Fibertracking

Inleiding

Basis voor Fibertracking

Fibertracking is gebaseerd op DTI (diffusietensorbeeldvorming); dit is de meting van anisotrope diffusie in de hersenen met behulp van diffusiegewogen beelden die werden gescand met magnetische veldgradiënten die werden toegepast in diverse richtingen. De Fibertracking-software maakt gebruik van de scans om de diffusierichting te berekenen van de watermoleculen langs mogelijke witte stofvezels voor het volledige datavolume.



Het algoritme probeert de witte stof-tractussen te identificeren door de grote diffusierichting te volgen van de ene stap naar de volgende zolang de FA-waarde die de mate van anisotropie weergeeft, boven een bepaalde drempel ligt.

Met Fibertracking kunt u vezelstructuren in een gedefinieerd doelgebied tracken, gebaseerd op diffusiegewogen MR-beelden. Door tracking van de richting van de lokale diffusie is de reconstructie van een vezel als een lijn mogelijk door een aantal punten te verbinden. Binnen dit gebied trackt het algoritme alle vezels die door dat doelgebied komen en die voldoen aan de geselecteerde trackingparameters.

Er is een set standaard- en aangepaste trackingsjablonen beschikbaar; bovendien kunnen vezels interactief worden getrackt binnen opgegeven parameters.

Aan de slag

Er zijn speciale MR-gegevens nodig om Fibertracking te kunnen gebruiken. Deze gegevens bestaan uit diffusiegewogen beelden die zijn verkregen met snelle EPI-sequenties. Er moeten minimaal zeven scans zijn die het volgende bevatten:

  • Een baselinescan zonder diffusiegewicht (B0) of met homogeen magnetisch veld.
  • Minstens zes scans met magnetische veldgradiënten (diffusiegewogen) toegepast uit diverse richtingen.

Met deze scans kan een diffusietensor worden berekend die informatie geeft over de lokale diffusie in elke beeldvoxel. Hiernaar wordt verwezen als DTI-data.

Laad een DTI-onderzoek in het huidige behandelplan om Fibertracking te gaan gebruiken.

DTI-data

Fibertracking maakt gebruik van een service die op de achtergrond draait om automatisch geldige DTI-data te detecteren en voor te bewerken. De software zet de data om in een DTI-onderzoek met:

  • de voorgeregistreerde beeldsets: B0, ADC en FA-mappen, en
  • de diffusietensor die nodig is voor Fibertracking.

Het DTI-onderzoek kan worden geselecteerd via Patient Selection (raadpleeg de Content Manager of Patient Selection Softwarehandleiding).

DTI kleurcodering

Fibertracking is gebaseerd op de meting van anisotrope diffusie in de hersenen met behulp van diffusiegewogen beelden die zijn verkregen in diverse richtingen. DTI-data geven de richting van lokale diffusie aan die kan worden gevisualiseerd in 3D-mappen met kleurcodering. Deze kleurenmappen geven informatie over de richting van waterdiffusie langs mogelijke vezels in de coupes.

Meerkleurige vezels worden gekleurd op basis van de volgende neurologische conventie:

Vezelkleur

Diffusierichting

Rood

Links-rechts

Groen

Anterieur-posterieur

Blauw

Hoofd-voeten

DTI voorverwerking

De berekening van een diffusion tensor-veld op basis van de DTI-beelden en de berekening van de ADC- en FA-mappen zijn gebaseerd op methoden en algoritmes die al eerder door vakgenoten zijn beoordeeld en zijn gepubliceerd:

  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.

Fibertrackingalgoritme

Fibertracking is gebaseerd op het algoritme FACT (fiber assignment by continuous tracking), dat in 2002 voor het eerst werd gepubliceerd door Mori, et al. (Mori S, van Zijl PC. Fiber tracking: principles and strategies – A technical review. NMR Biomed 2002;15(7-8):468-480).

Om goede resultaten te verkrijgen ondanks de lage resolutie van coventionele DTI-scans worden tensors geïnterpoleerd uit de omringende voxels waarbij de inkomende richting van de vorige stap wordt meegenomen. Deze poging om gebieden met directionele ambiguïteit te doorkruisen werd voor het eerst in 1999 beschreven door Weinstein et all en wordt TEND (tensordeflectie) genoemd. 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.

Waarschuwing
Waarschuwing
Art-Nr.: 60919-74NL

Uitgiftedatum: 2020-02-26