Kvantitatiivisten MRI-parametrien relaksaatioanisotropia biologisissa kudoksissa

Magneettikuvaus (MRI) on paljon käytetty kliininen kuvantamismenetelmä, joka soveltuu eri kudosten kuvaamiseen ja tutkimiseen. Anatomisten kuvien lisäksi magneettikuvauksen avulla on mahdollista laskea numeerisia arvoja, jotka kuvaavat kudosten tilaa tarkemmin. On havaittu, että joissakin kudoksissa osa magneettikuvausparametreista on suuntariippuvia, eli niiden arvot muuttuvat kohteen suunnan muuttuessa magneettikentässä. Tällöin myös magneettikuva on erilainen, jos kuvauskohdetta käännetään eri suuntaan suhteessa magneettikenttään. Tämä voi haitata kuvien tulkintaa.

Väitöstyössä tutkittiin magneettikuvausparametrien suuntariippuvuutta erilaisissa biologisissa kudoksissa. Lisäksi tutkittiin onko suuntariippuvuuden avulla mahdollista havaita rakenteen muutos rustokudoksesssa. Suuntariippuvuus on ominaista etenkin voimakkaasti järjestäytyneille kudoksille, kuten rustolle ja jänteelle. Täten suuntariippuvuutta mittaamalla voisi olla mahdollista tarkastella epäsuorasti tällaisten kudosten rakennetta ja muutoksia siinä.

Magneettikuvausparametrien suuntariippuvuutta vertailtiin kuvaamalla useita erilaisia kudosnäytteitä magneettikuvauslaitteessa. Tutkittavina kudosnäytteinä olivat naudan rusto- ja jännenäytteet, sekä hiiren aivo-, sydän, selkäydin- sekä munuaisnäytteet. Näytteitä pyöritettiin eri asentoihin ja saaduista mittaustuloksista laskettiin numeerinen arvo suuntariippuvuudelle. Näin oli mahdollista vertailla suuntariippuvuutta eri parametrien ja eri kudostyyppien välillä. Suuntariippuvuuden hyödyntämistä kudoksen rakenteen arvioimisessa tutkittiin kuvaamalla eri asteista nivelrikkoa ilmentäviä ihmisen rustokudosnäytteitä.

Tulosten perusteella havaittiin, että suuntariippuvuus vaihteli suuresti eri MRI-parametrien välillä. Rusto- ja jännekudoksessa suuntariippuvuus oli selkeästi havaittava ilmiö useimmille parametreille, kun taas muissa tutkituissa kudoksissa suuntariippuvuutta ei juurikaan havaittu. T2-parametrin suuntariippuvuuden havaittiin olevan merkittävästi pienempi pidemmälle edenneissä nivelrikkonäytteissä kuin vähemmän edenneissä näytteissä. Väitöskirjatyön havaintojen perusteella voidaan todeta, että suuntariippuvuus on merkittävä ilmiö ruston ja jänteen magneettikuvauksessa, ja sillä voisi olla potentiaalia toimia kliinisenä merkkinä ruston rappeutumisen havaitsemisessa.