|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
 Türk
Manyetik Rezonans Derneği - Yönetim Kurulu - Tarihçe - Üyelerimiz - Dernek Tüzüğü Toplantılar- Bölgesel - Ulusal - Uluslararası Yayınlar- Kitap - Dergi Eğitim- Dersler - Olgular - Ödüller Linkler |
EĞİTİM - Dersler Difüzyon Tensör Görüntüleme: Kuram ve Klinik Uygulamalar Fizyolojide difüzyon, yarı-geçirgen bir zarın iki tarafındaki derişim farkı boyunca moleküllerin yaptıkları gelişigüzel ve pasif özellikteki harekete denir ve “Akım = Difüzyon sabiti x Derişim farkı” denklemi ile hesaplanabilir (Resim 1). Geçirgen bir zarın iki tarafındaki molekülerin derişimi eşit olursa bu akım durur. Göze zarı boyunca olaylanan bu difüzyonun ölçümü, günümüz görüntüleme yöntemleri ile olası değildir.
Difüzyon ağırlıklı görüntüleme ile beyindeki serbest su protonlarının uygulanan difüzyon gradyenti boyunca yaptığı hareket ölçülür. Bu hareket daha makroskopik düzeyde olduğundan “görünür difüzyon” olarak da tanımlanır ve bir katsayı (ADC) ile ölçülebilir (1,2). Serbest su molekülleri beyin dokusunda 50-100 ms’lik tipik difüzyon süresince yaklaşık 5-15 mm serbest difüzyona uğrarlar. Alınan yol, zamanın karesi ile doğru orantılıdır (2).
Gri cevher gibi görünür difüzyonun doku diziliminden bağımsız olduğu (izotropik) dokularda tek bir ADC ölçümü ile dokunun tüm difüzyon özellikleri tanımlanabilir. Bunun aksine ADC ölçümü, sadece tek bir yöndeki difüzyonun sayısal gösterimi olduğundan, özellikle beyaz cevher, prostat bezi, iskelet ve kalp kası gibi, görünür difüzyonun doku dizilimine bağımlı olduğu (anizotropik) ortamlarda yetersiz kalır. Bu durumda tek bir ADC yerine, tensör uygulaması ile en az altı ve daha çok ADC ölçümü ile görünür difüzyon tensörü tanımlanır. Difüzyon tensör görüntüleme, her bir voksel içindeki efektif difüzyon tensörünü ölçen, analiz eden ve bu bilgiyi gösteren yöntem olarak tanımlanır ve difüzyonel anizotropinin hem yaygınlığını hem de yönünü gösterirken difüzyonun oranı hakkında bilgi taşımaz (3).
Kuram
Difüzyon tensör görüntülemenin ayrıntılarına girmeden önce, konunun daha iyi anlaşılabilmesi için, Brownian hareket ve anizotropi gibi bazı temel kavramları tanımlamak gerekir. Moleküllerin üç boyutlu ortamda yaptıkları ısı bağımlı serbest devinime “Brownian hareket” denir. İlk kez 1827’de Brown tarafından tanımlanmış ve 1905’de Einstein tarafından ölçülmüştür. Oluşan bu devinim molekülün boyutuna, ortamın ısı ve yoğunluğuna bağlıdır (3). İdeal ortamda ısı kaybı olmadıkça bu hareket tetiklemesiz başlar ve her yönde birbirine eşit olacak şekilde sonsuza dek sürebilir. Bu şekilde olaylanan serbest devinime “izotropik hareket” denir. Serbest su protonlarının yaptıkları bu Brownian hareketin her üç yöndeki bileşeninden bir ya da daha fazlasının, dokudaki bir takım anatomik ya da fizyolojik engeller nedeniyle kısıtlanmasına, diğer bir değişle Brownian hareketin yön bağımlı değişikliklerine ise “anizotropi” denir. Doku içindeki faklı göze ve yapıların, farklı dizilim, zar geçirgenliği, homojenite, mikroyapı ve mikrodinamiklere sahip olması bu anizotropinin temel kaynağı olmakla birlikte, tam bir açıklaması henüz yoktur. Göze dışı ve akson içi sıvıların hareketleri, beyin dokusunda izlenen anizotropinin temel kaynağını oluşturur (Resim 2). Göze dışı sıvı içindeki protonların difüzyonu hızlı olup, anizotropiye olan katkısı yaklaşık % 82.5 oranındayken, akson ya da göze içi sıvılardaki protonların hareketleri yavaş ve toplam anizotropiye olan katkıları yaklaşık % 17.5 düzeyindedir (3). Değişik bölümlerde yer alan, farklı hız ve oranlara sahip serbest su protonlarının Brownian hareketleri, beyin dokusu içindeki myelinden zengin aksonlara dik yönde, paralel olandan daha fazla kısıtlanır ki, bu varsayım difüzyon tensör görüntülemenin temelinde yatan varsayımdır. Bu varsayım hem göze içi hem de göze dışı sıvılardaki serbest protonların Brownian hareketleri için geçerlidir. Serbest protonlar hareket yönüne dik akson ve liflerin arasından geçerken yavaşlar. Bunun sonucunda beyaz cevher yolaklarına paralel yöndeki difüzyon en fazla olurken, onlara dik yönde olan difüzyon en az olur. Diğer bir deyişle, izotropik ortamda ortogonal planlar arasındaki difüzyon gradyentleri arasında bir etkileşim olmazken, anizotropik ortamda farklı etkileşimler ortaya çıkar (3).
şeklinde ölçülebilir. Resim 3’de de gösterildiği gibi γ protonun giromanyetik oranı, δ uygulanan difüzyon gradyentinin puls genişliği, G uygulanan difüzyon gradyentinin gücü, Δ ise difüzyon süresidir. Denklem 1b’de de tanımlandığı gibi, difüzyon gradyentinin gücü ve süresi b değeri şeklinde tanımlanabilir (5-8). Elde edilen b değeri direkt uygulanan difüzyon gradyentinin gücü ve süresi ile doğru orantılı olduğundan, bize görüntünün difüzyon ağırlığını gösterir (7,8). Bu denklemden (1b) de anlaşılabilceği gibi, daha yüksek manyetik alan gücü (γ) ve daha güçlü gradyente (G) sahip sistemlerde daha fazla difüzyon ağırlığı elde edilebilir. Başka bir deyişle daha yüksek manyetik alan gücüne sahip sistemlerde daha kaliteli görüntüler ve daha fazla difüzyon bilgisi elde edilebilir. Bu teknikte ilk gradyent uygulaması sırasında bir protonun yeri, yaptığı difüzyon miktarına göre faz kayması olarak kodlanırken, ikinci gradyentte bu kayma geriye döndürülür ve iki gradyent uygulaması sonucu ortaya çıkan net faz farkı Brownian harekete bağlı net yer değiştirmeyi gösterir. Protonların serbest Brownian hareketi sonucu oluşan faz kayması denklem 1’de de tanımlandığı gibi sinyal kaybına neden olur. Sonuçta difüzyon ağırlıklı görüntülemede, difüzyona uğrayan serbest protonlar intravoksel faz değişikliği yaparak tersinir sinyal kaybına yol açarken, serbest difüzyonun her hangi bir nedenle (infarkt, tümör, demyelizan plak vs) kısıtlandığı voksel içinde bu faz değişikliği olmayacağından ya da daha az olacağından zemine göre göreceli bir sinyal artışı izlenir. Ancak süregelen klinik MR uygulamaları sonrası bu tekniğin dokunun tüm difüzyon özelliklerini göstermede yetersiz kaldığını ortaya koymuştur (7,9).
Beyindeki tüm protonların difüzyonu izotropik özellikte olmadığından ADC ile tüm özellikleri tanımlanamaz ve bu da ADC’nin tensör şekline dönüştürülmesi zorunluluğunu ortaya çıkarır. Tensör, karmaşık fiziksel bir fenomenin özelliklerini tanımlayan matematiksel bir işlemdir ve üçten fazla elemana dayanarak tanımlanabilen vektör niceliği şeklinde gösterilir. Difüzyon tensörü ise, basit anlamda difüzyonu üç boyutlu ortamda tanımlayan matematiksel model (Denklem 2a) olarak tanımlanabilir (5,6). Temel olarak; istenilen bir yöndeki difüzyonu ya da ortamdaki maksimum difüzyonun yönünü tanımlamak için kullanılan ve birden fazla yöndeki difüzyon ölçümlerinden elde edilen sayısal matristir. Basit bir tensör oluşturmak için en az 6 yönde difüzyon gradyentinin (b=700-1000) uygulandığı ve 1 adet (b=0) uygulanmadığı toplam 7 ölçüm gerekir (9). Difüzyon tensörü, difüzyonun yönü konusunda bilgi verirken ADC’nin aksine difüzyonun oranı hakkında bilgi taşımaz.
Bu matris ortogonal planlarda uygulanan görüntüleme ve difüzyon gradyentleri arasındaki olası ilişkileri tanımlar. Tensör formunda D üç temel değere (DXX, DYY ve DZZ) sahip olup, tensörün simetri özelliklerine göre (DXY=DYX, DXZ=DZX, DYZ=DZY) en az altı birbirinden bağımsız ölçümün yapılması gerekir (9). Bu matris, her hangi bir yöndeki difüzyonu tanımlayan, uzun aksı ortamdaki maksimum difüzyonun yönüne paralel olan elipsoid şeklinde gösterilir (Resim 4). Tensör matrisi “diyagonalizasyon” denen matematiksel bir işlemin ürünüdür (Denklem 2b). Matris işlemi ile değişik yönlerdeki “eigen değer (ε)” ve “eigen vektör (λ)”ler hesaplanır . Diyagonalizasyon elipsoidin üç temel aksına paralel olan ve bu yönlerdeki görünür difüzyonu tanımlayan eigen değerlere (λ1, λ2, λ3) sahip üç eigen vektör setinin yaratılması işlemidir (7-9). Ortamdaki maksimum difüzyonu göstermek için, hangi yönde olursa olsun en büyük üç eigen değer ile bunlara karşılık gelen üç eigen vektör seçilir ve daha sonra bir voksel içindeki en büyük difüzyonel vektörün beyaz cevher yolaklarına paralel dizildiği varsayımından hareketle, 2D ve 3D vektörsel alanlar hesaplanabilir. Voksel boyutları genelde 1-5 mm olup difüzyon tensör görüntüleme ile bu voksel içindeki su moleküllerinin ortalama difüzyon özellikleri ölçülür ki bu yöntemin en temel dezavantajıdır.
Difüzyon ağırlıklı görüntüleme ile difüzyon tensör görüntüleme arasındaki temel farklar (7,8);
Yöntem
Difüzyon tensör görüntüleme temelde difüzyonun yöne bağımlı etkilerini ortadan kaldıran ve saf difüzyon görüntüsü sağlayan bir yöntemdir. Bu amaçla çok kesitli single shut EPI sekansı kullanılır. Paralel görüntüleme (SENSE faktör 1.5-3.0) veya PROPELLOR gibi tekniklerle birlikte uygulandığında, hem görüntü distorsiyonları azaları hem de daha kaliteli görüntüler elde edilebilir. Çok kanallı (8-20) sargı sistemleri tercih edilir. Genelde beyin için aralıksız aksiyal 50-55 kesit, 2.5-3 mm kesit kalınlığı kullanılarak tarama yapılır ve elde edilen ham dataya 0.9 mm interpolasyon uygulanarak daha küçük voksel boyutları oluşturulabilir. Genelde 240 mm FOV, 4-10 NEX, 128x128 matris kullanılır ve bu matris sıfır-doldurma (zero-fill) yöntemi ile 256x256 matrise yükseltilebilir. Klasik olarak her bir yönde b=0-50 ve b=700-100 değerinde iki seri difüzyon ağırlıklı görüntüleme elde edilir. Tetrahedral ya da ortogonal gradyentler kullanılabilir. En az 6 farklı yönde gradyent uygulaması gerekliyse de, kaliteli bir görüntü için genelde 23-30 farklı yönde gradyent uygulanır. High angular resolution diffusion weighted imaging (HARDI) sekansı, bu amaçla geliştirilmiş, matematiksel olarak bir seri yüksek seviyeli küresel harmonik fonksiyonların kullanıldığı, en yeni ve hızlı sekanslardan biridir (11). Bu sekans 43 ile 500 ayrı yönde difüzyon gradyenti uygulamasına olanak tanır ve bu sayede bir kürenin yüzeyindeki tüm difüzyon tensörleri gerçeğe yakın oranda saptanabilir (11). En son difüzyon tensör görüntülemeye ek olarak, anatomik baz görüntü oluştuması için, 3D GRE T1 ağırlıklı görüntüler alınır.
Elde edilen dataya değişik post-processing işlemleri uygulanılır. Bu işlemler arasında klasik MR sekanslarında da uygulanan eddy current düzeltme, özel ortalama (median) filtre gibi uygulamalarının yanı sıra T2 sinyal eliminasyonu, gerekirse yön ve eigen değer düzeltmesi, diyagonalizasyon, D değeri hesaplama (tensor decoding), izlem (tracking) hesapları gibi difüzyon tensör görüntülemeye özgü işlemler de uygulanır (10). Hareket, eddy akımları, manyetik duyarlılık (susceptibility), gürültü (image noise), lineer olamayan gradyentler, shimming hataları ise difüzyon tensör görüntülemede izlenen artefaktların temel kaynaklarıdır.
Bir dokudaki anizotropi miktarını saptamak için, eigen değerlerinden yararlanılarak hesaplanan farklı anizotropi ölçekleri kullanılır (12-14). Bu ölçekler içinde izotropik difüzyonu en iyi tanımlayanı ortalama difüzyon ya da diğer adıyla görünür difüzyon katsayısıdır.
Bunlar birimsiz sayısal ölçeklerdir. Saf izotropik ortamda FA ve RA değeri 0, VR 1’ken, tam anizotropik ortamın FA değeri 1’e, RA’nın ki √2’ye, VR’ninki ise 0’a yaklaşır. Diğerleriyle daha iyi karşılaştırabilmek için VR yerine 1-VR kullanılabilir ki, o zaman saf izotropik ortamın 1-VR değeri 1, tam anizotropik ortamınki ise 0 olur. Bu ölçeklerden FA düşük, VR ise yüksek anizotropiye daha duyarlıyken, RA tüm anizotropi değerlerine lineer bir duyarlılık gösterir (13). Bu yöntemlerle elde edilen görüntüler beyaz cevher yolaklarını göstermenin en temel yoludur. Tek bir ölçek, dokudaki tüm anizotropi tiplerini tam olarak ayıramadığından, son zamanlarda lineer, planar ve sferikal anizotropi ölçekleri kullanılmaya başlanmıştır.
Difüzyon tensör datasından farklı algoritma ve post-processing işlemleri ile iki farklı görüntü elde edilir. Bunlardan ilki renk kodlu görüntüler (color encoded images) diğeri ise traktografi haritalarıdır. Renk kodlu görüntülerde difüzyon tensör datasındaki x, y ve z yönündeki majör eigen-vektör bileşenleri, RGB renk bileşenlerine çevrilir (Denklem 5). Kırmızı ile sağdan sola, yeşil ile önden arkaya ve mavi ile yukardan aşağı olan anizotropi kodlanırken, FA miktarı ise parlaklık olarak ifade edilir (15).
Görüntü tabanlı yöntemlerde her bir vokselin anizotropisi saptanır ve gerekirse volume rendering uygulanarak 3D görüntüler elde edilebilir. Bu amaçla kullanılan diğer bir yöntem ise sembolik (geometrik) gösterim metodudur. Burada her bir voksel içindeki anizotropi miktarı azdan çoğa doğru küreden elipse doğru giden değişik grafikler kullanılarak tanımlanır. Renk kodlu görüntülere göre daha az kullanılmakla beraber bir voksel içindeki difüzyon tensörünün gerçek yön ve değerini göstermesi nedeniyle diğerine göre göreceli olarak daha gerçekçi ve kolay anlaşılır bir yöntemdir (16).
Traktografi beyindeki özgün beyaz cevher yolaklarının izlenmesi ve bunların özel grafik teknikleri kullanılarak üç boyutlu olarak gösterilmesi işlemidir (17). Farklı uygulama teknik ve algoritmaları olmakla birlikte temel olarak iki traktografi yöntemi vardır. Çizgi izlem algoritması (line propagation) en çok kullanılan ve klinik olarak en çok örneği bulunan tekniktir (Resim 5). Bu yöntemle geliştirilen traktografi tabanlı difüzyon tensör görüntüleme teknikleri, beyaz cevher yolaklarının gösterilmesinde en çok kullanılan yöntemdir. Burada komşu vokseller arasındaki lokal tensör değişiklikleri izlenir. Komşu piksellerden yumuşak kıvrımlar yaratır ve gürültüyü en aza indirir. Monte-Carlo simülasyonu bu tekniğin kabul edilmiş en güzel örneğidir (17,18). Bu işlemde öncelikle anatomik görüntülerden izlenmek istenen beyaz cevher yolağı için bir başlangıç noktası (seed point) seçilir. Bu noktadan başlayarak majör eigen-vektör (FA ≥ 0.4) yönünde öne ve arkaya giden yolaklar izlenir. Difüzyon elipsoidinin yönü, traktografinin ilk basamağı olarak seçilir. Komşu voksel içinde aynı hesaplamalar tekrarlanır. İzleme düşük anizotropi (FA ≤ 0.2-0.15) saptanana ya da ana izlem rotasından aşırı sapmalar (>41°-45°) olana dek devam edilir (16,19,20).
Traktografi yöntemlerinde daha yeni ve daha az klinik uygulaması bulunan global enerji minimalizasyonu tekniği bir öncekine göre biraz daha karmaşık bir yöntemdir. Bir kumaşa damlayan mürekkebin yarattığı ton katmanlarının akım yönünü göstermesi gibi, burada da spinler gerçek yolak boyunca dizilimlerini sağlayacak eksternal bir manyetik alan içine yerleştirilerek sahip oldukları bağlanma enerjisi (anizotropi miktarı) miktarına göre dizilmeleri sağlanır (21). Fast marching traktografi tekniğiyle dallanmalar daha iyi gösterilebilir ve özgün bağlantı metriği haritaları yaratılarak yolakların sayısallaştırılması sağlanabilir (17).
Difüzyon tensör görüntülemede izlenen kısıtlamaların en temel nedeni, bir voksel içinde bulunan farklı beyaz cevher yolakları nedeniyle su ortamının inhomojen olmasıdır. Bu yöntemle aynı voksel içindeki birden fazla farklı yöndeki yolakların ya da aynı voksel içindeki bir nörondan farklı yönlerde çıkan aksonların ayrımı yapılamaz. Yine afferent ve efferent yolak ayrımı sadece yön bilgisi ile yapılamaz.
Klinik Uygulamalar
Difüzyon tensör görüntülemenin rutin kullanıma girmesi, beyaz cevher yolaklarının detaylı anatomisi ve varyasyonlarının daha iyi bilinmesi zorunluluğunu getirmiştir. Detaylı bir anatomik tanımlama bu yazının amacının dışında olsa da, kısaca difüzyon tensör görüntüleme ile gösterilebilen majör beyaz cevher yolakları sınıflandırılacaktır. Klasik sınıflamaya göre beyaz cevher yolakları asosiasyon, projeksiyon ve komissural yolaklar olarak üçe ayrılır. Asosiasyon yolakları aynı hemisferdeki kortikal alanları birbirine bağlar ve difüzyon tensör görüntüleme ile gösterilebilenler arasında singulum, süperior ve inferior oksipitofrontal, ünsinat, süperior ve inferior longitudinal yolaklar sayılabilir. Projeksiyon yolakları kortikal alanlar, derin nükleuslar, beyin sapı, serebellum ve spinal kord arasındaki bağlantı yolaklarıdır. Difüzyon tensör görüntüleme ile saptanabilenler kortikospinal, kortikobulbar, kortikopontin, ve genikülokarkarin (Optik radyasyon) yolaklarıdır. Komissural yolaklar ise farklı hemisferlerdeki benzer kortikal alanları birbirine bağlar. Difüzyon tensör görüntüleme ile en iyi görüntülenebilen korpus kallozumdur. Buna karşılık anterior ve posterior komissürler net olarak gösterilemez. Bu yolakların anatomik ayrımı özellikle beyinde izlenen lezyonlar ile bu yolakların tutulumlarının saptanmasında önemlidir (22-26).
Difüzyon tensör görüntülemenin geliştirilmesinde temel oluşturan cevaplanması gereken konular arasında bireysel olarak beyindeki anatomik bağlantıların gösterilebilmesi olasılığı, kortikal aktivasyon sonrası uyarılan yolakların izlenebilmesi olasılığı, peroksidaz ya da nöronlarca aktif olarak alınan manganez bileşiklerinin kontrast ajan olarak kullanılması sayesinde difüzyon tensör görüntüleme ile yolakların işaretlenebilmesi olasılığı ve hasarlı nöronun gösterilebilme olasılığı sayılabilir (27).
Doğumdan itibaren yaşla birlikte total su miktarı azalırken, myelinasyon ve yolakların organizasyonu artar. Bu anatomik gelişim sonucu yaşla ADC azalırken, FA artar (18,28,29). Bunun aksine yaşa bağlı beyaz cevher dejenerasyonu yaklaşık 40 yaş üzerinde başlar. Myelin ve aksonal yıkım sonucu çocukluk dönemindekinin aksine göze dışı sıvı artar. Bu da ADC’de artışa ve FA’da azalmaya neden olur (18).
Epilepsilerde izlenen yapısal organizasyon bozukluğu, nöronal çatıda bozukluğa ve göze dışı sıvıda artışa neden olur. Bunun sonucu hipokampal sklerozlarda diffüzivitede artış ve anizotropide azalma izlenir. Kortikal displazilerde de benzer değişiklikler olabilir (30). Ancak MRG’de normal olarak izlenen bölgelerde de benzer değişikliler olduğu bildirilmiştir. Bu yalancı negatif bulgu olabileceği gibi erken gerçek pozitif bulgu da olabilir (18). Aydınlatılması için daha geniş serilerin sonuçlarına gereksinim duyulmaktadır. Yine korpus kallozum agenezisi gibi konjenital malformasyonların gösterilmesinde traktografi yöntemlerinin oldukça etkin olduğu gösterilmiştir (16).
Düşük evreli glial tümörler daha yüksek, yüksek evreliler daha düşük ADC değerlerine sahiptir. Temel nedeni artan tümöral hücre yoğunluğunun difüzyonu kısıtlamasıdır (31,32). Difüzyon tensör görüntüleme ile tümörün beyaz cevher yolaklarını tutuş özellikleri, yaratıkları anizotropinin kayıp derecesine göre saptanabilir. Difüzyon tensör görüntülemede sağlam beyaz cevher yolları kendisine dik olan su hareketini kısıtlar. Traktografi haritalarında tümöral dokunun beyaz cevher yolları ile olan ilişkisi ve yayılımı gösterilebilir (16,33).
İyi huylu tümör ve metastazlar, her hangi bir yıkıma neden olmaksızın çevre beyaz cevher yolaklarında itilmeye neden olurlar. Bu itilme sonrası yolaklar sağlam kalacağından anizotropinin miktarında bir değişim olmaz ve FA normal ya da hafif azalmıştır. Buna karşılık gerek yer ve gerek de yön de değişim olduğundan kodlanan renkte değişiklik olacaktır. Gerek iyi huylu tümör ve metastazlarda gerek de kötü huylu tümörlerde çevresel vazojenik ödem izlenebilir ve infiltrasyondan ayrımı diğer görüntüleme yöntemleri ile genellikle olanaksızdır. Ödemde çevre beyaz cevher yolakları arasındaki göze dışı sıvı artacağından FA’da belirgin azalma olurken, yer ve yön değişimi olmadığından renkte bir değişiklik izlenmez. Glial tümörler ise en erken evrede bile çevresel invazyon gösteren tümörlerdir ve komşu beyaz cevher yolaklarında kısmen ya da tamamen yıkıma neden olabilirler. İnfiltrasyonda çevre yolaklarda kısmi yıkım olacağından göze dışı sıvı artışına bağlı FA’da azalma, yıkılan yolaklara dik difüzyon olacağından yönde değişiklik izlenirken, yer değişimi izlenmez. Son evre olan destrüksiyonlarda ise ortamdaki beyaz cevher yolakları tamamen ortadan kalkar ve bu durumda her hangi bir anizotropi olmayacağından belirgin vektörsel data izlenmez (25). Kortikal aktivasyon ile difüzyon tensör görüntüleme birlikte kullanıldığında, tümör ile gerek kortikal merkezin gerek de bu alandan çıkan yolakların ilişkisi gösterilebilir (34).
Difüzyon tensör görüntüleme ile ilk 6 saat içindeki iskemik değişiklikler gösterilemez. Difüzyon ağırlıklı görüntüleme bu konuda difüzyon tensör görüntülemeden daha üstün ve erken görüntüleme sağlar. Akut fazda erken dönemde ADC değeri azalırken, FA’da izlenen hafif azalma kronik fazda belirginleşir. Altı saat sonrasında lezyon ile yolakların ilişkisi gösterilebilir. Yine Wallerian dejenerasyonda oluşan aksonal yıkım sonucu ADC artar, FA azalır ve MRG’ye göre daha iyi ve erken evrede gösterilebilir (14).
Multiple skleroz plakları, myelin yıkımı ve aksonal zedelenmeye bağlı olarak, normal beyaz cevhere göre daha yüksek ADC ve daha düşük FA gösterir. Bu değişiklik akut (opaklaşan) lezyonlarda kroniklere (opaklaşmayan) göre daha belirgindir. Yine opaklaşmayan ve T1 ağırlıklı görüntülerde hipointens olarak izlenen lezyonlar, izointens lezyonlara göre daha yüksek ADC ve daha düşük FA gösterirler. ADC ilerleyici olgularda durağanlara göre daha yüksektir. Beyaz cevher değişikliklerinin gösterilmesinde FA, ADC’ye göre daha duyarlıdır. Bozzali ve ark. göre gri cevherde de su difüzyonunda izlenen artış, gri cevherin multiple sklerozda korunmadığının göstergesidir (18,35). Metabolik beyaz cevher hastalıklarında da multiple skleroza benzer şekilde myelin kılıfı ve aksonal yapının bütünlüğünde kayıp, serbest su miktarında artışa bağlı FA’da azalma, ADC’de artış izlenir. Lezyonların difüzyon tensör görüntüleme ile MR görüntülemeden daha erken saptanabileceği bildirilmiştir (18).
Difüzyon tensör görüntüleme ile değişik psikiyatrik hastalıklarda yoğun çalışmalar yapılmıştır. Alzheimer hastalığında diffüzivitede artma ve anizotropide azalma izlenir. Bipolar bozukluklarda prefrontal beyaz cevherde FA’da izlenen azalmanın yolak koherans kaybına bağlı geliştiği bildirilmiştir. Şizofrenide anizotropide dağınık nonspesifik azalma izlenir. Kokain ve alkol bağımlılarında ise orbito-frontal bağlantıda azalma saptanmıştır (12).
Beyin dışında difüzyon tensör görüntüleme uygulamaları çok daha zordur çünkü; solunum ve bağırsak hareketlerinin daha yoğun ve yaygın olması, vücut sıvılarının T2 sürelerinin beyine göre daha kısa olmaları, difüzyon gradyent uygulaması için daha kısa süre kalmasına neden olmaktadır. Durdurulmuş (stunned) fare kalplerinde erken infraktın difüzyon tensör görüntüleme ile gösterilebileceği bildirilmişse de, kalp gibi hareketli organlarda difüzyon tensör görüntüleme uygulamalarında gaiting için yeterli süre olmaması rutin klinik uygulamaları engellemektedir (36).
Difüzyon tensör görüntüleme temel olarak yaygın bir klinik kullanım alanı bulan ve rutin kullanıma tamamen girdikten sonra biz radyologların zorlandığı bir çok konuda soun çözücü yardımcı bir tekniktir. Özellikle beyaz cevher anatomisi ve varyasyonları hakkında temel fizyolojik bilgilere katkıda bulunurken, tümör cerrahisi öncesi yolak tutulumu ve yaygınlığı konusunda sağladığı bilgi sayesinde postoperatif morbidite ve mortalitenin azalmasını sağlamaktadır. Klinik kullanımının yaygınlaşması ve geniş klinik serilerin elde edilmesinden sonra daha yeni ve umut verici uygulamaların ortaya çıkacağı düşünülmektedir. Yine özellikle füzyon teknikleri ile birlikte kullanıldığında fonksiyon temelli anatomik görüntülemeye olanak sağlaması, difüzyon tensör mikroskopi uygulamaları ve gen sağaltımının indüklediği programlı göze ölümünün saptanması gibi klinik uygulama alanları bu konudaki gelecek beklentiler içinde yer almaktadır.
|
Denklem 2a
Denklem 2b
Denklem 3
Denklem 4a
Denklem 4b
Denklem 4c
Denklem 4d
Denklem 4d
 |