Co to jest obrazowanie tensora dyfuzji?

Obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) to technika neuroobrazowania oparta na rezonansie magnetycznym, która umożliwia wizualizację dyfuzji cząsteczek wody w tkankach biologicznych, szczególnie przydatna do oceny integralności substancji białej.

Jak ucisk rdzenia kręgowego wpływa na dyfuzję wody?

Ucisk rdzenia kręgowego może zakłócić normalne ścieżki aksonowe, prowadząc do zmienionych wzorców dyfuzji wody, które mogą być wykryte za pomocą DTI.

Czym są frakcyjna anizotropia i współczynnik pozornej dyfuzji?

Frakcyjna anizotropia (FA) mierzy kierunkowość dyfuzji wody, podczas gdy współczynnik pozornej dyfuzji (ADC) mierzy ogólną wielkość dyfuzji.

Dlaczego minimalizowanie artefaktów obrazowych jest ważne?

Minimalizowanie artefaktów obrazowych jest kluczowe dla uzyskania jasnych i dokładnych obrazów, które są niezbędne do wiarygodnej analizy i diagnozy.

Jaką rolę odgrywa MRI w badaniach rdzenia kręgowego?

MRI jest nieinwazyjną techniką obrazowania, która dostarcza szczegółowych obrazów rdzenia kręgowego, umożliwiając badaczom badanie zmian strukturalnych i funkcjonalnych w różnych warunkach.

Ocena kompresji rdzenia kręgowego za pomocą obrazowania tensora dyfuzji

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuroscience

0 views • 5:20 min • June 17th, 2025

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zacznij od ludzkiego uczestnika umieszczonego w skanerze MRI.

Uzyskaj strzałkowe i osiowe obrazy szyjnego rdzenia kręgowego.

Wyrównaj osiową linię pozycjonowania z obrazem strzałkowym, aby zminimalizować błędy obrazowania.

Następnie ustaw MRI do obrazowania tensora dyfuzji, aby uwidocznić ruch cząsteczek wody.

W zdrowym rdzeniu kręgowym dyfuzja wody zachodzi wzdłuż aksonów, podczas gdy w obszarach ściśniętych uszkodzenie aksonów zakłóca tę dyfuzję kierunkową.

Uzyskuj obrazy i definiuj sferyczne obszary zainteresowania, z wyłączeniem płynu mózgowo-rdzeniowego, aby zredukować artefakty.

Generuj mapy kolorów na podstawie wartości anizotropii frakcyjnej (FA), które wskazują kierunkowość dyfuzji wody, oraz wartości współczynnika pozornej dyfuzji (ADC), które mierzą ogólną wielkość dyfuzji.

Porównaj te mapy ściśniętego rdzenia kręgowego ze zdrowym.

W ściśniętym rdzeniu kręgowym zmienione wzorce mapy FA w obszarze zainteresowania wskazują na uszkodzenie aksonów, podczas gdy zmienione wzorce mapy ADC sugerują zmiany w dyfuzji wody, podkreślając ucisk rdzenia kręgowego.

Przed rozpoczęciem procedury obrazowania należy zaopatrzyć uczestnika w zatyczki do uszu i pomóc mu ułożyć się w wygodnej pozycji leżącej. Umieść cewkę głowa-szyja nad odcinkiem szyjki macicy i punktem orientacyjnym na poziomie chrząstki tarczycy. Gdy uczestnik jest na pozycji, użyj szybkiego echa gradientu perturbacji, aby uzyskać mapy położenia osiowego, strzałkowego i koronalnego.

Zlokalizuj strzałkową płaszczyznę ważoną T2 i skopiuj i wklej strzałkową linię pozycjonowania ważoną T1 do linii pozycjonowania ważonej T2, korzystając z map położenia koronalnego, aby upewnić się, że linia bazowa pozycjonowania jest równoległa do kanału kręgowego. Ustaw pole widzenia ważone T1 i T2 na 240 na 240 milimetrów, rozmiar woksela na 1 na 0,8 na 3 milimetry, odstęp między warstwami na 0,3 milimetra, grubość warstwy na 3 milimetry, liczbę wzbudzeń na 2, kierunek zagięcia do głowicy podającej, czas echa powtórzenia na 10 w ciągu 700 milisekund dla pola ważonego T1 i 101 powyżej 2,500 w przypadku pola ważonego T2.

Następnie uzyskaj dziewięć obrazów strzałkowych obejmujących cały rdzeń kręgowy w odcinku szyjnym i ustaw osiową linię pozycjonowania na strzałkowym obrazie T2W. Następnie przykryj krążek międzykręgowy od C2-3 do C6-7, centrując się na przednio-tylnej średnicy przestrzeni międzykręgowej i ustaw pole widzenia na 180 na 180 milimetrów, rozmiar woksela na 0,7 na 0,6 na 3 milimetry, grubość plastra na 3 milimetry, kierunek fałdu do przodu / tyłu, liczbę wzbudzenia na 2, i czas echa / czas powtórzenia do 120 powyżej 3,000 milisekund.

Następnie umieść osiową linię pozycjonowania na strzałkowym obrazie T2-zależnym, centrując się na przednio-tylnej średnicy przestrzeni międzykręgowej z 45 warstwami pokrywającymi rdzeń kręgowy w odcinku szyjnym od C1 do C7. Aby uzyskać obrazowanie tensora dyfuzji, należy użyć jednostrzałowego obrazowania echo-płaskiego spinu z 20 kierunkami ortogonalnymi i niewspółpłaszczyznowymi kierunkami dyfuzji, z wartościami b równymi 800 sekundom na milimetr do kwadratu.

I ustaw pole widzenia na 230 na 230 milimetrów, matrycę akwizycji na 98 na 98, zrekonstruowaną rozdzielczość na 1,17 na 1,17, grubość warstwy na 3 milimetry, kierunek fałdu do przodu/tyłu, liczbę wzbudzenia na 2, współczynnik obrazowania echo-płaskiego na 98 i czas echa / czas powtórzenia na 74 w ciągu 8300 milisekund.

W celu przetworzenia obrazu wyeksportuj obrazy do analizatora i załaduj obrazy strzałkowe i osiowe przestrzeni międzykręgowej ważone T2 do interfejsu filmowania. Zlokalizuj najbardziej ściśniętą część rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym i załaduj obraz anizotropii frakcyjnej w interfejsie podglądu 2 do 1. Kliknij opcję Position Display Series (Seria wyświetlania pozycji) i określ poziom największej kompresji od góry do dołu mapy lokalizacji.

Kliknij przycisk Plik, aby wybrać obraz tensorowy. Wybierz Neuro 3D Magnetic Resonance, aby automatycznie tworzyć mapy kolorów pozornego współczynnika dyfuzji i anizotropii frakcyjnej. Przejdź na stronę najwyższego ucisku i użyj trybu oceny startu, aby utworzyć sferyczne 6-milimetrowe sześcienne obszary zainteresowania w wewnętrznym rdzeniu kręgowym i wokół niego, aby wykluczyć częściowy wpływ objętości płynu mózgowo-rdzeniowego. Wartości anizotropii frakcyjnej i współczynnika pozornej dyfuzji zostaną obliczone automatycznie.