Kemajuan penelitian tentang penggunaan DTI pada sklerosis lateral amyotrophic

  Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) adalah penyakit neurodegeneratif progresif kronis yang melibatkan neuron motorik atas dan bawah. Diffusion tensor imaging (DTI) adalah metode pencitraan baru yang dikembangkan berdasarkan pencitraan berbobot difusi, yang mampu merefleksikan perubahan mikrostruktural dalam jaringan dan memberikan penilaian yang lebih obyektif mengenai kerusakan neuron motorik atas.  Diagnosis amyotrophic lateral sclerosis (ALS) terutama didasarkan pada kriteria klinis EI Escorial[1 2] , dikombinasikan dengan perubahan elektrofisiologis dan tidak termasuk penyakit lain, di mana keterlibatan neuron motorik bawah (LMN) dapat didiagnosis dengan elektromiografi, sedangkan kerusakan neuron motorik atas (UMN) terutama bergantung pada pemeriksaan klinis dan tidak memiliki kriteria evaluasi yang objektif. Kurangnya kriteria evaluasi yang objektif. MRI konvensional dapat menunjukkan atrofi sistem motorik awal, khususnya pada traktus piramidalis, tetapi sulit untuk diukur dan tidak memberikan indikator yang sensitif terhadap perkembangan penyakit, dan oleh karena itu memiliki keterbatasan yang signifikan.  Diffusion tensor imaging (DTI) adalah teknik MRI fungsional yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir berdasarkan diffusion weighted imaging (DWI), yang memungkinkan studi non-invasif tentang anatomi dan degenerasi saluran kortikospinalis (CST) dan dapat digunakan sebagai indikator morfologi objektif untuk uji klinis. Ulasan perkembangan terkini diberikan di bawah ini.  Citra DTI dari saluran kortikospinalis normal adalah metode baru untuk mempelajari CST pada pasien ALS. Traktus kortikospinalis adalah bundel materi putih morfologis yang berbeda yang terdiri dari serat-serat aksonal dari sel-sel kerucut besar di korteks serebral, turun melalui tungkai posterior kapsul internal ke pangkal tangkai otak di otak tengah, yang menempati bagian lateral mediannya 3/5; kemudian ke pangkal pons, di mana mereka menyebar ke dalam bundel dengan ukuran yang bervariasi; ke kerucut meduler, di mana serat-serat tersebut dikumpulkan bersama lagi untuk membentuk bundel. Pada ujung inferior konus, sebagian besar serat (sekitar 70% hingga 90%) saling bersilangan, membentuk persimpangan konus. Serat-serat yang bersilangan turun ke bagian lateral posterior dari korda lateral sumsum tulang belakang kontralateral, membentuk traktus kortikospinalis lateral, yang secara berturut-turut berakhir di sel-sel tanduk anterior sumsum tulang belakang dalam perjalanan ke bawah; sebagian kecil serat tidak menyeberang dan masuk ke korda anterior sumsum tulang belakang, membentuk traktus kortikospinalis anterior, yang seratnya berakhir pada sel-sel motorik tanduk anterior dari sumsum tulang belakang kontralateral dengan melintasi materi putih anterior. Tingkat variabilitas dalam keketatan fibril ini akan mencerminkan variabilitas yang lebih besar dalam nilai anisotropi fraksional (FA) di sepanjang jalur CST.  DTI mengukur pergerakan difus molekul air dan dipengaruhi oleh karakteristik sel itu sendiri dan struktur seluler yang menghambat pergerakan molekul air. Anisotropi materi putih, materi abu-abu dan cairan serebrospinal bervariasi, tergantung pada karakteristik sel itu sendiri dan struktur seluler yang menghambat pergerakan molekul air, dan dengan demikian muncul sebagai nuansa abu-abu yang berbeda pada gambar DTI. Sebagian besar saluran serat utama dalam materi putih dapat diidentifikasi dalam peta FA. Pada gambar FA dari DTI normal, materi putih normal muncul sebagai sinyal tinggi dan jalur saluran fibrosa utama dalam materi putih otak, seperti corpus callosum, kapsul internal, kapsul eksternal dan bundel kerucut, dapat diidentifikasi.  Nilai anisotropi parsial dan difusivitas rata-rata (MD) sangat bervariasi pada tingkat anatomi yang berbeda, dengan penurunan FA secara bertahap dari tangkai otak ke konus, dengan nilai FA tertinggi pada tangkai otak dan nilai FA terendah di bawah jembatan otak. FA juga sangat bervariasi pada tingkat yang berdekatan dari jembatan serebral ke medula, tetapi sama di semua tingkat tangkai serebral; MD cenderung meningkat dari kapsul internal ke konus, dengan nilai MD tertinggi di medula dan terendah di jembatan serebral. Pada serat CST pons terpisah menjadi beberapa cabang yang saling bersilangan secara lateral melintasi pons, serat-serat tersebut tidak sepadat yang ada di atas pons, menghasilkan FA yang lebih rendah dan MD yang lebih tinggi (karena tingkat dispersi air yang lebih tinggi karena peningkatan volume ekstraseluler). Dari tangkai serebral ke konus, banyak serat meninggalkan CST, ada serat tidak langsung yang meninggalkan berbagai inti batang otak di lokasi jembatan serebral, dan sisi tangkai serebral terdiri dari 20 juta serat, sedangkan sisi konus hanya terdiri dari 1 juta serat; meskipun traktat motorik lebih terkonsentrasi di konus, ukuran kecil dari tubuh vertebral dan sifat terbatas dari analisis ROI (wilayah minat) berarti bahwa dari traktat serat multi arah yang berdekatan ke inti batang otak lainnya, yang Cairan serebrospinal yang berdekatan dan gangguan koherensi serat oleh penyeberangan kerucut, yang digabungkan untuk menghasilkan FA yang lebih rendah dan MD yang lebih tinggi [10] Schimrigk SK dan Sage CA dkk menganjurkan pengaturan ROI kaudal ke tungkai posterior kapsul internal di mana serat sangat terkonsentrasi. menemukan FA berkurang dalam materi putih periventrikular karena fasciculus longitudinal superior dan serat corpus callosum (tegak lurus dengan jalur CST horizontal) di situs ini. muncul, dan arah utama difusi yang berbeda menyebabkan penurunan FA, sedangkan MD tidak terpengaruh oleh arah difusi rata-rata dan dengan demikian tidak berubah secara signifikan pada tingkat periventrikular.  Pendekatan wilayah minat (ROI), yang saat ini merupakan metode utama yang digunakan untuk studi DTI, memiliki keuntungan bahwa area spesifik tertentu dari otak dapat dilokalisasi secara akurat (misalnya saluran piramidal), tetapi juga memiliki kelemahan bahwa lokalisasi buatan pada gambar CST yang menarik sangat subyektif bagi penyelidik. Kontaminasi volume parsial adalah kekhawatiran yang paling umum. Penggunaan fibertracking, sebuah teknik yang memungkinkan pemilihan ROI untuk menghindari pengaruh faktor peneliti sendiri, memberikan rekonstruksi fibertrack, dan analisis kuantitatif yang diperoleh dari metode ini memungkinkan perbandingan kuantitatif yang lebih baik dari karakteristik difusi antara kedua kelompok, memberikan informasi lebih lanjut tentang struktur materi putih dan penilaian integritas materi putih yang lebih objektif daripada peta FA ROI. Pencitraan serat adalah alat yang sangat baik untuk menjelaskan keselarasan serat materi putih, tetapi tidak cocok untuk analisis volumetrik (analisis volumetrik). Pencitraan serat bervariasi menurut FA, kejelasan gambar di wilayah ROI, dan rasio signal-to-noise, sehingga penulis menyimpulkan bahwa evaluasi kuantitatif volume CST yang diperoleh dengan menggunakan pencitraan serat tidak akurat, tetapi teknik ini dapat digunakan untuk mencitrakan wilayah spesifik CST, tetapi tidak dapat sepenuhnya mengatasi beberapa efek volumetrik dari analisis ROI, sehingga membutuhkan peralatan DTI dengan resolusi yang lebih tinggi dan teknik baru yang terkait dengan DTI: pencitraan spektrum difusi (DSI). pencitraan spektrum difusi (DSI).  Mengingat kekurangan ROI, Schimrigk SK memperkenalkan pendekatan baru: model campuran probabilistik untuk meningkatkan akurasi parameter DTI dengan mengkuantifikasi data DTI secara langsung. bahkan jika bundel serat sangat dekat satu sama lain. Metode ini meminimalkan pengaruh faktor pribadi peneliti terhadap hasil. Hasilnya telah divalidasi dalam corpus callosum.  Penelitian asing tentang penggunaan DTI pada sklerosis lateral amyotrophic telah difokuskan pada mahkota radial dari saluran kortikospinalis, tungkai posterior kapsul internal, peduncle serebral, pons dan conus medullaris. Dalam gambar DTI ALS, sebagian besar literatur melaporkan perubahan nilai difusi CST: penurunan FA dan peningkatan nilai ADC/MD, terutama pada tingkat tungkai posterior kapsul internal; Schimrigk SK menyarankan bahwa identifikasi subjek sehat dengan ALS harus dilakukan pada kapsul internal, yang memiliki variasi paling sedikit dan perbedaan terbesar, dan bahwa FA <0,57/0,55 dapat dianggap abnormal jika usia tidak diperhitungkan.