Fibertracking

Introdução

Base para Fibertracking

O software Fibertracking é baseado na aquisição de imagens de tensor de difusão (DTI), que representam a medição da anisotropia de difusão no cérebro usando imagens ponderadas por difusão que foram adquiridas com gradientes de campo magnético aplicados em várias direções. O software Fibertracking usa as aquisições para calcular a direção da difusão das moléculas de água ao longo de potenciais fibras de substância branca em todo o volume de dados.



O algoritmo tenta identificar os tratos de substância branca seguindo a direção da maior difusão de uma etapa para a próxima enquanto o valor de FA que reflete a quantidade de anisotropia estiver acima de um determinado limiar.

O software Fibertracking permite rastrear estruturas de fibras em uma região de interesse definida, com base em imagens de RM ponderadas por difusão. O rastreamento da direção da difusão local possibilita a reconstrução de uma fibra como uma linha por meio da conexão de vários pontos. Dentro dessa região, o algoritmo rastreia todas as fibras que passam por essa região de interesse que correspondem aos parâmetros de rastreamento selecionados.

Um conjunto de modelos de rastreamento padrão e personalizados é fornecido e também é possível rastrear as fibras interativamente dentro de parâmetros definidos.

Introdução

A execução do software Fibertracking, requer dados especiais de RM. Esses dados consistem em imagens ponderadas por difusão que são adquiridas com sequências rápidas de EPI. Pelo menos sete aquisições são necessárias, incluindo:

  • Uma aquisição de base sem ponderação por difusão (B0) ou com campo magnético homogêneo.
  • Pelo menos seis aquisições com gradientes de campo magnético (ponderadas por difusão) aplicadas de diferentes direções.

Com essas aquisições é possível calcular um tensor de difusão que forneça informações sobre a difusão local em cada voxel da imagem. Esses dados são conhecidos como dados DTI.

Para começar a usar o aplicativo Fibertracking, carregue um estudo de DTI no plano de tratamento atual.

Dados DTI

O software Fibertracking usa um serviço executado em segundo plano para detectar e pré-processar automaticamente os dados DTI válidos. O software converte os dados em um estudo de DTI que contém:

  • As sequências de imagens pré-registradas: mapas B0, ADC e FA.
  • O tensor de difusão que é exigido pelo software Fibertracking.

O estudo de DTI pode ser selecionado no software Patient Selection (consulte o Manual do Usuário do Software do Content Manager ou Patient Selection).

Código de cores para DTI

O software Fibertracking é baseado na medição de anisotropia de difusão no cérebro usando imagens ponderadas por difusão adquiridas em diversas direções. Os dados DTI fornecem a direção da difusão local, que pode ser visualizada em mapas 3D coloridos. Esses mapas coloridos fornecem informações sobre a direção da difusão da água ao longo de potenciais fibras dentro dos cortes.

As fibras são coloridas de acordo com a seguinte convenção neurológica:

Cor da fibra

Direção da difusão

Vermelho

Esquerda-direita

Verde

Anteroposterior

Azul

Craniocaudal

Pré-processamento de DTI

O cálculo de um campo tensor de difusão a partir das imagens de DTI e o cálculo dos mapas de ADC e FA são baseados em métodos e algoritmos que já foram submetidos a revisão por pares e publicados:

  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.

Algoritmo de Fibertracking

O software Fibertracking é baseado no algoritmo FACT (designação de fibras por rastreamento contínuo), que foi inicialmente publicado por Mori, et al. em 2002 (Mori S, van Zijl PC. Fiber tracking: principles and strategies – A technical review. NMR Biomed 2002;15(7-8):468-480).

Para obter resultados suavizados apesar da baixa resolução das aquisições convencionais de DTI, os tensores são interpolados em relação aos voxels circundantes, considerando a direção da etapa anterior. Essa tentativa de passar por áreas de ambiguidade direcional foi primeiramente descrita por Weinstein et all em 1999 e é denominada TEND (deflexão de tensor). 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.

Aviso
Aviso
Art. Nº: 60919-74BP

Date of issue: 2020-02-26