המונחים: Neural fiber Tractography

ערפילית סיבית היא אחד הכלים החזקים ביותר במדעי המוח המודרניים, המאפשר לחוקרים ולרופאים לבנות מחדש באופן לא פולשני את נתיבי החומר הלבנים המרכיבים את תשתית התקשורת של המוח.במשך עשרות שנים, דיפוזיה של עשרות או הדמיה (DTI) שימשה כטכניקת הטורסה העבודה למטרה זו, תוך מינוף הפיזור הכיוון של מולקולות המים בחבילות אקסקלוסאליות לסיבים בתוך מיפוי בסיסי, בעוד שמערכת העצבים שלנו הפכה למגבלות ניתוחיות של המוח שלנו.

הקיצור העיקרי של DTI הוא חוסר היכולת שלו לפתור ארכיטקטורות סיבים מורכבים בתוך voxel יחיד. באזורים שבהם אוכלוסיות סיבים מרובים חוצה, נשיקה או מפנטז - כגון כלולה קורנטה, סרום רום למחצה, או פוני - המגבלות הבודדות של מודלים מתפוררות, מניבות מידע אוריינטציה מעורפלת ומייצרת מערכות כי לסיים מוקדם או מהפך אמיתי של מסגרת דיפלומית (בנוסף) יש שיטות הדמיה מתקדמות יותר.

קרנות מתקדמות של Diffusion Imaging

כדי להעריך טכניקות מתפתחות, חיוני להבין את העקרונות הפיזיים שהם מנצלים.Diffusion-משקל MRI מודד את התנועה הברונאית של מולקולות מים.בחומר לבן, תנועה זו מונעת על ידי מלמברנס סלולרי, את התחתיות של Myelin, ואת צפיפות intracellal Organelles, מה שגורם למים להתמזג יותר בקלות לאורך ציר ארוך של axons מאשר perpendicular to themded to them, כדי לשילוב של סגסוגת מיקרוסקופית של סגסוגת רחבה יותר של סגסוגת מיקרוסקופית של סגסוגת מיקרוסקופית של סגסוגת רחבה יותר של סגסוגת מיקרוסקופית של סגסוגת מיקרוסקופית של סגסוגת הרבה יותר של סגסוגת הרבה יותר סגסוגת הרבה יותר סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת יותר סגסוגת של סגסוגת יותר סגסוגת יותר סגסוגת יותר סגסוגת של סגסוגת הרבה יותר סגסוגת הרבה יותר סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת של סגסוגת יותר סגסוגת יותר סגסוגת יותר סגסוגת הרבה יותר סגסוגת יותר סגסוגת של ⁇ ⁇ סגסוגת ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

החלטה ngular Diffusion Imaging (HARDI)

DSARDI מייצגת משפחה של אסטרטגיות רכישה המדגם את אות הדיפוזיה ברשת צפופה של כיוונים ⁇ , בדרך כלל עם ערך B יחיד, אבל עם הרבה יותר כיוונים מאשר DTI (למשל, 60-300 לעומת 6–30) על ידי oversamping את ⁇ s-cop, HARD מספק את הנתונים הגולמיים הדרושים כדי לשחזר התפלגות סיבים מורכבים (FOD) אשר יכול לפתור דגימות CERICER (C) אשר דורשות זמן קצר יותר מאשר ספקטרום הדמיה), אשר דורשות זמן קצר יותר ספקטרום DIF) אשר דורשות DQ) אשר דורשות ספקטרום דיפרזה זמן קצר יותר ספקטרום דיפרזה ספקטרום DDR (C) אשר דורש הדמיה גבוהה ספקטרום DDR) אשר דורש הדמיה גבוהה ספקטרום דיפרזה זמן קצר יותר, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, 000 ספקטרום דיפרציפי דיפרציפי דיפרזה זמן קצר יותר, 000 זמן קצר יותר, 000 זמן קצר יותר, 000 זמן קצר יותר, 000 זמן קצר יותר, 000 ספקטרום דיפרזה זמן קצר יותר, 000 זמן קצר יותר, 000 ספקטרום דיפרזה זמן קצר יותר, 000

Multi-Shell Diffusion Imaging

הדמיה רב-השלום רוכשת נתונים בשניים או יותר B-values (למשל, b=1000, 2000, 3,000 s/mm2). כל אחד מ- b-value מדגיש תאים שונים: ערכים נמוכים רגישים יותר לפרמטרים מהירים של מים חוץ סלולריים, גם מדדי B-value בינוניים של דגימות בתוךtra-axonal, ו-b-value גבוה מעדיפים את הסטיות מדויקות יותר של חלקיקים מתקדמים יותר.

אוריינטציה של ניטרי והכחשה (NODDI)

NODDI הוא מודל ביופיזיקה שנועד לחלץ תכונות מיקרו-מבנה ספציפיות: החלקיק של פיזור עצבי (הכולל Axons ו dendrites), הפיזור אוריינטציה של נוירו-קרוסטיים אלה, ואת השבריר של מים חופשיים איזוטרופיים (בדרך כלל דורש שתי פגזות) אשר תוכננו על ידי פיזור נמוך (כ-700s/mm2) וערך גבוה (כ- 2500 s) עם קרינת עצבנות נמוכה (xIx) עם הדבקה) עם ספקטרום נמוך).

חידושים ב-Sefiuration Reשיקום

עם תוכניות רכישה מתקדמות במקום, האתגר הבא הוא להעריך במדויק את ההתפלגות אוריינטציה סיבים (FODs) מהסימן דיפוזיה.עידן של חד-נטזטור יחיד נתן דרך ערכת כלים מגוונת של שיטות שיקום, כל אחד עם נקודות חוזק וחולשות.

Constrain Spherical Deconvolution (CSD)

CSD הוא אחד השיטות הנפוצות ביותר עבור הערכת FOD. זה מניח כי אות diffusion נמדד בכל voxel הוא aconvolution של התפלגות נטייה סיבים (הלא ידוע) עם פונקציה תגובה אחת-מבר (הגרעין, מוערך מ Voxels עם חומר לבן קוהרנטי מאוד, למשל, corpus callosum) לאחר מכן CSD מאפשר שיפור דרמטי של תאים כגון Cvtrix-txts (חומר כפול) של Cvoltso) עם חומר לבן רב-di-di-ditsog.

המונחים: q-Sampling Imaging (GQI)

GQI היא שיטה שיקום נוספת שפועלת ישירות על אותות בעלות משקל דיפוזיה מבלי להניח מודל.זה קובע מפת Aisotropy כמותית (QA) על ידי דגימה אות diffusion בתיאוםים ספציפיים של Q-space ולאחר מכן לשחזר את ההתפלגות באמצעות שיטת ארבעה-סדרה. GQI הוא יעיל חישובית ומשולבת לתוך חבילות פופולריות כגון DS-D, אפילו ניתן ליישם נתונים מרובים.

רידג'ים וגליונים

שינויים מתמטיים אלה מציעים ייצוג דליל של FODs, אשר מפחית פריטים רעש ומשפר את ההחלטה זוויתית. שיטות מבוססות ridgelet ridgelet, כגון אלה המשמשים בחבילה "MRtrix3", הפכו לסטנדרט עבור CSD כי הם משמרים סיבים חדים תוך דיכוי שיאים מעוררי השראה בנתונים רועשים.

עקבו אחרי Algorithms: From Streamlines to Global Optimization

ברגע שנטיות סיבים מקומיות ידועות, אלגוריתמים של מערכת העיכול מתחברים אליהן לתוך מערכות סיבים רצופות.קיימות שתי קטגוריות רחבות: דטרמיניסטית ופרוביליסטית, עם שיעור מתפתח שלישי של פתולוגיה גלובלית.

דיקטטורה

אלגוריתמים Deterministic propagate הזרמים על ידי מעקב מקסימלי FOD בכל שלב.הם מהירים, ניתנים להתחדשות, ולספק הערכה אחת של מסלולים סיבים.שיטות נפוצות כוללות את FACT (משימה על ידי מעקב מתמשך) ו- tri ליניארית של שיא FODRT. עם זאת, מעקב ⁇ רגיש לרעש ויכול להיות בטוח יתר באזורים אמפיריים, לעתים קרובות מונחה על ידי שימוש מוקדם של חומרים איטיים (Frumpret) או גבוה כמו גם על ידי שימוש מוקדם יותר.

הטרגדיה ההסתברותית

אלגוריתמים פרוביביליסטיים מעצבים את אי הוודאות באוריינטציה סיבים בכל voxel ומייצרים הפצה של מסלולים סבירים.בכל שלב, כיוון המעקב הוא מדגום מה-FOD ולא נלקח כפסגה המקסימלית.חזרה על התהליך אלפי פעמים מניבה מפת צפיפות זמן (למשל, מספר קווי זרם העוברים דרך כל voxel), אשר ניתן ליצור מפות עממיות כולל שיטות מורכבות (Freaxtras) ו-Factic) המכילות פחות ממטרים (Probilistic) לנטראקטיביות את ה-Freas) ו-Freas) מ-Freas (למשל, כולל שיטות מעקב (Probilistic) ממריצים מורכבים מ-Freas) ו-Freas) כדי ליצור את ה-Freas) כדי ליצור פילטרים פחות ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים מ-Freas) ו-Freas) כדי ליצור את ה-Freas (למשל, אך הם גם מ-Freas) כדי ליצור את ה-Freastras (למשל, לדוגמה, לדוגמה, אך הם גם ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים ממריצים מורכבים

דיקטטורה גלובלית

מערכת העיכול הגלובלית לוקחת גישה שונה מהותית: במקום להגדיל את קווי הזרמים מהזרעים, היא מאמת את התצורה הגלובלית של פלחי סיבים כדי להסביר בצורה הטובה ביותר את כל הנתונים המעודנים במשקל המפוצצים.שיטה זו, שהודגם על ידי טכניקת "טרוגרפיה על ידי minimization אנרגיה" ואת מעקב "Dipy" של הספרייה גיבס, מונעת את הצטברות הנית של שיטות מקומיות וניתן לייצר אנטומיה פעילה גם בימים אלה, למרות שעדיין לא סדירים (אך עדיין).

התקדמות בעיבוד נתונים וויזואליזציה

עיבוד ואמנות תיקון

(הופנה מהדף אספקת מידע על אספקת מידע נקייה: צנרת מודרנית משלבת מספר שלבים: (FLT:0eddy Current עיוות תיקון העיוות הנוכחי תיקון FLT:1 (באמצעות קידוד לאחור) או שיטות מבוססות מודל כגון FSL של הסרת קופסציה (FLT) , 2motion תיקון תיקון 3 (באמצעות רישום של פיזור ל- BUP), כלומר: 4Feptation) LT5 (GPS)

עקבו אחרי Filter and Segmentation

(ב) תפוקה של רנדומוגרפיה מכילה מיליוני קווי זרם, שרבים מהם הם בלתי סבירים מבחינה אנטומית, שיטות סינון DT משפרות את הספציפיות על ידי הסרת קווי זרם המפרים את המגבלות האנטומיות:0Length סף התווית השוואתית של cLT-Flastic (כמו רעש) או יותר מצפוי לחבילה:2Curtures) מ- 1 מ-Flastic (כמו רעש לבן) מ- 60 מעלות צלזיוס) כלומר, 000 ליטרים (כמו רעשים).

כלי ויזואליזציה

(הופנה מהדף תלמוד ב') ,[[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]] [[[[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[[[1924]]

יישומים קליניים ומחקריים

תכנון טרום-סוכרי

דפיוזו רינפוצוגרפיה היא מרכיב שגרתי של תכנון נוירוכירורגי לגידולים ליד מערכת משנה לבנה רוטטנית (למשל, מערכת קורטיקופיסול, מנתח פלסטי שיתוק, קרינת אופטית) טכניקות מתקדמות לשפר את הדיוק של הייבוש בדרכי הנשימה, במיוחד כאשר edema או אפקט המוני מעוות אנטומיה.

מחלות ניווניות

Tractography מספק תובנות ייחודיות לדפוסי הניתוק של מחלת אלצהיימר, מחלת פרקינסון, amyotrophic מאוחר יותר sclerosis (ALS), ודמנציה לפני זמן. NODDI-derived metrics כגון ממצאים נוירולוגיים אינדקס הוכח כדי לתאים עם ירידה קוגניטיבית באלצהיימר, ולזהות שינויים presymptomatic בנשאs של מוטציות גנטיות (gicology, אבחון מוקדם יותר, Cp.

מדעי המוח והפסיכיאטריים

ממיפוי החיבורים המתפתחים הפך למטרה מרכזית של נוירו-מיטורמיציה גריאטרית.מסלולרית מתקדמת מאפשרת לחוקרים ללמוד כיצד קשרים חשובים לבנים מילדות באמצעות גיל ההתבגרות. בהפרעת ספקטרום האוטיזם, מחקרים באמצעות HARDI ומערכת העיכול הפרוביניסטית זיהו קישוריות שונה ב-corpus callosum, uncinate fasculus, ו- cingums, באופן דומה בסכיזופרניה, לטכניקות דלקתיות גבוהות יותר של שיתוק של שיתוק של שיתוק וסילוקוזמי זיכרון.

Connectomics ו- Brain Mapping Project

מאמצים בקנה מידה גדול כמו פרויקט Connectome (HCP) 1 ו-FLT:2BRAIN InitiativeFLT 3, מסתמכים על מערכת יחסים מתקדמת לבניית מפות מקיפים של קישוריות למוח האנושי.HCP השתמש ברכישות מרובות-shells diffusion (בפרויקט=1000, 2000), יחד עם CSD ו-Probaistic כדי ליצור מעקבים מתקדמים של טכנולוגיות מבוססות-averography.

אימות ואתגרים

למרות התקדמות יוצאת דופן, הפתולוגיה נותרה מדידה עקיף של האנטומיה העצבית, ואימות הוא אתגר מתמשך. pantoms פיזי עם סיבים ידועים גיאמטריה (למשל, גביע הסיבים, ה-MICCAI Diffusion פנטום) מאפשרים הערכה כמותית של דיוק ודיוק. Exvo אימות באמצעות היסטולוגיה, הדמיה אור מקוטבת (PLI), או חסימת אלקטרו-פנים מספקת לטכניקות סטנדרטיות כגון:

כיוונים עתידיים

אינטגרציה רב-ממדית

שילוב של מערכת העיכול עם נתונים של שיטות הדמיה אחרות מבטיח תמונה מלאה יותר של קישוריות המוח. integrating MRI פונקציונלי (fMRI) או מגנטית (MEG) יכול להבדיל בין קישוריות מבנית ופונקציונלית, עוזר ל inferality ודינמיקה רשת. לדוגמה, מודלים סיבתיים דינמיים של נתונים fMRI יכול להיות מחוספס על ידי חיבורים מקושרים שמקורם של צינורות אלקטרופלומטיים, לאחר מכן, שיפור של מודלים של אופטיקה (G) באופן דומה.

Ultra-High Field MRI (7T ומעבר)

חוזק השדה המגנטי גבוה יותר מספק יחס אות-ל-לא-מס, המאפשר פתרון מרחבי גבוה יותר וזמני סריקה קצרים יותר עבור דיפוזיה דיפוזיה דיפוזיה ב 7T, גדלים voxel של 1 מ"מ הוא טרופי או אפילו תת-מילימטר הופכים להיות אפשריים, צמצום אפקטים חלקיים ושיפור היכולת לפתור חבילות סיבים קטנים כגון ניטאריות חלשות.עם, כולל אתגרים רגישים,1, ו-Ficial (T) עם מגבלות ניתוח מיידיות).

זמן אמת וטריוגרפיה אינטראקטיבית

עיבוד מערכתי נוכחי לוקח דקות עד שעות, הגבלת השימוש שלו בהגדרות רגישות בזמן כגון הדרכה תוך-אקטיבית.טכניקות מתפתחות עבור מתודולוגיה בזמן אמת מטריקס GPU האצה ואלגוריתמים שחזור פשוטים (למשל, שילוב טרי לינארי של FODs precomputed) כדי ליצור מיילדות בתוך שניות.כלים אינטראקטיביים מאפשרים למנתחים להציב נקודות זרע ומיד לצפות מעודכנים במהלך תכנון או אפילו שילוב של מערכות ניווט פוטנציאליות.

רפואה אישית ומודלים חיזוי

בעוד שמערכת העיכול הופכת להיות אמינה יותר, יש עניין גובר בשימוש ב-Universual Connectomes כדי לחזות התקדמות המחלה, תגובה לטיפול וסיכון כירורגי.מודלים למידת מכונות מאומן על תכונות מערכתיות נחקרו כדי לחזות ירידה קוגניטיבית באלצהיימר, תוצאות ההתקפים לאחר ניתוח אפילפסיה, ופוטנציאל ההתאוששות לאחר מסגרות שבץ. Regulatory מתחילים להכיל כלים חיזויים כאלה, אם כי אימוץ קליני נרחב ידרוש סטנדרטים הדדיים חזקים וניסויים בקנה מידה גדול.

תקנים והתאמה

(הופנה מהדף מהדורות של מהדורות של ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

לסיכום, ספירת סיבים עצביים התפתחה מטכניקה פשוטה יחסית המבוססת על DTI לתוך משמעת הדמיה רב-ממדית מתוחכמת. אסטרטגיות רכישה מתקדמות - HARDI, Multi-shell, NODDI - בשילוב עם אלגוריתמים רבי עוצמה לשחזור (CSD, GQI, spherical ridge) ומסגרות מעקב חזקות יותר (קבועות, פרוביסטיות), גלובליות מספקות כעת פרטים חסרי תקדים לגבי ארכיטקטורת חומרת חומר עצבית חומרתית זו, ואפקטים, אשר מאפשר לנו, והבטחות עצביות אחרות, תוך שינוי, תוך שינוי, תוך שינוי, תוך כדי שינוי, תוך כדי שינוי התפתחותיות, תוך כדי שינוי התפתחותיות התפתחותיות של התפתחותיות ואפקטים, תוך כדי שינוי גנטיות, ואפקטיביות, ואפקטיביות, ואפילו מיפוי עצביות, תוך כדי שינוי, תוך כדי שינוי, תוך כדי שינוי, ואפקטיביות, תוך כדי שינוי גנטי, ואפקטיביות, תוך כדי שינוי גנטי, תוך כדי שינוי, תוך כדי שינוי, ואפקטיביות, תוך כדי שינוי גנטי, ואפקטיביות, גם על פני התפתחותיות, תוך כדי שינוי גנטי, תוך כדי שינוי גנטי, תוך כדי שינוי גנטי, וגילויים, וגילויים, וזיהוי התפתחות