Modele wielokompartmentowe w obrazowaniu dyfuzji metodą rezonansu magnetycznego

Słowa kluczowe

obrazowanie dyfuzji metodą rezonansu magnetycznego
modele biofizyczne
modele wielokompartmentowe

Abstrakt

Obrazowanie dyfuzji metodą rezonansu magnetycznego MRI (ang. magnetic resonance imaging) jest nowoczesną nieinwazyjną techniką umożliwiającą badanie charakterystyk tkanek na poziomie mikrostrukturalnym. Modalność ta pokazała dotychczas ogromny potencjał
w zakresie badań naukowych oraz zastosowań klinicznych, ujawniając nowe, komplementarne do obrazowania strukturalnego informacje, prowadząc do jeszcze większej wiarygodności diagnozy zaburzeń ośrodkowego układu nerwowego. Najnowsze postępy w zakresie modelowania matematycznego dyfuzyjnie ważonego sygnału MR umożliwiły rozróżnienie wewnątrzkomórkowej oraz zewnątrzkomórkowej dyfuzji wody, dając początek technikom inspirowanym biofizyką, tzw. modelom wielokompartmentowym. W tym artykule przedstawiono łagodne wprowadzenie do wielokompartmentowego modelowania dyfuzyjnie ważonego sygnału MR oraz zaprezentowano wstępne wyniki analizy wpływu czasu inwersji w sekwencji odwrócenia i powrotu na zmiany profili mikrostrukturalnych tkanki mózgowej. Otrzymane wyniki wskazują, iż część parametrów modeli biofizycznych (m.in. wewnątrzkomórkowa frakcja objętościowa, dyfuzyjność wewnętrzna) zmienia się nieliniowo wraz z liniową zmianą czasu inwersji, co w konsekwencji oznacza, iż analiza tych parametrów musi być dokonywana z dużą dozą ostrożności.