beskrivning och utvärdering av diffusions mr - Örebro universitet
beskrivning och utvärdering av diffusions mr - Örebro universitet
beskrivning och utvärdering av diffusions mr - Örebro universitet
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Examensarbete 10p <strong>Örebro</strong> Universitet VT 2006<br />
5 Diffusion Tensor Imaging – DTI<br />
5.1 Inledning<br />
Den mer <strong>av</strong>ancerade metoden med <strong>diffusions</strong>viktade bilder introducerades i MR sammanhang 1994<br />
<strong>av</strong> Basser. Metoden med tensorer i <strong>diffusions</strong>viktade bilder gör det möjligt att mäta mikroskopiska<br />
vattenrörelser. Med vanliga <strong>diffusions</strong>viktade bilder kan riktningar i x-, y- <strong>och</strong> z-led ses. Med<br />
Tensorer kan sex olika <strong>diffusions</strong> riktningar studeras. Denna metod kallas Diffusion Tensor<br />
Imaging (DTI). Fibrer kan spåras i alla riktningar i den vita substansen i hjärnan med denna metod<br />
[9].<br />
På grund <strong>av</strong> att hjärnan innehåller till största delen vit substans, det vill säga axon, kan<br />
vattenmolekylerna röra sig fritt i detta medium. Viktig information om vävnadens struktur kan då<br />
upptäckas med hjälp <strong>av</strong> att mäta diffusion i minst sex olika riktningar. Med denna metod kan<br />
onormaliteter upptäckas i den vita substansen. Ischemi är ett sådant fall, där delar <strong>av</strong> hjärnan<br />
blockeras med tillförsel [10], [11].<br />
För att kunna studera <strong>diffusions</strong>tensorer, behövs en inblick i vad tensorer är, samt hur en sekvens<br />
för tensorer är uppbyggd. Därför kommer en kort genomgång <strong>av</strong> tensorer.<br />
En tensor kan betraktas som 3 n nummer <strong>av</strong> ett givet koordinatsystem. Med denna definition är<br />
skalärer <strong>och</strong> vektorer specialfall ut<strong>av</strong> tensorer. Skalärer är tensorer <strong>av</strong> ordningen 0 med 3 0 = 1<br />
komponenter. Vektorer är tensorer <strong>av</strong> ordning 1 med 3 1 = 3 komponenter. Diffusionstensorer är<br />
vanligtvis <strong>av</strong> ordning 2 med 3 2 = 9 komponenter. Komponenterna <strong>av</strong> andra ordningens tensor är<br />
ofta beskriven som en 3 x 3 matris. Dessutom är <strong>diffusions</strong>tensorer symmetriska andra ordningens<br />
tensorer, så att de får formen enligt matrisen 5.1 nedan.<br />
5.2 Egenvärden <strong>och</strong> egenvektorer<br />
För att helt förstå grunderna med ellipsoiderna krävs en förklaring om egenvärden <strong>och</strong><br />
egenvektorer. Variationer i egenvärden säger oss att tensorn är riktad åt något håll. Är alla<br />
egenvektorer lika stora, så blir det isotropisk diffusion (λ1 = λ2 = λ3 ) som i figur 5.2 a. Är till<br />
exempel egenvärdet för diffusion i x-led mycket större än de övriga två, ( λ1 >>λ2 <strong>och</strong> λ1 >>λ3 ) har<br />
diffusionen riktningen i x-led, vilket visas i figur 5.2 b som ett ”riskorn” nedan.<br />
(5.1)<br />
Egenvärdena plockas ut från tensorn, vilket kan göras genom att beräkna den karaktäristiska<br />
ekvationen 5.2 nedan:<br />
D<br />
xx<br />
− λ<br />
det( D − λ I)<br />
= Dyx<br />
Dyy<br />
− λ Dyz<br />
= 0<br />
(5.2)<br />
D D D − λ<br />
zx<br />
D<br />
xy<br />
zy<br />
D<br />
zz<br />
xz<br />
33