Nováková M1,4, Radovnický T2, Peterka M1,4, Sameš M2, Derner M3

Prezentace na téma: "Nováková M1,4, Radovnický T2, Peterka M1,4, Sameš M2, Derner M3"— Transkript prezentace:

1 Nováková M1,4, Radovnický T2, Peterka M1,4, Sameš M2, Derner M3
Možnosti stanovení toku likvoru v mokovodu pomocí obrazových dat z magnetické rezonance, pilotní projekt Nováková M1,4, Radovnický T2, Peterka M1,4, Sameš M2, Derner M3 1 Odbor biomedicínského inženýrství K.z., v Ústí nad Labem, 2 Neurochirurgická klinika UJEP a MNUL, Ústí nad Labem, 3 Radiodiagnostické oddělení MNUL, Ústí nad Labem, 4Fakulta biomedicínského inženýrství ČVUT, Praha 2013

2 Kvantitativní měření toků v MR obrazech
Cílem je určení rychlosti a směru toku spinů v každém voxelu Metoda fázového kontrastu 6 rozměrný experiment (3 složky rychlosti, 3 prostorové souřadnice), symetrický bipolární gradient – přidává se k základní sekvenci, ovlivňuje fázi tekoucích spinů, pouze projekce podél vektoru rychlosti podél směru kódovacího gradientu se projeví změnou fáze Metoda fázového kontrastu založená na fázových změnách, které vznikají, když se spiny pohybují v přítomnosti gradientních magnetických polí (lineárně zvyšují statické mag. pole dle volené osy, závislot frekvence na poloze), fáze statických spinů se nemění.

3 Bipolární gradient v = 𝝓 𝜸𝜟𝑨𝒈
2 symetrické gradienty stejné velikosti, ale opačného směru v = 𝝓 𝜸𝜟𝑨𝒈 𝜙 fáze tekoucích spinů 𝛾 gyromagnetický poměr Δ čas mezi gradienty 𝐴𝑔 plocha gradientní půlvlny Přesnost určení rychlosti závisí na počtu amplitud. Fáze spinů pohybujících se rovnoměrným přímočarým pohybem ve směru bipolárního gradientu je po jeho skončení přímo úměrná rychlosti, místo absolutní hodnoty spinové hustoty se z výsledného signálu po trojrozměrné Fourierově transformaci (třetí souřadnicí je amplituda bipolárního gradientu)počítá fáze Handbook of MRI Pulse Sequences Od autorů: Matt A. Bernstein,Kevin F. King,Xiaohong Joe Zhou

4 2D PC s Ekg synchronizací
MR AVANTO, Siemens – 1,5 Te Gradientní sekvence – technika Gradient Motion Rephasing Prospektivní Ekg gating (150 to 200 msec záznam v systole) Parametry sekvence - TR 140 msec; TE 9 msec; flip angle 10; počet akvizic 2; FOV 160 mm; matrix 256 x 256; tloušťka vrstvy 4,5 mm; venc 5-15 cm/second. Srdeční cyklus systola diastola Zvýšení nitrolebního krevního objemu Analysis of Aqueductal Cerebrospinal Fluid Flow After Endoscopic Aqueductoplasty by Using Cine Phase-Contrast Magnetic Resonance Imaging Směr toku likvoru kraniokaudální

5 Kvalitativní zobrazení
Akvizice dat (3 kroky), vrstva volena kolmo na směr toku 1) Sekvence s kompenzací průtoku, 2) sekvence, citlivé na průtok, venc funkce -nastavení citlivosti (přibližná rychlost toku) 5-15 cm/s, kóduje rychlost 3) subtrakce mokovod vysoký jas pixelů – vysoká rychlost proudění (pozitivní směr - kraniokaudální), tmavé body představují vysokou rychlost proudění ale v opačném (negativním-kaudokraniálním) směru. střední šedá hodnota představuje rychlost průtoku nula, to znamená stacionární tkáně.

6 Kvantitativní hodnocení
rychlosti toku (cm/sec) likvoru ve 3 zvolených oblastech mokovodu, průtok (cm3/sec), maximální systolická i diastolická rychlost, průměrné hodnoty, objemy likvoru v  mokovodu Jeong Hyun Lee at al. CSF Flow Quantification of the Cerebral Aqueduct in Normal Volunteers Using Phase Contrast Cine MR Imaging

7 Normotenzní hydrocefalus
rozšíření komorového systému i při normálním nitrolebním tlaku (pravidelné ataky vyššího tlaku) Klinicky se v typickém věku nad 60 let objevuje triáda: porucha chůze – zpravidla 1. příznak, chůze o široké bazi, krátkými krůčky, demence – poruchy krátkodobé paměti, bradypsychismus inkontinence moči Změny v MR obraze: Rozšíření komorového systému, průsak moku periventrikulárně, hyperdynamický pohyb CSF v Sylviově mokovodu

8 Tokové parametry v mokovodu
Peak velocity (cm/s) Aqueductal area (mm2) 6-14years (n=15, 7F, 8M) 7,89 _ 2,57 2,33 15-24years (n=9, 2F, 7M) 4,70 _ 1,61 3,10 25-34years (n=12, 6F, 6M) 5,50 _ 2,89 3,07 35-44 years (n=11, 4F, 7M) 4,93 _ 1,83 2,76 ≥45years (n=13, 6F, 7M) 5,85 _ 1,80 2,01 Total (n=60, 25F, 35M) 5,95 _ 2,48 2,67 F, female M, male Cine phase-contrast MRI evaluation of normal aqueductal cerebrospinal fluid flow according to sex and age Özkan Ünal, Alp Kartum, Serhat Avcu, Ömer Etlik, Halil Arslan, Aydın Bora

9 Dg: normot. hydrocefalus

10 Dg: Normot. hydrocefalus

11 Dg: Normot. hydrocefalus

12 Dg: není normot. hydrocefalus

13 Arteficiální zobrazení i kvantifikace
Chyba 10-15% 1)Regulace průtoku citlivosti, jak lze zabránit fázové inverzi různá velikost gradientu různá citlivost na rychlost toku – správné nastavení předpokládané rychlosti-stupeň citlivosti 2) Prospektivní Ekg gating arytmie 3) Volba ROI umístění, velikost plochy špatné nastavení (šedá barva v obraze) 4) Gradientní sekvence vířivé proudy 5) Rozptyl výsledných hodnot

14 Zpřesnění výsledků DTI (FA) DWI (MD) Spektroskopie
DTI-dokáže určit závažnost tlakového či napěťového poškození nervových vláken. Pomocí hodnot tzv.průměrné difuzivity (mean diffusivity = MD) a frakční anizotropie (fractional anisotropy = FA), U NPH se jedná o kompresi bílé hmoty mozkovév periventrikulární oblasti. Dochází tak ke zvýšení frakční anizotropie (Assaf et al., 2006) MRS umožňuje sledovat koncentraci metabolitů v mozkové tkáni či intraventrikulárně, U NPH docházík narušení neuronálního metabolismu (Braun et al., 2003), PoměrN-acetylasparátu a kreatininu (NAA/Cr) byl u pacientů s NPH v hluboké bílé hmotě frontálních lalokůsnížen

15 Reference Özkan Ünal, Alp Kartum, Serhat Avcu, Ömer Etlik, Halil Arslan, Aydın Bora Cine phase-contrast MRI evaluation of normal aqueductal cerebrospinal fluid flow according to sex and age Analysis of Aqueductal Cerebrospinal Fluid Flow After Endoscopic Aqueductoplasty by Using Cine Phase-Contrast Magnetic Resonance Imaging Robert K Kwok at al. Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus: Correlating Magnetic Resonance Imaging Biomarkers with Clinical Response Jeong Hyun Lee at al. CSF Flow Quantification of the Cerebral Aqueduct in Normal Volunteers Using Phase Contrast Cine MR Imaging

16 DĚkuji za pozornost