Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Obrazowanie tensora dyfuzji Zastosowana szczególna technika obrazowania z gradientami zarówno wzdłuż głównych osi ale także w osiach pośrednich (xy, zx,

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Obrazowanie tensora dyfuzji Zastosowana szczególna technika obrazowania z gradientami zarówno wzdłuż głównych osi ale także w osiach pośrednich (xy, zx,"— Zapis prezentacji:

1 Obrazowanie tensora dyfuzji Zastosowana szczególna technika obrazowania z gradientami zarówno wzdłuż głównych osi ale także w osiach pośrednich (xy, zx, zy) oraz matematyka związana z tensorem dyfuzji pozwala na obliczenie nie tylko współczynnika dyfuzji (ADC) względem osi współrzędnych aparatu, ale umożliwia dokładne określenie kierunku w którym restrykcja dyfuzji jest najmniejsza (a zatem największa wartość ADC w każdym wokselu tkanki. Traktografia

2 Ponieważ tensor dyfuzji jest symetryczny wystarczy 6 pomiarów (plus dodatkowy 7-my pomiar bez gradientów dyfuzyjnych) tzw. składniki diagonalne pozadiagonalne (off-diagonal) tensora.

3 Diagonalizacja tensora dyfuzji Formalizm tensorowy pozwala na wyznaczenie głównej wartości dyfuzji (wartość własna czyli tzw. eigenvalue tensora) z jednoczesnym określeniem jej kierunku (kierunek wektora własnego, czyli tzw. eigenvector) Są to wartości spełniające następującą równość: Gdzie D (tensor), i = wartość własna, ev i = wektor własny

4

5 Diagonalizacja tensora: pary eigenvalues i eigenvectors: [ 1 v 1 ][ 2 v 2 ] [ 3 v 3 ]), największa(e) spośród wartości własnych wyznaczają najsilniejszą dyfuzję i jej kierunek (określony przez odpowiedni wektor własny). ev 1 λ 1 ev 2 λ 2 ev 3 λ 3

6

7 Ślad tensora dyfuzji (trace) Tr(D) = D 11 + D 22 +D 33 (typowo w postaci uśrednionej Tr(D)/3) jest dobrą ogólną miarą dyfuzji w danym wokselu (podobnie jak skalarny ADC). Jest on niezmienniczy w rotacji i można go również mapować i przedstawiać w postaci obrazka. Stwierdzono m.in. że ślad tensora jest lepszy w wykazywaniu obszaru zawału mózgu niż używanie i pokazywanie poszczególnych składowych dyfuzji. oznaczają odpowiednie średnie wartości Basser i Jones proponują zamiast trace-ADC, mean trace etc używać nazwy - bulk mean diffusivity

8 Fiber tracking: mapowanie przebiegu (orientacji) pęczków włókien nerwowych (dróg) W 1991 Douek, Turner i wsp zaproponowali śledzenie przebiegu dróg nerwowych (pęczków włókien) za pomocą użycia NMR-DI (J Comp Assist Tomogr 1991; 15: ) Zakłada się, że przebieg pęczków włókien jest współliniowy z kierunkiem eigenwektora odpowiadającego największej wartości dyfuzji (największa eigenvalue tensora dyfuzji w wokselu) W niektórych schorzeniach można stwierdzić nieprawidłowe połączenia przy braku innych patologii w obrazowaniu mózgu.

9 Fiber tracking ev 1 λ 1 ev 2 λ 2 ev 3 λ 3 ev 1 λ 1 ev 2 λ 2 ev 3 λ 3 ev 1 λ 1 ev 2 λ 2 ev 3 λ 3 ev 1 λ 1 ev 2 λ 2 ev 3 λ 3

10

11 Obrazowania czynnościowe fMRI

12 fMRJ TECHNIKA BOLD (blood oxygenation level dependent) Seiji Ogawa w 1990 OksyHb jest diamagnetykiem, DeoksyHb jest paramagnetykiem i powoduje szybszy zanik FID. Aktywacja kory powoduje: 1) początkowo (3-6 sek.) silną deoksygenację hemoglobiny. 2) następnie wzrost przepływu krwi powoduje że krew żylna jest mniej odtlenowana (czyli bogatsza w oksyhemoglobinę) i stąd sygnał jest silniejszy! Na wpływ Hb czuły jest przede wszystkim czas T2

13 fMRJ Aktywacja kory skroniowej poprzez bierne słuchanie Aktywne słuchanie modulowanych dźwięków powoduje aktywację innych okolic

14 Spektroskopia zlokalizowana- obraz rozkładu metabolitów Otoczenie chemiczne zmienia częstotliwość rezonansową jąder wodoru (jest to tzw. przesunięcie chemiczne –chemical shift) Przesunięcie chemiczne (Chemical Shift) ( ) jest wartością względną (względem substancji wzorcowej) i wyrażony w ppm Substancja wzorcowa: ((CH 3 ) 4 Si) tetrametylosilan tetrametylosilan Innym jądrem wykorzystywanym w spektroskopii NMR jest 31 P Teoretycznie można wykorzystać także 13 C, 15 N, 17 O.

15 Spektrum 1 H MRJ normalnego mózgu 1,5 T NAA = N-acetyl-aspartate, Cr = (fosfo)creatynina, Ch – związki z choliną, Lac = mleczan+tauryna, Gln = glutamina, Glu = glutaminian mI = myoinozytol lub kwasy tłuszczowe

16 obniżenie N-acelytoasparaginianu oraz podwyższony sygnał w zakresie 0,8-1,8 ppm co odpowiada mleczanom i wolnym lipidom (L>P)

17 Techniki izotopowe obrazowania czynnościowego

18 1.SPECT (Single photon emission computed tomography). - radioizotop technet Tc-99m emituje pojedynczy foton pr. gamma o energii 140KeV i ma half-life ok. 6 godz. - Foton rejestrowany jest przez tzw Gamma kamerę z kolimatorem ołowiowym, (separacja promieniowania z różnych punktów ciała - tzw kamera Angera)

19 2.PET (positron emission tomography): - różne związki z podstawionym krótkotrwałym izotopem z rozpadem, przy którym następuje emisja pozytonu. - izotopy: 15 O, 11 C, 18 F. - Pozyton ulega anihilacji napotykając elektron a wyzwolone fotony energii rozchodzą się w przeciwnych kierunkach pod kątem 180 o. - Gammadetektory lokalizują miejsce anihilacji z dokładnością do kilku milimetrów.

20

21 Przykładowe zastosowania PET: Utylizacja glukozy przy pomocy 18 F-2-deoksyglukozy ( 18 F- labeled 2-DG) Przepływ oceniany jest za pomocą wody znakowanej 15 O (H 2 15 O) Zużycie tlenu przez podawanie do oddychania 15 O Dystrybucja różnych molekuł wykrywanych poprzez zastosowanie znakowanych izotopami związków chemicznych (np. ligandów) swoiście łączących się z tymi molekułami

22 Kombinacja PET + MRI (CT)

23 PET Utylizacja glukozy przy pomocy 18 F-2-deoksyglukozy ( 18 F-labeled 2-DG) Jeśli zbadamy tą samą aktywację poprzez podanie H 2 15 O i określenie przepływu mózgowego okaże się, że wzmożenie przepływu pokryje się z akumulacją 18 F-2-D

24 Badania przy pomocy PET z jednoczesnym obserwowaniem Local Cerebral Metabolic Rate dla tlenu (konsumpcja tlenu), oraz dla glukozy a także przepływu krwi pozwoliły na ocenę ich wzajemnych relacji. Stwierdzono, że w ludzkim mózgu te trzy parametry metaboliczne są ze sobą związane (czyli wzrastają jednocześnie i proporcjonalnie w czasie aktywacji mózgu) ale w różnych okolicach stopień korelacji może być różny!

25 Rozprzęgnięcie (uncoupling) (LCBF / LCMRglu) i LCMRO 2 W pierwotnej korze wzrokowej stymulacja wzrokowa powoduje wzrost LCBF i LCMRglu o 30-40% wzrost LCMRO 2 wynosi jedynie 6%. Oznacza to użycie glikolizy bardziej niż cyklu Krebsa w dostarczeniu zwiększonej ilości energii. W takich przypadkach następuje wzrost mleczanu (spektroskopia MRJ), Ogólny wniosek : Mózg w sytuacji zwiększonego zapotrzebowania na energię używa przede wszystkim glikolizy a później oksydatywnej fosforylacji.

26 PET w ALS: GABA A ligand [ 11 C]flumazenil

27 Ograniczenia PET Nietrwałe izotopy (fluor F18, ok. 2godz okr półtrwania) Konieczność rekalibracji związana z rozpadem izotopu Konieczność cyklotronu jeśli chce się produkować dowolne markery Ew Rubid-Rb82 (t1/2 = 76 sek.)generowany ze strontu (Sr82)


Pobierz ppt "Obrazowanie tensora dyfuzji Zastosowana szczególna technika obrazowania z gradientami zarówno wzdłuż głównych osi ale także w osiach pośrednich (xy, zx,"

Podobne prezentacje


Reklamy Google