Отслеживание волокон высокой четкости

Отслеживание волокон высокой четкости ( HDFT ) ^[1] Это метод трактографии , при котором данные МРТ- сканеров обрабатываются с помощью компьютерных алгоритмов для выявления детальной структуры мозга и точного определения волоконных трактов. Каждый тракт содержит миллионы нейронных связей. HDFT основан на данных, полученных в результате визуализации диффузионного спектра. ^[2] и обработаны с помощью обобщенной визуализации q-выборки. ^[3]^[4] Эта техника позволяет виртуально рассечь 40 основных волоконных путей головного мозга. ^[1] Сканирование HDFT соответствует анатомии мозга, в отличие от диффузионно-тензорной визуализации ( DTI ). ^[5] Таким образом, использование HDFT имеет важное значение для выявления поврежденных нейронных связей. ^[6]

История

Традиционный DTI использует шесть характеристик диффузии для моделирования того, как молекулы воды диффундируют в тканях мозга, и делает возможным отслеживание аксональных волокон. ^[5] Однако у DTI было серьезное ограничение в разрешении аксонов из разных путей, пересекающихся и пересекавшихся на пути к своей цели. В 2009 году Центр исследований и разработок обучения (LRDC) Питтсбургского университета запустил Питтсбургский конкурс мозгов 2009 года. ^[7] пригласить лучшую исследовательскую группу для работы над этой проблемой. ^[8] Приз в размере $10 000 был предложен команде, которая сможет отслеживать оптические излучения, а в соревновании приняли участие команды из 168 стран. Команда-победитель из Тайваня выявила петлю Мейера, которую не удалось отследить ни одной другой команде. Ключом к методу стали многочисленные наблюдения за молекулами воды и усовершенствованные алгоритмы, позволяющие лучше понять, как аксоны соединяют области мозга. ^[8] Этот метод получил дальнейшее развитие как HDFT между Университетом Питтсбурга и Университетом Карнеги-Меллон. ^[1]^[9]

HDFT в настоящее время используется отделением нейрохирургии UPMC для нейрохирургического планирования, оценки нейроструктурных повреждений, интраоперационной навигации, а также оценки изменений и реакции на реабилитационную терапию после операций на головном мозге. ^[10]

Приложения

HDFT применялся при черепно-мозговой травме (ЧМТ), чтобы определить, какие соединения головного мозга повреждены, а какие еще целы. ^[11]^[12]^[13] HDFT позволяет нейрохирургам локализовать разрывы волокон, вызванные черепно-мозговыми травмами, чтобы обеспечить более точный диагноз и прогноз. Это также может обеспечить объективный способ выявления черепно-мозговых травм, прогнозирования результатов и планирования реабилитации. ^[14] HDFT также можно использовать для определения оптимального хирургического подхода при труднодоступных опухолях и сосудистых мальформациях. ^[15]

См. также

Диффузионная МРТ (ДТИ) использует магнитные свойства воды.
Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) измеряет кровоток, чтобы сделать вывод о нервной активности.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Фернандес-Миранда, Хуан К.; Патхак, Судхир; Энг, Джонатан; Джарбо, Кевин; Верстинен, Тимоти; Да, Фан-Ченг; Ван, Ибао; Минц, Арлан; Боада, Фернандо (август 2012 г.). «Волоконная трактография головного мозга высокого разрешения: нейроанатомическая проверка и нейрохирургическое применение». Нейрохирургия . 71 (2): 430–453. doi : 10.1227/NEU.0b013e3182592faa . ISSN 1524-4040 . ПМИД 22513841 .
^ Ведин, виджей; Ван, Р.П.; Шмахманн, доктор юридических наук; Беннер, Т.; Ценг, Вайоминг; Дай, Г.; Пандия, ДН; Хагманн, П.; Д'Арсей, Х. (15 июля 2008 г.). «Диффузионно-спектральная магнитно-резонансная томография (DSI) трактография пересекающихся волокон». НейроИмидж . 41 (4): 1267–1277. doi : 10.1016/j.neuroimage.2008.03.036 . ISSN 1053-8119 . ПМИД 18495497 . S2CID 2660208 .
^ Да, Фан-Ченг; Ведин, Ван Джей; Ценг, Вэнь-И Исаак (сентябрь 2010 г.). «Обобщенная визуализация q-выборки». Транзакции IEEE по медицинской визуализации . 29 (9): 1626–1635. дои : 10.1109/TMI.2010.2045126 . ISSN 1558-254X . ПМИД 20304721 .
^ «Диффузионная МРТ-реконструкция в DSI Studio — DSI Studio» . dsi-studio.labsolver.org . Проверено 22 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б Александр, Эндрю Л.; Ли, Джи Ын; Лазарь, Мариана; Филд, Аарон С. (июль 2007 г.). «Диффузионно-тензорная визуализация головного мозга» . Нейротерапия . 4 (3): 316–329. дои : 10.1016/j.nurt.2007.05.011 . ISSN 1933-7213 . ПМК 2041910 . ПМИД 17599699 .
^ «Отслеживание волокон высокой четкости» блог о нервах | Архив блога | Бостонский университет» . Бостонский университет . 10 октября 2012 г. Проверено 10 ноября 2013 г.
^ PBAIC2009 (05 февраля 2009 г.), Обзор старого Питтсбургского конкурса по связям мозга 2009 г. , получено 31 января 2018 г. {{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б «Видеть сломанные кабели мозга | DiscoverMagazine.com» . Откройте для себя журнал . Проверено 25 ноября 2017 г.
^ «ДСИ Студия» . dsi-studio.labsolver.org . Проверено 22 апреля 2019 г.
^ «Отслеживание оптоволокна высокой четкости | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания» . УПМК | Медицина, меняющая жизнь . Проверено 24 апреля 2019 г.
^ Шин, Сэмюэл С.; Патхак, Судхир; Прессон, Нора; Берд, Уильям; Вагенер, Лорен; Шнайдер, Уолтер; Оконкво, Дэвид О.; Фернандес-Миранда, Хуан К. (2014). Обнаружение повреждения белого вещества при сотрясении мозга с помощью волоконной трактографии высокого разрешения . Том. 28. С. 86–93. дои : 10.1159/000358767 . ISBN 978-3-318-02648-1 . ISSN 1662-3924 . ПМИД 24923395 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
^ Шин, Сэмюэл С.; Верстинен, Тимоти; Патхак, Судхир; Джарбо, Кевин; Хричик, Эллисон Дж.; Мазерати, Меган; Бирс, Сью Р.; Пуччо, Ава М.; Боада, Фернандо Э. (май 2012 г.). «Отслеживание волокон высокой четкости для оценки неврологического дефицита при черепно-мозговой травме: поиск, визуализация и интерпретация небольших участков повреждения». Журнал нейрохирургии . 116 (5): 1062–1069. дои : 10.3171/2012.1.JNS111282 . ISSN 1933-0693 . ПМИД 22381003 .
^ «Исследовательские заметки University Times» . Университет Питтсбурга . 22 марта 2012 г. Проверено 10 ноября 2013 г.
^ «Отслеживание оптоволокна высокого разрешения | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания» . www.upmc.com . Проверено 31 января 2018 г.
^ Фараджи, Амир Х.; Абхинав, Кумар; Джарбо, Кевин; Да, Фан-Ченг; Шин, Сэмюэл С.; Патхак, Судхир; Хирш, Барри Э.; Шнайдер, Уолтер; Фернандес-Миранда, Хуан К. (ноябрь 2015 г.). «Продольная оценка кортикоспинального тракта у пациентов с резецированными кавернозными мальформациями ствола мозга с использованием волоконной трактографии высокого разрешения и анализа диффузной коннектометрии: предварительный опыт» . Журнал нейрохирургии . 123 (5): 1133–1144. дои : 10.3171/2014.12.JNS142169 . ISSN 1933-0693 . ПМИД 26047420 .

Внешние ссылки

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с Фернандес-Миранда, Хуан К.; Патхак, Судхир; Энг, Джонатан; Джарбо, Кевин; Верстинен, Тимоти; Да, Фан-Ченг; Ван, Ибао; Минц, Арлан; Боада, Фернандо (август 2012 г.). «Волоконная трактография головного мозга высокого разрешения: нейроанатомическая проверка и нейрохирургическое применение». Нейрохирургия . 71 (2): 430–453. doi : 10.1227/NEU.0b013e3182592faa . ISSN 1524-4040 . ПМИД 22513841 .

[2] Ведин, виджей; Ван, Р.П.; Шмахманн, доктор юридических наук; Беннер, Т.; Ценг, Вайоминг; Дай, Г.; Пандия, ДН; Хагманн, П.; Д'Арсей, Х. (15 июля 2008 г.). «Диффузионно-спектральная магнитно-резонансная томография (DSI) трактография пересекающихся волокон». НейроИмидж . 41 (4): 1267–1277. doi : 10.1016/j.neuroimage.2008.03.036 . ISSN 1053-8119 . ПМИД 18495497 . S2CID 2660208 .

[3] Да, Фан-Ченг; Ведин, Ван Джей; Ценг, Вэнь-И Исаак (сентябрь 2010 г.). «Обобщенная визуализация q-выборки». Транзакции IEEE по медицинской визуализации . 29 (9): 1626–1635. дои : 10.1109/TMI.2010.2045126 . ISSN 1558-254X . ПМИД 20304721 .

[4] «Диффузионная МРТ-реконструкция в DSI Studio — DSI Studio» . dsi-studio.labsolver.org . Проверено 22 апреля 2019 г.

[:1-5] Jump up to: ^а ^б Александр, Эндрю Л.; Ли, Джи Ын; Лазарь, Мариана; Филд, Аарон С. (июль 2007 г.). «Диффузионно-тензорная визуализация головного мозга» . Нейротерапия . 4 (3): 316–329. дои : 10.1016/j.nurt.2007.05.011 . ISSN 1933-7213 . ПМК 2041910 . ПМИД 17599699 .

[bunb-6] «Отслеживание волокон высокой четкости» блог о нервах | Архив блога | Бостонский университет» . Бостонский университет . 10 октября 2012 г. Проверено 10 ноября 2013 г.

[7] PBAIC2009 (05 февраля 2009 г.), Обзор старого Питтсбургского конкурса по связям мозга 2009 г. , получено 31 января 2018 г. {{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[:2-8] Jump up to: ^а ^б «Видеть сломанные кабели мозга | DiscoverMagazine.com» . Откройте для себя журнал . Проверено 25 ноября 2017 г.

[9] «ДСИ Студия» . dsi-studio.labsolver.org . Проверено 22 апреля 2019 г.

[10] «Отслеживание оптоволокна высокой четкости | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания» . УПМК | Медицина, меняющая жизнь . Проверено 24 апреля 2019 г.

[11] Шин, Сэмюэл С.; Патхак, Судхир; Прессон, Нора; Берд, Уильям; Вагенер, Лорен; Шнайдер, Уолтер; Оконкво, Дэвид О.; Фернандес-Миранда, Хуан К. (2014). Обнаружение повреждения белого вещества при сотрясении мозга с помощью волоконной трактографии высокого разрешения . Том. 28. С. 86–93. дои : 10.1159/000358767 . ISBN 978-3-318-02648-1 . ISSN 1662-3924 . ПМИД 24923395 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

[12] Шин, Сэмюэл С.; Верстинен, Тимоти; Патхак, Судхир; Джарбо, Кевин; Хричик, Эллисон Дж.; Мазерати, Меган; Бирс, Сью Р.; Пуччо, Ава М.; Боада, Фернандо Э. (май 2012 г.). «Отслеживание волокон высокой четкости для оценки неврологического дефицита при черепно-мозговой травме: поиск, визуализация и интерпретация небольших участков повреждения». Журнал нейрохирургии . 116 (5): 1062–1069. дои : 10.3171/2012.1.JNS111282 . ISSN 1933-0693 . ПМИД 22381003 .

[upbs-13] «Исследовательские заметки University Times» . Университет Питтсбурга . 22 марта 2012 г. Проверено 10 ноября 2013 г.

[14] «Отслеживание оптоволокна высокого разрешения | UPMC | Питтсбург, Пенсильвания» . www.upmc.com . Проверено 31 января 2018 г.

[15] Фараджи, Амир Х.; Абхинав, Кумар; Джарбо, Кевин; Да, Фан-Ченг; Шин, Сэмюэл С.; Патхак, Судхир; Хирш, Барри Э.; Шнайдер, Уолтер; Фернандес-Миранда, Хуан К. (ноябрь 2015 г.). «Продольная оценка кортикоспинального тракта у пациентов с резецированными кавернозными мальформациями ствола мозга с использованием волоконной трактографии высокого разрешения и анализа диффузной коннектометрии: предварительный опыт» . Журнал нейрохирургии . 123 (5): 1133–1144. дои : 10.3171/2014.12.JNS142169 . ISSN 1933-0693 . ПМИД 26047420 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]