Name: Nörodejeneratif Hastalıkların Analizi Difüzyon Tensör Manyetik Rezonans Görüntüleme (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: Keşfedin, difüzyon tensör görüntüleme ile nörodejeneratif hastalıklarda beyaz madde patoanatomisini analiz etmeyi. WBSS ve TFAS yöntemleriyle hastalıklı ve kontrol grupları arasındaki farkları belirleyin.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışmanın parçaları, QC ve hiperkinetik bozukluğu olan hastaların verilerine uygulamada bozuk gradyan yönleri için düzeltme üzerinde çalışma yani Avrupa HD ağ (EHDN projesi 070) tarafından desteklenmiştir. Bu belirli çalışmada MRI taramaları Londra sitesi TRACK-HD kohort bir parçası olarak satın alındı.

Analiz Yöntemleri: Ön ve Artişleme Voxelwise algılama nedeniyle - - izotropik ya da anizotropik ya, ilgili vokselleri için yayvan veya yassı difüzyon tensör sonuçlanan aşağıdaki protokol görevi olabilir beyaz cevher yolları içinde voxelwise difüzyon özelliklerini analiz etmektir. Voksel Tensörlerin parametre FA-haritaların hesaplama veya fibertracts belirlenmesi (Şekil 1) ya için kullanılır. Aşağıda gösterildiği gibi analiz sonuçları elde etmek için, yazılım paketi Tensör Görüntüleme ve Fiber İzleme (Tift) 17 kullanın. Tift aşağıdaki gereksinimleri için analiz araçları sunar: <ul><li> DTI ölçümleri, örneğin FA-haritalar, açısından analizi </li><li> stereotaksik normalleşme </li><li> FA açısından veya diğer DTI ölçümler grup karşılaştırma </li><li> FT çeşitli analizi yaklaşımları </li><li> Grup FT D ortalamaTI verileri ve ilgili istatistiksel analizi. </li></ul> Bu özellikler bir yazılım ortamında 17,29,30,31 içinde analizler çeşitli sağlar. Tift yazılım DTI veri analizinde yeni seçenekler için geliştirme aşamasında sürekli olarak. Şekil 2 nasıl grup seviyesinde DTI verileri analiz etmek için iki tamamlayıcı yaklaşımlarla mekansal normalleştirme sonra, nihayet grup seviyesinde konu örnekleri arasındaki farklılıklar, sağlıklı kontrollere göre örneğin hastalıklı beyinleri elde etmek WBSS tarafından ve TFAS her iki yani şematik bir bakış sunuyor. TFAS önceden tanımlanmış fibertracts dayanmaktadır ise Burada, WBSS, grup seviyesinde farklılıklar olduğu bölgelerde bir voxelwise tarafsız algılama amaçlamaktadır; alanlarda başlayan TFAS ya serbestçe seçilebilir veya WBSS sonuçları (`noktaları` bir elde edilebilir önemli ölçüde) FA değiştirdi. FA-haritaların Bireysel boyuna göre algılama yapılırilgin stereotaksik hizalama sonra farklı zaman noktalarında ölçüm FA-haritalarında ting farklılıklar (Şekil 2). <ol><li> Bozuk gradyan yönleri için düzeltme dahil olmak üzere kalite kontrol (QC) Bozuk miktarlar halinde satın alma, yani sırasında hareket bozuklukları durumunda, bir SNR artış tensör hesabı için tek gradyan yönleri (GD) atlayarak elde edilir. Bu amaçla, bir kalite kontrol (QC) algoritması 32 geliştirilmiştir. Kısacası, cilt bozuk içeriyordu taramalar için, bir SNR artış tek gradyan yönleri tensör tahmini önce her seferinde bir ihmal elde edilir: Her GD için, ağırlıklı varyanstaki açı ile ağırlıklandırılarak sırayla kalan tüm yönlerden hesaplanır oldukları dizin GD farklıydı. <ol><li> Azalma şiddeti gösteren en az bir dilim GD tespit ederek bir eser düzeltme yapın, yani hareket eserler kendiliğinden su neden<html> bject hareketi (Şekil 3, üst panel). Herhangi bir difüzyon ağırlıklı birim için, her bir dilim için ortalama yoğunluğu hesaplamak ve ağırlıklı ortalama bir yaklaşım kullanarak tüm diğer birimler aynı dilim ile yoğunluğu karşılaştırma - ağırlık faktörü iki GD vektörlerin nokta ürünüdür <img alt="Denklem 8" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq8highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq8.jpg" /> : <img alt="Denklem 9" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq9highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq9.jpg" /> <img alt="Denklem 10" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq10highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq10.jpg" /> <img alt="Denklem 11" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq11highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq11.jpg" /> gözlem altında dilimin aritmetik ortalama yoğunluk gösterir ve427eq12.jpg &quot;/ karşılaştırma için&gt; bir dilim. Bağıl ortalama yoğunluk sapması <img alt="Denklem 13" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq13highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq13.jpg" /> GD nokta ürünü ağırlıklı. Böylece, küresel bir parametre tanımlamak için: <img alt="Denklem 14" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq14highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq14.jpg" /> her dilim slicewise karşılaştırmalar en az yansıtır. </li><li> S, belirli bir eşik değerinin (bu örnekte, 0.8 bir eşik bu amaç için kullanılır) altında ise, bütün bu hacim, ortadan kaldırmak veya GD. 0.8 bir eşik Şekil 3 sagital rekonstrüksiyon hareket eserler görünür göstermektedir. Istikrarlı bir çözüm 32 olarak kabul edilir ve QC algoritması tarafından algılanır. Bu örnekte, GD sayısı (Şekil 3c mavi nokta) dışında, 17 S karşılık gelen kırmızı çizgi altındaydı = 0.8 ve siteld ortadan. Bir bütün çalışma için bir birim eleme istatistik bir örneği Şekil 3B &#39;de sunulmaktadır. Bu örnek teşkil eden çalışmada, 29 presemptomatik HD deneklerin DTI verileri 30 kontroller DTI verileri ile karşılaştırılmıştır. Bu algoritma daha başka ayrıntıları, 32, 33 olarak sunulmuştur. </li></ol></li><li> Ön işleme ve mekansal normalleşme <ol><li> Eko-planar görüntüleme veri girdap akımları bağlı geometrik çarpıklıkların düzeltilmesi 34 önerdiği yöntemle ayarlar yapın. </li><li> Stereotaksik normalleştirilmesi için, bir çalışma-spesifik (b = 0) oluşturabilir - şablon olarak ve daha önce tarif edildiği gibi bir 17,28,31 FA-şablonu. Temel olarak, bir tam doğrusal olmayan bir stereotaksik normalleştirme adet deformasyon bileşenden oluşur. Sonuç olarak, ortaya çıkan difüzyon tensör <img alt="Denklem 15" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq15highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq15.jpg" /> her bir voksel i rotat olmak zorundadır(Şekil 4) Yukarıda listelenen tüm rotasyonlar göre ed: <ol class="lroman"><li> Şekil 4a temel koordinat çerçeveleri hizalamak için katı bir beyin dönüşüm gösterir. Dönme <img alt="Denklem 16" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq16highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq16.jpg" /> temel koordinat çerçevesi için hizalama kaynaklanan uygulanmalıdır <img alt="Denklem 17" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq17highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq17.jpg" /></li><li> Şekil 4b önemli noktalara göre doğrusal bir deformasyon gösterir. Özvektörler bileşenleri <img alt="Denklem 5" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq5.jpg" /> doğrusal deformasyon S (beyin bölgesi s, a = 1 ... 6 bağlıdır) altı normalleştirme parametrelerine göre adapte edilmesi gerekir. v, w j </sub&gt;&#39;&#39; &#39;= S, V, W J&#39;&#39;&#39; W = 1,2,3 ve j = x, y, z. </li><li> Şekil 4c, doğrusal olmayan beyin şekil farkları dengeleme, doğrusal olmayan bir normalleştirme gösterir. 3-D vektör vardiya 3-D voksel dizinin her voksel için ayrı bir dönüşüme giden her voksel için farklıdır <img alt="Denklem 18" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq18highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq18.jpg" /> .) Standart trigonometri 3-D vektör vardiya neighbored voksellerin özvektörleri arasındaki yönlü ilişkileri korumak için 16 kavramlarını takip sonucu, her voksel için bağımsız bir rotasyon matrisi verir. Böylece, iki neighbored vokseller farklı vardiya ilgili özvektörler bir dönüş yol. Tensör uyum için dilatasyon matrisler kullanın <img alt="Denklem 15" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq15highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq15.jpg" /> her vokselinçevreleyen vokselleri. <img alt="Denklem 19" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq19highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq19.jpg" /> <img alt="Denklem 20" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq20highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq20.jpg" /> bileşenleri; <img alt="Denklem 18" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq18highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq18.jpg" /></li></ol> Tüm normalleşme süreci iteratif, bir tarayıcı-ve sıra özel (b = 0) oluşturmak yani - şablon ilk adım bu çalışma için aritmetik (b = 0) ortalayarak - lineer dönüşüm sonra tüm konularda hacimleri elle göre yerler ayarlayın. Bu ilk normalleştirme sonra, normalleşme matrisler optimize etmek için geliştirilmiş şablonları oluşturabilir. Aşağıdaki adımlar 1.2.3 kadar 1.2.5 için Şekil 5a şematik görüntülendi. </li><li> Bu bireysel normalleşme işlemden sonra (stEP (I) - şablonları T 1) - DTI veri I 0), tek tek tüm DTI verileri bir çalışma özgü oluşturmak için ayarlar (- şablon ve FA-şablonu (adım (ii B = 0)) kullanın. Bir FA-şablonuna olmayan afin kaydı olarak avantajı göre daha fazla kontrast sağladığı vardır (b = 0) görüntüleri 10, tüm tek tek hastaların FA-haritalar ve kontrol edilen ortalama ile bir FA-şablonu tanımlayabilirsiniz. </li><li> İkinci adımda, Ashburner ve Friston 35 temel fikirlerini takip, bir doğrusal olmayan MNI normalleşme DTI veri (adım (iii)) FA-haritanın bölgesel yoğunlukları arasındaki uyumsuzluk takılacak en aza indirerek ve setleri gerçekleştirmek kareleri alınmış farkların (X 2) göre FA-şablon - bu şekilde, DTI verileri I 1 edinin. </li><li> Bu verilere dayanarak, yeni şablonlar T 2 (adım (iv)) elde edilir. Bu bireysel FA-haritalar ve t arasındaki ilişki kadar işlemi tekrarlayın iteratifo FA-şablon&gt; 0.7 olduğunu. Genellikle bu iki yineleme sonra ulaşılır. </li></ol></li><li> Tüm beyin temelli mekansal istatistik Aşağıdaki adımlar 1.3.5 için 1.3.1 Şekil 5b şematik olarak görüntülendi. <ol><li> 1.2 normalleştirme işlemi ile ilgili olarak normalize DTI veri FA-haritalar hesaplayın. yön bilgisi (adım (i)) korumak amacıyla. </li><li> Voxelwise istatistiksel karşılaştırma önce bir ön işleme adım olarak, bireysel normalize FA-haritalar için bir yumuşatma filtre (adım (ii)) geçerlidir. Yumuşatma için, filtre boyutu DTI veri analizi 36 sonuçlarını etkiler gerçeği ayrıntılı olarak, verileri işlemek için kullanılan filtrenin genişliği beklenen farkın büyüklüğüne uygun olmalıdır belirten eşleştirilmiş filtre teoremi uygulanmasını gerektirir nörodejeneratif hastalıklarda (örneğin 28) DTI verilerine önceki uygulamalarda. </li><li> Istatistiksel comp gerçekleştirinStudent t-testi ile hasta grupları ve ilgili kontrol grubu voxelwise arasında Arison, (adım (iii her voksel ayrı ayrı, FA-haritalar &#39;kontrollerin FA değerleri ile FA-haritalar ve hasta yakınlarının FA değerleri karşılaştırmak yani )). Kortikal gri cevher 0.2 37 FA değerleri göstermesi 0.2 aşağıda FA değerleri hesaplama için kabul edilmez. </li><li> İstatistiksel sonuçlar yanlış-keşif-oranı (FDR) p algoritması &lt;0.05 38 (adım (iv)) kullanılarak çoklu karşılaştırmalar için düzeltilmesi gerekir. 512 bir eşik küme boyutu yol açan, izole vokselleri veya düzeltme çekirdek büyüklüğü aralığında voksellerden küçük izole gruplar ortadan - alfa hata daha da azaltılması bir mekansal korelasyon algoritması (adım (v) kümeleme) tarafından yapılacak olan vokselleri. </li><li> Bir morfolojik arka plan (adım (v)) üzerindeki sonuçlarını görüntülemek için, aritmetik MNI alanı ve ortalama ayarlayan 3-D T1 ağırlıklı veri normalleştirmek. Bu normalleşme p gerçekleştirinDTG verilere uygulanan normalleştirme benzer şekilde bir çalışma-belirli bir şablon kullanılarak rocedure 17 belirler. </li></ol></li></ol> Şekil 6 ALS hastaları vs kontrollerin tüm beyin temelli mekansal istatistik (WBSS) sonuçları göstermektedir. Şekil 6a bir sagital azalmış FA değerlerin yerel maksimum gösterir, coronar ve eksenel görünümü (p &lt;0.01 eşiklenir birden için düzeltilmiş karşılaştırmalar). Şekil 6b TFAS için temel olarak kullanılan kortikospinal sisteminde başlangıç ​​noktaları ile eğik FT gösterir. Şekil 6c bir ALS hastalarının örnek ve eşleştirilmiş kontrollerde arasında mekansal istatistik (WBSS) tabanlı tüm beyin tarafından tespit FA-haritalarda grup farklılıklar göstermektedir bir slicewise görselleştirme. <ol start="4"><li> Traktografi ve tractwise fraksiyonel anizotropi istatistikler (TFAS) Şekil 7, 1 &#39;de tarif edildiği gibi TFAS de dahil olmak üzere, grup tabanlı FT işlemi göstermektedir.4.1 1.4.4 kadar. <ol><li> Grup tabanlı algoritmalar FT uygulamak için, DTG oluşturmak veri birlikte daha önce 17 tarif edilen yöntemlere göre, hasta verilerini ve kontrollerden &#39;veri kümeleri, ortalama olarak. Bu ortalama 16 tarif tekniklerine göre normalleşme sürecinde korunur yönelim bilgilerin dikkatli tedavi gerektirir - detay 30 görmek için. </li><li> Bir düzene izleme tekniği 31 uygulanarak konusu grupların ortalama DTI veri setleri traktografi yapın. Ardışık FT analizi için temel olan tüm beyin temelli FA analizleri ile yerel maksimum bitişik el tanımlanan tohum noktaları belirlemek. Tohumların belirlenmesinden sonra, traktografi gerçekleştirmek ve aşağıdaki TFAS 30 için bir grup özel maske olarak tarif liflerin vokselleri tanımlar. </li><li> Traktografi sonuçları ölçmek için, inci kullanılarak TFAS tekniğini uygulamakortalama DTI veriler oluşturulan e lif yolları hasta ve kontrol &#39;FA-haritalar arasında bir karşılaştırma katkıda voksellerin seçimi için her grup (hasta veri ve kontrol verileri bir araya) tüm konuların ayarlar. </li><li> Student t-testi ile istatistiksel analiz için 0.2 üzerinde bir FA değeri ortaya çıkan vokselleri düşünün. </li><li> İsterseniz, TFAS teknik, ortalama yayınım gibi türetilmiş DTI ölçümleri, (MD), radyal anizotropi, eksenel anizotropi, vb (bir örnek için, 28) için uygulanabilir. </li><li> Sonuçlar MNI-normalize 3-D T1 ağırlıklı veri setleri oluşan morfolojik arka plan üzerinde görüntülenir </li></ol></li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

DTG veri denekler arası ortalama sırasıyla difüzyon genliği (FA bilgilerin kullanılması ile) ve yayılma yönü (FT dayalı olarak) ile ilgili olarak elde edilebilir. FA haritaların ortalama WBSS ve TFAS tarafından konu grupların istatistiksel karşılaştırma için izin verir. Bu metodolojik çerçeve arası konu ortalama ve grup karşılaştırma ile DTI tekniklerine giriş yapılıyor. Stereotaksik normalleştirme ve grup düzeyinde FA haritaların karşılaştırılması konu grupları arasındaki farklılıkları ölçmek için çeşitli olanaklar sağ...

Insan beyninde difüzyon tensör görüntüleme Merkezi sinir sisteminde beyaz madde (PY) nöroglia yolları ve diğer hücre nüfusu az çeşitli ek olarak yoğun bir şekilde aksonlar oluşur. Bir akson olan aksonal membran hem de iyi hizalanmış protein lifleri beyin WM 1 anizotropik su dağılım yol açan, lif yönelimine dik su dağılım kısıtlar. Aksonlar etrafında miyelin kılıfını da hücre içi ve dışı su 2 her ikisi için de anizotropi katkıda bulunabilir. Bu anizotropi kantitatif açıklaması difüzyon tensör görüntüleme (DTG) tarafından tespit edilebilir. DTI su difüzyon yerel mikro özelliklere sahip ağırlıklı dokuların görüntüler üretir. Her pozisyonda görüntü yoğunlukları (temsil sözde difüzyon manyetik gradyan şiddeti ve yönü ile ilgili olarak, zayıflatılmışb-değeri), hem de su molekülleri 3 yaygın olan, yerel mikro, difüzyon katsayısı D skalar değeri: <img alt="Denklem 1" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq1.jpg" /> Bununla birlikte, WM anizotropi varlığında, difüzyon artık tek bir skalar katsayısı ile karakterize edilen, ancak tensör gerektirir <img alt="Denklem 3" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq3.jpg" /> İlk yaklaşım bu yönde 4 arasında her yönde ve korelasyon birlikte moleküler hareketlilik anlatılmaktadır. Difüzyon anizotropi özellikle WM lif yolları yönünü neden olur ve mikro-ve macrostructural özellikleri etkilenir. Mikroyapısal özellikleri arasında, intraaxonal organizasyon lif yoğunluğunun yanı sıra, difüzyon anizotropi üzerinde büyük etkisi olduğu görülmektedirnd hücre ambalaj, miyelinasyonun derecesi ve bireysel elyaf çapı. Bir makroskopik ölçekte, bir görüntüleme voksel tüm WM yolları yönde değişkenlik anizotropi 5 derecesi etkiler. Tipik DTI ölçümlerde, voksel boyutları milimetre sıralanmıştır. Bu nedenle, her bir voksel genellikle birkaç akson hem de çevresindeki su molekülleri kapsar tespit hacmi içindeki su moleküllerinin ortalama bilgi içerir. Bu çok yönlü ortama rağmen, DTI baskın aksonal yönüne hizalar en büyük ana ekseni yönünü duyarlı, yani aksonal katkı ölçülen sinyal 2 hakimdir. İlk, difüzyon anizotropi 5 ve ikinci yönünü bağımsız ölçüde, imag su difüzyon baskın yönü: DTI su difüzyon özelliği hakkında iki tür bilgi sağlare vokselleri, difüzyon dizilişi 6 yani. Aşağıdaki belirtildiği gibi mevcut protokoller, grup seviyesinde konu grupları kantitatif karşılaştırılması için DTI analiz teknikleri bir çerçeve sağlamak gerekiyor. Difüzyon özelliklerinin ölçümü - analiz parametreleri B (Denklem 1) Bir tensör olmuştur, böylece simetrik tensörünün elemanları sinyal kaybı ile sonuçlanan, en az altı olmayan doğrudaş ve eş düzlemli olmayan yönleri boyunca difüzyon gradyanlar ile ölçülebilir <img alt="Denklem 2" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq2.jpg" /> Bu denklem dik yönde (çapraz açısından) uygulanan ve hatta uygulanan görüntüleme geçişlerini arasında olan görüntüleme ve difüzyon geçişlerini arasındaki olası etkileşimler için muhasebe gerektirirdik yönde 4. İkinci-sıra difüzyon tensör <img alt="Denklem 3" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq3.jpg" /> her zaman tensör temel diyagonal boyunca sadece üç sıfır olmayan elemanlar terk köşegenleştirilebilir olabilir, (Özdeğer yani <img alt="Denklem 4" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq4.jpg" /> .) Özdeğer elipsoid şekli veya yapılandırma yansıtmaktadır. Elipsoid ve laboratuvar çerçevenin koordinatlar arasındaki matematiksel ilişki özvektörler tarafından açıklanan <img alt="Denklem 5" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq5.jpg" /> Tensör veri görüntüleme çeşitli zorluklar olduğu için, difüzyon elipsoitlerin kavramı 3 önerilmiştir. Bu e EigendiffusivitiesElipsoid eksantrikliği ile ilgili bilgi sağlar iken elipsoidin ana ekseni, liflerin yönü ile çakışan voksel temel yayılma yönü temsil llipsoids yani, ortamın difüzyon ana yönde tek boyutlu difüzyon katsayıları temsil anizotropi ve simetri derecesi. Bu nedenle, fraksiyonel anizotropi (FA) olarak difüzyon anizotropi ölçümleri 7 tanımlanabilir. <img alt="Denklem 6" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq6.jpg" /> <img alt="Denklem 7" fo:src="/files/ftp_upload/50427/50427eq7highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50427/50427eq7.jpg" /> Tüm Özdeğer ve aritmetik ortalamasıdır. Bir başka yaklaşım traktografi approa tekabül eden, beynin WM bağlantı adresine difüzyon tensörünün ana yön kullanmaktırhangi kanal birbirine bağlı olduğu, beynin bölümleri araştırmak için niyeti. Difüzyon tensör en önemli bileşeni yönünü baskın aksonal yolları yönünü temsil ettiği varsayılarak, her vektör fiber yönü temsil eder, bir 3-D vektör alanı sağlanır. İlk kategori fiber yolu yayılma 2,8,9 her adımı için yerel tensör bilgileri kullanarak hat yayılma algoritmalar dayanmaktadır: Şu anda, iki tip ayrılabilir olabilir WM yolları yeniden inşa etmek farklı yaklaşımlar vardır. İkinci kategori yolu tabanlı mekansal istatistik yaklaşımı ile sonuçlanan iki WM bölge arasındaki enerjik en uygun yolu bulmak için küresel enerji minimizasyonu dayanmaktadır (TBSS) gibi tractwise fraksiyonel anizotropi istatistik (TFAS gibi diğer algoritmalar kullanılmıştır 10 - protokol metni, bkz. Bölüm 2.4).. Stereotaksik standı dönüşümard alanı Diğer gelişmiş MR yöntemleri gibi, bir klinik bağlamda DTI-ve FT-dayalı çalışmalar 11 metrik bazı ayrımcılığa dayalı tanı sürecini kolaylaştırmak için hastanın beyin morfolojisi kategorize nihai hedefi takip. Ortak klinik fenotip bir veya daha fazla beyin alanları veya belirli nöroanatomik ağa hasar nedeniyle olması gerekiyordu, grubun düzeyinde çalışmalar en uygun olan. Burada, farklı konular için sonuçların ortalama mikro değişiklikler ortak kalıpları değerlendirmek için yararlıdır. Her bir beyin, böylece bir ikinci adımda, ortalama aritmetik bir voksel-by-voksel düzeyde sonuç mümkündür stereotaksik uzaya aktarılır zorundadır. Mekansal normalleştirme sinyal-gürültü oranı (SNR) geliştirmek ve hasta numuneleri ve konteynerler bir karşılaştırma yapmak amacıyla farklı hastalardan elde edilen sonuçların aritmetik ortalama müsadeRols belirli bir bozukluğun hesaplama pathoanatomy analiz etmek için, belirli bir beyin sisteminin özenti ile ilişkili bir nörodejeneratif hastalık gibi. 12 tarafından standart bir stereotaksik alana normalleştirme erken yaklaşımı çeşitli beyin yerler ve beyin kadranın parça parça ölçekleme belirlenmesi içeren standart bir atlas bir dönüşüm algoritması önerdi. Günümüzde, gelişmiş MR veri analizi paketleri çoğu Montreal Nöroloji Enstitüsü (MNI) stereotaksik alanı 13 normalleştirme kullanın. Bu dönüşüm için, çalışma belirli şablonları kullanarak yarı otomatik ve otomatik beyin kaydı algoritmaları 14,15 geliştirilmiştir. DTI, özel ilgi normalleşme sürecine 16,17 sırasında yön bilgilerini korumak için çizilecek vardır. DT-MR görüntüleri için mekansal dönüşümlerin uygulanması hangi mekansal normalleşmesi için gereklidirveri setleri koleksiyonları DTS yeniden dönüşümü ile etkilenir yönelim bilgisi içeren gerçeği ile daha da karmaşık çözgü sayısal görsel aksine vardır. Bu etki dönüştürülmüş görüntünün anatomik doğruluğunu sağlamak için dikkate alınması gerekir. Burada, DTI veri setleri için afin dönüşümler uygulamak için teknikleri sunulmaktadır. Beyin hastalıkları DTI Uygulanması Uzunlamasına DTI veri karşılaştırılması aralarında bir konu veri bir uyum / kayıt olunması. Bu bağlamda, yön bilgilerin korunması (afin dönüşümler sırasında difüzyon tensör yani dönme) gereklidir. Nörodejeneratif hastalıklar için olası uygulamalar (örneğin 18,19) daha önce bildirilmiştir. DTI in vivo nöropatoloji araştırmak için güçlü bir non-invaziv teknik araç olarak kurulmuşturWM nöronal yolları ogy (örneğin 11,20,21,22). Difüzyon süreci DTG tabanlı bir miktar ölçümleri, FA, örneğin daha önce, inme 20, multipl skleroz 23, amiyotrofik lateral skleroz, 24, 25, Alzheimer hastalığı 26 olarak WM patolojilerin, geniş bir yelpazede çalışmak için hassas belirteçleri gösterilmiştir ve diğer bazı WM bozuklukları 27,28. Buna ek olarak, FT ile DTG WM yolları 23 tanımlamak için kullanılabilir. Bu teknik, hala rutin klinik kullanımda, nörolojik hastalığı yolu özgü anormalliklerin değerlendirilmesi için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmaktadır olmasa da. Tespit yolları içinde, çeşitli kantitatif MRG endeksleri DTI verilere anatomik coregistered olan ölçülebilir ki DTI ve ek satın alma (örneğin, T2 ağırlıklı görüntülerde ve / veya manyetizasyon transfer (MT) görüntüleme) elde edilen. Bu vesile ile, her dizin calcul olabilirsistem profilleri olarak mekansal değişim gösteren araziler atıfta sistemi içinde konumunun bir fonksiyonu olarak ated. 1.5 uygulandı aşağıdaki, insan DTI taramaları Tesla MR-tarayıcılar (Siemens Medical, Erlangen, Almanya) hasta gruplarında hem de bireylerde beyaz cevher anormallikleri tespit etmek için çeşitli analiz tekniklerinin potansiyel araştırmak için kullanılmıştır. Eserler başka türlü hareket bozuk hacimleri ve hacimleri ortadan kaldırılması için otomatik bir kalite kontrol sonra, standart postprocessing işlemleri ardışık analiz için DTI verileri hazırlamak. Farklı analiz yaklaşımlar aşağıdaki gösterildiği, yani mekansal istatistik tabanlı ilk, tüm beyin (WBSS), ikinci, FT, ve üçüncü, Tractwise fraksiyonel anizotropi istatistik (TFAS). Olacak WBSS genellikle DTI verileri (VBM / DTI) üzerinde voksel tabanlı morfometri / istatistik olarak bilinir voksel tabanlı morfometri (VBM) benzer şekilde çalışan bir yöntemdir <em&gt;. VBTM başlangıçta WBSS bir fiziksel parametrenin voxelwise karşılaştırması kullanan bir yöntem ise ayrı olarak tarar kontrast farklılıkları çözülmesi gereken kontrast görüntüleri üzerinde çalışan bir yöntemdir. Algoritmik benzer olsa da, bu nedenle, WBSS ve VBM ayırt bir terminoloji aşağıdaki kullanılacaktır.

<table><tbody><tr><td>MR tarayıcı</td><td></td><td></td><td>Siemens 1.5 T Magnetom Symphony</td></tr><tr><td>analiz yazılımı </td><td></td><td></td><td>TIFT - Tensör Görüntüleme ve Fiber İzleme</td></tr></tbody></table>

nörodejeneratif hastalıkların analizi difüzyon tensör manyetik rezonans görüntüleme

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Difüzyon tensör görüntüleme (DTG) teknikleri in vivo serebral beyaz cevher (WM) ve mikro süreçleri hakkında bilgi vermek. Mevcut uygulamalar uyumlu kontrollere göre farklı DTI analizler kullanılarak farklı beyin hastalıkları, özellikle nörodejeneratif hastalıkların, WM katılımı desen farklılıkları araştırmak için tasarlanmıştır. DTI veri analizi bir değişken şekilde yapılır, birlikte lif izleme ile bu fraksiyonel anizotropi gibi bölgesel difüzyon yön-tabanlı ölçümleri (FA), (FT) yani voxelwise karşılaştırılması amacıyla grup seviyesinde tractwise fraksiyonel anizotropi istatistik (TFAS) ile birlikte grup seviyesinde WM değişikliklerin bölgesel desen tanımı amaçlayan, WM yapıları birlikte FA farklılıkları tanımlamak için. Bir stereotaksik standart uzaya Dönüşüm grup çalışmaları için bir ön koşuldur ve d korumak için işlem ayrıntılı veri gerektiririrectional arası bağımlılıkları. Mevcut uygulamalar grup seviyesinde veri analizleri mekansal normalleştirme sırasında nicel ve yön bu bilgi korunması için optimize edilmiş teknik yaklaşımlar göstermektedir. Bu temelde, MS teknikleri MS tarafından tanımlanan ölçüm bilgilerini ölçmek amacıyla grubun ortalama veri uygulanabilir. Ayrıca, DTI yöntemlerin uygulanması, bireysel konu bazında bir uzunlamasına analizinde stereotaksik yönlendirmeden sonra FA-haritalarda yani farklılıkları, nörolojik hastalıkların ilerlemesi hakkında bilgi ortaya koymaktadır. DTG tabanlı bir sonuç daha da kalitesinin iyileştirilmesi yüksek gürültü seviyeleri gradyanı ile yönde kontrollü bir eleme uygulanması ile ön işleme sırasında elde edilebilir. Özet olarak, DTG tüm beyin bazlı ve kanal bazlı DTG analizi kombinasyonu, farklı beyin hastalıkları ayrı bir WM pathoanatomy tanımlamak için kullanılır.

1. Hiperkinetik bozukluğu olan QC ve hasta veri uygulama bozulmuş gradyan yönleri için düzeltme QC uygulanması ve sonraki hacim dışlama (bozuk GD için düzeltme bir sonucu olarak) etkisi için bir örnek olarak, Şekil 8 29 premanifest Huntington hastalığı grubu karşılaştırılması için ses dışlama olan ve olmayan tüm beyin temelli mekansal istatistik farklılıklar gösterir 30 yaş ve cinsiyet vs konular kontrolleri uyumlu. Tarama protokolü, 1.5 Tesla Magnetom Senfoni (Siemens Medical,...

MRI-tabanlı bir araç tespit olarak difüzyon tensör görüntüleme (DTG) temelde hizmet vermektedir<em&gt; In vivo</em&gt; Serebral beyaz cevher içinde nörolojik bozukluklar nedeniyle beyin ve patolojik süreçlerin mikro. DTI tabanlı analizler grup seviyesinde ve tek bir konu veri hem de beyin hastalıkları için uygulama için izin verir.

Nörodejeneratif Hastalıkların Analizi Difüzyon Tensör Manyetik Rezonans Görüntüleme

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

Aşağıdaki deneyin genel amacı, tüm beyin tabanlı ve trakt tabanlı fraksiyonel anizotropi istatistiklerinin kombinasyonu ile farklı beyin hastalıklarının belirgin beyaz madde patoanatomisini tanımlamak için difüzyon tensör görüntüleme analizini kullanmaktır. Bu, kalite kontrolü ve stereotaktik normalizasyon dahil olmak üzere uygun difüzyon tensör görüntüleme veya DTI veri ön işleme işlemleriyle gerçekleştirilir. İkinci adım olarak, patolojik farkları tespit etmek amacıyla farklı denek gruplarının fraksiyonel anizotropi veya FA haritalarının voksel bazlı karşılaştırılmasına olanak tanıyan tüm beyin tabanlı uzamsal istatistikler veya WBSS uygulanır.Ardından, TrackWise fraksiyonel analizi yapılır. Voksel bazlı karşılaştırma sonuçlarını tamamlamak amacıyla, fiber takip prosedürü ile tanımlanan beyin yapıları karşılaştırılarak bir ATROPY istatistiği veya TFAS gerçekleştirilir. Böylece, DTI tabanlı analize dayalı olarak hastalık grupları ile kontrol grupları arasındaki farkları gösteren sonuçlar elde edilir.Bu tekniğin diğer yöntemlere göre temel avantajı, grup ortalaması veri setleri üzerinde fiber takibinin uygulanabilir hale gelmesidir. Bu yöntem, nörodejeneratif hastalıklardan etkilen

diffusion-tensor-magnetic-resonance-imaging-analysis

Research

JoVE Journal

Medicine

Tıp

Nanoparçacıkların hücre biodistribution değerlendirmek için kullanılan bio-görüntüleme yöntemleri, nanoformulated bileşikler tedavi ve teşhis izleme için geçerlidir. Burada açıklanan yöntemler, histolojik coregistration tarafından değerlendirilir, hassas ve özeldir. Metodolojileri kemirgen insan uygulamaları bir translasyonel yol sağlar.

Teşhis ve Tedavi İzleme Nanomalzemelerin Kayıtlı bio

Gibi fonksiyonel MRI ve Difüzyon Tensör Görüntüleme gibi beyin görüntüleme teknikleri, otizmde bilişsel ve nöral açıkları karakterize giderek daha yararlı hale gelmiştir. Otizm, zihinsel özürlü olan çocukların tarama için uyarlamalar ile birlikte bir ağ düzeyinde beyin bağlantısı bir inceleme sunulmaktadır.

FMRI ve Difüzyon Tensör Görüntüleme Otizm Beyin problama

Biz manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ile beyin yapısı ve işlevleri aynı anda analizi için yeni bir yaklaşım açıklanmaktadır. Biz yüksek çözünürlüklü difüzyon ağırlıklı görüntüleme ve beyaz madde lif traktografi beyin yapısının değerlendirilmesi. Standart yapısal MRG aksine, bu teknikler bize doğrudan beyin ağlarının fonksiyonel özelliklerini anatomik bağlantı ilgili izin verir.

FMRI ve difüzyon ağırlıklı görüntüleme ile Beyin Yapısı ve Fonksiyonu Co-analizi

Kaynak: Zheng, W. et. al., Kronik Omurilik Sıkışmasında Difüzyon Tensör Manyetik Rezonans Görüntüleme. J. Vis. Uzm. (2019)Bu video, kronik omurilik kompresyonunun değerlendirilmesinde difüzyon tensör görüntülemeyi göstermektedir. Su difüzyon modellerini, fraksiyonel anizotropiyi ve görünür difüzyon katsayısı değerlerini analiz ederek, bulgular sıkıştırılmış bölgelerdeki aksonal hasarı ortaya koymaktadır. Bulgular, omurilik patolojisi ve yapısal bütünlük hakkında kritik bilgiler sağlar.

Difüzyon Tensör Görüntüleme Kullanılarak Omurilik Kompresyonunun Değerlendirilmesi

Manyetik rezonans görüntüleme kullanarak memenin difüzyon tensörünün parametrik ve vektör haritalarının nasıl elde edileceğini anlatıyoruz. Görüntüleme işlemini takiben protokol ve nihai çıktı, meme mimari özelliklerinin izlenmesi ve meme malignitesinin tespit edilmesi için özel olarak tasarlanmıştır.

Manyetik Rezonans Difüzyon Tensor Görüntüleme ile Meme Mimari Özellikleri İzleme ve algılama Meme Kanseri

Nöromüsküler hastalıklar genellikle zamansal olarak değişen, uzaysal olarak, heterojen ve çok yönlü patolojisinin sergiler. Bu protokolün amacı, non-invaziv manyetik rezonans görüntüleme yöntemleri kullanılarak bu patolojinin karakterize etmektir.

İskelet Kası Hastalığının kantitatif Manyetik Rezonans Görüntüleme

Bu protokolün amacı, doku mikroyapısının noninvaziv karakterizasyonu için sıçan omuriliğinin yüksek kaliteli difüzyon ağırlıklı manyetik rezonans görüntülemesini (DWI) elde etmektir. Bu protokol, DWI görüntülerinin artefaktlardan arındırılmasını sağlamak için MRI dizisinin, radyo frekansı bobininin ve analiz yöntemlerinin optimizasyonlarını açıklar.

Sıçan Servikal Spinal Kord difüzyon Görüntüleme

Burada, omurilik sıkıştırmasını değerlendirmek için difüzyon tensör görüntüleme parametrelerinin uygulanması için bir protokol sunuyoruz.

Kronik omurilik kompresyonu difüzyon tensor manyetik rezonans görüntüleme

Bu işlemin genel amacı hafif travmatik beyin hasarı olan bir sıçanda hipokampus kantitatif mikroyapısal bilgi elde etmektir. Bu gelişmiş difüzyon ağırlıklı manyetik rezonans görüntüleme protokolü ve parametrik difüzyon haritalarının ilgi alanı tabanlı analizi kullanılarak yapılır.

Hafif Travmatik Beyin Hasarı Olan Sıçanların Hipokampuslarında İleri Difüzyon Görüntüleme

Burada, 7.0 Tesla'da multipl skleroz (MS) hasta beyinlerinin manyetik rezonans (MR) görüntülerini elde etmek için bir protokol sunuyoruz. Protokol, radyo frekans bobinleri, MS hastalarıyla standartlaştırılmış görüşme prosedürleri, MR tarayıcısında konu konumlandırması ve MR veri toplama dahil olmak üzere kurulumun hazırlanmasını içerir.

7.0 Tesla'da Multipl Sklerozun Manyetik Rezonans Görüntülemesi

Keşfedin, difüzyon tensör görüntüleme ile nörodejeneratif hastalıklarda beyaz madde patoanatomisini analiz etmeyi. WBSS ve TFAS yöntemleriyle hastalıklı ve kontrol grupları arasındaki farkları belirleyin.

Nörodejeneratif Hastalıkların Analizi Difüzyon Tensör Manyetik Rezonans Görüntüleme

Daha fazla video keşfet