Что такое диффузионно-тензорное визуализирование?

Диффузионно-тензорное визуализирование (ДТВ) - это МРТ-техника нейровизуализирования, которая позволяет визуализировать распространение молекул воды в биологических тканях, особенно полезная для оценки целостности белого вещества.

Как сжатие спинного мозга влияет на распространение воды?

Сжатие спинного мозга может нарушить нормальные аксональные пути, что приводит к измененным паттернам распространения воды, которые могут быть обнаружены с помощью ДТВ.

Что такое фракционная анизотропия и видимый коэффициент диффузии?

Фракционная анизотропия (FA) измеряет направленность распространения воды, а видимый коэффициент диффузии (ADC) количественно оценивает общую величину диффузии.

Почему минимизация артефактов визуализирования важна?

Минимизация артефактов визуализирования крайне важна для получения четких и точных изображений, которые необходимы для надежного анализа и диагностики.

Какую роль играет МРТ в исследованиях спинного мозга?

МРТ - это неинвазивная техника визуализирования, которая обеспечивает детальные изображения спинного мозга, позволяя исследователям изучать структурные и функциональные изменения при различных состояниях.

Оценка компрессии спинного мозга с помощью диффузионно-тензорной визуализации

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuroscience

0 views • 5:20 min • June 17th, 2025

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

Начните с человека, который находится внутри МРТ-сканера.

Получение сагиттальных и аксиальных изображений шейного отдела спинного мозга.

Совместите аксиальную линию позиционирования с сагиттальным изображением, чтобы свести к минимуму ошибки визуализации.

Затем установите МРТ для диффузионно-тензорной визуализации, чтобы визуализировать движение молекул воды.

В здоровом спинном мозге диффузия воды происходит по аксонам, тогда как в сжатых областях повреждение аксонов нарушает эту направленную диффузию.

Получение изображений и определение сферических областей интереса, исключая спинномозговую жидкость, для уменьшения артефактов.

Создание цветовых карт на основе значений дробной анизотропии (FA), которые указывают направленность диффузии воды, и значений коэффициента кажущейся диффузии (ADC), которые измеряют общую величину диффузии.

Сравните эти карты сжатого спинного мозга со здоровым.

В сжатом спинном мозге измененные паттерны карты FA в интересующей области указывают на повреждение аксонов, в то время как измененные паттерны карты ADC предполагают изменения в диффузии воды, подчеркивая компрессию спинного мозга.

Перед началом процедуры визуализации предоставьте участнику беруши и помогите ему принять удобное положение лежа на спине. Поместите спираль для головы и шеи над шейной областью и ориентир на уровне щитовидного хряща. Когда участник находится в нужном положении, используйте быстрое эхо с градиентом возмущений для получения карт осевого положения, сагиттального и коронального положения.

Найдите Т2-взвешенную сагиттальную плоскость, скопируйте и вставьте сагиттальную Т1-взвешенную линию позиционирования в Т2-взвешенную линию позиционирования, используя карты коронального положения, чтобы убедиться, что базовая линия позиционирования параллельна спинномозговому каналу. Установите взвешенное Т1 и Т2 поле зрения равным 240 на 240 миллиметров, размер воксела на 1 на 0,8 на 3 миллиметра, зазор между срезами на 0,3 миллиметра, толщину среза на 3 миллиметра, количество возбуждений на 2, направление сворачивания к подаваемой головке, время эхо-повторения на 10 на 700 миллисекунд для Т1-взвешенного поля и 101 на 2500 для Т2-взвешенного поля.

Затем получите девять сагиттальных изображений, охватывающих весь шейный отдел спинного мозга, и расположите аксиальную линию позиционирования на сагиттальном изображении T2W. Далее охватывают межпозвоночный диск от С2-3 до С6-7, центрируясь по переднезаднему диаметру межпозвонкового пространства, и устанавливают поле зрения 180 на 180 миллиметров, размер вокселя 0,7 на 0,6 на 3 миллиметра, толщину среза на 3 миллиметра, направление складки на передню/заднюю, количество возбуждений 2, и время эха / время повторения до 120 на протяжении 3 000 миллисекунд.

Затем расположите аксиальную линию позиционирования на сагиттальном Т2-взвешенном изображении, центрируясь на переднезаднем диаметре межпозвонкового пространства с 45 срезами, охватывающими шейный отдел спинного мозга от С1 до С7. Для получения диффузионно-тензорной визуализации используйте одноимпульсную спин-эхо-планарную визуализацию с 20 ортогональными направлениями и некомпланарными направлениями диффузии, с b-значениями, равными 800 секундам на миллиметр в квадрате.

Установите поле зрения на 230 на 230 миллиметров, матрицу регистрации на 98 на 98, восстановленное разрешение на 1,17 на 1,17, толщину среза на 3 миллиметра, направление складки на передню/заднюю, число возбуждений на 2, коэффициент эхо-планарной визуализации на 98 и время эхо/время повторения на 74 на протяжении 8300 миллисекунд.

Для постобработки изображений экспортируйте изображения в анализатор и загрузите Т2-взвешенные сагиттальные и аксиальные изображения межпозвоночного пространства в интерфейс съемки. Найдите наиболее сжатую часть шейного отдела спинного мозга и загрузите изображение фракционной анизотропии в интерфейс просмотра 2 к 1. Щелкните Серия отображения положения и определите уровень наибольшего сжатия сверху вниз карты местности.

Нажмите кнопку Файл, чтобы выбрать тензорное изображение. Выберите Neuro 3D Magnetic Resonance для автоматического создания цветовых карт коэффициента видимой диффузии и дробной анизотропии. Переместитесь в сторону максимальной компрессии и используйте режим «Начать оценку» для создания сферических 6-миллиметровых кубических областей интереса во внутреннем спинном мозге и вокруг него, чтобы исключить эффекты частичного объема спинномозговой жидкости. Значения дробной анизотропии и коэффициента кажущейся диффузии будут рассчитаны автоматически.