30.08.2013 Views

beskrivning och utvärdering av diffusions mr - Örebro universitet

beskrivning och utvärdering av diffusions mr - Örebro universitet

beskrivning och utvärdering av diffusions mr - Örebro universitet

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!