Tensore di diffusione (DTI) serve essenzialmente come strumento di risonanza magnetica-based per identificare In vivo La microstruttura del cervello e processi patologici a causa di disturbi neurologici all'interno della sostanza bianca cerebrale. Analisi DTI-based consentono l'applicazione a malattie del cervello, sia a livello di gruppo e di dati di singoli soggetti.
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Articolo metodologico
Diffusion Tensor Imaging a risonanza magnetica in Analisi delle Malattie Neurodegenerative
In questo articolo
Sommario
Abstract
Tensore della diffusione tecniche (DTI) forniscono informazioni sui processi microstrutturali della sostanza bianca cerebrale (WM) in vivo. Le attuali applicazioni sono progettate per indagare le differenze di modelli WM coinvolgimento in diverse malattie cerebrali, disturbi neurodegenerativi, in particolare mediante l'uso di differenti analisi DTI a confronto con controlli appaiati.
L'analisi dei dati DTI viene eseguita in maniera variata, ossia il confronto voxelwise di metriche regionali di diffusione direzione-based come anisotropia frazionaria (FA), insieme con il monitoraggio in fibra (FT) accompagnato da statistiche anisotropia frazionaria tractwise (TFAS) a livello di gruppo al fine per individuare differenze nelle FA lungo strutture WM, finalizzate alla definizione di modelli regionali di WM alterazioni a livello di gruppo. Trasformazione in uno spazio standard di stereotassico è un prerequisito per gli studi di gruppo e richiede dati accurati elaborazione di preservare directional interdipendenze. Le attuali applicazioni mostrano approcci tecnici ottimizzati per questa conservazione delle informazioni quantitative e direzionali durante la normalizzazione spaziale in analisi dei dati a livello di gruppo. Su questa base, FT tecniche possono essere applicate al gruppo dati mediati per quantificare informazioni metriche come definito da FT. Inoltre, l'applicazione di metodi di DTI, cioè differenze nelle mappe FA-dopo allineamento stereotassico, in un'analisi longitudinali a base individuale soggette rivelare informazioni sulla progressione dei disturbi neurologici. Ulteriore miglioramento della qualità dei risultati basati DTI può essere ottenuto durante il pre-elaborazione per l'applicazione di una eliminazione controllata delle direzioni gradiente con alti livelli di rumore.
In sintesi, DTI viene utilizzato per definire una distinta WM pathoanatomy di malattie cerebrali diverse dalla combinazione di DTI intera analisi basata sul cervello e del tratto-based.
Introduzione
Tensore della diffusione nel cervello umano
Materia (WM) tratti bianchi nel sistema nervoso centrale consistono di assoni densamente oltre a vari tipi di neuroglia e altre piccole popolazioni di cellule. La membrana assonale nonché le fibre proteiche ben allineati entro un assone limita acqua diffusione perpendicolare all'orientamento fibra, portando a diffusione dell'acqua anisotropo cervello WM 1. Guaine di mielina intorno agli assoni possono anche contribuire alla anisotropia sia per l'acqua intra ed extracellulare 2.
La descrizione quantitativa di questa anisotrop....
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Protocollo
Analisi Metodi: Pre-e post-elaborazione
Il compito del seguente protocollo è quello di analizzare le proprietà di diffusione voxelwise entro tratti di materia bianca che potrebbe essere - a causa del rilevamento voxelwise - sia isotropo o anisotropo, con conseguente tensori di diffusione prolate o oblato per i rispettivi voxel. La parametrizzazione dei tensori voxel viene usato sia per il calcolo di FA-mappe o l'identificazione di fibertracts (Figura 1).
Al fine di ottenere i risultati delle analisi, come indicato nel seguito, utilizzare il pacchetto software Tensor Imaging and Fiber tra....
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Risultati
1. Controllo di qualità e la correzione per i danneggiati di pendenza direzioni in applicazione ai dati dei pazienti con disturbi ipercinetici
Come esempio per l'effetto dell'applicazione del QC e successiva esclusione del volume (come conseguenza dalla correzione per i danneggiati GD), la Figura 8 mostra differenze nel cervello intero statistica spaziale based con e senza volume esclusione di confronto gruppo di 29 malattia di premanifest Huntington soggetti di età vs .......
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Discussione
Interindividuale media dei dati DTI può essere ottenuto rispetto alla ampiezza diffusione (mediante l'uso di informazioni FA) e direzione diffusione (basato su FT), rispettivamente. Una media di FA mappe consente il raffronto statistico dei gruppi di soggetti da WBSS e TFA. Questo quadro metodologico fornisce una introduzione alle tecniche DTI con inter-soggetto della media e confronto di gruppo. Normalizzazione stereotassica e confronto di mappe FA a livello di gruppo consente più possibilità di quantificare le dif.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Alcune parti di questo lavoro, vale a dire lo studio sul controllo di qualità e la correzione per i danneggiati di pendenza direzioni in applicazione ai dati dei pazienti con disturbi ipercinetici, sono state supportate dalla rete HD Europea (progetto EHDN 070). Le scansioni MRI in questa determinata studio sono stati acquisiti come parte del London sito TRACK-HD coorte.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Scanner | Siemens 1.5 T Magnetom Symphony | ||
| software | di analisi TIFT - Tensor Imaging and Fiber Tracking |
Riferimenti
- Moseley, M. E., Cohen, Y., et al. Diffusion-weighted MR imaging of anisotropic water diffusion in cat central nervous system. Radiology. 176, 439-445 (1990).
- Mori, S., van Zijl, P. C. M. Fiber tracking: principles and strategies - a technical review. ....
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Ristampe e permessi
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