Magnetische resonantiespectroscopie

Magnetische resonantiespectroscopie (MR-spectroscopie) biedt niet-invasieve informatie over het hersenmetabolisme. Proton 1H-MR-spectroscopie is gebaseerd op de "chemische verschuiving" - een verandering in de resonantiefrequentie van protonen waaruit verschillende chemische verbindingen bestaan. Deze term werd in 1951 geïntroduceerd door N. Ramsey om de verschillen tussen de frequenties van individuele spectrale pieken aan te duiden. De meeteenheid voor de "chemische verschuiving" is een miljoenste deel (ppm). Hieronder volgen de belangrijkste metabolieten en hun bijbehorende waarden voor de chemische verschuiving, waarvan de pieken in vivo worden bepaald in het proton-MR-spectrum:

• NAA - N-acetylaspartaat (2,0 ppm);
• Cho - choline (3,2 ppm);
• Cr - creatine (3,03 en 3,94 ppm);
• ml - myoinositol (3,56 ppm);
• Glx - glutamaat en glutamine (2,1-2,5 ppm);
• Lac - lactaat (1,32 ppm);
• Lip-lipidencomplex (0,8-1,2 ppm).

Momenteel worden er twee hoofdmethoden gebruikt in proton-MR-spectroscopie: single-voxel en multi-voxel (Chemical Shift Imaging) MR-spectroscopie – gelijktijdige bepaling van spectra van verschillende hersengebieden. Ook multinucleaire MR-spectroscopie, gebaseerd op het MR-signaal van fosfor, koolstof en enkele andere verbindingen, is in de praktijk gebracht.

Bij single-voxel 1H-MR-spectroscopie wordt slechts één hersengebied (voxel) geselecteerd voor analyse. Door de frequentiesamenstelling van het spectrum dat met deze voxel is opgenomen te analyseren, wordt een verdeling van bepaalde metabolieten verkregen op de chemische verschuivingsschaal (ppm). De verhouding tussen de metabolietpieken in het spectrum, en een afname of toename van de hoogte van individuele spectrumpieken, maken een niet-invasieve beoordeling van de biochemische processen in de weefsels mogelijk.

Multivoxel MP-spectroscopie produceert MP-spectra voor meerdere voxels tegelijk en maakt vergelijking van spectra van individuele gebieden in het onderzoeksgebied mogelijk. Verwerking van multivoxel MP-spectroscopiegegevens maakt het mogelijk om een parametrische kaart van de sectie te maken, waarop de concentratie van een bepaalde metaboliet in kleur is gemarkeerd, en om de verdeling van metabolieten in de sectie te visualiseren, d.w.z. om een beeld te verkrijgen dat gewogen is op basis van chemische verschuiving.

Klinische toepassing van MR-spectroscopie. MR-spectroscopie wordt momenteel veel gebruikt voor de evaluatie van diverse volumetrische hersenlaesies. MR-spectroscopiegegevens laten geen betrouwbare voorspelling toe van het histologische type neoplasma. De meeste onderzoekers zijn het er echter over eens dat tumorprocessen over het algemeen worden gekenmerkt door een lage NAA/Cr-ratio, een verhoogde Cho/Cr-ratio en, in sommige gevallen, het verschijnen van een lactaatpiek. In de meeste MR-studies werd protonenspectroscopie gebruikt voor de differentiële diagnose van astrocytomen, ependymomen en primitieve neuro-epitheliale tumoren, vermoedelijk om het type tumorweefsel te bepalen.

In de klinische praktijk is het belangrijk om MR-spectroscopie te gebruiken in de postoperatieve periode om aanhoudende tumorgroei, tumorrecidief of stralingsnecrose te diagnosticeren. In complexe gevallen vormt 1H-MR-spectroscopie een nuttige aanvullende methode in de differentiële diagnostiek, naast perfusiegewogen beeldvorming. Kenmerkend voor het spectrum van stralingsnecrose is de aanwezigheid van de zogenaamde dode piek, een breed lactaat-lipidencomplex in het bereik van 0,5-1,8 ppm tegen de achtergrond van een volledige reductie van de pieken van andere metabolieten.

Het volgende aspect van het gebruik van MR-spectroscopie is het onderscheid tussen nieuw ontdekte primaire en secundaire laesies en hun differentiatie van infectieuze en demyeliniserende processen. De meest indicatieve resultaten zijn de diagnostiek van hersenabcessen op basis van diffusiegewogen beelden. In het spectrum van het abces, tegen de achtergrond van de afwezigheid van pieken van de belangrijkste metabolieten, worden een piek van het lipide-lactaatcomplex en pieken die specifiek zijn voor de inhoud van het abces, zoals acetaat en succinaat (producten van anaërobe glycolyse van bacteriën), en de aminozuren valine en leucine (het resultaat van proteolyse), opgemerkt.

In de literatuur wordt ook uitgebreid aandacht besteed aan de informatie-inhoud van MR-spectroscopie bij epilepsie, bij de beoordeling van stofwisselingsstoornissen en degeneratieve letsels van de witte stof in de hersenen bij kinderen, bij traumatisch hersenletsel, cerebrale ischemie en andere ziekten.

[ 1 ], [ 2 ]