Obrazowanie MR opiera się na redukcji sygnału w wyniku transferu magnetyzacji pomiędzy pulą wysaturowanych protonów związanych z makrocząstęczkami a atomami wolnej wody. Proces ten może być oceniony ilościowo poprzez określenie współczynnika transferu magnetyzacji (MTR) i jest uznany jako wskaźnik integralności aksonów i mieliny (fot. 2). Obrazowanie to służy pośrednio do oceny integralności struktur istoty białej, zwłaszcza fosfolipidów błon komórkowych i mieliny. U chorych na schizofrenię wartości MTR są obniżone najwyraźniej obrębie płatów skroniowych.[3,4] Obrazowanie transferu magnetyzacji u chorych na schizofrenię dowiodło także spadku mielinizacji w ciele modzelowatym.[2]

Badania funkcjonalne MR (fMRI)

Aktywacja neuronów wymaga miejscowego wzrostu ukrwienia i pobudzenia metabolizmu komórkowego. Obrazowanie w fMRI wykorzystuje miejscowowe nasilenie krążenia jako wskaźnik aktywności określonego obszaru mózgu.

Aktywność neuronalna nie jest więc mierzona bezpośrednio, ale pomiarowi podlega wzrost stężenia tlenu jako konsekwencja zmiany w krążeniu krwi w naczyniach włosowatych i małych żyłach, stąd określenie: efekt BOLD = Blood Oxygenation Level Dependent Imaging. Bardziej utlenowana krew żylna staje się mniej paramagnetyczna – różnica podatności magnetycznej wywołuje zaburzenie zgodności fazowej spinów, a wzrost intensywności sygnału w sekwencjach T2 odpowiada spadkowi stężenia dezoksyhemoglobiny.

Protokoły w badaniach fMRI wymagają naprzemiennych akwizycji w okresach aktywności i spoczynku, które są następnie porównywane i poddawane analizie statystycznej. fMRI jest metodą nieinwazyjną, może być powtarzany, nie wymaga podawania dożylnie środka kontrastującego.

Wysoka jest rozdzielczość przestrzenna obrazowania – około 1 mm i rozdzielczość czasowa – około jednej sekundy.

Metoda ta ma też swoje ograniczenia, a wynik zależy od wielu czynników. Niewątpliwy wpływ mają:

• gęstość i rozmiar badanego obszaru,
• topografia drobnych naczyń korowych,
• współczynnik dyfuzji wody,
• procesy metaboliczne,
• dystrybucja neurotransmiterów.

Do ograniczeń należą:

• konieczność współpracy z osobą badaną, co jest szczególnie trudne u osób z zaburzeniami psychicznymi,
• brak możliwości nadzoru nad wykonywaniem zadania,
• podatność na artefakty ruchowe (fot. 3).

U chorych z autyzmem, w depresji i w wahaniach nastroju stwierdzono zaburzenia w trakcie stymulacji zapamiętywania.[2,5] Także u osób z niespecyficznymi chorobami przewodu pokarmowego (zespół jelita drażliwego, dyspepsja, zapalenie jelit) w badaniach fMRI stwierdzono wzmożoną aktywność struktur zawiadujących emocjami (kory przedczołowej, zakrętu obręczy, skorupy, wzgórza, wyspy oraz móżdżku). Sugeruje to u tych chorych niestabilność w sferze emocjonalno-dążeniowej i w sferze poznawczej (ograniczenie samokontroli emocjonalnej).[7]

Protonowa spektroskopia RM (1H MRS)

W metodzie tej rejestruje się niewielkie zmiany częstotliwości rezonansowej protonów w jądrach atomów wodoru, które są wynikiem ich usytuowania w różnych związkach chemicznych. Rejestracja przesunięcia częstotliwości pozwala na oszacowanie zawartości niektórych substancji chemicznych w obrębie badanego obszaru. Stosuje się tu sekwencje z któtkim (poniżej 50 ms – sekwencja STEAM) i długim (sekwencja PRESS) czasem echa TE. Wynik badania przedstwiony jest w formie wykresu, na którym zobrazowane jest przesunięcie częstotliwości rezonansowej i szereg pików odpowiadających zawartości różnych substancji w próbce. Możliwe jest wykonanie badania techniką pojedynczego woksela próbkującego (SVS), szerzej wykorzystywanego w diagnostyce różnicowej zmian ogniskowych mózgu (guzy nowotworowe, ropnie, obszary niedokrwienne) i techniką wieloobjętościową (MVS, CSI – chemical shift imaging).

Ta technika pozwala ocenić poziom metabolitów w całej warstwie obrazowania MR, tworzenie map spektralnych i widm spektralnych w przylegających obszarach (fot. 4). Jest szerzej stosowana w diagnostyce rozlanych zmian w tkance mózgowej, choć jest trudniejsza do uzyskania z racji ilości koniecznych informacji. Przyjmuje się, że spektroskopia pozwala na określenie żywotności neuronów poprzez określenie poziomu glutaminy, poziomu stężenia neurotransmiterów (N-acetyloaspartan NAA), myoinositolu i GABA. Obiecującą techniką jest spektroskopia fosforowa pozwalająca określać stężenia w mózgu ATP, fosfokreatyny i fosfolipidów błon komórkowych.[5]

Metoda okazała się przydatna w:

• identyfikacji zaburzeń metabolizmu w chorobie dwubiegunowej (zmiany w jądrach podstawy, wzgórzu, płatach czołowych),[5]
• przypadkach anoreksji (stwierdza się obniżenie sygnału w paśmie związków lipidowych, myoinositolu, zwłaszcza w obszarach istoty białej, a także, choć w mniejszym stopniu, choliny),
• redukcja sygnału choliny sugeruje degenerację osłonek aksonów.[6]

Badanie spektroskopowe może być pomocne w określaniu koncentracji leków psychotropowych w mózgowiu, np. litu, co z kolei może być kluczowe w określaniu optymalnego dawkowania.[5]

Podsumowanie

Obecnie brak jest wyraźnych rekomendacji dotyczących zastosowania konkretnych protokołów diagnostyki obrazowej w procesie rozpoznawania i monitorowania przypadków zaburzeń psychicznych. MR jako technika nieinwazyjna, o wszechstronnych możliwościach, stanowi atrakcyjne narzędzie penetracji naukowej w tym obszarze. Można przypuszczać, że w wyniku doskonalenia aparatury i poprawy dostępu do metody, a zwłaszcza w wyniku gromadzenia obserwacji w dużych grupach chorych, już wkrótce pojawi się praktyczna użyteczność badań MR w psychiatrii.