Диффузионное тензорное изображение (DTI) обладает уникальной способностью очерчивать аксонные тракты в белом веществе, что не было ,s возможным при использовании ранее неинвазивных методов визуализации. За последние 20 лет мы стали свидетелями большого увеличения исследований на основе DTI, и в последние годы был введен ряд новых анатомических знаний и инструментов анализа изображений. DTI предоставляет новые измерения для характеристики анатомии белого вещества. Эту характеристику белого вещества можно условно разделить на две категории. Во-первых, белое вещество можно анализировать по отдельным участкам на основе на пиксельной ориентации и информации об анизотропии. Во-вторых, информация DTI может быть экстраполирована для получения трехмерной информации о связях между структурами мозга. Основываясь на этих возможностях DTI, многие новые инструменты анализа изображений разработаны для исследования состояния белого вещества мозга.
Атласы мозга сыграли важную роль в исследованиях мозга, предоставляя различные типы анатомической информации, такие как структуры мозга, их местоположения и границы. Для нейровизуализации, стереотаксические атласы были особенно полезны, когда система координат выбиралась либо с помощью физических единиц, таких как миллиметры, или с помощью относительных единиц, таких , как одной восьмой длины головного мозга. Одним из наиболее широко используемых стереотаксических атласов был атлас предоставленный Talairach и Tournoux (1988) . Этот гистологический атлас содержит подробное распределение областей коры, на которые можно ссылаться посредством физических или относительных координат. Существует много преимуществ у атласов МРТ. Они трехмерные, с высокой анатомической точностью. Данные по своей сути находятся в электронном формате, что значительно упрощает проведение различных процедур анализа изображения в количественнои измерении. Атласы в основном использовались для изучения структур серого вещества и не всегда были полезны для исследований белого вещества. В атласах на основе МРТ белое вещество напоминает большое однородное поле и не имеет анатомических признаков.
По сути, DTI - это новый тип МРТ, который может обеспечить уникальный контраст изображения, называемый «диффузионной анизотропией». МРТ может измерять степень диффузии воды, то есть случайное движение воды вдоль произвольной оси. При этом измерении часто обнаруживается, что вода имеет тенденцию диффундировать вдоль предпочтительной оси (называемой диффузионной анизотропией), которая, как было показано, совпадает с ориентацией упорядоченных структур, таких как аксональные тракты. Основываясь на диффузионной ориентации молекул воды, этот метод может обеспечить несколько типов контраста изображения, таких как карты анизотропии и карты ориентации, или комбинация двух; так называемые цветокодированные карты ориентации или просто цветные карты. На цветной карте яркость показывает степень анизотропии, а цвет представляет собой ориентацию волокна. Как только ориентация волокна определится на каждом пикселе, тогда можно вывести траектории трехмерного тракта, основанных на простом алгоритме распространения линии.
Во многих атласах белого вещества структуры белого вещества определяются на основе локальных анатомических особенностей. Например, задняя часть внутренней капсулы (PLIC) определяется белым веществом между таламусом и юледным шаром. Известно, что PLIC содержит аксоны, которые соединяют таламус и кору (верхнее таламическое излучение), кору и мост (кортико - понтинный тракт), а также кору и спинной мозг (кортико - спинальный тракт).
Трехмерный метод трактографии также может быть использован для восстановления известных трактов белого вещества. На сегодняшний день было продемонстрировано, что мы можем создавать атласы белого вещества с использованием DTI, которые несут анатомическую информацию, эквивалентную прошлым гистологическим атласам. Изображения по своей сути находятся в электронном формате, что способствует упрощению количественной оценки. Преимущество атласов на основе соединений, использующих трактографию над гистологическим атласом ясно: атлас на основе соединения позволяет проводить виртуальные разделы в любом произвольном месте или под углом. Этот тип атласа может визуализировать несколько трактов одновременно, а их трехмерные траектории можно рассматривать под любым углом. Пока DTI основано на движении воды, усредненном по большим размерам пикселей (2-2,5 мм), оно, по-видимому, является косвенным индикатором фактической анатомии аксонов. Примеры основанных на DTI, усредненных по массе карт под названием ICBM-DTI-81. Эти карты совместно зарегистрированы в широко используемом атласе ICBM-152 в пространстве MNI. Широко используемый подход состоит в том, чтобы нормализовать мозг в пространстве шаблонов, таких как атласы ICBM-152, MNI и Talairach, и использовать их систему координат.
Добавить комментарий