le Imagerie du tenseur de diffusion ou imagerie par résonance magnétique pondérée par diffusion (DW-IRM) représente le comportement de diffusion des molécules d'eau dans les tissus biologiques en tant que méthode d'imagerie basée sur la MRT classique, principalement utilisée dans les examens cérébraux. Semblable à l'IRM classique, la procédure est non invasive et ne nécessite pas l'utilisation de rayonnements ionisants.
Qu'est-ce que l'imagerie Tensor Diffusion?
L'imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion est une méthode d'imagerie par résonance magnétique (MRT) qui mesure les mouvements de diffusion des molécules d'eau dans les tissus corporels.
En pratique clinique, il est principalement utilisé pour examiner le cerveau, car le comportement de diffusion de l'eau permet de tirer des conclusions sur certaines maladies du système nerveux central. À l'aide de la tomographie par résonance magnétique pondérée en diffusion ou de l'imagerie par tenseur de diffusion, des informations sur le parcours des gros faisceaux de fibres nerveuses peuvent également être obtenues. Dans l'imagerie par tenseur de diffusion (DTI) fréquemment utilisée, une variante de DW-MRI, la dépendance directionnelle de la diffusion est également enregistrée.
Le DTI calcule un tenseur par unité de volume, qui est utilisé pour décrire le comportement de diffusion tridimensionnel. Cependant, en raison de l'énorme quantité de données requises, ces mesures prennent beaucoup plus de temps que l'IRM classique. Les données ne peuvent être interprétées qu'à l'aide de diverses techniques de visualisation. Aujourd'hui, l'imagerie par tenseur de diffusion qui a émergé dans les années 1980 est prise en charge par tous les nouveaux appareils d'IRM.
Fonction, effet et objectifs
Comme l'imagerie par résonance magnétique conventionnelle, l'imagerie par résonance magnétique pondérée par diffusion est basée sur le fait que les protons ont un spin avec un moment magnétique. Le spin peut s'aligner soit parallèle, soit anti-parallèle à un champ magnétique externe.
L'alignement anti-parallèle a un état énergétique plus élevé que l'alignement parallèle. Lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué, un équilibre s'établit en faveur des protons de basse énergie. Si un champ haute fréquence est activé à travers ce champ, les moments magnétiques basculent dans la direction du plan xy en fonction de la force et de la durée de l'impulsion. Cette condition est connue sous le nom de résonance magnétique nucléaire. Lorsque le champ haute fréquence est à nouveau désactivé, les spins nucléaires s'alignent à nouveau dans la direction du champ magnétique statique avec un retard qui dépend de l'environnement chimique du proton.
Le signal est enregistré via la tension générée dans la bobine de mesure. Dans la tomographie par résonance magnétique pondérée par diffusion, un champ de gradient est appliqué pendant la mesure, ce qui modifie l'intensité du champ du champ magnétique statique dans une direction prédéterminée. Cela provoque la déphasage des noyaux d'hydrogène et la disparition du signal. Si le sens de rotation des noyaux est inversé par une nouvelle impulsion haute fréquence, ils reviennent en phase et le signal réapparaît.
Cependant, l'intensité du deuxième signal est plus faible car certains noyaux ne sont plus en phase. Cette perte d'intensité du signal décrit la diffusion de l'eau. Plus le deuxième signal est faible, plus les noyaux ont diffusé dans la direction du champ de gradient et plus la résistance à la diffusion est faible. La résistance à la diffusion dépend à son tour de la structure interne des cellules nerveuses. À l'aide des données mesurées, la structure du tissu examiné peut être calculée et illustrée.
L'imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion est souvent utilisée dans le diagnostic de l'AVC. La défaillance des pompes sodium-potassium en cas d'accident vasculaire cérébral restreint fortement les mouvements de diffusion. Avec DW-MRI, cela est immédiatement visible, tandis qu'avec l'IRM conventionnelle, les changements ne peuvent souvent être enregistrés qu'après plusieurs heures. Un autre domaine d'application concerne la planification des opérations en chirurgie cérébrale.
L'imagerie du tenseur de diffusion détermine le cours des voies nerveuses. Ceci doit être pris en compte lors de la planification de l'opération. Les enregistrements peuvent également montrer si une tumeur a déjà pénétré dans le tractus nerveux. Cette méthode peut également être utilisée pour évaluer la question de savoir si une opération a des perspectives. De nombreuses maladies neurologiques et psychiatriques, comme la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie, la sclérose en plaques, la schizophrénie ou l'encéphalopathie du VIH, font aujourd'hui l'objet de recherches en imagerie par tenseur de diffusion. La question est de savoir quelles régions du cerveau sont touchées par quelles maladies. L'imagerie par tenseur de diffusion est également de plus en plus utilisée comme outil de recherche pour les études en sciences cognitives.
Risques, effets secondaires et dangers
Malgré ses bons résultats dans le diagnostic des accidents vasculaires cérébraux, dans la préparation des opérations cérébrales et comme outil de recherche dans de nombreuses études cliniques, la tomographie par résonance magnétique pondérée en diffusion a encore ses limites d'application.
Dans certains cas, le processus n'est pas encore complètement développé et nécessite un travail intensif de recherche et développement pour l'améliorer. Les mesures de la tomographie par résonance magnétique pondérée en diffusion n'offrent souvent qu'une qualité d'image limitée car le mouvement de diffusion ne s'exprime que par une atténuation du signal mesuré. Peu de progrès ont été réalisés même avec une résolution spatiale plus élevée, car avec des éléments de plus petit volume, l'atténuation du signal disparaît dans le bruit de l'appareil de mesure. De plus, un grand nombre de mesures individuelles est nécessaire.
Les données de mesure doivent être retravaillées dans l'ordinateur afin de pouvoir corriger certaines perturbations. Jusqu'à présent, il existe encore des problèmes pour représenter de manière satisfaisante un comportement de diffusion complexe. Selon l'état actuel de la technique, la diffusion au sein d'un voxel ne peut être correctement enregistrée que dans un sens. Des méthodes sont en cours de test pour réaliser simultanément des enregistrements pondérés en diffusion dans différentes directions. Ce sont des processus qui nécessitent une résolution angulaire élevée.
Les méthodes d'évaluation et de traitement des données doivent également être optimisées. Dans des études précédentes, par exemple, les données obtenues à partir de l'imagerie par résonance magnétique pondérée par diffusion ont été comparées à des groupes plus importants de sujets de test. En raison des différentes structures anatomiques des différents individus, cependant, cela peut conduire à des résultats d'étude trompeurs. C'est pourquoi de nouvelles méthodes d'analyse statistique doivent être développées.
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