آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز

تصویر برداری تشدید مغناطیسی با وزن انتشاری (DWI-DTI)

تصویر برداری تشدید مغناطیسی با وزن انتشاری یک تکنیک تصویر برداری است که از نحوه انتشار مولکول‌های آب برای ایجاد کنتراست در تصویر استفاده می‌کند. بر خلاف جهت انتشار مولکول‌های آب در یک لیوان آب که در تمام جهت‌ها یکسان است (همسانگرد است)، جهت انتشار مولکول‌های آب در بافت‌های مختلف متفاوت است، به این معنی که انتشار در تمام جهت‌ها وجود ندارد و انتشار فقط در یک سری جهت خاص امکان‌پذیر است (انتشار ناهمسانگرد است).

انتشار ناهمسانگرد اندازه‌گیری شده به علت ناهمگنی میکروسکوپیک بافت است. در ماده سفید مغز، ناهمسانگردی انتشاری، به علت غشاء سلولی (غشاء میلینی) و یک سویی دسته آکسون ها صورت می‌گیرد. انتشار ناهمسانگرد، می‏تواند جهت بافت‏های مرتبط را نشان دهد. در ماده سفید مغز جهت انتشار، جهت فیبرهای عصبی را نشان می‌دهد.

تصویر برداری تشدید مغناطیسی با وزن انتشاری (DWI-DTI)

شکل 1. انتشار سریع مولکول های آب در طول آکسون و انتشار کند مولکول های آب در جهت عمود بر آکسون.

خدمات آزمایشگاه برای آنالیز تصویر برداری تشدید مغناطیسی با وزن انتشاری(DWI-DTI):

در پردازش تصاویر با وزن انتشاری به دنبال یافتن جهت حرکت مولکول های آب هستیم. این نوع تصویربرداری با اعمال گرادیان (حداقل 6 جهت) در جهات مختلف میزان انتشار آب در این جهات را بدست می آورد و برای هر جهت گرادیان یک Volume از کل مغز حاصل می شود. این تصاویر نیز به تنهایی مفهوم خاصی ندارند و تفسیر آنها عملا ممکن نیست،از این رو برای نمایش بهتر این داده ها، یک مدل به نام تانسور به انتشار مولکول‌های آب در مغز منطبق می شود. مدل تانسور قابلیت شبیه سازی اطلاعات سه بعدی فیبرهای عصبی در هر واکسل را فراهم می کند و یک بازسازی سه بعدی و قابل درک و تفسیر را فراهم می کند. به علاوه پارامترهای مختلفی از مدل تانسور استخراج می شود که خواص ریزساختارهای مغز را کمی سازی می کند. از جمله این پارامترها، پارامترهایی هستند که میزان کروی بودن انتشار، جهت بیشترین انتشار، میانگین انتشار و... را نشان می‌دهند.

پردازش این داده ها در آزمایشگاه پردازش تصویر با استفاده از نرم افزارهای ExploreDTI، FSL و صورت می گیرد. طی این آنالیز تصاویر Scaler‌های حاصل از مدل تانسوری و ماتریس های connectivity ساختاری و آنالیز گرافی مغز در اختیار پژوهشگر قرار می گیرد.

تصویر برداری تشدید مغناطیسی با وزن انتشاری (DWI-DTI)

شکل 2. نمونه آنالیز ترکتوگرافی کل مغز که از پردازش تصویر با وزن انتشاری بدست آمده است.

تصویر برداری تشدید مغناطیسی با وزن انتشاری (DWI-DTI)

شکل 3. نمونه ی آنالیز Connectivity ساختاری

همچنین در آنالیز تصاویر DTI، گاهی نیاز است که یک ترکت خاص از مغز مانند Corticospinal tract (CST) به تنهایی مورد بررسی قرار گیرد. که در بخش پردازش این آنالیز هم قابل ارائه می‌باشد.

تصویر برداری تشدید مغناطیسی با وزن انتشاری (DWI-DTI)

شکل 4. نمونه‌ای از آنالیز ترکتوگرافی ترکت CST