Difuzinio tensoriaus vaizdas arba svertinis pagal difuziją magnetinio rezonanso tomografija (DW-MRI), yra vaizdavimo technika, paremta klasikine MRT, vaizduojančia difuzinę elgseną vanduo molekulės biologiniame audinyje. Jis daugiausia naudojamas atliekant tyrimus smegenys. Analogiška klasikinei MRT, procedūra nėra invazinė ir nereikalauja naudoti jonizuojančiosios spinduliuotės.
Kas yra difuzinis tensoriaus vaizdas?
Klinikinėje praktikoje difuzijos tenzoriaus vaizdavimas dažniausiai naudojamas tiriant smegenys nes jo difuzinė elgsena leidžia daryti išvadas apie kai kurias centrinės ligos nervų sistema. Difuzijos svertinis magnetinio rezonanso tomografija yra magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) technika, kuri priemonės difuzinis judėjimas vanduo molekulės kūno audiniuose. Klinikinėje praktikoje jis daugiausia naudojamas tiriant smegenys, nes difuzinis elgesys vanduo leidžia daryti išvadas apie kai kurias centrinės ligos nervų sistema. Su difuzijos svertiniu pagalba magnetinio rezonanso tomografija arba difuzinio tensoriaus vaizdavimas, informacija apie didelių eigą nervų pluoštas taip pat galima gauti ryšulius. Dažniausiai naudojamas difuzijos tensoriaus vaizdavimas (DTI), DW-MRT variantas, taip pat fiksuoja difuzijos kryptingumą. DTI apskaičiuoja tensorių vienetui apimtis, kuris naudojamas apibūdinti trimatę difuzijos elgseną. Tačiau šie matavimai reikalauja daug daugiau laiko nei klasikinis MRT, nes reikalaujama labai daug duomenų. Duomenis galima interpretuoti tik naudojant įvairias vizualizavimo technikas. Šiandien difuzinio tensoriaus vaizdą, kuris atsirado aštuntajame dešimtmetyje, palaiko visi nauji MRT aparatai.
Funkcija, poveikis ir tikslai
Kaip ir įprastas MRT, difuzijos būdu įvertintas MRT yra pagrįstas tuo, kad protonai sukasi su magnetiniu momentu. Sukimasis gali būti lygiagretus arba išorinis magnetinis laukas lygiagretus. Šiuo atveju antiparalelinio lygiavimo energinė būsena yra aukštesnė nei lygiagretaus išlyginimo. Taigi, kai taikomas išorinis magnetinis laukas, pusiausvyra nustatoma mažai energijos naudojančių protonų naudai. Jei aukšto dažnio laukas įjungtas skersai šiam laukui, magnetiniai momentai pasisuka xy plokštumos kryptimi, priklausomai nuo stiprumas pulso trukmė. Tai būklė vadinamas branduolio sukinio rezonansu. Kai vėl išjungiamas radijo dažnio laukas, branduolys sukasi tiesiai į statinį magnetinį lauką su laiko vėlavimu, kuris priklauso nuo protono cheminės aplinkos. Signalas registruojamas per jutimo ritėje sukeltą įtampą. Atliekant difuzijos svertinį magnetinio rezonanso vaizdą, matavimo metu taikomas gradiento laukas, kuris keičia lauką stiprumas statinio magnetinio lauko iš anksto nustatyta kryptimi. Tai sukelia vandenilis branduoliai išeiti iš fazės ir signalas dingti. Kai branduolių sukimosi kryptį pakeičia kitas aukšto dažnio impulsas, jie grįžta į fazę ir signalas vėl pasirodo. Tačiau antrojo signalo intensyvumas yra silpnesnis, nes kai kurie branduoliai nebėra fazėje. Šis signalo intensyvumo praradimas apibūdina vandens difuziją. Kuo silpnesnis yra antrasis signalas, tuo daugiau branduolių pasklido gradiento lauko kryptimi ir mažesnis yra difuzijos atsparumas. Tačiau atsparumas difuzijai savo ruožtu priklauso nuo vidinės nervų ląstelių struktūros. Taigi, naudojant išmatuotus duomenis, galima apskaičiuoti ir vizualizuoti ištirto audinio struktūrą. Difuzijos svertinis magnetinio rezonanso tyrimas dažnai naudojamas insultas diagnozė. Dėl nesėkmės natris-kalis įsiurbia insultas, yra dideli difuzijos judėjimo apribojimai. Tai iš karto matoma naudojant DW-MRT, tuo tarpu naudojant įprastą MRT, pokyčius galima registruoti tik po kelių valandų. Kita taikymo sritis yra susijusi su chirurginiu planavimu smegenų operacijos metu. Difuzinio tensoriaus vaizdavimas nustato nervų takų eigą. Į tai reikia atsižvelgti planuojant chirurgiją. Be to, vaizdai taip pat gali parodyti, ar navikas jau įsiveržė į nervų kelią. Šis metodas taip pat gali būti naudojamas norint įvertinti, ar operacija iš viso yra perspektyvi. Daugelis neurologinių ir psichiatrinių ligų, pvz Alzheimerio liga liga, epilepsija, išsėtinė sklerozė, šizofrenija ar ŽIV encefalopatija, dabar yra difuzinės tenorinės vizualizacijos tyrimų objektas. Kyla klausimas, kurie smegenų regionai yra paveikti kokiomis ligomis. Difuzinio tensoriaus vaizdavimas taip pat vis dažniau naudojamas kaip kognityvinių mokslo tyrimų tyrimo priemonė.
Rizika, šalutinis poveikis ir pavojai
Nepaisant gerų insulto diagnozavimo rezultatų, rengiant smegenų chirurgiją ir kaip daugelio klinikinių tyrimų tyrimo priemonę, difuziniu svertiniu magnetinio rezonanso vaizdavimu vis dar susiduriama su jo taikymo apribojimais. Kai kuriais atvejais technika dar nėra iki galo sukurta, todėl norint ją tobulinti, reikia intensyvių tyrimų ir plėtros. Pavyzdžiui, taikant difuzijos svertinius magnetinio rezonanso vaizdavimo matavimus dažnai gaunama tik ribota vaizdo kokybė, nes difuzinis judėjimas pasireiškia tik susilpninant išmatuotą signalą. Mažesnė pažanga padaryta ir esant didesnei erdvinei raiškai, nes su mažesne apimtis elementai signalo slopinimai dingsta matavimo aparato triukšme. Be to, reikia atlikti daug atskirų matavimų. Matavimo duomenys turi būti perdirbami kompiuteryje, kad būtų galima ištaisyti trikdžius. Iki šiol taip pat vis dar kyla problemų, kad būtų galima tinkamai parodyti kompleksinį difuzinį elgesį. Pagal dabartinę technikos pažangą difuziją vokselyje galima teisingai įrašyti tik viena kryptimi. Bandomi metodai, kurie vienu metu gali padaryti difuzijos būdu įvertintus vaizdus skirtingomis kryptimis. Tai yra metodai, kuriems reikalinga didelė kampinė skiriamoji geba. Duomenų vertinimo ir tolesnio apdorojimo metodai taip pat vis dar reikalauja optimizavimo. Pavyzdžiui, ankstesniuose tyrimuose buvo lyginami duomenys, gauti iš difuzijos svertinio didesnio tiriamųjų grupių magnetinio rezonanso tomografijos. Tačiau dėl skirtingų anatominių skirtingų asmenų struktūrų tai gali vadovauti klaidinančius tyrimo rezultatus. Todėl taip pat reikia sukurti naujus statistinės analizės metodus.
