Cerebrospinal fluid flow MRI
प्रमस्तिष्कमेरु द्रव (सी. एस. एफ.) प्रवाह एम. आर. आई. का उपयोग गुणात्मक और मात्रात्मक दोनों तरह से स्पंदनशील सी. एस. एफ. प्रवाह का आकलन करने के लिए किया जाता है। सी. एस. एफ. विश्लेषण के लिए वेग एन्कोडिंग के साथ समय-हल 2डी चरण-विरोधाभास एम. आर. आई. सबसे आम विधि है। सी. एस. एफ. द्रव प्रवाह एम. आर. आई. सेरेब्रोस्पाइनल द्रव के आगे और पीछे के प्रवाह का पता लगाता है जो ज्यादातर कोरॉइड जालिका के हृदय चक्र से संवहनी स्पंदनों से मेल खाता है। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के माध्यम से सी. एस. एफ. परिसंचरण की विशेषता वाले सी. एस. एफ. के थोक परिवहन का उपयोग नहीं किया जाता है क्योंकि यह नैदानिक रूप से आकलन करने में बहुत धीमा है। सी. एस. एफ. को मस्तिष्क की लसीका प्रणाली से गुजरना होगा और अराकनॉइड ग्रेन्युलेशन द्वारा अवशोषित किया जाना होगा। सेरेब्रोस्पाइनल फ्लूइड (सी. एस. एफ.) सी. एस. एफ. एक स्पष्ट तरल पदार्थ है जो मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी को घेरता है। मनुष्यों में सी. एस. एफ. बनने की दर लगभग 0.3-0.4 मिली प्रति मिनट है और वयस्कों में कुल सी. एस. एफ. मात्रा 90-150 मिली है। परंपरागत रूप से, सी. एस. एफ. का मूल्यांकन मुख्य रूप से लम्बर पंचर, माइलोग्राफी, रेडियोआइसोटोप अध्ययन और इंट्राक्रैनियल दबाव निगरानी जैसी आक्रामक प्रक्रियाओं का उपयोग करके किया गया था। हाल ही में, इमेजिंग तकनीकों में तेजी से प्रगति ने प्रवाह मूल्यांकन के लिए गैर-आक्रामक तरीके प्रदान किए हैं। सबसे प्रसिद्ध विधियों में से एक चरण-विपरीत एम. आर. आई. है और यह गुणात्मक और मात्रात्मक मूल्यांकन दोनों के लिए एकमात्र इमेजिंग तरीका है। चुंबकीय अनुनाद अनुक्रमों की निरंतर प्रगति नए अनुप्रयोगों को विकसित करने और सी. एस. एफ. प्रवाह के अज्ञात तंत्र को बढ़ाने का एक नया अवसर देती है। चरण कंट्रास्ट एम. आर. आई. सी. एस. एफ. प्रवाह का अध्ययन चरण-कंट्रास्ट एम. आर. आई. के प्रमुख अनुप्रयोगों में से एक बन गया। फेज-कंट्रास्ट एम. आर. आई. (पी. सी.-एम. आर. आई.) की कुंजी द्विध्रुवीय ढाल का उपयोग है। एक द्विध्रुवीय प्रवणता में समान सकारात्मक और नकारात्मक परिमाण होते हैं जो समान समय अवधि के लिए लागू होते हैं। पी. सी.-एम. आर. आई. में द्विध्रुवीय प्रवणता को आर. एफ. उत्तेजना के बाद एक अनुक्रम में रखा जाता है, लेकिन सामान्य एम. आर. आई. पद्धति के प्रतिध्वनि समय के दौरान डेटा संग्रह से पहले। तीनों दिशाओं में छवि प्रवाह के लिए द्विध्रुवीय खंड को तीनों अक्षों में लागू किया जाना चाहिए। द्विध्रुवीय प्रवणता पी. सी.-एम. आर. आई. में द्विध्रुवीय प्रवणता का आधार यह है कि आवृत्तियों को बदलने के लिए इस प्रवणता का उपयोग करते समय, स्थिर प्रोटॉनों के लिए कोई चरण परिवर्तन नहीं होगा क्योंकि वे समान सकारात्मक और नकारात्मक परिमाण का अनुभव करेंगे। हालांकि, गतिशील प्रोटॉन चरण परिवर्तन की विभिन्न डिग्री से गुजरेंगे क्योंकि, ढाल दिशा के साथ, उनके स्थान लगातार बदल रहे हैं। इस धारणा को एक तल के माध्यम से आगे बढ़ रहे प्रोटॉनों की निगरानी के लिए लागू किया जा सकता है। फेज कंट्रास्ट से, तैरते हुए प्रोटॉन का पता लगाया जा सकता है। चरण निर्धारित करने के समीकरण में, इस द्विध्रुवीय प्रवणता द्वारा स्थानीय संवेदनशीलता प्रभाव को हटाया नहीं जाता है। इस प्रकार, द्विध्रुवीय प्रवणता के साथ एक दूसरे अनुक्रम को उलटना आवश्यक है, और संकेत को मूल अधिग्रहण से घटाया जाना चाहिए। इस चरण का उद्देश्य उन स्थिर क्षेत्रों के संकेतों को रद्द करना और चरण-विपरीत इमेजिंग में विशेषता स्थिर उपस्थिति का उत्पादन करना है। जहाँ = चरण परिवर्तन, = जाइरोमैग्नेटिक अनुपात, प्रोटॉन वेग है, और चुंबकीय क्षण समीकरण 1 में परिवर्तन है। इसका उपयोग चरण परिवर्तन की गणना करने के लिए किया जाता है, जो चुंबकीय क्षण में परिवर्तन के अनुसार ढाल शक्ति के सीधे आनुपातिक है। फेज-कंट्रास्ट इमेजिंग में, फेज शिफ्ट की डिग्री और ग्रेडिएंट की दिशा में प्रोटॉन वेग के बीच सीधा संबंध होता है। हालाँकि, 360° से ऊपर के कोणों की सीमा के कारण, कोण 0° पर वापस आ जाएगा, और केवल प्रोटॉन वेगों की एक विशिष्ट सीमा को मापा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि एक निश्चित वेग 361° चरण परिवर्तन की ओर ले जाता है, तो हम इसे उस वेग से अलग नहीं कर सकते हैं जो 1° चरण परिवर्तन का कारण बनता है। इस घटना को अलियासिंग कहा जाता है। क्योंकि आगे की दिशा का वेग और पीछे की दिशा का वेग दोनों महत्वपूर्ण हैं, चरण कोण आमतौर पर −180° से 180° की सीमा के भीतर होते हैं। द्विध्रुवीय प्रवणता का उपयोग करके, धुरी की दिशा में एक विशिष्ट वेग के साथ चलने वाले स्पिनों का एक चरण बदलाव बनाना संभव है। द्विध्रुवीय प्रवणता की ओर बढ़ने वाले स्पिनों में एक सकारात्मक शुद्ध चरण बदलाव होता है, जबकि प्रवणता से दूर जाने वाले स्पिनों में एक नकारात्मक शुद्ध चरण बदलाव होता है। सकारात्मक चरण बदलावों को आम तौर पर सफेद के रूप में दिखाया जाता है, जबकि नकारात्मक चरण बदलाव काले होते हैं। शुद्ध चरण परिवर्तन द्विध्रुवीय प्रवणता अनुप्रयोग के समय और प्रवाह वेग दोनों के लिए सीधे आनुपातिक है। यही कारण है कि एक वेग पैरामीटर चुनना महत्वपूर्ण है जो द्विध्रुवी ढाल के परिमाण और चौड़ाई के समान हो-इसे वेग एन्कोडिंग के रूप में दर्शाया जाता है। वेग संकेतन वेग संकेतन (वी. ई. एन. सी.), जिसे से. मी./से. में मापा जाता है, सीधे द्विध्रुवी प्रवणता के गुणों से संबंधित है। वी. ई. एन. सी. का उपयोग पी. सी.-एम. आर. आई. में उच्चतम अनुमानित द्रव वेग के रूप में किया जाता है। वी. ई. एन. सी. को कम आंकने से कलाकृतियों को अलग किया जाता है, क्योंकि वी. ई. एन. सी. मूल्य से थोड़ा अधिक किसी भी वेग में विपरीत संकेत चरण बदलाव होता है। हालांकि, वी. ई. एन. सी. मूल्य का अधिक अनुमान लगाने से कम अधिग्रहित प्रवाह संकेत और कम एस. एन. आर. होता है। विशिष्ट सी. एस. एफ. प्रवाह 5-8 से. मी./से. होता है; हालाँकि, अति-गतिशील परिसंचरण वाले रोगियों को अक्सर 25 से. मी./से. तक के उच्च वी. ई. एन. सी. की आवश्यकता होती है। एक सटीक वी. ई. एन. सी. मान उच्चतम संभव संकेत उत्पन्न करने में मदद करता है। समीकरण 2. इसका उपयोग वी. ई. एन. सी. की गणना करने के लिए किया जाता है, जो ढाल शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती है। चर समीकरण 1 में परिभाषित चर के बराबर हैं। पी. सी.-एम. आर. आई. छवियाँ प्रत्येक तल और प्राप्त वी. ई. एन. सी. के लिए एक परिमाण और चरण छवि से बनी होती हैं। परिमाण छवि में, प्रमस्तिष्कमेरु द्रव (सी. एस. एफ.) जो बह रहा है वह एक उज्ज्वल संकेत है और स्थिर ऊतकों को दबा दिया जाता है और काली पृष्ठभूमि के रूप में देखा जाता है। चरण छवि चरण-स्थानांतरण कूटबद्ध है, जहां सफेद उच्च संकेत आगे की ओर बहने वाले सी. एस. एफ. का प्रतिनिधित्व करते हैं और काले निम्न संकेत पीछे की ओर प्रवाह का प्रतिनिधित्व करते हैं। चूँकि चरण छवि चरण-निर्भर है, इसलिए वेग का अनुमान छवि से मात्रात्मक रूप से लगाया जा सकता है। पृष्ठभूमि मध्य-धूसर रंग की है। एक पुनः चरणबद्ध छवि भी है, जो क्षतिपूर्ति संकेत के प्रवाह का परिमाण है। इसमें उज्ज्वल उच्च संकेत प्रवाह और एक पृष्ठभूमि शामिल है जो दिखाई देती है। चरण-विपरीत वेग छवि में परिमाण छवि की तुलना में सी. एस. एफ. प्रवाह के प्रति अधिक संवेदनशीलता होती है, क्योंकि वेग छवि प्रोटॉनों के चरण परिवर्तन को दर्शाती है। सी. एस. एफ. प्रवाह के मूल्यांकन में चरण-विपरीत छवियों के दो सेट का उपयोग किया जाता है। पहला अक्षीय तल की इमेजिंग है, जिसमें थ्रू-प्लेन वेग है जो प्रवाह की क्रैनियोकौडल दिशा (संरचना के कपाल से कौडल छोर तक) को दर्शाता है। दूसरी छवि सागिट्टल तल में है, जहाँ वेग को तल में दिखाया गया है और क्रैनियोकौडल दिशा को चित्रित किया गया है। पहली तकनीक प्रवाह परिमाणीकरण की अनुमति देती है, जबकि दूसरी गुणात्मक मूल्यांकन की अनुमति देती है। थ्रू-प्लेन विश्लेषण आमतौर पर जलसेतु के लंबवत किया जाता है और मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए अधिक सटीक होता है क्योंकि यह आंशिक आयतन प्रभाव को कम करता है, जो पीसी-एमआरआई की एक मुख्य सीमा है। आंशिक आयतन प्रभाव तब होता है जब एक वोक्सेल में स्थिर और गतिशील सामग्रियों की एक सीमा शामिल होती है, यह चरण के अधिक अनुमान की ओर ले जाती है जिसके परिणामस्वरूप सामग्री सीमाओं पर गलत वेग होते हैं। ये मात्रात्मक और गुणात्मक सी. एस. एफ. प्रवाह छवियाँ नियमित एम. आर. आई. की तुलना में लगभग 8-10 अतिरिक्त मिनटों में प्राप्त की जा सकती हैं। पी. सी.-एम. आर. आई. को प्रभावित करने वाले कारकों में वी. ई. एन. सी., पुनरावृत्ति समय (टी. आर.) और संकेत-से-शोर अनुपात (एस. एन. आर.) शामिल हैं। 5-8 से. मी./से. के सी. एस. एफ. प्रवाह को पकड़ने के लिए, एक मजबूत द्विध्रुवी प्रवणता का उपयोग करना आवश्यक है। वी. ई. एन. सी. उपयोग के परिमाण और समय के व्युत्क्रमानुपाती है। इसका मतलब है कि एक धीमी वी. ई. एन. सी. मान के लिए लंबे समय तक लागू उच्च परिमाण द्विध्रुवी प्रवणता की आवश्यकता होती है। इसके परिणामस्वरूप एक बड़ा टीआर मान होता है; हालाँकि, टीआर को केवल एक निश्चित सीमा तक बढ़ाया जा सकता है, क्योंकि उच्च अस्थायी संकल्प के लिए एक छोटे से पुनरावृत्ति समय की आवश्यकता होती है क्योंकि डेटा को पूर्ण हृदय चक्र के सापेक्ष प्लॉट किया जाता है। इसलिए, संकल्प को अधिकतम करने के लिए इन मापदंडों को संतुलित करना महत्वपूर्ण है। परिमाणीकरण सी. एस. एफ. प्रवाह की मात्रा निर्धारित करने के लिए, रुचि के क्षेत्र को परिभाषित करना महत्वपूर्ण है, जिसे उदाहरण के लिए क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र माप का उपयोग करके किया जा सकता है। फिर, वेग बनाम समय को प्लॉट किया जा सकता है। वेग आम तौर पर सिस्टोल और डायस्टोल के कारण स्पंदनशील होता है, और वक्र के नीचे का क्षेत्र प्रवाह की मात्रा प्राप्त कर सकता है। सिस्टोल आगे की ओर प्रवाह उत्पन्न करता है, जबकि डायस्टोल पीछे की ओर प्रवाह उत्पन्न करता है। नैदानिक सी. एस. एफ. प्रवाह का उपयोग एक्वाडक्ट स्टेनोसिस, सामान्य दबाव हाइड्रोसेफलस और चियारी विकृति के निदान और उपचार में किया जा सकता है। एक्वाडक्ट स्टेनोसिस सिल्वियस के एक्वाडक्ट का संकीर्ण होना है जो सी. एस. एफ. के प्रवाह को अवरुद्ध करता है, जिससे मस्तिष्क में द्रव का निर्माण होता है जिसे हाइड्रोसेफलस कहा जाता है। एक्वाडक्ट स्टेनोसिस वाले रोगी का निदान करने के लिए सी. एस. एफ. प्रवाह के माध्यम से एक्वाडक्ट स्ट्रोक की मात्रा में कमी और चरम सिस्टोलिक वेग का पता लगाया जा सकता है। सामान्य दबाव हाइड्रोसेफलस (एन. पी. एच.) सी. एस. एफ. प्रवाह मूल्यों और वेगों को देखता है, जो निदान के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि एन. पी. एच. इडियोपैथिक है और रोगियों में मूत्र असंयम, मनोभ्रंश और चाल में गड़बड़ी सहित अलग-अलग लक्षण होते हैं। जलसेतु सी. एस. एफ. स्ट्रोक की मात्रा और वेग में वृद्धि एन. पी. एच. के संकेतक हैं। एन. पी. एच. को पहचानना और उसका इलाज करना महत्वपूर्ण है क्योंकि एन. पी. एच. डिमेंशिया के कुछ संभावित उपचार योग्य कारणों में से एक है। एन. पी. एच. में पसंद का उपचार वेंट्रिकुलोपेरिटोनियल शंट सर्जरी (वी. पी. एस.) है। इस उपचार के लिए एक वी. पी. शंट की आवश्यकता होती है, जो एक वाल्व के साथ एक कैथेटर है जिसका उद्देश्य निलय से सी. एस. एफ. की अत्यधिक मात्रा के एक तरफा बहिर्वाह को लागू करना है। संक्रमण और बाधा जैसी कुछ संभावित जटिलताओं के कारण पेटेंसी नियंत्रण होना अनिवार्य है। पी. सी.-एम. आर. आई. के विकास और व्यापक होने के कारण, इसने स्पिन-इको (एस. ई.) छवियों को हटा दिया, जो उन रोगियों को चुनने का पारंपरिक तरीका है जो वी. पी. एस. से लाभान्वित हो सकते हैं। और पी. सी.-एम. आर. आई. धीरे-धीरे हृदय चक्र के संबंध में एन. पी. एच. वाले रोगियों में सी. एस. एफ. प्रवाह पैटर्न का मूल्यांकन करने के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला अनुक्रम बन गया। चीरी विरूपण (सी. एम. आई.) तब होता है जब सेरेबेलर टॉन्सिल खोपड़ी के फोरामेन मैगनम के माध्यम से धक्का देते हैं। सी. एस. एफ. प्रवाह टॉन्सिल वंश के स्तर और चियारी विकृति के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है, इसलिए एम. आर. आई. सर्जरी के प्रकार को तय करने और प्रगति की निगरानी करने में भी सहायक हो सकता है। सी. एस. एफ. प्रवाह रीढ़ की हड्डी और मस्तिष्क तने के विभिन्न क्षेत्रों के भीतर परिवर्तित हो जाएगा क्योंकि पश्च फोसा और क्रैनियोसर्विकल जंक्शन की आकृति विज्ञान में परिवर्तन होता है, जो सी. एम. आई. अनुसंधान अध्ययन और नैदानिक मूल्यांकन में एक मौलिक तकनीक के रूप में पी. सी.-एम. आर. आई. को सक्षम बनाता है। पी. सी.-एम. आर. आई. में, आघात की मात्रा, औसत शिखर वेग और शिखर सिस्टोलिक वेग का मात्रात्मक विश्लेषण केवल उस तल में संभव है जो एक दिशात्मक प्रवाह के लंबवत है। इसके अतिरिक्त, 2डी या 3डी पीसी-एमआरआई में बहु अक्षीय विमानों में बहुदिशात्मक प्रवाह की गणना करना संभव नहीं है। इसका मतलब है कि यह उन नैदानिक अनुप्रयोगों में एक उपयोगी तकनीक नहीं है जिनमें अशांत प्रवाह होता है। भविष्य में उभरते 4डी पीसी-एमआरआई बहुदिशात्मक प्रवाह के मूल्यांकन में आशाजनक परिणाम दिखा रहा है। 4डी इमेजिंग विधि 3डी छवि में एक आयाम के रूप में समय जोड़ती है। 4डी पी. सी.-एम. आर. आई. के कई अनुप्रयोग हैं, जिनमें रक्त प्रवाह पैटर्न की जांच करने की क्षमता भी शामिल है। यह विशेष रूप से हृदय और महाधमनी इमेजिंग के लिए सहायक है, लेकिन प्रमुख सीमा छवि अधिग्रहण समय बनी हुई है। संदर्भ चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग