Fibertracking

Innføring

Grunnlag for Fibertracking

Fibertracking er basert på diffusjonstensoravbildning (DTI) som er målingen av diffusjonsanisotropi i hjernen ved bruk av diffusjonsvektede bilder som ble skannet med magnetiske feltgradienter brukt i flere retninger. Programvaren for Fibertracking bruker skanningene til å kalkulere diffusjonsretningen til vannmolekyler langs potensielle fibre av hvit substans for hele datavolumet.



Algoritmen forsøker å identifisere de hvite substanstraktene ved å følge den større diffusjonsretningen fra ett trinn til neste så lenge FA-verdien som reflekterer mengden anisotropi er over en bestemt terskel.

Med Fibertracking kan du spore fiberstrukturer i en definert interesseregion, basert på diffusjonsvektede MR-bilder. Sporing av retningen på den lokale diffusjonen muliggjør rekonstruksjon av et fiber som en linje som kobler sammen en rekke punkter. Innenfor denne regionen sporer alle algoritmene alle fibrene som passerer gjennom denne interesseregionen som oppfyller de valgte sporingsparameterne.

Et sett av standard og tilpassede sporingsmaler er gitt, og fibre kan også spores interaktivt innenfor definerte parametere.

Slik kommer du i gang

For å utføre Fibertracking er det nødvendig med spesielle MR-data. Disse dataene består av diffusjonsvektede bilder som tas med hurtige EPI-sekvenser. Det må være minimum 7 skanninger som inkluderer:

  • Én baseline-skanning uten diffusjonsvekting (B0) eller med homogent magnetisk felt.
  • Minst seks skanninger med magnetiske feltgradienter (diffusjonsvektede) som er påført fra ulike retninger.

Med disse skanningene kan en diffusjonstensor beregnes som gir informasjon om lokal diffusjon i hver bildevoksel. Dette henvises til som DTI-data.

Last inn en DTI-studie til aktuell behandlingsplan for å begynne bruk av Fibertracking.

DTI-data

Fibertracking bruker en tjeneste som kjører i bakgrunnen, til automatisk å detektere og forhåndsbehandle gyldige DTI-data. Programvaren konverterer dataene inn i en DTI-studie som inneholder både:

  • De forhåndsregistrerte bildesettene: B0-, ADC- og FA-kart.
  • Diffusjonstensoren som kreves for Fibertracking.

DTI-studien kan velges fra Patient Selection (se Brukerveiledning for programvare, Content Manager eller Patient Selection).

DTI-fargekoding

Fibertracking er basert på målingen av diffusjonsanisotropi i hjernen, ved bruk av diffusjonsvektede bilder tatt opp i flere retninger. DTI-data gir retningen på lokal diffusjon som kan visualiseres i 3D fargekodede kart. Disse fargekartene gir informasjon om retningen til vanndiffusjonen langs potensielle fibre i snittene.

Flerfargede fibre er farget ut fra følgende nevrologiske konvensjon:

Fiberfarge

Diffusjonsretning

Rød

Venstre-høyre

Grønn

Anterior-posterior

Blå

Hode-fot

DTI-forhåndsbehandling

Beregningen av et diffusjonstensorfelt fra DTI-bildene og beregningen av ADC- og FA-kart er basert på metoder og algoritmer som allerede har gjennomgått fagfellesvurdering og er publisert:

  1. Le Bihan D, Mangin JF, Poupon C, Clark CA, Pappata S, Molko N, Chabriat H. Diffusion tensor imaging: concepts and applications. J Magn Reson Imaging 2001;13(4):534-546.

  2. Masutani Y, Aoki S, Abe O, Hayashi N, Otomo K. MR diffusion tensor imaging: recent advance and new techniques for diffusion tensor visualization. Eur J Radiol 2003;46(1):53-66.

  3. Peled S, Friman O, Jolesz F, Westin C. Geometrically constrained two-tensor model for crossing tracts in DWI: J Magn Reson Imaging 2006;24(9):1263-1270.

Fibertracking-algoritme

Fibertracking er basert på FACT-algoritmen (fibertilordning ved kontinuerlig sporing), som først ble publisert av Mori, et al. i 2002 (Mori S, van Zijl PC. Fiber tracking: principles and strategies – A technical review. NMR Biomed 2002;15(7-8):468-480).

For å oppnå jevne resultater til tross for den lave oppløsningen av konvensjonelle DTI-skanninger, er tensorer interpolert fra de omgivende vokslene som vurderer innkommende retning fra forrige trinn. Dette forsøket om å passere områder med retningstvetydighet ble først beskrevet av Weinstein et al i 1999 og er kalt TEND (tensordefleksjon). Weinstein D, Kindlmann G, Lundberg E.: Tensorlines. Advection-diffusion based propagation through diffusion tensor fields. Center for Scientific Computing and Imaging, Department of Computer Science, University of Utah. Proceedings of the conference on visualization ’99.

Advarsel
Advarsel
Art. nr. 60919-74NO

Ausstellungsdatum: 2020-02-26