МР-спектроскопия и визуализация диффузионного тензора

В статье описан новый метод ЯМР-визуализации — диффузионно-тензорная МР-визуализация. Он основан на оценке эффективного тензора диффузии Deff в пределах вокселя и отображении информативных величин, вычисляемых на его основе. Анизотропную диффузию воды или метаболитов в анизотропных тканях, которую можно неинвазивно измерить этими методами ЯМР, используют для определения ориентации волокон и среднего смещения частиц. После оценки Deff по серии ЯМР-экспериментов с импульсными градиентами и спин-эхо определяют три главные ортогональные оси ткани. Они совпадают с собственными векторами Deff, а эффективные коэффициенты диффузии вдоль этих осей — с собственными значениями Deff. Диффузионные эллипсоиды, построенные для каждого вокселя на основе Deff, показывают эти оси и средние расстояния диффузии вдоль них. Кроме того, три скалярных инварианта Deff, не зависящие от ориентации ткани в лабораторной системе координат, дают ценную информацию о подвижности молекул, отражающей локальную микроструктуру и анатомию. Тензоры, описывающие транспортные процессы в анизотропных средах, например Deff, содержат в пределах макроскопического вокселя новую информацию, недоступную при использовании скалярных показателей — таких как кажущийся коэффициент диффузии, плотность протонов, T1 и T2.