Выявление микроструктурных особенностей и физиологического состояния тканей по данным диффузионно-взвешенной визуализации

В обзоре рассмотрены несколько методов, разработанных для выявления микроструктурной и физиологической информации об изотропных и анизотропных тканях по данным диффузионно-взвешенной визуализации (DWI). К ним относятся диффузионная визуализация (DI), диффузионно-тензорная визуализация (DTI), визуализация с изотропным взвешиванием и q-пространственная визуализация. Подобно тому как DI предоставляет полезную информацию о перемещениях молекул в одном измерении, позволяя характеризовать диффузию в изотропных тканях, DTI дает сведения о перемещениях молекул в трех измерениях, необходимые для характеристики диффузии в анизотропных тканях. DTI также позволяет рассчитывать скалярные параметры, которые подобны количественным гистологическим или физиологическим «окраскам» различных характеристик диффузии. К ним относится Trace(D), связанный со средней диффузивностью, а также ряд параметров, производных от диффузионного тензора D, которые характеризуют различные особенности анизотропной диффузии. Для понимания диффузии воды в изотропных и анизотропных средах, а также использованных для ее характеристики экспериментов ЯМР можно применять простые мысленные эксперименты и геометрические конструкции, например диффузионный эллипсоид.