확산 텐서 이미징

그만큼 확산 텐서 이미징 또는 확산 가중 자기 공명 영상 (DW-MRI)는 고전적인 MRT를 기반으로 한 이미징 방법으로 생물학적 조직에서 물 분자의 확산 거동을 나타내며 주로 뇌 검사에 사용됩니다. 기존 MRI와 유사하게이 절차는 비 침습적이며 전리 방사선을 사용할 필요가 없습니다.

Diffusion Tensor Imaging이란 무엇입니까?

확산 가중치 자기 공명 영상은 신체 조직에서 물 분자의 확산 운동을 측정하는 자기 공명 영상 (MRT) 방법입니다.

임상 실습에서는 물의 확산 행동이 중추 신경계의 일부 질병에 대한 결론을 도출 할 수 있기 때문에 주로 뇌를 검사하는 데 사용됩니다. 확산 가중 자기 공명 단층 촬영 또는 확산 텐서 영상의 도움으로 큰 신경 섬유 다발의 과정에 대한 정보도 얻을 수 있습니다. 자주 사용되는 DW-MRI의 변형 인 DTI (Diffusion Tensor Imaging)에서 확산의 방향 의존성도 기록됩니다.

DTI는 3 차원 확산 동작을 설명하는 데 사용되는 단위 부피당 텐서를 계산합니다. 그러나 엄청난 양의 데이터가 필요하기 때문에 이러한 측정은 기존 MRI보다 훨씬 더 많은 시간이 소요됩니다. 데이터는 다양한 시각화 기술을 통해서만 해석 할 수 있습니다. 오늘날 1980 년대에 등장한 확산 텐서 이미징은 모든 새로운 MRI 장치에서 지원됩니다.

기능, 효과 및 목표

기존의 자기 공명 영상과 마찬가지로 확산 가중 자기 공명 영상은 양성자가 자기 모멘트와 함께 회전한다는 사실에 기반합니다. 스핀은 외부 자기장에 대해 평행하거나 반 평행하게 정렬 될 수 있습니다.

역 평행 정렬은 평행 정렬보다 더 높은 에너지 상태를 갖습니다. 외부 자기장이 적용되면 저에너지 양성자에 유리하게 평형이 설정됩니다. 고주파 필드가이 필드를 가로 질러 켜지면 자기 모멘트가 펄스의 강도와 지속 시간에 따라 xy 평면 방향으로 뒤집 힙니다. 이 상태를 핵 자기 공명이라고합니다. 고주파 필드가 다시 꺼지면 핵 스핀은 양성자의 화학적 환경에 따라 시간 지연이있는 정적 자기장 방향으로 다시 정렬됩니다.

신호는 측정 코일에서 생성 된 전압을 통해 등록됩니다. 확산 가중 자기 공명 단층 촬영에서는 측정 중에 기울기 필드가 적용되어 정자기장의 전계 강도를 미리 결정된 방향으로 변경합니다. 이로 인해 수소 핵이 위상을 벗어나 신호가 사라집니다. 코어의 회전 방향이 새로운 고주파 펄스에 의해 반전되면 위상으로 돌아와 신호가 다시 발생합니다.

그러나 일부 핵이 더 이상 위상이 같지 않기 때문에 두 번째 신호의 강도가 약합니다. 이 신호 강도의 손실은 물의 확산을 설명합니다. 두 번째 신호가 약할수록 더 많은 핵이 그라디언트 필드 방향으로 확산되고 확산 저항이 낮아집니다. 확산에 대한 내성은 차례로 신경 세포의 내부 구조에 따라 달라집니다. 측정 된 데이터의 도움으로 검사 된 조직의 구조를 계산하고 설명 할 수 있습니다.

확산 가중치 자기 공명 영상은 뇌졸중 진단에 자주 사용됩니다. 뇌졸중시 나트륨-칼륨 펌프의 고장은 확산 운동을 심각하게 제한합니다. DW-MRI를 사용하면 즉시 볼 수 있지만 기존 MRI에서는 변경 사항을 몇 시간 후에 만 ​​등록 할 수 있습니다. 또 다른 적용 분야는 뇌 수술 수술 계획과 관련이 있습니다.

확산 텐서 영상은 신경 경로의 과정을 결정합니다. 이것은 작업을 계획 할 때 고려해야합니다. 기록은 또한 종양이 이미 신경관을 관통했는지 여부를 보여줄 수 있습니다. 이 방법은 작업에 잠재 고객이 있는지 여부에 대한 질문을 평가하는데도 사용할 수 있습니다. 알츠하이머 병, 간질, 다발성 경화증, 정신 분열증 또는 HIV 뇌병증과 같은 많은 신경 및 정신 질환이 이제 확산 텐서 영상 연구의 주제가되었습니다. 문제는 어떤 뇌 영역이 어떤 질병의 영향을 받는가입니다. 확산 텐서 이미징은인지 과학 연구를위한 연구 도구로 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

위험, 부작용 및 위험

뇌졸중 진단, 뇌 수술 준비 및 많은 임상 연구의 연구 도구에서 좋은 결과에도 불구하고 확산 가중 자기 공명 단층 촬영은 여전히 ​​적용 한계가 있습니다.

어떤 경우에는 프로세스가 아직 완전히 개발되지 않았으며이를 개선하기 위해 집중적 인 연구 개발 작업이 필요합니다. 확산 가중 자기 공명 단층 촬영의 측정은 확산 움직임이 측정 된 신호의 감쇠에 의해서만 표현되기 때문에 종종 제한된 이미지 품질을 제공합니다. 더 작은 볼륨 요소를 사용하면 신호 감쇠가 측정 장치의 노이즈에서 사라지기 때문에 더 높은 공간 해상도에서도 거의 진전이 이루어지지 않았습니다. 또한 많은 수의 개별 측정이 필요합니다.

측정 데이터는 일부 장애를 수정하기 위해 컴퓨터에서 재 작업되어야합니다. 지금까지 복잡한 확산 거동을 만족스럽게 표현하는 데 여전히 문제가 있습니다. 현재 기술 상태에 따르면 복셀 내의 확산은 한 방향으로 만 정확하게 기록 될 수 있습니다. 여러 방향으로 확산 가중치를 적용한 기록을 동시에 만들 수있는 방법이 테스트되고 있습니다. 이것은 높은 각도 해상도가 필요한 프로세스입니다.

데이터를 평가하고 처리하는 방법도 여전히 최적화되어야합니다. 예를 들어, 이전 연구에서 확산 가중 자기 공명 영상에서 얻은 데이터는 더 큰 그룹의 실험 대상과 비교되었습니다. 그러나 개인마다 해부학 적 구조가 다르기 때문에 잘못된 연구 결과를 초래할 수 있습니다. 그렇기 때문에 통계 분석을위한 새로운 방법이 개발되어야합니다.