stringtranslate.com

Высокоточное отслеживание волокон

Высокоточное отслеживание волокон дугообразного пучка

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]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Fernandez-Miranda, Juan C.; Pathak, Sudhir; Engh, Johnathan; Jarbo, Kevin; Verstynen, Timothy; Yeh, Fang-Cheng; Wang, Yibao; Mintz, Arlan; Boada, Fernando (август 2012 г.). «Высокоточная волоконная трактография человеческого мозга: нейроанатомическая валидация и нейрохирургические приложения». Neurosurgery . 71 (2): 430–453. doi :10.1227/NEU.0b013e3182592faa. ISSN  1524-4040. PMID  22513841.
  2. ^ Wedeen, VJ; Wang, RP; Schmahmann, JD; Benner, T.; Tseng, WYI; Dai, G.; Pandya, DN; Hagmann, P.; D'Arceuil, H. (15.07.2008). "Магнитно-резонансная томография (DSI) с диффузионным спектром и трактография пересекающихся волокон". NeuroImage . 41 (4): 1267–1277. doi :10.1016/j.neuroimage.2008.03.036. ISSN  1053-8119. PMID  18495497. S2CID  2660208.
  3. ^ Йе, Фан-Ченг; Уедин, Ван Джей; Ценг, Вэнь-Йи Айзек (сентябрь 2010 г.). «Обобщенная q-выборочная визуализация». IEEE Transactions on Medical Imaging . 29 (9): 1626–1635. doi :10.1109/TMI.2010.2045126. ISSN  1558-254X. PMID  20304721.
  4. ^ "Реконструкция диффузионной МРТ в DSI Studio - DSI Studio". dsi-studio.labsolver.org . Получено 22.04.2019 .
  5. ^ ab Александр, Эндрю Л.; Ли, Джи Ын; Лазар, Мариана; Филд, Аарон С. (июль 2007 г.). «Диффузионная тензорная визуализация мозга». Neurotherapeutics . 4 (3): 316–329. doi :10.1016/j.nurt.2007.05.011. ISSN  1933-7213. PMC 2041910 . PMID  17599699. 
  6. ^ "High Definition Fiber Tracking ' the nerve blog | Blog Archive | Boston University". Boston University . 2012-10-10 . Получено 2013-11-10 .
  7. ^ PBAIC2009 (2009-02-05), Старый обзор конкурса Pittsburgh Brain Connectivity Competition 2009 , получено 31.01.2018{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  8. ^ ab "Видеть порванные кабели мозга | DiscoverMagazine.com". Discover Magazine . Получено 25.11.2017 .
  9. ^ "DSI Studio". dsi-studio.labsolver.org . Получено 2019-04-22 .
  10. ^ "High Definition Fiber Tracking | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания". UPMC | Life Changing Medicine . Получено 24.04.2019 .
  11. ^ 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. ISBN 978-3-318-02648-1. ISSN  1662-3924. PMID  24923395. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  12. ^ 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.
  13. ^ "University Times ' Research Notes". Университет Питтсбурга . 2012-03-22 . Получено 2013-11-10 .
  14. ^ "Высокоточная трассировка волокон | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания". www.upmc.com . Получено 31.01.2018 .
  15. ^ 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