Най- Дифузионно тензорно изображение или дифузионно-претеглено магнитно-резонансно изображение (DW-магнитен резонанс) представлява дифузионното поведение на водните молекули в биологичната тъкан като образен метод, базиран на класическия МРТ. Използва се главно при мозъчни изследвания. Подобно на класическия ЯМР, процедурата е неинвазивна и не изисква използването на йонизиращо лъчение.
Какво е дифузионно тензорно изображение?
Дифузионно-претегленият магнитен резонанс е метод на магнитен резонанс (MRT), който измерва дифузионните движения на водните молекули в телесната тъкан.
В клиничната практика се използва главно за изследване на мозъка, тъй като дифузионното поведение на водата позволява да се правят изводи за някои заболявания на централната нервна система. С помощта на дифузионно-претеглена магнитно-резонансна томография или дифузионно тензорно изображение може да се получи информация за хода на големите снопове от нервни влакна. При често използвания дифузионен тензорен образ (DTI), вариант на DW-MRI, се записва и посоката на дифузията.
DTI изчислява тензор на единица обем, който се използва за описание на триизмерното дифузионно поведение. Поради огромното количество необходими данни, тези измервания са значително по-отнемащи време от класическите ЯМР. Данните могат да бъдат интерпретирани само с помощта на различни техники за визуализация. Днес дифузионното тензорно изображение, което се появи през 80-те години, се поддържа от всички нови ЯМР устройства.
Функция, ефект и цели
Подобно на конвенционалната магнитен резонанс, дифузионно претегленият магнитен резонанс се основава на факта, че протоните имат спин с магнитен момент. Спинът може да се изравнява или паралелно, или анти-паралелно на външно магнитно поле.
Антипаралелното подравняване има по-високо енергийно състояние от паралелното подравняване. Когато се приложи външно магнитно поле, се установява равновесие в полза на нискоенергийните протони. Ако се включи високочестотно поле през това поле, магнитните моменти се преобръщат по посока на равнината xy в зависимост от силата и продължителността на импулса. Това състояние е известно като ядрено-магнитен резонанс. Когато отново се изключи високочестотното поле, ядрените завъртания отново се подравняват в посока на статичното магнитно поле със закъснение във времето, което зависи от химическата среда на протона.
Сигналът се регистрира чрез напрежението, генерирано в измервателната намотка. При дифузионно претеглена магнитно-резонансна томография по време на измерването се прилага градиентно поле, което променя силата на полето на статичното магнитно поле в предварително определена посока. Това кара водородните ядра да излязат от фаза и сигналът изчезва. Ако посоката на въртене на сърцевините се обърне с нов високочестотен импулс, те се връщат във фаза и сигналът се появява отново.
Интензитетът на втория сигнал обаче е по-слаб, защото някои ядра вече не са във фаза. Тази загуба на интензивност на сигнала описва дифузията на водата. Колкото по-слаб е вторият сигнал, толкова повече ядра са дифундирали по посока на градиентното поле и по-ниско е дифузионното съпротивление. Устойчивостта на дифузия зависи от своя страна от вътрешната структура на нервните клетки. С помощта на измерените данни може да се изчисли и илюстрира структурата на изследваната тъкан.
Дифузионно-претегленият магнитен резонанс често се използва при диагностика на инсулт. Неизправността на натриево-калиевите помпи в случай на удар силно ограничава дифузионните движения. При DW-MRI това се вижда веднага, докато при конвенционалния ЯМР промените често могат да бъдат регистрирани само след няколко часа. Друга област на приложение се отнася до планирането на операции в мозъчната хирургия.
Дифузионното тензорно изображение определя хода на нервните пътища. Това трябва да се вземе предвид при планирането на операцията. Записите също могат да покажат дали тумор вече е проникнал в нервния тракт. Този метод може да се използва и за оценка на въпроса дали дадена операция изобщо има перспективи. Много неврологични и психиатрични заболявания, като болестта на Алцхаймер, епилепсия, множествена склероза, шизофрения или ХИВ енцефалопатия, сега са обект на изследване при дифузионно тензорно изображение. Въпросът е кои мозъчни региони са засегнати от кои заболявания. Дифузионното тензорно изображение също все по-често се използва като изследователски инструмент за изследвания на когнитивните науки.
Рискове, странични ефекти и опасности
Въпреки добрите си резултати при диагностицирането на инсулти, при подготовката на мозъчни операции и като изследователски инструмент в много клинични проучвания, дифузионно претеглената магнитно-резонансна томография все още има своите граници на приложение.
В някои случаи процесът все още не е напълно развит и изисква интензивна работа в областта на научните изследвания и разработки за неговото подобряване. Например, измерванията на дифузионно претеглена магнитно-резонансна томография често предлагат само ограничено качество на изображението, защото дифузионното движение се изразява само от затихване на измерения сигнал. Малък напредък е постигнат дори при по-голяма пространствена разделителна способност, тъй като с по-малки елементи на обем затихването на сигнала изчезва в шума на измервателния апарат. Освен това е необходим голям брой индивидуални измервания.
Данните от измерванията трябва да бъдат преработени в компютъра, за да могат да се коригират някои смущения. Засега все още има проблеми да представят сложно дифузионно поведение задоволително. Съгласно настоящото състояние на техниката, дифузията в рамките на един воксел може да бъде записана правилно само в една посока. Тестват се методи, които могат едновременно да правят дифузионно претеглени записи в различни посоки. Това са процеси, които изискват висока ъглова разделителна способност.
Методите за оценка и обработка на данните също все още трябва да бъдат оптимизирани. В предишни проучвания, например, данните, получени от дифузионно-претеглено магнитно-резонансно изображение, са сравнени с по-големи групи от изпитвани. Поради различните анатомични структури на различни индивиди обаче, това може да доведе до подвеждащи резултати от изследването. Ето защо трябва да се разработят нови методи за статистически анализ.
.jpg)
