Diffusionstensoravbildning

Diffusionstensoravbildning (diffusion tensor imaging, DTI) är en magnetresonansteknik som kartlägger diffusionen av vattenmolekyler i vävnad, särskilt i hjärnans vita substans, för att undersöka mikrostrukturen och orienteringen hos vita fiberbuntar. Genom diffusionen avslöjas hur vatten rör sig i rummet, vilket återspeglar vävnadens mikrokonstruktion.

DTI bygger på diffusionviktad MRI med många gradientriktningar. Genom att passa en diffusionstensor i varje voxel erhålls information om huvudsaklig fiberorientering via tensorens största egenvektor. Diffusionen blir ofta mer riktad längs fiberbanor än i andra riktningar när vita fibrer är ordnade, vilket kallas anisotrop diffusion.

De viktigaste kvantitativa måtten som härleds är fraktionell anisotropi (FA), genomsnittlig diffusivitet (MD), samt i vissa fall axiaal diffusivitet (AD) och radiell diffusivitet (RD). FA beskriver grad av riktning i diffusionen och används som en markör av vit substans integritet. MD speglar den övergripande diffusionstakten, medan AD och RD ger information om diffusion längs respektive vinkelräta riktningar mot fiberbanor.

Diffusionstensoravbildning används också för fibertolkning (tractography), där huvudsakliga fiberriktningar används för att rekonstruera sannolika vita fiberbanor. Det finns deterministisk och probabilistisk spårning, vilka används för att kartlägga stora trakter och studera hjärnans nätverk i forskning och klinik.

Begränsningar inkluderar att modellen antas en primär fiberorientering per voxel och har svårt med korsande fibrer, partiell volym och låga upplösningar. Resultatet påverkas av brus, rörelse och geometriska distortioner och FA har begränsad relation till myelinskida.

Framtiden innefattar mer avancerade diffusionmodeller (HARDI, Q-ball, DSI) och modeller som NODDI, samt bättre kvalitetskontroll och multi-shell-samlingar för att bättre fånga komplex fiberorientering.