Diffusionsavbildning

Diffusionsavbildning är en MRI-teknik som mäter vattenmolekylers diffusion i kroppsvävnad för att undersöka mikrostrukturen i till exempel hjärnan. Genom diffusionvägd bildtagning (diffusion-weighted imaging, DWI) fås information om hur fritt vatten kan röra sig i olika vävnader. I hjärnan är diffusionen anisotrop, särskilt i vit substans där vatten rör sig enklast längs axonernas riktning eftersom cellmembran och myelin hindrar kors-riktade rörelser.

Diffusionstensoravbildning (DTI) används för att beräkna kvantitativa mått som apparent diffusion coefficient (ADC) och fraktionell anisotropi (FA). DTI möjliggör även tractography, en metod som ungefärligt rekonstruerar vita nervfiberbanor i hjärnan. Ytterligare tekniker som diffusion spectrum imaging (DSI) och Q-ball imaging används för att bättre hantera korsande fiber och komplikationer i mikrostrukturen.

Användningsområden inkluderar akut stroke (tidig förändring i diffusion vid ischemisk vävnad), tumörer, demyeliniserande sjukdomar och utvecklingsstudier. Inom klinisk neuroradiologi används diffusionsavbildning ofta för diagnostik och preoperativ planering. I forskningen används det för att kartlägga hjärnans kopplingar och studera åldrande och neurobiologiska processer.

Begränsningar och utmaningar: diffusionen är en indirekt markör och tolkningen är komplex. Bildkvaliteten påverkas av rörelse, geometriska- och magnetiska störningar samt eddy-currents, särskilt i EPI-sekvenser. Mycket av informationen tolkas i kombination med andra MRI-sekvenser och patientens kliniska bild.