Diffusion Weighted Imaging and Other Quantitative MRI Methods in the Diagnostics of Selected CNS Diseases

Abstract

The aim of this study was to assess the scope of exploitation of the diffusion weighted imaging and other quantitative MR methods in the clinical diagnostics. We calculated the normal values of fractional an- isotropy (FA) in our group of healthy volunteers and proved FA depen- dence on age in some regions of brain using regression analysis. The relationship was quadratic in the splenium of callosal body, the left pre- central gyrus and in the pyramidal tract at the level of mesencephalon on the right. Linear decrease of FA with age was found in the rostrum of callosal body, in the white matter of frontal lobes, in the anterior limb of internal capsule on both sides and in the pyramidal tract at the level of mesencephalon on the left. In all measured parts of basal ganglia FA in- creased. Based on our data set, we propose a non-linear colour look-up table (LUT) to enhance the pathologic values. The use of this LUT is presented in patients with several neurological disorders. Quantitative methods were used also for assessment of the group of patients suffering from ALS. The changes we expected in the posterior limb of internal capsule were not significant, therefore we suppose that the presence of T2 hyperintensity in this region is not a reliable marker of the disease. T2 relaxometry detected the...SOUHRN Cílem práce bylo zhodnotit možnosti difuzí váženého zobrazení a dal- ších kvantitativních MR metod v klinické diagnostice. Stanovili jsme nor- mální hodnoty frakční anizotropie (FA) ve vlastním souboru a regresní analýzou jsme v některých oblastech šedé i bílé hmoty mozku prokázali závislost FA na věku. Tento vztah byl kvadratický ve spleniu corporis callosi, levém precentrálním gyru a pyramidové dráze v oblasti mesence- phala vpravo. Lineární pokles FA s věkem jsme nalezli v rostrum corporis callosi, v bílé hmotě čelních laloků, v předním raménku capsula interna oboustranně a v pyramidové dráze v úrovni mesencephala vlevo. Ve všech měřených oblastech bazálních ganglií jsme prokázali naopak vzestup FA. Na základě našich dat jsme navrhli nelineární barevnou škálu k zvýraz- nění patologických hodnot, na vybraných neurologických afekcích jsou demonstrovány možnosti jejího užití. Kvantitativních metod jsme dále použili pro hodnocení souboru dat pacientů s ALS. Předpokládané změny v zadním raménku capsula in- terna se nepotvrdily, přítomnost T2 hyperintenzity v této oblasti tudíž není pro ALS patognomická. T2 relaxometrie caput nuclei caudati ukázala u našich pacientů ve srovnání s kontrolní skupinou pokles relaxační rych- losti, což podporuje hypotézu, že se subkortikální šedá hmota...Department of Neurology 3FM CU and UHKVNeurologická klinika 3. LF UK a FNKV3. lékařská fakultaThird Faculty of Medicin