خونریزی های مغزی میتونه به دلایل مختلفی مثل تروما، سکته های هموراژیک، پارگی آنوریسم و… ایجاد بشه. به دلیل ماهیت خون و مراحل تغییراتی که پس از خونریزی میتونه در مغز ایجاد بشه MRI توانایی بالایی در بررسی خونریزی ها داره. مزیت مهمی که MRI در این مورد نسبت به CT داره توانایی تفکیک بهتر فازهای زمانی خونریزی محسوب میشه. در ادامه به تفصیل در مورد این موضوعات بحث میکنیم. لازم به ذکره که مطالبی که در مورد سیگنال خونریزی خدمتتون ارائه میشه صرفا مربوط به بافت مغز بوده و کاملا میتونه با خونریزی در سایر بافتهای بدن متفاوت باشه
ظاهر خونریزی های مغزی به طور عمده به دو عامل کنتراست تصویر (T1, T2, GRE, SWIو…) و مرحله خونریزی بستگی داره. پس از شروع خونریزی و گذر زمان، تغییراتی در فراورده های خونی ایجاد میشه که موجب تغییرات سیگنال در تصاویر با وزن های مختلف میشه
ابتدا جا داره در مورد ماهیت مواد در MRI مروری داشته باشیم
مواد از نظر خاصیت مغناطیسی به سه دسته دیامغناطیس، پارامغناطیس و فرومغناطیس تقسیم بندی میشن.
– مواد دیامغناطیس در ساختار مولکولی خود هیچ الکترون جفت نشده ای ندارن و بنابراین بدون خاصیت مغناطیسی هستند. این مواد وقتی در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرند یک بردار مغناطیسی بسیار کوچک در خلاف جهت میدان ایجاد می کنند. اکثر بافتهای بدن دیامغناطیس هستند
– مواد پارامغناطیس موادی هستند که در ساختار خود تعدادی الکترون جفت نشده داشته و بنابراین دارای پذیرفتاری مغناطیسی هستند و اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند یک بردار معناطیسی کوچک در جهت خطوط میدان ایجاد می کنند. در بدن موادی مثل مت هموگلوبین که یکی از فراورده های خونی است خاصیت پارامغناطیس دارد
– مواد فرومغناطیس دارای خاصیت پذیرفتاری بسیار بالایی می باشد که برای نمونه می توان به فلزات اشاره نمود
هموگلوبین اصلی ترین ماده تشکیل دهنده گلبولهای قرمز بوده که به خاطر داشتن اتمهای آهن در این مبحث مورد توجه قرار میگیره. در صورتی که اتمهای هموگلوبین به اتمهای اکسیژن متصل نباشد (دئوکسی هموگلوبین) دارای الکترون آزاد بوده و خاصیت پارامغناطیس دارد اما اگر اکسیژن به هموگلوبین متصل شود (اکسی هموگلوبین) به دلیل عدم وجود الکترون آزاد، خاصیت این ماده به دیامغناطیس تغییر میکند
اگر از لحاظ زمانی بررسی کنیم خونریزی به ۵ فاز تقسیم میشه
– فاز Hyperacute: ساعات اولیه پس از شروع خونریزی
– فاز Acute: محدوده ۲۴ ساعت تا ۳ روز پس از شروع
– فاز Early Subacute: از ۳ تا ۷ روز پس از شروع
– فاز Late Subacute: از ۱ هفته تا ۱ ماه پس از شروع
– فاز Chronic: بیشتر از یک ماه پس از شروع
در فاز hyperacute خون بصورت محلولی رقیق شامل گلبولهای قرمز محتوای بالایی از آب می باشد. در این مرحله غشاء گلبولها سالم بوده و هموگلوبین بصورت اکسی هموگلوبین است. در این فاز معمولا در سکانس های T1 و T2 تغییری مشاهده نشده و فقط ممکن است به خاطر محتوای بالای مایع، ناحیه خونریزی را در T1 اندکی تیره و در T2 اندکی روشن ببینیم. در این فاز اولویت تشخیص با CT می باشد. البته لازم به ذکر است در صورت در دسترس بودن می توان به دلیل حساسست بسیار زیاد به پذیرفتاری از سکانس SWI نیز استفاده نمود
در فاز Acute هموگلوبین اکسیژن خود را از دست می دهد ولی غشاء گلبولهای قرمز هنوز سالم است. در این مرحله محتوای آب ناحیه خونریزی کاهش پیدا کرده و لخته سازی آغاز می شود. گروه آهن در دئوکسی هموگلوبین بصورت فِرو (Fe+2) بوده که دارای ۴ الکترون جفت نشده است. در گروه فِرو الکترونها بصورت شیلد شده است و به همین دلیل این الکترونها امکان پیوند با مولکولهای آب را نداشته و بنابراین این ماده باعث کوتاه شدن زمان T1 نمی شود و در این فاز ناحیه خونریزی در تصاویر T1 بصورت isointense (یا کمی hypointense) دیده می شود. در عین حال دئوکسی هموگلوبین موجب افزایش اثر پذیرفتاری مغناطیسی (magnetic susceptibility) شده و در نتیجه ناحیه خونریزی در تصاویر T2 تیره دیده می شود. کاهش محتوای آب در ناحیه خونریزی نیز یکی دیگر از دلایل کاهش سیگنال در تصویر T2 می باشد
تصویر بالا یک خونریزی در فاز حاد را در لوب تمپورال چپ نمایش می دهد. همانطور که ملاحظه می کنید ناحیه خونریزی در T1 بصورت iso و تا اندکی hypointense دیده می شود و در تصویر t2 اندکی تیره تر از بافت است. لازم به ذکر است که ناحیه روشن در تصویر T2 مربوط به ادم اطراف محل آسیب دیدگی می باشد
در فاز Early Subacute هنوز غشاء گلبولها سالم بوده اما هموگلوبین در اثر اکسیداسیون به مت هموگلوبین تبدیل می شود. گروه آهن در مت هموگلوبین بصورت فِریک (Fe+3) بوده که دارای ۵ الکترون جفت نشده است. در گروه فریک الکترونها شیلد نشده اند و بنابراین به سادگی با مولکولهای آب ترکیب شده و ایجاد برهمکنش های dipole-dipole میکنند. به عنوان نتیجه این برهمکنش ها پدیده ای به نام Proton Relaxation Enhancement روی می دهد که این فرایند موجب کوتاه شدن زمان آسایش T1 شده و در نتیجه ناحیه خونریزی در تصویر T1 بصورت روشن دیده می شود. همچنین مشابه فاز قبل به دلیل پذیرفتاری مغناطیسی بالا در ناحیه خونریزی، این ناحیه بصورت تیره دیده می شود
تصویر بالا یک خونریزی در فاز early subacute را در مجاورت ناحیه اینسولار راست نشان می دهد. ناحیه خونریزی در T1 روشن و در T2 تیره است
در فاز Late Subacute غشاء گلبولهای قرمز پاره شده و مت هموگلوبین در فضای خارج سلولی پخش می شود. با دلیل پخش شدن مت هموگلوبین و کاهش تراکم آن در یک ناحیه اثر پذیرفتاری کاهش پیدا کرده و بنابراین سیگنال ناحیه مورد نظر به حالت روشن تغییر پیدا می کند. در این مرحله فاگوسیتوز مت هموگلوبین شروع شده و هموسیدرین تولید می شود. به دلیل اینکه فرایند فاگوسیتوز در کناره های خونریزی و در ناحیه مجاور با بافت سالم بیشتر انجام می شود در این فاز در اطراف ناحیه خونریزی یک rim تیره خواهیم داشت
تصویر بالا یک هماتوم در فاز late subacute را نشان می دهد که سیگنال آن در T1 و T2 روشن است. همانطور که مشخص است تشخیص زمانی فاز early subacute و late subacute از طریق تصویر T2 صورت می گیرد
در فاز Chronic ماکروفاژ ها شروع به تجزیه مت هموگلوبین به هموسیدرین و فریتین می کنند. این دو ماده سوپرپارامغناطیس هستند و بنابراین حضور آنها باعث signal loss در تصاویر T2 می شود. از طرف دیگر این دو ماده ایجاد T1 shortening نمیکند و به همین دلیل ناحیه مورد نظر در تصاویر T1 بصورت isointense خواهد بود (البته به خاطر اثر پذیرفتاری بسیار شدید این دو ماده، ناحیه خونریزی ممکن است اندکی در T1 تیره دیده شود)
تصویر بالا یک خونریزی در فاز مزمن را نشان می دهد. همانطور که مشخص است ناحیه هماتوم در T1 بصورت کمی تیره و در T2 بصورت کاملا تیره دیده می شود
نکته حائز اهمیتی که وجود داره تفاوت ظاهر خونریزی در قدرت میدانهای مختلف بوده برای مثال در میدانهای بالاتر پذیرفتاری بیشتر بوده و به همین دلیل مقدار افت سیگنال بیشتر و در نتیجه حساسیت بیشتری نسبت به خونریزی وجود دارد.
در میدانهای ضعیف بر خلاف میدانهای قویتر پذیرفتاری و متعاقبا حساسیت کمتر است. در میدانهای ضعیفتر تغییرات سیگنال در طول فازهای خونریزی کندتر صورت گرفته و در واقع هر فاز در زمان طولانی تری دیده می شود
تصاویر زیر مقایسه یک بیمار در میدان ۱.۵ تسلا و ۳ تسلاست (تصویر چپ ۱.۵تسلا و راست ۳تسلا) همانطور که مشخص است در ۳تسلا میزان پذیرفتاری بیشتر بوده و در نتیجه signal loss بیشتر و حساسیت بیشتری برای detection خونریزی خواهیم داشت
نکته دیگری که میشه در این مبحث بهش اشاره کرد حساسیت سکانسهای مختلف در detection خونریزیه. به دلیل ماهیت خونریزی و تاثیر پذیرفتاری در detection خونریزی میشه گفت هرچه حساسیت سکانس به پذیرفتاری معناطیسی بالاتر باشه اون سکانس توانایی بیشتری در نمایش خونریزی داره
در بین توالی های پالسی، خانواده گرادیان اکو به دلیل نداشتن پالس refocusing نسبت به ناهمفازی و متعاقبا نسبت به پذیرفتاری حساسیت بالایی داشته و بنابراین سکانس مناسبی برای بررسی خونریزی محسوب میشه. سکانس SWI که یکی از سکانسهای خانواده گرادیان اکو محسوب میشه با بکارگیری تصاویر فاز در تشکیل تصویر نهایی، حساسیت نسبت به خونریزی رو باز هم افزایش میده
در خوانواده سکانسهای اسپین اکو، توالی اسپین اکوی عادی به خاطر echo spacing بیشتر از توالی Fast spin echo حساسیت بیشتری نسبت به توالی FSE داره
جا داره که در این قسمت به توالی GRASE هم اشاره کنیم. این توالی یک سکانس هیبریدی متشکل از اسپین اکو و گرادیان اکوئه که تصویر حاصل از آن کنتراست مناسب (ناشی از اسپین اکو) و حساسیت بیشتر نسبت به پذیرفتاری (ناشی از گرادیان اکو) رو ایجاد میکنه. اینطور به نطر میاد که این سکانس باید حساسیت مناسبی نسبت به خونریزی داشته باشه ولی به دلیل نامعلومی این توالی نسبت به SE و FSE حساسیت کمتری در Detection خونریزی داره
تصاویر زیر مقایسه ای از سکانسهای مختلف در بررسی خونریزی رو به ما نشون میده
تصاویر و جدول زیر یک مرور کلی از مطالبیه که خدمتتون ارایه شد
به دلیل تنوع تغییرات سیگنال و پیچیده بودن مطلب توصیه میشه که از جمله جالب زیر برای حفظ کردن تغییرات ناشی از خونریزی استفاده کنیم?
???????
منبع: گروه تلگرام Optimizing MRI Sequences
تهیه کننده : جناب آقای افتخاری
