Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in der Analyse von neurodegenerativen Erkrankungen

Zusammenfassung

Diffusion Tensor Imaging (DTI) dient im wesentlichen als eine MRT-basiertes Tool zur Identifizierung In vivo Die Mikrostruktur des Gehirns und pathologischen Prozessen durch neurologische Störungen im weißen Hirnsubstanz. DTI-basierte Analysen erlauben für die Anwendung auf Erkrankungen des Gehirns sowohl auf Konzernebene als auch in Ein-Fach-Daten.

Zusammenfassung

Diffusion Tensor Imaging (DTI) Techniken geben Auskunft über die mikrostrukturellen Prozesse der weißen Hirnsubstanz (WM) in vivo. Die vorliegenden Anwendungen sind für Differenzen WM Beteiligung Muster in verschiedenen Erkrankungen des Gehirns, insbesondere neurodegenerativen Erkrankungen, unter Verwendung unterschiedlicher DTI Analysen im Vergleich zu entsprechenden Kontrollen untersucht werden.

DTI Datenanalyse in einem variate Weise durchgeführt wird, dh voxelwise Vergleich regionaler Diffusionsrichtung-Metriken wie fraktionierte Anisotropie (FA), zusammen mit Fiber Tracking (FT) durch fraktionierte Anisotropie tractwise Statistik (TFAS) auf Konzernebene um begleitet Unterschiede in FA entlang WM Strukturen zu identifizieren, die auf die Definition der regionalen Muster der WM Änderungen auf Gruppenebene. Transformation in einen stereotaktischen Raum Standard ist eine Voraussetzung für die Gruppe Studien und erfordert eine gründliche Datenverarbeitung d erhaltenirectional gegenseitigen Abhängigkeiten. Die vorliegenden Anträge zeigen optimiert technische Ansätze für diese Erhaltung der quantitativen und Richtungsangaben während räumliche Normalisierung in Datenanalysen auf Gruppenebene. Auf dieser Grundlage kann FT Techniken zur Gruppe gemittelt Daten angewendet werden, um Informationen Metriken quantifizieren, wie durch FT definiert. Darüber hinaus Anwendung der DTI Methoden, offenbaren dh Unterschiede in FA-Karten nach stereotaktischen Ausrichtung, in einer Längs-Analyse an einem einzelnen Gegenstand Basis Informationen über den Verlauf von neurologischen Erkrankungen. Weitere Qualitätsverbesserung DTI auf Ergebnisse im Vorlauf durch Anwendung einer kontrollierten Beseitigung von Gradientenrichtungen mit hohem Geräuschpegel erreicht werden.

Zusammenfassend wird DTI verwendet, um eine deutliche WM Pathoanatomie verschiedener Hirnerkrankungen durch die Kombination der gesamte Gehirn-basierte und Darm-basierte Analyse DTI definieren.

Einleitung

Diffusion-Tensor-Bildgebung im menschlichen Gehirn

Die weiße Substanz (WM) Verträge in das zentrale Nervensystem bestehen aus dicht gepackten Axone zusätzlich zu den verschiedenen Arten von Gliazellen und andere kleine Populationen von Zellen. Die axonale Membran sowie die gut ausgerichteten Protein-Fasern innerhalb eines Axon schränkt Wasserdiffusion senkrecht zur Faserorientierung, was zu anisotropen Diffusion von Wasser in Gehirn WM ^1. Myelinscheiden um die Axone kann auch auf die Anisotropie beitragen sowohl für intra-und extrazelluläre Wasser ^2.

Die quantitative Beschreibung....

Protokoll

Analyse-Methoden: Pre-und Postprocessing

Die Aufgabe des folgenden Protokolls ist die Diffusion Eigenschaften innerhalb der weißen Substanz, die sein könnte voxelwise analysieren - aufgrund der voxelwise Erkennung - entweder isotrope oder anisotrope, was prolate oder Oblate Diffusion Tensor für die jeweiligen Voxel. Die Parametrierung der Voxel Tensoren wird entweder für die Berechnung des FA-Karten oder die Identifizierung von fibertracts (Abbildung 1).

Um Analyseergebnisse zu erhalten, wie im folgenden Beispiel gezeigt, verwenden Sie das Software-Paket Tensor Imaging und Fiber Tracking

Ergebnisse

1. QC und Korrektur für beschädigte Gradientenrichtungen in Anwendung, um Daten von Patienten mit hyperkinetischen Störungen

Als ein Beispiel für die Wirkung der Anwendung von QC und anschließende Volumen Ausgrenzung (als Konsequenz aus der Korrektur für beschädigte GD) Abbildung 8 zeigt Unterschiede in ganze Gehirn basierte räumliche Statistik mit und ohne Volumen Ausschluss für Group-Vergleich von 29 premanifest Huntington-Krankheit Themen vs 30 Alter und Geschlecht abgestimm.......

Diskussion

Die interindividuelle Mittelung DTI Daten können in Bezug auf Diffusion Amplitude (unter Verwendung von FA Information) und Diffusions-Richtung (basierend auf FT) erreicht sind. Mittelung von FA Karten ermöglicht die statistische Vergleich der Fächergruppen durch WBSS und TFAS. Diese methodischen Rahmen gibt eine Einführung in Techniken DTI mit inter-subject Mittelung und Group-Vergleich. Stereotaktischen Normalisierung und Vergleich von FA Karten auf Gruppenebene ermöglicht mehrere Möglichkeiten, um Unterschiede zwisch.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
MR-Scanner			Siemens 1,5 T Magnetom Symphony
Analysesoftware			TIFT - Tensor Imaging und Fiber Tracking