Отслеживание волокон высокой четкости ( HDFT ) [1] — это метод трактографии , при котором данные МРТ- сканеров обрабатываются с помощью компьютерных алгоритмов для выявления детальных связей мозга и точного определения волоконных трактов. Каждый тракт содержит миллионы нейронных связей. HDFT основан на данных, полученных в результате визуализации диффузионного спектра [2] и обработанных с помощью обобщенной визуализации с q-выборкой. [3] [4] Эта техника позволяет виртуально рассечь 40 основных волоконных путей головного мозга. [1] Сканирование HDFT соответствует анатомии мозга, в отличие от диффузионно-тензорной визуализации ( DTI ). [5] Таким образом, использование HDFT имеет важное значение для выявления поврежденных нейронных связей. [6]
История
Традиционный DTI использует шесть характеристик диффузии для моделирования того, как молекулы воды диффундируют в тканях мозга, и делает возможным отслеживание аксональных волокон. [5] Однако у DTI было серьезное ограничение в разрешении аксонов из разных путей, пересекающихся и пересекавшихся на пути к своей цели. В 2009 году Центр исследований и разработок обучения (LRDC) Питтсбургского университета запустил Питтсбургский конкурс мозга 2009 года [7], чтобы пригласить лучшую исследовательскую группу для работы над этой проблемой. [8] Приз в размере 10 000 долларов был предложен команде, которая сможет отслеживать оптическое излучение, а в соревновании приняли участие команды из 168 стран. Команда-победитель из Тайваня выявила петлю Мейера, которую не удалось отследить ни одной другой команде. Ключом к методу стали многочисленные наблюдения за молекулами воды и усовершенствованные алгоритмы, позволяющие лучше понять, как аксоны соединяют области мозга. [8] Этот метод получил дальнейшее развитие как HDFT между Университетом Питтсбурга и Университетом Карнеги-Меллон. [1] [9]
HDFT в настоящее время используется отделением нейрохирургии UPMC для нейрохирургического планирования, оценки нейроструктурных повреждений, интраоперационной навигации, а также оценки изменений и реакции на реабилитационную терапию после операций на головном мозге. [10]
Приложения
HDFT применялся при черепно-мозговой травме (ЧМТ), чтобы определить, какие соединения головного мозга нарушены, а какие еще целы. [11] [12] [13] HDFT позволяет нейрохирургам локализовать разрывы волокон, вызванные черепно-мозговыми травмами, чтобы обеспечить лучшую диагностику и прогноз. Это также может обеспечить объективный способ выявления черепно-мозговых травм, прогнозирования результатов и планирования реабилитации. [14] HDFT также может использоваться для определения оптимального хирургического подхода при труднодоступных опухолях и сосудистых мальформациях. [15]
^ «Отслеживание волокон высокой четкости » блог о нервах | Архив блога | Бостонский университет» . Бостонский университет . 10 октября 2012 г. Проверено 10 ноября 2013 г.
^ PBAIC2009 (05 февраля 2009 г.), Обзор старого Питтсбургского конкурса по связям мозга за 2009 г. , получено 31 января 2018 г.{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ ab «Видеть сломанные кабели мозга | DiscoverMagazine.com» . Откройте для себя журнал . Проверено 25 ноября 2017 г.
^ "Студия DSI". dsi-studio.labsolver.org . Проверено 22 апреля 2019 г.
^ «Отслеживание оптоволокна высокой четкости | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания» . УПМК | Медицина, меняющая жизнь . Проверено 24 апреля 2019 г.
^ Шин, Сэмюэл С.; Патхак, Судхир; Прессон, Нора; Берд, Уильям; Вагенер, Лорен; Шнайдер, Уолтер; Оконкво, Дэвид О.; Фернандес-Миранда, Хуан К. (2014). Обнаружение повреждения белого вещества при сотрясении мозга с помощью волоконной трактографии высокого разрешения . Том. 28. С. 86–93. дои : 10.1159/000358767. ISBN978-3-318-02648-1. ISSN 1662-3924. ПМИД 24923395. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
^ Шин, Сэмюэл С.; Верстинен, Тимоти; Патхак, Судхир; Джарбо, Кевин; Хрикик, Эллисон Дж.; Мазерати, Меган; Бирс, Сью Р.; Пуччо, Ава М.; Боада, Фернандо Э. (май 2012 г.). «Отслеживание волокон высокой четкости для оценки неврологического дефицита при черепно-мозговой травме: поиск, визуализация и интерпретация небольших участков повреждения». Журнал нейрохирургии . 116 (5): 1062–1069. дои : 10.3171/2012.1.JNS111282. ISSN 1933-0693. ПМИД 22381003.
^ "Исследовательские заметки University Times" . Университет Питтсбурга . 22 марта 2012 г. Проверено 10 ноября 2013 г.
^ «Отслеживание оптоволокна высокой четкости | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания» . www.upmc.com . Проверено 31 января 2018 г.
^ Фараджи, Амир Х.; Абхинав, Кумар; Джарбо, Кевин; Да, Фан-Ченг; Шин, Сэмюэл С.; Патхак, Судхир; Хирш, Барри Э.; Шнайдер, Уолтер; Фернандес-Миранда, Хуан К. (ноябрь 2015 г.). «Продольная оценка кортикоспинального тракта у пациентов с резецированными кавернозными мальформациями ствола мозга с использованием волоконной трактографии высокого разрешения и анализа диффузной коннектометрии: предварительный опыт». Журнал нейрохирургии . 123 (5): 1133–1144. дои : 10.3171/2014.12.JNS142169 . ISSN 1933-0693. ПМИД 26047420.
Внешние ссылки
Лаборатория волоконной трактографии
pitt.edu: Концепция | HDFT
thejns.org: Отслеживание волокон высокой четкости для оценки неврологического дефицита в случае черепно-мозговой травмы: поиск, визуализация и интерпретация небольших участков повреждения Отчет о случае (30 апреля 2012 г.)
upmc.com: Новое отслеживание волокон высокого разрешения выявляет повреждения, вызванные черепно-мозговой травмой, отчеты команды Питта (2012-03-02)
hdft.info: HDFT при нарушениях соединения
pitt.edu: В программе «60 минут»: Приложения для аутизма (23 октября 2011 г.)