek.
Akuisisi baru skema prosedur dan analisa memerlukan standardisation dan optimisation
sehingga mereka dapat digunakan dalam pengaturan yang multi-site, kedua dalam
sejarah alam mempelajari dan pengobatan pengadilan. Dari data tersedia, hal ini jelas
bahwa menggabungkan resonansi magnetik yang berbeda metode, yang sensitif
terhadap aspek yang berbeda dari ms patologi, adalah sebuah cara menjanjikan untuk
meningkatkan pemahaman kita lebih lanjut dari mekanisme yang dari ireversibel
akumulasi kecacatan.
Salah satu tugas yang paling penting untuk kedepannya untuk menetapkan bagaimana
ini kemajuan teknologi MRI mungkin berkontribusi korelasi yang baik antara klinis dan
temuan MRI, dan dengan demikian menyediakan informasi yang relevan untuk
meningkatkan prognosis dan memprediksi respon terapi.
Ucapan terimakasih
RB mengakui dukungan penelitian hibah dari US National Institutes of Health (NIH;
1R01NS055083-01) dan Multiple Sclerosis National Society (RG3705A1; RG3798A2).
MI mengakui dukungan dari penelitian hibah dari NIH (5R01NS051623-03). CRGG
mengakui dukungan penelitian hibah dari NIH (P41RR13218-01) dan Multiple
Sclerosis National Society (RG3574A1). Gambar dalam gambar 2 mohon disediakan
oleh Bas Jasperse, VU University Medical Centre, Amsterdam. Kami berterima kasih
kepada Sophie Tamm bantuan dengan penyusunan naskah.
National Institutes of Health, November 2008 Page 15
Daftar Gambar
Gambar 1. Lesi perubahan MS dari waktu ke waktu dengan menggunakan metode pengurangan melibatkan citra normalisasi, koreksi inhomogeneity, dan co-pendaftaran. Sebuah lesi juxtacortical baru (panah) pada wanita 44-tahun dengan hilang-timbul MS yang pada awal dan setelah 3 tahun. Lesi juxtacortical sulit untuk menghargai pada spin-echo asli proton-density gambar, membandingkan baseline (A) untuk menindaklanjuti scan (B), namun jelas terlihat pada gambar pengurangan (C). Dalam semua gambar, tengkorak telah dihapus. Artefak Halus terlihat di tepi luar dari permukaan otak akibat misregistration sedikit. Diadaptasi dengan izin dari American Society of Neuroradiology.
Gambar 2. Keuntungan atau kerugian dalam volume otak, seperti yang ditetapkan dari scan MRI seri. Menggunakan perangkat lunak berbasis pendaftaran, gain volume otak (merah) atau kerugian (biru) dapat ditentukan dengan sub-voxel akurasi dari scan MRI serial. Saat ini, sulit untuk memprediksi mengapa beberapa pasien (kiri) memiliki atrofi kecil (0,29% volume otak rugi per tahun), sedangkan yang lain (kanan) memiliki tingkat atrofi tinggi (2,2% volume otak rugi per tahun).
National Institutes of Health, November 2008 Page 16
Gambar 3. Ketidaksesuaian antara partikel gadolinium dan ultra-kecil dari besi (USPIO) kontras oksida. agen dalam lesi akut pada pasien dengan MS. Lesi hyperintense pada gambar spin-echo T2-tertimbang (A), namun tidak meningkatkan dengan gadolinium pada gambar T1-tertimbang (B). Pada gambar pasca-USPIO T2-tertimbang (C), USPIO tambahan menyebabkan penurunan intensitas sinyal (T2 shortening) akibat zat besi. Namun, lesi ditingkatkan setelah pemberian USPIO pada gambar T1-tertimbang (D). Direproduksi dengan izin dari American Society of Neuroradiology.
National Institutes of Health, November 2008 Page 17
Gambar 4. Komposit citra menampilkan informasi dari beberapa scan MRI berurutan pasien
dengan MS. Permukaan otak transparan menunjukkan lokasi lesi (merah) ditentukan dari T2-
tertimbang gambar. Difusi tensor pelacakan serat dimulai pada kapsul internal yang tepat, dan
kehadiran lesi telah menyebabkan saluran untuk menyimpang dari saluran motor di korpus callosum. Pendekatan yang berbeda untuk tractography mungkin memungkinkan pelacakan bahkan di daerah yang parah aksonal kerusakan.
Gambar 5. Area aktivasi meningkat pada pasien dengan MS jinak dibandingkan dengan kontrol yang sehat. Selama analisis kondisi gangguan Stroop (A, B) Pasien dengan MS jinak mengalami peningkatan aktivitas di beberapa daerah yang terletak di frontal dan parietal lobe, bilateral, termasuk korteks cingulate anterior, sulkus frontal superior, rendah frontal gyrus, precuneus, sekunder sensorimotor korteks, korteks visual, dan cerebellum. (C) Analisis konektivitas fungsional, dengan menggunakan pemodelan kausal dinamis, menunjukkan kekuatan konektivitas yang berbeda antara pasien dengan MS jinak dan kontrol: withingroup koneksi yang signifikan dengan uji t-satu-sampel ditampilkan sebagai panah hitam di kontrol yang sehat dan panah yang melesat pada pasien dengan MS. Panah dan nilai-nilai p yang dihasilkan dari antar-kelompok t-test perbandingan ditampilkan dalam warna merah dalam kasus kekuatan peningkatan koneksi pada pasien dibandingkan kontrol, dan dengan warna biru dalam kasus kekuatan berkurang koneksi pada pasien dibandingkan kontrol (p dua nilai yang ditampilkan untuk semua bi-directional asosiasi). Direproduksi dengan izin dari John Wiley dan Sons.64
National Institutes of Health, November 2008 Page 18
Gambar 6. Axial gradien-echo echo-planar MRI menunjukkan aliran darah otak dan volume dalam pasien dengan MS. (A) Axial gradien-echo echo-planar MRI, (B) warna-kode aliran darah otak peta, dan (C) kode warna darah otak Volume peta dari pasien dengan MS. Batang warna menunjukkan aliran darah otak (ml/100 g / menit) dan volume darah otak (ml/100 g).
National Institutes of Health, November 2008 Page 19
Gambar 7. Perbandingan dari 1 • 5 T dan 3 • 0 T MRI dalam dua pasien dengan MS. (A) 1 • 5 T dan (B) 3 • 0 T scan MRI dari seorang wanita 48 tahun dengan MS progresif sekunder, dan (C) 1 • 5 T dan (D) 3 • 0 T MRI scan dari seorang pria 21 tahun dengan hilang-timbul MS ditampilkan. (A) 1 • 5 T aksial cairan cepat inversi pemulihan (FLAIR) dan (C) manja koronal gradien gambar otak, dan 3 • 0 T gambar (B, D) dari daerah yang sama dengan pulsa setara urutan pada setiap pasien menampilkan meningkatkan sensitivitas dalam mendeteksi lesi-kemampuan. (panah) dan jaringan resolusi (jaringan-CSF dan abu-abu-putih diferensiasi materi) dari 3 • 0 T scanner. Direproduksi dengan izin dari Elsevier.
National Institutes of Health, November 2008 Page 20