عنوان پایان‌نامه
یافتن فیبرهای عصبی بافت سفید مغز بااستفاده از تصاو
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق- مهندسی پزشکی - بیوالکتریک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36395
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۸۶
- دانشجو
- کریستینه مانوک خداوردیان
- استاد راهنما
- حمید سلطانیان زاده
- چکیده
- تصویربرداری انتشاری تشدید مغناطیسی اولین روش غیر تهاجمی برای یافتن مسیر فیبرهای عصبی در بافت سفید مغز می باشد. در بافت سفید مغز غشاء میلین آکسونهای سلولهای عصبی باعث انتشار غالب مولکولهای آب در راستای آکسون نسبت به راستای عمود بر آن می شود. لذا با بدست آوردن تانسورهای انتشار در هر واکسل و در نظر گرفتن جهت بردار ویژه اصلی آن می توان اطلاعاتی راجع به جهت فیبرهای عصبی بدست آورد. محدودیتهای سیستم تصویربرداری و نویز باعث به وجود آمدن مشکلاتی در بازسازی فیبرهای عصبی شده است. شدت مشکلات در نواحی حاوی فیبرهای متقاطع بیشتر می باشد. به همین دلیل در این تحقیق سعی در ارائه روش‌هایی برای بهبود روند بازسازی فیبرهای عصبی شده و روی نواحی حاوی فیبرهای متقاطع متمرکز می باشد. برای همین منظور با توجه به روش‌های موجود و نقاط ضعف آنها دو روش اصلاحی و دو روش جدید برای بازسازی هر چه بهتر فیبرهای عصبی ارائه شده است. بدین ترتیب که ابتدا اصلاحاتی روی روش ردیابی فیبرهای عصبی در آلگوریتم ارائه شده مبتنی بر تحلیل مولفه های مستقل صورت گرفته. سپس روش جدیدی که در آن به منظور یافتن جهت پیشروی از درونیابی بردارهای ویژه اصلی استفاده می شود ارائه شده. در این روش هر یک از واکسلهای همسایه با توجه به پارامتر غیر همگنی نسبی، فاصله تا واکسل اصلی و میزان همجهتی با واکسل اصلی در درونیابی شرکت می کنند. در نهایت روشی ترکیبی متشکل از روش اصلاح شده ردیابی فیبرهای عصبی با استفاده از تحلیل مولفه های مستقل و درونیابی پیشنهاد شده است. برای مقایسه نتایج حاصل از روش‌های پیشنهادی با روش‌های متداول از داده های شبیه سازی شده و واقعی استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که بازسازی فیبرهای عصبی نسبت به روش‌های پیشین بهبود یافته و هدف اصلی که بهبود بازسازی در نقاط حاوی فیبرهای متقاطع بود برآورد شده است. کلمات کلیدی: تصویربرداری تشدید مغناطیسی با وزن انتشار، ردیابی فیبرهای عصبی، بافت سفید مغز، تحلیل مولفه های مستقل، درونیابی.
- Abstract
- Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging (DT-MRI) is the first non-invasive technique that can be used for white matter, fiber tractography. In the white matter myelin membrane of axonal fibers causes the water molecules to predominantly diffuse in the direction of the fiber tracks. Therefore, by calculating the diffusion tensor in each voxel and considering the major eigenvector, information about the direction of the water diffusion can be obtained. Imperfections of the imaging system and noise cause problems in the reconstruction of fiber pathways. These problems are more sever in the regions containing multiple fibers with different orientations. In this research, we have proposed methods for solving the above mentioned problem. Our main focus has been on regions containing multiple fibers. First, some modifications are done on the tractography section in the previously proposed method based on ICA. Then, a new method is proposed which finds the propagation direction by interpolating the eigenvectors of the neighboring voxels. In interpolation, weigth of each neighboring voxel is considered according to its FA parameter, distance from the central voxel and degree of deviation from the progress line. Eventually a combined method based on the interpolation and the modified ICA is developed. For comparing the results of the proposed methods to the common methods, simulation and real DT-MRI data are used. Results show improvements in fiber tractography compared to the previous methods. Key Words: Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging (DT-MRI), Fiber Tractography, Whith matter, Independent Component Analysis (ICA), Interpolation.
