Вероятностные методы потенциально могут генерировать состояния множества сложных слоев волокон белого вещества при проведении исследований , касающихся структурной визуализации мозга, в частности , изображении тензора диффузии (DTI). DTI инкапсулирует направленность диффузии воды вдоль волокон, составляющих тракты или пучки между структурами мозга.
Примером результативных вероятностных методов является метод, основанный на динамическом программировании (DP) для восстановления путей волокон , комплексные анатомические структуры которых не могут быть решены за пределами разрешения стандартных данных DTI. DP используется для определения оптимального пути между начальным и конечным узлами путем эффективного поиска по всем направлениям , анализируя соединения узлов и выбор направления волокон с максимальной вероятностью проведения сигналов.
DP может анализировать пучки волокон между удаленными корковыми областями (верхние продольные фасцикулы, дугообразный фасцикул, унциатный фасцикул и фронто-затылочный фасцикул), соседними областями коры (дорзальные и вентральные области вокруг основных борозд), а также кортикальные выступы к формированию гиппокампа (цингулярная связка ), неостриатум (двигательные кортикальные проекции к скорлупе - putamen), таламуса (подкорковый пучок) и проекции формирований гиппокампа к маммилярным телам через форникс ( свод). DP способен генерировать известные пути, включая пересекающиеся и содиняющиеся между собой тракты.
Тензор диффузии D, является тензором 3 × 3, т. е. симметричной матрицей, собственные векторы и собственные значения которой определяют эллипсоид, который может описывать диффузионные характеристики воды на каждом вокселе в изображении, несмотря на то, что он имеет более низкое разрешение, чем у отдельных аксонов в трактах. Основной (собственный вектор), связанный с наибольшим собственным значением, представляет собой направление самой быстрой диффузии воды в объеме. Применение этих существенных свойств диффузии воды привело к разработке широкого спектра методов для выяснения связности структур серого вещества и сегментации белого вещества (WM).
Методы отслеживания волокон можно классифицировать как детерминированные или вероятностные. Однако, оба подхода имеют такие ограничения, как невозможность распознавания пересекающихся волокон, низкое соотношение сигнал / шум (SNR) и плохое отслеживание в областях с низкой анизотропией. В частности, детерминированные методы основаны на отслеживании основного собственного вектора и, таким образом, не продолжают отслеживаться в областях, в которых анизотропия обычно низкая, а главный собственный вектор является менее надежным индикатором ориентации волокон. Представление проблемы как задачи оптимизации позволяет вычислять «кратчайший путь» между выбранными начальными и конечными точками, которые глобально минимизируют последовательное аддитивное энергетическое ограничение, определяемое тензором в духе классического алгоритма Джикстры (Djikstra's algorithm).
Ниже приведны некоторые тракты волокон , связывающих между собой значимые структуры мозга:
- Область 46 Уолкера ( Walker's area) охватывает волокна белого вещества , лежащие ниже основной сульциальной коры ( область 46) вдоль всей ее ростро-каудальной протяженности.
- Дорсальная цингулярная связка (СВ) состоит из CB на уровне цилиндрической моторной области, только ростральной к пересечению центральной борозды с медиальной поверхностью полушария. CB на этом уровне окружtyf корой 23, 30 и 29 j,kfcntq медиально и кортикальным WM в поперечном направлении.
- Вентральная цингулярная связка расположен в выступе WМ, который лежит в основании самой каудальной части пресубикулума и переходных зон коры ( области 29 и 30), образующих каудально - медиальную дольку
- Медиодорзальный таламус расположен в вентральной части подкоркового пучка (SB), только каудально по отношению к передней комиссуры. Эта часть SB образует границу между ростральнрой частьюбледного шара и телом хвостатого ядра.
- Основной Sulcus Dorsal Bank расположен в коре, выстилающем дорзальную часть основной борозды (область 46), охватывающий среднюю треть рострально-каудальной протяженности области 46 и простирающуюся от дорзальной границы с областью 9 вдоль края от борозды примерно на две трети от расстояния до глубины борозды.
- Основной Sulcus Ventral Bank расположен в средней трети ростро - каудальной связки основной сульциальной коры (области 46) и простирается от вентральной части губы до примерно двух третей от расстояния до глубины борозды.
- Фронтальный верхний продольный Fasciculus II-версия A (SLFII-FrontalA) начинается на полпути вдоль ростро-каудальной протяженности основной борозды и включает в себя кору головного сустава главной борозды (площадь 46) и кору на боковых двух - три из верхней лобной извилины (площадь 9d). Каудально, ROI распространяется в кору, окружающую верхнюю шпору дуговидной борозды (8Ad) и на соседнюю кору на дорсальной выпуклости (6d). Крайне каудально этот ROI ограничен глубинным и медиальным краем верхней дуговидной борозды (6d)
- Parietal Superior Longitudinal Fasciculus II-Version A (SLFII-ParietalA) расположен в коре, образуя каудальную половину латерального края внутрипариетальной борозды (область POa) и смежную вентральную выпуклость (области PG и Opt).
- Фронтальный продольный Fasciculus II-вариант B (SLFII-FrontalB) включает почти весь дорзальный край основной борозды ( область 46), исключая только ростральную ее часть.
- Париетальный верхний продольный фисцикул ( Superior Longitudinal Fasciculus II-Version B (SLFII-ParietalB) включает почти весь латеральный слой внутренней париетальной борозды (область POa), причем только ростральная четверть не включена, а самая каудальная область коры на нижнем теменная долька (области PG и Opt).
Добавить комментарий