In questo lavoro è stata messa a punto una tecnica per l’acquisizione di immagini pesate in diffusione (DWI), mappe ADC, traccia ed altre mappe parametriche di indici di anisotropia.

Conclusioni

Conclusioni

L’ MRI (Magnetic Resonance Imaging) rappresenta l’unica metodica di indagine non invasiva per studi di processi di diffusione in vivo sull’uomo. In ambito cerebrale tali studi risultano fondamentali, non solo per le rilevanti applicazioni cliniche, ma anche per analisi anatomico-funzionali dei fasci di fibre di sostanza bianca (FSB).

In questo lavoro è stata messa a punto una tecnica per l’acquisizione di immagini pesate in diffusione (DWI), mappe ADC, traccia ed altre mappe parametriche di indici di anisotropia.

Studi di diffusione eseguiti su pazienti affetti da lesioni ischemiche hanno messo in rilievo i vantaggi di un’applicazione clinica delle tecniche DWI: infatti immagini pesate in diffusione permettono di evidenziare lesioni ischemiche in fase iperacuta.

Abbiamo visto l’importanza di una conoscenza completa del tensore di diffusione (DTI) per ottenere mappe consistenti di indici di anisotropia. Gli autovettori del tensore possono essere utilizzati per costruire un sistema di riferimento locale all’interno di un voxel (sistema di riferimento con assi coincidenti con le direzioni ortotropiche del mezzo); inoltre l’autovettore associato all’autovalore di modulo massimo individua la direzione di massima diffusività all’interno del voxel. Si ottengono mappe di “vector fields” che visualizzano in ogni voxel la direzione di tale autovettore. Gli autovalori possono essere assimilati ai coefficienti di diffusione lungo le direzioni individuate dagli autovettori a cui risultano associati.

La tecnica DTI potrebbe trovare nuovi sbocchi in molti campi della medicina.

In fisiologia, ad esempio, potrebbe fornire un mezzo per avere maggiori informazioni sulla diffusività ristretta ed ostacolata a livello cellulare.

Siamo poi entrati nel campo del fiber tracking: utilizzando opportuni algoritmi, basati su mappe di “vector fields” abbiamo visto come sia possibile eseguire il tracciamento di fasci di fibre di sostanza bianca passanti attraverso regioni di interesse da noi scelte. L’ipotesi di fondo è quella di associare la direzione di una fibra all’interno di un voxel alla direzione

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Conclusioni individuata dai vector fields. In questo modo è possibile associare varie patologie alla parziale o completa rottura di tratti di tessuto fibroso del sistema nervoso mediante visualizzazione di ricostruzioni in 3D dei fasci FSB nelle regioni in cui risiede la lesione. In tale ambito abbiamo visto l’applicazione del fiber tracking ad un caso clinico di un soggetto affetto da glioblastoma che conferma quanto appena spiegato.

Poiché le tecniche DTT (Diffusion Tensor Tractography) sono piuttosto recenti, è lecito attendersi lo sviluppo di nuove tecnologie in tale ambito nei prossimi anni: in ogni caso recenti risultati hanno dimostrato come già oggi, con semplici metodologie da noi trattate, sia possibile ricostruire i più importanti tratti di FSB in vivo in animali e uomini, e tutto questo in modo non invasivo. Sono già stati visualizzati in tal modo tratti di corpo calloso, cortico-spinali e talamici. Partendo da questi risultati le tecniche DTT potrebbero trovare applicazione anche in altri settori della medicina. In ontogenia

, per esempio, potrebbero fornire un mezzo non invasivo e non distruttivo per monitorare in vivo lo sviluppo di tessuti anisotropi.

Nonostante questi ottimi risultati non possiamo dimenticare alcune limitazioni delle metodiche di fiber tracking da noi viste.

Innanzitutto questa tecnica può essere impiegata soltanto per un’analisi macroscopica dell’architettura dei fasci FSB, senza riuscire a fornire informazioni sulla connettività a livello cellulare: collegato a ciò persiste il problema di traccia nei pixel in cui sono presenti tratti assonali aventi differenti direzioni. Esistono attualmente alcuni approcci per tentare di risolvere questo problema, come la scelta di regioni di interesse opportune derivanti da conoscenze anatomiche precedenti.

Un’altra limitazione riguarda la possibilità di poter scegliere regioni di interesse poste sulle slice di acquisizione, che ha come conseguenza la visualizzazione di fibre FSB lungo la direzione assiale. L’algoritmo implementato, infatti, permette la rappresentazione di fasci FSB che intersecano le ROI selezionate. Un interessante sviluppo in tal senso potrebbe essere costituito dalla possibilità di scegliere ROI su altri piani, in modo da poter visualizzare fasci di fibre lungo altre direzioni.

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Scienza che studia la serie di successivi e progressivi cambiamenti dell’embrione fino all’origine dell’individuo di una determinata specie.

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Conclusioni Un ulteriore punto di debolezza risiede nel fatto che molte simulazioni di traccia non hanno trovato riscontro nella struttura anatomica effettiva; ciò a causa della difficoltà oggettiva di avere dati certi su interi fasci di fibre.

Nel mondo animale un notevole passo avanti è rappresentato, negli ultimi tempi, dall’introduzione in ambito DTT di un mezzo di contrasto come il manganese, da cui il comportamento dei neuroni risulta molto influenzato.

Altri possibili sviluppi prevedono l’utilizzo di nuovi pacchetti software, tipo il VBM (Voxel Based Morphometry), che potrebbero mettere in maggior rilievo caratteristiche comuni o differenze tra soggetti di una data popolazione.

Applicazioni più avanzate risiedono nell’utilizzo combinato, in ambito fiber tracking, di tecniche DTT e tecniche fMRI, che potrebbe aprire uno spiraglio su importanti questioni riguardanti la connettività.

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