Utente:Massimiliano Lincetto/Imaging a risonanza magnetica in diffusione
L'imaging a risonanza magnetica in diffusione è una tecnica di imaging a risonanza magnetica che misura la diffusione delle molecole d'acqua nel tessuti biologici. [1]
In un mezzo isotropico (ad esempio in un bicchiere d'acqua), le molecole di liquido si muovono di moto browniano casuale. Invece nei tessuti biologici la diffusione può essere anisotropica. Ad esempio una molecola d'acqua all'interno di un assone di un neurone ha una probabilità molto bassa di attraversare la membrana mielinica. Di conseguenza la molecola si muoverà principalmente lungo l'asse della fibra neurale. Ribaltando il concetto, se misuriamo che le molecole d'acqua in una certa regione si stanno muovendo (diffondendo) lungo una particolare direzione, possiamo assumere che la maggior parte della fibre nella regione sono orientate parallelamente a questa direzione.
Imaging pesato in diffusione[modifica | modifica wikitesto]
Un'altra tecnica di misurazione della diffusione è l'imaging pesato in diffusione (Diffusion-weighted imaging, o DWI). Questa tecnica permette la misurazione della distanza di diffusione delle molecole d'acqua. Più breve è questa distanza, più chiara appare la regione considerata. In seguito ad una ischemia cerebrale, le immagini DWI sono molto sensibili ai cambiamenti patofisiologici che avvengono nella lesione [2] Si pensa che l'aumento delle barriere alla diffusione delle molecole d'acqua come risultato dell'edema citotossico (rigonfiamento delle cellule), sia responsabile dell'incremento del segnale in una scansione DWI. Altre teorie propongono che l'effetto sia dovuto a cambiamenti nella permeabilità cellulare o al venir meno del flusso citoplasmatico dipendente dall'ATP. L'aumento del segnale DWI appare entro 5-10 minuti dall'insorgenza dei sintomi dell'attacco ischemico (in contrasto con la tomografia computerizzata, che normalmente identifica i cambiamenti nei tessuti conm un ritardo di 4-6 ore) e rimane per un periodo fino a due settimane. La TC, per la sua scarsa sensibilità all'ischemia acuta, è mormalmente usata per verificare che non ci sia emorragia, che impedirebbe l'uso dell'attivatore tissutale plasminogeno (t-PA).
Accoppiato a misure di perfusione cerebrale, alcuni ricercatori sono stati in grado di determinare regioni di discordanza tra perfusione e diffusione, che potrebbero essere recuperate in seguito a terapia di riperfusione del tessuto.
È stato anche proposto che le misure di diffusione tramite MRI potrebbero essere in grado di identificare cambiamenti molto piccoli nella diffusione dell'acqua extracellulare, il che potrebbe avere applicazioni nel campo della risonanza magnetica funzionale: il corpo cellulare di un neurone si ingrandisce quando conduce un potenziale d'azione, impedendo di conseguenza la naturale diffusione delle molecole d'acqua. Nonostante questo processo sia stato provato a livello teorico, le prove sperimentali non sono ancora del tutto convincenti.
Come molte altre applicazioni più avanzate, questa tecnica è normalmente associata a sequenze di eccitazione rapide, come ad esempio l'echo planar imaging.
Imaging del tensore di diffusione[modifica | modifica wikitesto]
La tecnica di imaging del tensore di diffusione (Diffusion tensor imaging, o DTI), permette di misurare la diffusione nelle tre direzioni spaziali e l'anisotropia all'interno del singolo voxel. Questo permette il tracciamento di mappe delle direzioni delle fibre del cervello per esaminare le connessioni anatomiche tra le varie aree (usando la trattografia), oppure esaminare le alterazioni indotte da malattie come la sclerosi multipla.
La tecnica può essere usata complementarmente alla risonanza magnetica funzionale, ad esempio nello studio della funzionalità della corteccia cerebrale. I fasci di sostanza bianca trasportano infatti l'informazione funzionale tra le diverse aree cerebrali e la diffusione molecolare dell'acqua è ostacolata in corrispondenza degli assi di tali fasci. La misura della diffusione dell'acqua può quindi rivelare informazioni sulla posizione e la morfologia dei grandi fasci di sostanza bianca. Malattie che alterano la normale organizzazione o integrità della sostanza bianca cerebrale (come la sclerosi multipla) hanno un impatto di tipo quantitativo sui risultati del DTI, che permettono di esaminare aree di degenerazione neuronale e demilinizzazione.
Note[modifica | modifica wikitesto]
- ^ Le Bihan D, Breton E, Lallemand D, Grenier P, Cabanis E, Laval-Jeantet M, MR imaging of intravoxel incoherent motions: application to diffusion and perfusion in neurologic disorders, in Radiology, vol. 161, n. 2, Novembre 1983, pp. 401-407, 3763909.
- ^ Moseley ME, Cohen Y, Mintorovitch J, Chileuitt L, Shimizu H, Kucharczyk J, Wendland MF, Weinstein PR, Early detection of regional cerebral ischemia in cats: comparison of diffusion- and T2-weighted MRI and spectroscopy, in Magnetic Resonance in Medicine, vol. 14, n. 2, Maggio 1990, pp. 330-346, 2345513.