Количественные МРТ-методики оценки периферических нервов

Магнитно‑резонансная томография (МРТ) все более активно используется для визуализации периферических нервов. Это связано с ростом и совершенствованием технических возможностей и, как следствие, с началом применения в научных исследованиях ряда методик МРТ, позволяющих проводить количественную оценку периферических нервов. К ним относится в первую очередь диффузионно‑тензорная МРТ, посредством оценки диффузии воды в тканях позволяющая исследовать структуру периферических нервов. Кроме того, Т2‑релаксометрия и исследование с использованием переноса намагниченности позволяют оценить сохранность макромолекулярной структуры нервных элементов. Интересным представляется также исследование фракции жира как в нервной, так и в мышечной ткани. Краткое описание упомянутых методик, а также некоторые результаты и перспективы их использования для исследования периферических нервов представлены в настоящей статье, дополненной иллюстрациями собственных наблюдений и опыта применения описанных методик МРТ.

1. Варакин Ю.Я., Горностаева Г.В., Манвелов Л.С. и др. Клинико-эпидемиологическое исследование патологии нервной системы по данным скрининга открытой популяции. Анналы клинической и экспериментальной неврологии 2012;6(1):6–13.

2. Hammi C., Yeung B. Neuropathy. In: StatPearls. Treasure Island: StatPearls Publishing, 2023. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK542220/.

3. Chen Y., Haacke E.M., Li J. Peripheral nerve magnetic resonance imaging. F1000Res 2019;8:1803. DOI: 10.12688/f1000research.19695.1

4. Kollmer J., Bendszus M. Magnetic resonance neurography: Improved diagnosis of peripheral neuropathies. Neurotherapeutics 2021;18:2368–83. DOI: 10.1007/s13311-021-01166-8

5. Stewart J.D. Peripheral nerve fascicles: Anatomy and clinical relevance. Muscle Nerve 2003;28(5):525–41. DOI: 10.1002/mus.10454

6. Григорович К.А. Хирургическое лечение повреждений нервов. Ленинград: Медицина, 1981. 302 с.

7. Пирадов М.А., Супонева Н.А., Гришина Д.А. Полинейропатии: алгоритмы диагностики и лечения. M.: Горячая линия – Телеком, 2023. 248 c.

8. Пирадов М.А., Супонева Н.А., Гришина Д.А., Павлов Э.В. Электронейромиография: алгоритмы и рекомендации при полинейропатиях. M.: Горячая линия – Телеком, 2021. 198 с.

9. Li J. Molecular regulators of nerve conduction – lessons from inherited neuropathies and rodent genetic models. Exp Neurol 2015;267:209–18. DOI: 10.1016/j.expneurol.2015.03.009

10. Chung T., Prasad K., Lloyd T.E.: Peripheral neuropathy: Clinical and electrophysiological considerations. Neuroimaging Clin N Am 2014;24(1):49–65. DOI: 10.1016/j.nic.2013.03.023

11. Мансурова А.В., Чечёткин А.О., Супонева Н.А. и др. Возможности ультразвукового исследования в диагностике и дифференциальной диагностике бокового амиотрофического склероза: обзор литературы. Нервно-мышечные болезни 2022;12(1):21–8. DOI: 10.17650/2222-8721-2022-12-1-21-28

12. Gasparotti R., Padua L., Briani C., Lauria G. New technologies for the assessment of neuropathies. Nat Rev Neurol 2017;13:203–16. DOI: 10.1038/nrneurol.2017.31

13. Ohana M., Moser T., Moussaouï A. et al. Current and future imaging of the peripheral nervous system. Diagn Interv Imaging 2014;95:17–26. DOI: 10.1016/j.diii.2013.05.008

14. Muller I., Miguel M., Bong D.A. et al. The peripheral nerves: Update on ltrasound and magnetic resonance imaging. Clin Exp Rheumatol 2018;36(Suppl 114):145–58.

15. Морозова С.Н., Синькова В.В., Гришина Д.А. и др. Основы стандартной визуализации периферической нервной системы: МР-нейрография. Digital Diagnostics 2023;4(3):356–68. DOI: 10.17816/DD430292

16. Joint Task Force of the EFNS and the PNS. European Federation of Neurological Societies/Peripheral Nerve Society guideline on management of multifocal motor neuropathy. Report of a joint task force of the European Federation of Neurological Societies and the Peripheral Nerve Society – first revision. J Peripher Nerv Syst 2010;15(4):295–301. DOI: 10.1111/j.1529-8027.2010.00290.x

17. Van den Bergh P.Y.K., van Doorn P.A., Hadden R.D.M. et al. European Academy of Neurology/Peripheral Nerve Society guideline on diagnosis and treatment of chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy: Report of a joint Task Force-Second revision. J Peripher Nerv Syst 2021;26(3):242–68. DOI: 10.1111/jns.12455

18. Basser P.J., Pierpaoli C. Microstructural features measured using diffusion tensor imaging. J Magn Reson B 1996;111:209–19. DOI: 10.1006/jmrb.1996.0086

19. Basser P.J. Inferring microstructural features and the physiological state of tissues from diffusion-weighted images. NMR Biomed1995;7–8:333–44. DOI: 10.1002/nbm.1940080707

20. Noguerol M.T., Barousse R., Gómez Cabrera M. et al. Functional MR neurography in evaluation of peripheral nerve trauma and postsurgical assessment. Radiographics 2019;39(2):427–46. DOI: 10.1148/rg.2019180112

21. Beaulieu C. The basis of anisotropic water diffusion in the nervous system – a technical review. NMR Biomed 2002;15(7–8):435–55. DOI: 10.1002/nbm.782

22. Kronlage M., Schwehr V., Schwarz D. et al. Peripheral nerve diffusion tensor imaging (DTI): Normal values and demographic determinants in a cohort of 60 healthy individuals. Eur Radiol 2018;28(5):1801–8. DOI: 10.1007/s00330-017-5134-z

23. Chhabra A., Thakkar R.S., Chalian M. et al. Anatomic MR imaging and functional diffusion tensor imaging of peripheral nerve tumor and tumor like conditions. Am J Neuroradiol 2015;34(4):802–7. DOI: 10.3174/ajnr.A3316

24. Naraghi A., da Gama Lobo L., Menezes R. et al. Diffusion tensor imaging of the median nerve before and after carpal tunnel release in patients with carpal tunnel syndrome: Feasibility study. Skeletal Radiol 2013;42:1403–12. DOI: 10.1007/s00256-013-1670-z

25. Balbi V., Budzik J.-F., Duhamel A. et al. Tractography of lumbar nerve roots: Initial results. Eur Radiol 2011;21:1153–9. DOI: 10.1007/s00330-010-2049-3

26. Kronlage M., Pitarokoili K., Schwarz D. et al. Diffusion tensor imaging in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy: Diagnostic accuracy and correlation with electrophysiology. Invest Radiol 2017;52(11):701–7. DOI: 10.1097/RLI.0000000000000394

27. Vaeggemose M., Vaeth S., Pham M. et al. Magnetic resonance neurography and diffusion tensor imaging of the peripheral nerves in patients with Charcot–Marie–Tooth type 1A. Muscle Nerve 2017;56(6):E78–E84. DOI: 10.1002/mus.25691

28. Jende J.M.E., Kender Z., Mooshage C. et al. Diffusion tensor imaging of the sciatic nerve as a surrogate marker for nerve functionality of the upper and lower limb in patients with diabetes and prediabetes. Front Neurosci 2021;15:642589. DOI: 10.3389/fnins.2021.642589

29. Ahlawat S., Chhabra A., Blakely J. Magnetic resonance neurography of peripheral nerve tumors and tumorlike conditions. Neuroimaging Clin N Am 2014;24:171–92. DOI: 10.1016/j.nic.2013.03.035

30. Kollmer J., Hund E., Hornung B. et al. In vivo detection of nerve injury in familial amyloid polyneuropathy by magnetic resonance neurography. Brain 2015;138(Pt 3):549–62. DOI: 10.1093/brain/ awu344

31. Heiland S., Sartor K., Martin E. et al. In vivo monitoring of age-related changes in rat brain using quantitative diffusion magnetic resonance imaging and magnetic resonance relaxometry. Neurosci Lett 2002;334(3):157–60. DOI: 10.1016/s0304-3940(02)01073-x

32. Snyder J., Seres P., Stobbe R.W. et al. Inline dual-echo T2 quantification in brain using a fast mapping reconstruction technique. NMR Biomed 2023;36(1):e4811. DOI: 10.1002/nbm.4811

33. Walimuni I.S., Hasan K.M. Atlas-based investigation of human brain tissue microstructural spatial heterogeneity and interplay between transverse relaxation time and radial diffusivity. Neuroimage 2011;57(4):1402–10. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2011.05.063

34. Davies G.R., Ramani A., Dalton C.M. et al. Preliminary magnetic resonance study of the macromolecular proton fraction in white matter: A potential marker of myelin? Mult Scler 2003;9(3):246–9. DOI: 10.1191/1352458503ms911o

35. Kollmer J., Sahm F., Hegenbart U. et al. Sural nerve injury in familial amyloid polyneuropathy: MR neurography vs clinicopathologic tools. Neurology 2017;89(5):475–84. DOI: 10.1212/WNL.0000000000004178

36. Dyck P.J., Lais A., Karnes J.L. et al. Fiber loss is primary and multifocal in sural nerves in diabetic polyneuropathy. Ann Neurol 1986;19(5):425–39. DOI: 10.1002/ana.410190503

37. Pham M., Oikonomou D., Hornung B. et al. Magnetic resonance neurography detects diabetic neuropathy early and with proximal predominance. Ann Neurol 2015;78(6):939–48. DOI: 10.1002/ana.24524

38. Kollmer J., Hilgenfeld T., Ziegler A. et al. Quantitative MR neurography biomarkers in 5q-linked spinal muscular atrophy. Neurology 2019;93(7):e653–e664. DOI: 10.1212/WNL.0000000000007945

39. Wolff S.D., Balaban R.S. Magnetization transfer contrast (MTC) and tissue water proton relaxation in vivo. Magn Reson Med 1989;10(1):135–44. DOI: 10.1002/mrm.1910100113

40. Dortch R.D., Dethrage L.M., Gore J.C. et al. Proximal nerve magnetization transfer MRI relates to disability in Charcot– Marie–Tooth diseases. Neurology 2014;83(17):1545–53. DOI: 10.1212/WNL.0000000000000919

41. Does M.D., Beaulieu C., Allen P.S., Snyder RE. Multi-component T1 relaxation and magnetisation transfer in peripheral nerve. Magn Resn Imaging 1998;16(9):1033–41. DOI: 10.1016/s0730-725x(98)00139-8

42. Kollmer J., Hegenbart U., Kimmich C. et al. Magnetization transfer ratio quantifies polyneuropathy in hereditary transthyretin amyloidosis. Ann Clin Transl Neurol 2020;7(5):799–807. DOI: 10.1002/acn3.51049

43. Kollmer J., Kessler T., Sam G. et al. Magnetization transfer ratio: А quantitative imaging biomarker for 5q spinal muscular atrophy. Eur J Neurol 2021;28(1):331–40. DOI: 10.1111/ene.14528

44. Kollmer J., Kastel T., Jende J.M.E. et al. Magnetization transfer ratio in peripheral nerve tissue: Does it depend on age or location? Invest Radiol 2018;53(7):397–402. DOI: 10.1097/RLI.0000000000000455

45. Chhabra A., Flammang A., Padua A.Jr. et al. Magnetic resonance neurography: Technical considerations. Neuroimaging Clin N Am 2014;24(1):67–78. DOI: 10.1016/j.nic.2013.03.032

46. Dixon W.T. Simple proton spectroscopic imaging. Radiology 1984;153:189–94. DOI: 10.1148/radiology.153.1.6089263

47. Grimm A., Meyer H., Nickel M.D. et al. Evaluation of 2-point, 3-point, and 6-point Dixon magnetic resonance imaging with flexible echo timing for muscle fat quantification. Eur J Radiol 2018;103:57–64. DOI: 10.1016/j.ejrad.2018.04.011

48. Gloor M., Fasler S., Fischmann A. et al. Quantification of fat infiltration in oculopharyngeal muscular dystrophy: Comparison of three MR imaging methods. Magn Resn Imaging 2011;33(1): 203–10. DOI: 10.1002/jmri.22431

49. Lichtenstein T., Sprenger A., Weiss K. et al. MRI biomarkers of proximal nerve injury in CIDP. Ann Clin Transl Neurol 2018;5(1):19–28. DOI: 10.1002/acn3.502