Cerebrospinal fluid flow MRI
સેરેબ્રોસ્પાઇનલ પ્રવાહી (સી. એસ. એફ.) પ્રવાહ એમ. આર. આઈ. નો ઉપયોગ સ્પંદનીય સી. એસ. એફ. પ્રવાહનું ગુણાત્મક અને માત્રાત્મક મૂલ્યાંકન કરવા માટે થાય છે. વેગ એન્કોડિંગ સાથે સમય-ઉકેલાયેલ 2D તબક્કો-વિરોધાભાસ એમઆરઆઈ એ સી. એસ. એફ. વિશ્લેષણ માટેની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ છે. સી. એસ. એફ. પ્રવાહી પ્રવાહ એમ. આર. આઈ. સેરેબ્રોસ્પાઇનલ પ્રવાહીના આગળ અને પાછળના પ્રવાહને શોધી કાઢે છે જે મોટે ભાગે કોરોઇડ પ્લેક્સસના કાર્ડિયાક ચક્રમાંથી વાહિની સ્પંદનોને અનુરૂપ હોય છે. સેન્ટ્રલ નર્વસ સિસ્ટમ દ્વારા સી. એસ. એફ. પરિભ્રમણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ સી. એસ. એફ. ના જથ્થાબંધ પરિવહનનો ઉપયોગ થતો નથી કારણ કે તે તબીબી મૂલ્યાંકન માટે ખૂબ ધીમું છે. સી. એસ. એફ. એ મગજની લસિકા પ્રણાલીમાંથી પસાર થવું પડશે અને એરાક્નોઇડ ગ્રેન્યુલેશન દ્વારા શોષાય છે. સેરેબ્રોસ્પાઇનલ પ્રવાહી (સી. એસ. એફ.) સી. એસ. એફ. એ એક સ્પષ્ટ પ્રવાહી છે જે મગજ અને કરોડરજ્જુને ઘેરી લે છે. મનુષ્યોમાં CSF રચનાનો દર લગભગ 0.3-0.4 મિલી પ્રતિ મિનિટ છે અને પુખ્ત વયના લોકોમાં કુલ CSF વોલ્યુમ 90-150 મિલી છે. પરંપરાગત રીતે, સી. એસ. એફ. નું મૂલ્યાંકન મુખ્યત્વે કટિ પંચર, માયલોગ્રાફી, રેડિયોઆઇસોટોપ અભ્યાસ અને ઇન્ટ્રાકાર્નિયલ પ્રેશર મોનિટરિંગ જેવી આક્રમક પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. તાજેતરમાં, ઇમેજિંગ તકનીકોમાં ઝડપી પ્રગતિએ પ્રવાહ મૂલ્યાંકન માટે બિન-આક્રમક પદ્ધતિઓ પ્રદાન કરી છે. ફેઝ-કોન્ટ્રાસ્ટ એમઆરઆઈ એ સૌથી જાણીતી પદ્ધતિઓમાંની એક છે અને તે ગુણાત્મક અને માત્રાત્મક મૂલ્યાંકન બંને માટે એકમાત્ર ઇમેજિંગ પદ્ધતિ છે. ચુંબકીય પ્રતિધ્વનિ ક્રમની સતત પ્રગતિ નવી એપ્લિકેશનો વિકસાવવા અને CSF પ્રવાહની અજ્ઞાત પદ્ધતિઓને વધારવા માટે નવી તક આપે છે. તબક્કો વિરોધાભાસ એમઆરઆઈ સી. એસ. એફ. પ્રવાહનો અભ્યાસ તબક્કો-વિરોધાભાસ એમ. આર. આઈ. ના મુખ્ય ઉપયોગોમાંનો એક બની ગયો. ફેઝ-કોન્ટ્રાસ્ટ એમઆરઆઈ (પીસી-એમઆરઆઈ) ની ચાવી દ્વિધ્રુવી ઢાળનો ઉપયોગ છે. દ્વિધ્રુવીય ઢાળમાં સમાન હકારાત્મક અને નકારાત્મક પરિમાણો હોય છે જે સમાન સમયગાળા માટે લાગુ કરવામાં આવે છે. પી. સી.-એમ. આર. આઈ. માં દ્વિધ્રુવીય ઢાળને આર. એફ. ઉત્તેજના પછી ક્રમમાં મૂકવામાં આવે છે પરંતુ સામાન્ય એમ. આર. આઈ. પદ્ધતિના પડઘા સમય દરમિયાન માહિતી સંગ્રહ કરતા પહેલા મૂકવામાં આવે છે. ત્રણેય દિશામાં છબીના પ્રવાહ માટે ત્રણેય અક્ષોમાં દ્વિધ્રુવીય લોબ લાગુ કરવો આવશ્યક છે. બાયપોલર ગ્રેડિયન્ટ પીસી-એમઆરઆઈમાં બાયપોલર ગ્રેડિયન્ટનો આધાર એ છે કે જ્યારે આવર્તન બદલવા માટે આ ગ્રેડિયન્ટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સ્થિર પ્રોટોન માટે કોઈ ફેઝ શિફ્ટ થશે નહીં કારણ કે તેઓ સમાન હકારાત્મક અને નકારાત્મક પરિમાણોનો અનુભવ કરશે. જો કે, ફરતા પ્રોટોન તબક્કા પરિવર્તનની વિવિધ ડિગ્રીઓમાંથી પસાર થશે કારણ કે, ઢાળની દિશામાં, તેમનું સ્થાન સતત બદલાતું રહે છે. આ કલ્પનાને સમતલમાંથી પસાર થતા પ્રોટોનનું નિરીક્ષણ કરવા માટે લાગુ કરી શકાય છે. ફેઝ કોન્ટ્રાસ્ટ પરથી, ફ્લોટિંગ પ્રોટોન શોધી શકાય છે. તબક્કો નક્કી કરવાના સમીકરણમાં, સ્થાનિક સંવેદનશીલતા પ્રભાવ આ દ્વિધ્રુવીય ઢાળ દ્વારા દૂર કરવામાં આવતો નથી. આમ, દ્વિધ્રુવી ઢાળ સાથે બીજા ક્રમને ઉલટાવવો જરૂરી છે, અને સંકેતને મૂળ સંપાદનમાંથી બાદ કરવો આવશ્યક છે. આ પગલાનો હેતુ તે સ્થિર ક્ષેત્રોના સંકેતોને રદ કરવાનો અને ફેઝ-કોન્ટ્રાસ્ટ ઇમેજિંગ પર લાક્ષણિક સ્થિર દેખાવ ઉત્પન્ન કરવાનો છે. જ્યાં = ફેઝ શિફ્ટ, = ગાયરોમેગ્નેટિક રેશિયો, એ પ્રોટોન વેગ છે, અને ચુંબકીય ક્ષણ સમીકરણ 1 માં ફેરફાર છે. આનો ઉપયોગ ફેઝ શિફ્ટની ગણતરી કરવા માટે થાય છે, જે ચુંબકીય ક્ષણમાં ફેરફાર અનુસાર ગ્રેડિયન્ટ સ્ટ્રેન્થના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. ફેઝ-કોન્ટ્રાસ્ટ ઇમેજિંગમાં, ફેઝ શિફ્ટની ડિગ્રી અને ગ્રેડિયન્ટની દિશામાં પ્રોટોન વેગ વચ્ચે સીધો સંબંધ છે. જો કે, 360° થી ઉપરના ખૂણાઓની મર્યાદાને કારણે, કોણ 0° પર પાછો ફરશે, અને માત્ર પ્રોટોન વેગની ચોક્કસ શ્રેણીને માપી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો કોઈ ચોક્કસ વેગ 361° ફેઝ શિફ્ટ તરફ દોરી જાય છે, તો આપણે તેને 1° ફેઝ શિફ્ટનું કારણ બને છે તે વેગથી અલગ કરી શકતા નથી. આ ઘટનાને એલિયાસિંગ કહેવામાં આવે છે. કારણ કે આગળની દિશાનો વેગ અને પાછળની દિશાનો વેગ બંને મહત્વપૂર્ણ છે, તબક્કા ખૂણા સામાન્ય રીતે −180° થી 180° ની રેન્જમાં હોય છે. દ્વિધ્રુવી ઢાળનો ઉપયોગ કરીને, અક્ષ દિશામાં ચોક્કસ વેગ સાથે આગળ વધતા સ્પિનનું ફેઝ શિફ્ટ બનાવવું શક્ય છે. દ્વિધ્રુવી ઢાળ તરફ જતી સ્પિનમાં હકારાત્મક ચોખ્ખો તબક્કો હોય છે, જ્યારે ઢાળથી દૂર જતી સ્પિનમાં નકારાત્મક ચોખ્ખો તબક્કો હોય છે. સકારાત્મક તબક્કાની પાળી સામાન્ય રીતે સફેદ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે, જ્યારે નકારાત્મક તબક્કાની પાળી કાળી હોય છે. ચોખ્ખો તબક્કો પાળી દ્વિધ્રુવી ઢાળના ઉપયોગના સમય અને પ્રવાહ વેગ બંનેના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. આ જ કારણ છે કે વેગ પરિમાણ પસંદ કરવું મહત્વપૂર્ણ છે જે પરિમાણ અને પહોળાઈમાં દ્વિધ્રુવી ઢાળની સમાન હોય-આને વેગ એન્કોડિંગ તરીકે સૂચવવામાં આવે છે. વેલોસિટી એન્કોડિંગ વેલોસિટી એન્કોડિંગ (VENC), જે cm/s માં માપવામાં આવે છે, તે સીધા દ્વિધ્રુવી ઢાળના ગુણધર્મો સાથે સંબંધિત છે. વીઇએનસીનો ઉપયોગ પીસી-એમઆરઆઈમાં સૌથી વધુ અંદાજિત પ્રવાહી વેગ તરીકે થાય છે. વી. ઇ. એન. સી. ને ઓછો અંદાજ લગાવવાથી કલાકૃતિઓને અલગ કરવામાં આવે છે, કારણ કે વી. ઇ. એન. સી. મૂલ્ય કરતાં સહેજ વધારે કોઈપણ વેગમાં વિપરીત સંકેત તબક્કો પરિવર્તન હોય છે. જો કે, VENC મૂલ્યને વધુ પડતું આંકવાથી નીચા હસ્તગત પ્રવાહ સંકેત અને નીચા SNR તરફ દોરી જાય છે. લાક્ષણિક સી. એસ. એફ. પ્રવાહ 5-8 સે. મી./સેકન્ડ હોય છે; જો કે, અતિ-ગતિશીલ પરિભ્રમણ ધરાવતા દર્દીઓને ઘણીવાર 25 સે. મી./સેકન્ડ સુધીના ઉચ્ચ વી. ઇ. એન. સી. ની જરૂર પડે છે. સચોટ VENC મૂલ્ય શક્ય તેટલું ઊંચું સંકેત પેદા કરવામાં મદદ કરે છે. સમીકરણ 2. આનો ઉપયોગ વી. ઇ. એન. સી. ની ગણતરી કરવા માટે થાય છે, જે ઢાળ શક્તિના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. ચલ સમીકરણો સમીકરણ 1 માં વ્યાખ્યાયિત કરેલા સમાન છે. પીસી-એમઆરઆઈ છબીઓ દરેક સમતલ અને પ્રાપ્ત વીઇએનસી માટે તીવ્રતા અને તબક્કાની છબીથી બનેલી હોય છે. તીવ્રતાની છબીમાં, મગજની કરોડરજ્જુમાં વહેતું પ્રવાહી (સી. એસ. એફ.) એક તેજસ્વી સંકેત છે અને સ્થિર પેશીઓને દબાવી દેવામાં આવે છે અને કાળી પૃષ્ઠભૂમિ તરીકે જોવામાં આવે છે. તબક્કાની છબી તબક્કા-પાળી એન્કોડેડ છે, જ્યાં સફેદ ઉચ્ચ સંકેતો આગળ વહેતા CSF નું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને કાળા નીચા સંકેતો પછાત પ્રવાહનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. તબક્કાની છબી તબક્કા આધારિત હોવાથી, છબીમાંથી વેગનો માત્રાત્મક અંદાજ લગાવી શકાય છે. પૃષ્ઠભૂમિ મધ્ય-ભૂખરા રંગની છે. ત્યાં ફરીથી તબક્કાવાર છબી પણ છે, જે વળતર સિગ્નલના પ્રવાહની તીવ્રતા છે. તેમાં તેજસ્વી ઉચ્ચ સંકેત પ્રવાહ અને દૃશ્યમાન પૃષ્ઠભૂમિ શામેલ છે. તબક્કા-વિરોધાભાસ વેગની છબી CSF પ્રવાહ પ્રત્યે તીવ્રતાની છબી કરતાં વધુ સંવેદનશીલતા ધરાવે છે, કારણ કે વેગની છબી પ્રોટોનના તબક્કાની પાળીને પ્રતિબિંબિત કરે છે. CSF પ્રવાહના મૂલ્યાંકનમાં ઉપયોગમાં લેવાતી તબક્કા-વિરોધાભાસ છબીઓના બે સમૂહ છે. પ્રથમ અક્ષીય સમતલનું ઇમેજિંગ છે, જેમાં થ્રુ-પ્લેન વેગ છે જે પ્રવાહની ક્રેનિઓકોડલ દિશા દર્શાવે છે (માળખાના કપાલથી પૂંછડીના અંત સુધી). બીજી છબી સાગિટ્ટલ પ્લેનમાં છે, જ્યાં વેગ પ્લેનમાં દર્શાવવામાં આવ્યો છે અને ક્રેનિઓકૌડલ દિશાની છબીઓ છે. પ્રથમ તકનીક પ્રવાહની માત્રાને મંજૂરી આપે છે, જ્યારે બીજી ગુણાત્મક મૂલ્યાંકન માટે પરવાનગી આપે છે. થ્રુ-પ્લેન વિશ્લેષણ સામાન્ય રીતે જળમાર્ગને લંબરૂપ કરવામાં આવે છે અને માત્રાત્મક મૂલ્યાંકન માટે વધુ સચોટ છે કારણ કે આ આંશિક વોલ્યુમ અસરને ઘટાડે છે, જે પીસી-એમઆરઆઈની મુખ્ય મર્યાદા છે. આંશિક વોલ્યુમ અસર ત્યારે થાય છે જ્યારે વોક્સેલમાં સ્થિર અને ગતિશીલ સામગ્રીની સીમાનો સમાવેશ થાય છે, આ તબક્કાના વધુ પડતા અંદાજ તરફ દોરી જાય છે જે ભૌતિક સીમાઓ પર અચોક્કસ વેગમાં પરિણમે છે. આ માત્રાત્મક અને ગુણાત્મક CSF પ્રવાહ છબીઓ નિયમિત MRI કરતાં લગભગ 8-10 વધારાની મિનિટમાં મેળવી શકાય છે. પીસી-એમઆરઆઈને અસર કરતા પરિબળોમાં વીઇએનસી, પુનરાવર્તન સમય (ટીઆર) અને સિગ્નલ-ટુ-અવાજ ગુણોત્તર (એસએનઆર) નો સમાવેશ થાય છે. 5-8 સે. મી./સેકન્ડના CSF પ્રવાહને પકડવા માટે, મજબૂત દ્વિધ્રુવી ઢાળનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે. વી. ઇ. એન. સી. એ પરિમાણ અને ઉપયોગના સમયના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે ધીમા VENC મૂલ્ય માટે લાંબા સમય સુધી લાગુ કરવામાં આવતા ઉચ્ચ તીવ્રતાના દ્વિધ્રુવી ઢાળની જરૂર પડે છે. આ મોટા ટીઆર મૂલ્યમાં પરિણમે છે; જો કે, ટીઆરને માત્ર અમુક હદ સુધી વધારી શકાય છે, કારણ કે ઉચ્ચ ટેમ્પોરલ રિઝોલ્યુશન માટે ટૂંકા પુનરાવર્તન સમયની જરૂર પડે છે કારણ કે ડેટા સંપૂર્ણ કાર્ડિયાક ચક્રની તુલનામાં રચવામાં આવે છે. તેથી, મહત્તમ રિઝોલ્યુશન માટે આ પરિમાણોને સંતુલિત કરવું મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રમાણ CSF પ્રવાહને માપવા માટે, રસના ક્ષેત્રને વ્યાખ્યાયિત કરવું મહત્વપૂર્ણ છે, જે ઉદાહરણ તરીકે, ક્રોસ-વિભાગીય ક્ષેત્ર માપનનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે. પછી, વેગ વિરુદ્ધ સમયની કલ્પના કરી શકાય છે. સિસ્ટોલ અને ડાયસ્ટોલને કારણે વેગ સામાન્ય રીતે સ્પંદનશીલ હોય છે, અને વળાંક હેઠળના વિસ્તારમાં પ્રવાહની માત્રા પ્રાપ્ત થઈ શકે છે. સિસ્ટોલ આગળનો પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યારે ડાયસ્ટોલ પાછળનો પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે. ક્લિનિકલ સી. એસ. એફ. પ્રવાહનો ઉપયોગ એક્વાડક્ટ સ્ટેનોસિસ, સામાન્ય દબાણ હાઇડ્રોસેફાલસ અને ચીરી ખોડખાંપણના નિદાન અને સારવારમાં થઈ શકે છે. એક્વાડક્ટ સ્ટેનોસિસ એ સિલ્વિયસના એક્વાડક્ટનું સંકુચિત થવું છે જે સી. એસ. એફ. ના પ્રવાહને અવરોધે છે, જેના કારણે મગજમાં પ્રવાહીનું નિર્માણ થાય છે જેને હાઇડ્રોસેફાલસ કહેવાય છે. એક્વાડક્ટ સ્ટેનોસિસ ધરાવતા દર્દીનું નિદાન કરવા માટે સી. એસ. એફ. પ્રવાહ દ્વારા એક્વાડક્ટ સ્ટ્રોકનું ઘટેલું પ્રમાણ અને ટોચનું સિસ્ટોલિક વેગ શોધી શકાય છે. નોર્મલ પ્રેશર હાઇડ્રોસેફાલસ (એન. પી. એચ.) સી. એસ. એફ. પ્રવાહ મૂલ્યો અને વેગને જુએ છે, જે નિદાન માટે મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે એન. પી. એચ. ઇડિઓપેથિક છે અને દર્દીઓમાં પેશાબની અસંયમ, ઉન્માદ અને ચાલમાં વિક્ષેપ સહિતના વિવિધ લક્ષણો ધરાવે છે. વધેલા જળમાર્ગ CSF સ્ટ્રોક વોલ્યુમ અને વેગ એ NPH ના સૂચકાંકો છે. એન. પી. એચ. ને ઓળખવું અને તેની સારવાર કરવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે એન. પી. એચ. એ ડિમેન્શિયાના કેટલાક સંભવિત સારવારપાત્ર કારણોમાંથી એક છે. એન. પી. એચ. માં પસંદગીની સારવાર વેન્ટ્રિક્યુલોપેરિટોનિયલ શન્ટ સર્જરી (વી. પી. એસ.) છે. આ સારવાર માટે વી. પી. શંટની જરૂર પડે છે, જે વાલ્વ સાથેનું કેથેટર છે, જેનો ઉદ્દેશ ક્ષેપકમાંથી સી. એસ. એફ. ની અતિશય માત્રાના એક તરફી પ્રવાહને અમલમાં મૂકવાનો છે. ચેપ અને અવરોધ જેવી કેટલીક સંભવિત ગૂંચવણોને કારણે પેટન્સી નિયંત્રણ હોવું ફરજિયાત છે. પીસી-એમઆરઆઈના વિકાસ અને વ્યાપકતાને કારણે, તેણે સ્પિન-ઇકો (એસઇ) છબીઓને હટાવી દીધી, જે વી. પી. એસ. થી લાભ મેળવી શકે તેવા દર્દીઓને પસંદ કરવાની પરંપરાગત રીત છે. અને પીસી-એમઆરઆઈ ધીમે ધીમે કાર્ડિયાક ચક્રના સંબંધમાં એન. પી. એચ. ધરાવતા દર્દીઓમાં સી. એસ. એફ. પ્રવાહ પેટર્નનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતો ક્રમ બની ગયો. ચીરી ખોડખાંપણ (સીએમઆઈ) ત્યારે થાય છે જ્યારે સેરેબેલર કાકડા ખોપરીના ફોરામેન મેગ્નમમાંથી પસાર થાય છે. સી. એસ. એફ. નો પ્રવાહ ટોન્સિલ વંશના સ્તર અને ચીરી ખોડખાંપણના પ્રકાર પર આધારિત હોય છે, તેથી એમ. આર. આઈ. સર્જરીનો પ્રકાર નક્કી કરવામાં અને પ્રગતિનું નિરીક્ષણ કરવામાં પણ મદદરૂપ થઈ શકે છે. પશ્ચાદવર્તી ફોસા અને ક્રેનિઓસર્વિકલ જંક્શનના આકારવિજ્ઞાનમાં ફેરફારોને કારણે કરોડરજ્જુ અને મગજના દાંડીના વિવિધ પ્રદેશોમાં સી. એસ. એફ. ના પ્રવાહમાં ફેરફાર થશે, જે સી. એમ. આઈ. સંશોધન અભ્યાસો અને ક્લિનિકલ મૂલ્યાંકનમાં મૂળભૂત તકનીક તરીકે પી. સી.-એમ. આર. આઈ. ને સક્ષમ બનાવે છે. મર્યાદાઓ પી. સી.-એમ. આર. આઈ. માં, સ્ટ્રોક વોલ્યુમનું માત્રાત્મક વિશ્લેષણ, સરેરાશ ટોચનું વેગ અને ટોચનું સિસ્ટોલિક વેગ માત્ર તે જ સમતલમાં શક્ય છે જે એક દિશાના પ્રવાહને લંબરૂપ હોય. વધુમાં, 2ડી અથવા 3ડી પી. સી.-એમ. આર. આઈ. માં મલ્ટિએક્સિયલ પ્લેનમાં મલ્ટિડાયરેક્શનલ ફ્લોની ગણતરી કરવી શક્ય નથી. આનો અર્થ એ છે કે તે ક્લિનિકલ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગી તકનીક નથી જે તોફાની પ્રવાહ ધરાવે છે. ફ્યુચર ઇમર્જિંગ 4ડી પીસી-એમઆરઆઈ બહુદિશાત્મક પ્રવાહના મૂલ્યાંકનમાં આશાસ્પદ પરિણામો દર્શાવે છે. 4D ઇમેજિંગ પદ્ધતિ 3D છબીમાં પરિમાણ તરીકે સમય ઉમેરે છે. 4ડી પીસી-એમઆરઆઈના ઘણા ઉપયોગો છે, જેમાં રક્ત પ્રવાહની પેટર્નની તપાસ કરવાની ક્ષમતા સામેલ છે. આ ખાસ કરીને કાર્ડિયાક અને એઓર્ટિક ઇમેજિંગ માટે મદદરૂપ છે, પરંતુ મુખ્ય મર્યાદા છબી સંપાદન સમય રહે છે. સંદર્ભો મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ