تصویربرداری تانسور دیفیوژن یا وزن منتشر شده تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (DW-MRI) ، یک روش تصویربرداری مبتنی بر MRI کلاسیک است که رفتار انتشار را تصویر می کند آب مولکول ها در بافت بیولوژیکی این به طور عمده برای معاینه استفاده می شود مغز. مشابه MRI کلاسیک ، این روش غیرتهاجمی است و نیازی به استفاده از اشعه یونیزان نیست.
تصویربرداری از تانسور انتشار چیست؟
در عمل بالینی ، تصویربرداری از تانسور انتشار عمدتا برای مطالعه استفاده می شود مغز زیرا رفتار انتشار آن اجازه می دهد تا در مورد برخی از بیماری های مرکز نتیجه گیری شود سیستم عصبی. نفوذی وزن تصویربرداری رزونانس مغناطیسی یک روش تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) است که معیارهای حرکت انتشار آب مولکول ها در بافتهای بدن در عمل بالینی ، عمدتا برای بررسی مغز، زیرا رفتار انتشار از آب اجازه می دهد تا نتیجه گیری در مورد برخی از بیماری های مرکزی سیستم عصبی. با کمک انتشار وزنی تصویربرداری رزونانس مغناطیسی یا تصویربرداری تانسور انتشار ، اطلاعات مربوط به دوره بزرگ فیبر عصبی بسته های نرم افزاری نیز قابل تهیه است. تصویربرداری تنسوری انتشار (DTI) که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد ، یک نوع DW-MRI ، جهت گیری انتشار را نیز ضبط می کند. DTI یک تنسور در واحد محاسبه می کند حجم، که برای توصیف رفتار انتشار سه بعدی استفاده می شود. با این حال ، این اندازه گیری ها به دلیل مقادیر بسیار زیاد داده مورد نیاز ، نسبت به MRI کلاسیک بسیار زمانبرتر هستند. داده ها فقط با استفاده از تکنیک های مختلف تجسم قابل تفسیر هستند. امروزه ، تصویربرداری تانسور انتشار ، که از دهه 1980 آغاز شد ، توسط همه دستگاه های جدید MRI پشتیبانی می شود.
عملکرد ، اثر و اهداف
مانند MRI معمولی ، MRI وزنی بر اساس این واقعیت است که پروتون ها با گشتاور مغناطیسی می چرخند. چرخش می تواند به یک میدان مغناطیسی خارجی یا موازی یا ضد موازی تراز شود. در این حالت ، تراز بندی ضد موازی حالت انرژی بیشتری نسبت به تراز موازی دارد. بنابراین ، هنگامی که یک میدان مغناطیسی خارجی اعمال می شود ، تعادل به نفع پروتون های کم انرژی برقرار می شود. اگر یک میدان با فرکانس بالا به صورت عرضی به این قسمت روشن شود ، گشتاورهای مغناطیسی در جهت xy صفحه می چرخند استحکام و مدت زمان نبض. این شرط تشدید چرخش هسته ای نامیده می شود. هنگامی که میدان فرکانس رادیویی دوباره خاموش شود ، چرخش های هسته ای با تاخیر زمانی که به محیط شیمیایی پروتون بستگی دارد ، دوباره به سمت میدان مغناطیسی استاتیک تنظیم می شوند. سیگنال از طریق ولتاژ تولید شده در سیم پیچ سنجش می شود. در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی با وزن انتشار ، یک میدان شیب در طول اندازه گیری اعمال می شود ، که باعث تغییر میدان می شود استحکام از میدان مغناطیسی استاتیک در یک جهت از پیش تعیین شده. این باعث می شود هیدروژن هسته ها از فاز خارج می شوند و سیگنال از بین می رود. وقتی جهت چرخش هسته ها توسط یک پالس دیگر با فرکانس بالا معکوس شود ، آنها دوباره به فاز برمی گردند و سیگنال دوباره ظاهر می شود. با این حال ، شدت سیگنال دوم ضعیف تر است زیرا برخی از هسته ها دیگر وارد فاز نمی شوند. این کاهش شدت سیگنال ، نفوذ آب را توصیف می کند. هرچه سیگنال دوم ضعیف تر باشد ، هسته های بیشتری در جهت میدان گرادیان پخش می شوند و مقاومت در برابر انتشار نیز پایین تر است. با این حال ، مقاومت در برابر انتشار به نوبه خود به ساختار داخلی سلولهای عصبی بستگی دارد. بنابراین ، با کمک داده های اندازه گیری شده ، می توان ساختار بافت مورد بررسی را محاسبه و تجسم کرد. از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی با وزن انتشار اغلب در استفاده می شود ضربه تشخیص. به دلیل شکست در سدیم-پتاسیم پمپ در ضربه، محدودیت های شدیدی در حرکت انتشار وجود دارد. این امر بلافاصله با DW-MRI قابل مشاهده می شود ، در حالی که با MRI معمولی تغییرات را فقط پس از چند ساعت می توان ثبت کرد. زمینه دیگر کاربرد مربوط به برنامه ریزی جراحی در حین جراحی مغز است. تصویربرداری تانسور انتشار مسیر مسیرهای عصبی را ایجاد می کند. این باید در طول برنامه ریزی جراحی مورد توجه قرار گیرد. علاوه بر این ، تصاویر همچنین می توانند نشان دهند که آیا توموری قبلاً به مسیر عصبی حمله کرده است یا خیر. از این روش می توان برای ارزیابی اینکه آیا عمل امیدوار کننده است نیز استفاده کرد. بسیاری از بیماری های عصبی و روانی ، مانند آلزایمر مرض، بیماری صرع, اسکلروز متعدد, اسکیزوفرنیا یا انسفالوپاتی اچ آی وی ، اکنون موضوع تحقیقات تصویربرداری با تانسور انتشار است. سوال این است که کدام مناطق مغزی در کدام بیماری ها تحت تأثیر قرار می گیرند. از تصویربرداری تانسور انتشار نیز به طور فزاینده ای به عنوان ابزاری تحقیق برای مطالعات علوم شناختی استفاده می شود.
خطرات ، عوارض جانبی و خطرات
علیرغم نتایج خوب آن در تشخیص سکته مغزی ، در آماده سازی جراحی مغز ، و به عنوان یک ابزار تحقیقاتی در بسیاری از آزمایشات بالینی ، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی با وزن انتشار هنوز هم در کاربرد خود با محدودیت هایی روبرو است. در بعضی موارد ، این تکنیک هنوز به طور کامل توسعه نیافته است و برای بهبود آن نیاز به تحقیق و توسعه فشرده دارد. به عنوان مثال ، اندازه گیری های تصویربرداری رزونانس مغناطیسی با وزن انتشار اغلب فقط کیفیت تصویر محدودی را ارائه می دهند زیرا حرکت انتشار فقط با کاهش سیگنال اندازه گیری شده آشکار می شود. با وضوح مکانی بالاتر ، پیشرفت کمی نیز حاصل شده است ، زیرا با وضوح کمتر حجم عناصر میرایی سیگنال در نویز دستگاه اندازه گیری ناپدید می شوند. علاوه بر این ، تعداد زیادی از اندازه گیری های فردی لازم است. داده های اندازه گیری باید در رایانه مجدداً پردازش شوند تا بتوانند آشفتگی ها را تا حدی اصلاح کنند. تاکنون ، هنوز مشکلاتی وجود دارد که نشان دهنده یک رفتار انتشار پیچیده به طور رضایت بخشی است. با توجه به وضعیت فعلی هنر ، انتشار در داخل وکسل فقط در یک جهت به درستی قابل ضبط است. روش هایی در حال آزمایش هستند که به طور همزمان می توانند تصاویر دارای وزن انتشار را در جهات مختلف بگیرند. اینها روشهایی هستند که به وضوح زاویه ای بالا نیاز دارند. روش های ارزیابی و پردازش بیشتر داده ها همچنان به بهینه سازی نیاز دارند. به عنوان مثال ، مطالعات قبلی داده های به دست آمده از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی منتشر شده از گروه های بزرگتر از افراد را مقایسه می کند. با این وجود ، به دلیل ساختارهای مختلف آناتومیکی افراد مختلف ، این امر می تواند رهبری برای گمراه کردن نتایج مطالعه بنابراین ، روشهای جدیدی برای تجزیه و تحلیل آماری نیز باید توسعه یابد.
