拡散テンソル画像、または拡散強調 磁気共鳴画像 （DW-MRI）は、古典的なMRIに基づく画像技術であり、 水 生体組織で。 主に検査に使用されます 脳。 従来のMRIと同様に、この手順は非侵襲的であり、電離放射線の使用を必要としません。
拡散テンソル画像とは何ですか？
臨床診療では、拡散テンソル画像は主に 脳 その拡散挙動により、中枢のいくつかの疾患について結論を導き出すことができるからです。 神経系。 拡散強調 磁気共鳴画像 は磁気共鳴画像法（MRI）技術です 措置 の拡散運動 水 体組織で。 臨床診療では、主に検査に使用されます 脳、の拡散挙動のため 水 中央のいくつかの病気について結論を引き出すことができます 神経系。 拡散加重の助けを借りて 磁気共鳴画像 または拡散テンソル画像、大規模なコースに関する情報 神経線維 バンドルも入手できます。 DW-MRIの変形である一般的に使用される拡散テンソル画像（DTI）も、拡散の方向性をキャプチャします。 DTIは単位あたりのテンソルを計算します ボリューム、これは1980次元拡散挙動を説明するために使用されます。 ただし、これらの測定は、膨大な量のデータが必要なため、従来のMRIよりも大幅に時間がかかります。 データは、さまざまな視覚化手法を使用してのみ解釈できます。 今日、XNUMX年代に始まった拡散テンソル画像は、すべての新しいMRI装置でサポートされています。
機能、効果、および目標
従来のMRIと同様に、拡散強調MRIは、陽子が磁気モーメントを伴うスピンを持っているという事実に基づいています。 スピンは、平行または逆平行のいずれかの外部磁場に整列することができます。 この場合、逆平行アラインメントは、平行アラインメントよりも高いエネルギー状態になります。 したがって、外部磁場が印加されると、低エネルギー陽子に有利な平衡が確立されます。 高周波場がこの場を横切ってオンに切り替えられると、磁気モーメントは、 力 パルスの持続時間。 この 条件 核スピン共鳴と呼ばれます。 高周波場が再びオフになると、核スピンは陽子の化学的環境に依存する時間遅延で静磁場に向かって再整列します。 信号は、検出コイルで生成された電圧を介して登録されます。 拡散強調磁気共鳴画像法では、測定中に勾配磁場が適用され、磁場が変化します 力 所定の方向の静磁場の。 これにより、 水素化 核は位相がずれ、信号は消えます。 核の回転方向が別の高周波パルスによって逆転されると、それらは位相に戻り、信号が再び現れます。 ただし、一部の核が位相を合わせていないため、XNUMX番目の信号の強度は弱くなります。 信号の強度のこの損失は、水の拡散を説明します。 XNUMX番目の信号が弱いほど、より多くの原子核が勾配場の方向に拡散し、拡散抵抗も低くなります。 ただし、拡散に対する抵抗は、神経細胞の内部構造に依存します。 したがって、測定データの助けを借りて、検査された組織の構造を計算し、視覚化することができます。 拡散強調磁気共鳴画像法は、 ストローク 診断。 の失敗のため ナトリウム–カリウム ポンプで ストローク、拡散運動には厳しい制限があります。 これはDW-MRIですぐに確認できますが、従来のMRIでは、変更は数時間後にしか登録できないことがよくあります。 別の応用分野は、脳外科手術中の外科的計画に関連しています。 拡散テンソル画像は、神経経路のコースを確立します。 これは、手術計画時に考慮に入れる必要があります。 さらに、画像は腫瘍がすでに神経経路に侵入しているかどうかを示すこともできます。この方法は、手術がまったく有望であるかどうかを評価するためにも使用できます。 のような多くの神経学的および精神医学的疾患 アルツハイマー 病気、 てんかん, 多発性硬化症, 統合失調症 またはHIV脳症は、現在、拡散テンソル画像研究の対象となっています。 問題は、どの脳領域がどの病気で影響を受けるかです。 拡散テンソル画像も、認知科学研究の研究ツールとしてますます使用されています。
リスク、副作用、および危険
脳卒中の診断、脳外科手術の準備、および多くの臨床試験の研究ツールとしての優れた結果にもかかわらず、拡散強調磁気共鳴画像法は、今日でもその応用に限界があります。 場合によっては、この技術はまだ完全には開発されておらず、それを改善するために集中的な研究開発が必要です。 たとえば、拡散強調磁気共鳴画像測定では、拡散運動は測定信号の減衰によってのみ現れるため、限られた画質しか提供されないことがよくあります。 小さいので、より高い空間分解能でもほとんど進歩がありませんでした ボリューム 要素は、信号の減衰が測定装置のノイズで消えます。 さらに、多数の個別の測定が必要です。 ある程度の外乱を補正できるようにするには、測定データをコンピューターで再処理する必要があります。 これまで、複雑な拡散挙動を十分に表現するにはまだ問題があります。 現在の最先端技術によれば、ボクセル内の拡散は一方向にのみ正しく記録することができます。 異なる方向に拡散強調画像を同時に撮影できる方法がテストされています。 これらは、高い角度分解能を必要とする方法です。 データを評価してさらに処理する方法も、依然として最適化が必要です。 たとえば、以前の研究では、より大きなグループの被験者からの拡散強調磁気共鳴画像から得られたデータを比較していました。 しかし、異なる個人の異なる解剖学的構造のために、これは つながる 誤解を招く研究結果に。 したがって、統計分析のための新しい方法も開発する必要があります。
