Высокоточная трассировка волокон ( HDFT ) [1] — это метод трактографии , при котором данные с МРТ- сканеров обрабатываются с помощью компьютерных алгоритмов для выявления подробной проводки мозга и точного определения волоконных трактов. Каждый тракт содержит миллионы нейронных связей. HDFT основан на данных, полученных с помощью визуализации диффузионного спектра [2] и обработанных с помощью обобщенной визуализации q-выборки. [3] [4] Метод позволяет виртуально препарировать 40 основных волоконных трактов в мозге. [1] Сканирование HDFT соответствует анатомии мозга в отличие от диффузионно-тензорной визуализации ( DTI ). [5] Таким образом, использование HDFT имеет важное значение для точного определения поврежденных нейронных связей. [6]
История
Традиционная DTI использует шесть характеристик диффузии для моделирования того, как молекулы воды диффундируют в тканях мозга и делает возможным отслеживание аксональных волокон. [5] Однако DTI имела серьезное ограничение в разрешении аксонов из разных трактов, пересекающихся и скрещивающихся на пути к своей цели. В 2009 году Центр исследований и разработок в области обучения (LRDC) в Университете Питтсбурга запустил конкурс мозга 2009 года в Питтсбурге [7] , чтобы пригласить лучшую исследовательскую группу для работы над этой проблемой. [8] Премия в размере 10 000 долларов была предложена команде, которая могла отслеживать оптические излучения, и в конкурсе приняли участие команды из 168 стран. Победившая команда из Тайваня раскрыла петлю Мейера, которую ни одна другая команда успешно не отслеживала. Ключом к методу были множественные наблюдения за молекулами воды и улучшенные алгоритмы для лучшего захвата того, как аксоны соединяют области мозга. [8] Метод был далее разработан как HDFT между Университетом Питтсбурга и Университетом Карнеги-Меллона. [1] [9]
В настоящее время HDFT используется в нейрохирургическом отделении UPMC для нейрохирургического планирования, оценки нейроструктурных повреждений, интраоперационной навигации и оценки изменений и реакций на реабилитационную терапию после операции на головном мозге. [10]
Приложения
HDFT применялась при черепно-мозговых травмах (ЧМТ) для определения того, какие мозговые связи были нарушены, а какие остались нетронутыми. [11] [12] [13] HDFT позволяет нейрохирургам локализовать разрывы волокон, вызванные черепно-мозговыми травмами, для более точной диагностики и прогнозирования. Она также может обеспечить объективный способ определения черепно-мозговой травмы, прогнозирования результатов и планирования реабилитации. [14] HDFT также может использоваться для определения оптимального хирургического подхода к труднодоступным опухолям и сосудистым мальформациям. [15]
^ "High Definition Fiber Tracking | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания". UPMC | Life Changing Medicine . Получено 24.04.2019 .
^ Шин, Сэмюэл С.; Патхак, Судхир; Прессон, Нора; Берд, Уильям; Вагенер, Лорен; Шнайдер, Уолтер; Оконкво, Дэвид О.; Фернандес-Миранда, Хуан С. (2014). Выявление повреждения белого вещества при сотрясении мозга с использованием волоконной трактографии высокой четкости . Том 28. С. 86–93. doi :10.1159/000358767. ISBN978-3-318-02648-1. ISSN 1662-3924. PMID 24923395. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
^ Шин, Сэмюэл С.; Верстинен, Тимоти; Патхак, Судхир; Джарбо, Кевин; Хричик, Эллисон Дж.; Мазерати, Меган; Бирс, Сью Р.; Пуччио, Ава М.; Боада, Фернандо Э. (май 2012 г.). «Высокоточная трассировка волокон для оценки неврологического дефицита в случае травматического повреждения мозга: поиск, визуализация и интерпретация небольших участков повреждения». Журнал нейрохирургии . 116 (5): 1062–1069. doi :10.3171/2012.1.JNS111282. ISSN 1933-0693. PMID 22381003.
^ "University Times ' Research Notes". Университет Питтсбурга . 2012-03-22 . Получено 2013-11-10 .
^ Faraji, Amir H.; Abhinav, Kumar; Jarbo, Kevin; Yeh, Fang-Cheng; Shin, Samuel S.; Pathak, Sudhir; Hirsch, Barry E.; Schneider, Walter; Fernandez-Miranda, Juan C. (ноябрь 2015 г.). «Продольная оценка кортикоспинального тракта у пациентов с резецированными кавернозными мальформациями ствола мозга с использованием высокоточной волоконной трактографии и анализа диффузионной коннектометрии: предварительный опыт». Journal of Neurosurgery . 123 (5): 1133–1144. doi : 10.3171/2014.12.JNS142169 . ISSN 1933-0693. PMID 26047420.
Внешние ссылки
Лаборатория волоконной трактографии
pitt.edu: Концепция | HDFT
thejns.org: Высокоточное отслеживание волокон для оценки неврологического дефицита в случае черепно-мозговой травмы: поиск, визуализация и интерпретация небольших участков повреждения. Отчет о случае (30.04.2012)
upmc.com: Новое высокоточное отслеживание волокон выявляет повреждения, вызванные черепно-мозговой травмой, сообщает команда Питта (2012-03-02)
hdft.info: HDFT для расстройств связи
pitt.edu: Представлено в этой статье «60 минут»: Приложения для аутизма (2011-10-23)