प्रसार टेंसर इमेजिंग

प्रसार टेंसर इमेजिंग या प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (DW-एमआरआई) जैविक ऊतक में पानी के अणुओं के प्रसार व्यवहार का प्रतिनिधित्व क्लासिक एमआरटी पर आधारित एक इमेजिंग विधि के रूप में करता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से मस्तिष्क की परीक्षाओं में किया जाता है। क्लासिक एमआरआई के समान, यह प्रक्रिया गैर-इनवेसिव है और इसे आयनीकरण विकिरण के उपयोग की आवश्यकता नहीं है।

डिफ्यूजन टेन्सर इमेजिंग क्या है?

नैदानिक ​​अभ्यास में, प्रसार टेंसर इमेजिंग का उपयोग मुख्य रूप से मस्तिष्क की जांच करने के लिए किया जाता है, क्योंकि पानी का प्रसार व्यवहार केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कुछ रोगों के बारे में निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है।

प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRT) की एक विधि है जो शरीर के ऊतकों में पानी के अणुओं के प्रसार आंदोलनों को मापती है।

नैदानिक ​​अभ्यास में, इसका उपयोग मुख्य रूप से मस्तिष्क की जांच करने के लिए किया जाता है, क्योंकि पानी का प्रसार व्यवहार केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कुछ रोगों के बारे में निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है। प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद टोमोग्राफी या विसरण टेंसर इमेजिंग की मदद से, बड़े तंत्रिका फाइबर बंडलों के पाठ्यक्रम के बारे में भी जानकारी प्राप्त की जा सकती है। डीडब्ल्यू-एमआरआई के एक संस्करण में अक्सर इस्तेमाल किए जाने वाले प्रसार टेंसर इमेजिंग (डीटीआई) में, प्रसार की दिशात्मक निर्भरता भी दर्ज की जाती है।

DTI प्रति इकाई आयतन की गणना करता है, जिसका उपयोग त्रि-आयामी प्रसार व्यवहार का वर्णन करने के लिए किया जाता है। हालांकि, आवश्यक डेटा की भारी मात्रा के कारण, ये माप क्लासिक एमआरआई की तुलना में काफी अधिक समय लेने वाले हैं। डेटा को केवल विभिन्न विज़ुअलाइज़ेशन तकनीकों का उपयोग करके व्याख्या किया जा सकता है। आज, प्रसार टेंसर इमेजिंग जो कि 1980 के दशक में उभरा, सभी नए एमआरआई उपकरणों द्वारा समर्थित है।

कार्य, प्रभाव और लक्ष्य

पारंपरिक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग की तरह, प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग इस तथ्य पर आधारित है कि प्रोटॉन में एक चुंबकीय क्षण के साथ एक स्पिन होता है। स्पिन खुद को बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर या विरोधी समानांतर में संरेखित कर सकता है।

समानांतर-विरोधी संरेखण में समानांतर संरेखण की तुलना में उच्च ऊर्जावान अवस्था होती है। जब एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लागू किया जाता है, तो कम ऊर्जा वाले प्रोटॉन के पक्ष में एक संतुलन स्थापित किया जाता है। यदि इस क्षेत्र में एक उच्च-आवृत्ति फ़ील्ड को स्विच किया जाता है, तो चुंबकीय क्षण पलक की ताकत और अवधि के आधार पर एक्स प्लेन की दिशा में पलट जाते हैं। इस स्थिति को परमाणु चुंबकीय अनुनाद के रूप में जाना जाता है। जब उच्च आवृत्ति वाले क्षेत्र को फिर से बंद कर दिया जाता है, तो परमाणु स्पिन समय की देरी के साथ स्थिर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में खुद को फिर से संरेखित करता है जो प्रोटॉन के रासायनिक वातावरण पर निर्भर करता है।

सिग्नल को मापने वाले कॉइल में उत्पन्न वोल्टेज के माध्यम से पंजीकृत किया जाता है। प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद टोमोग्राफी में, माप के दौरान एक ढाल क्षेत्र लगाया जाता है, जो पूर्व निर्धारित दिशा में स्थिर चुंबकीय क्षेत्र की क्षेत्र शक्ति को बदलता है। इससे हाइड्रोजन नाभिक चरण से बाहर हो जाता है और संकेत गायब हो जाता है। यदि कोर के रोटेशन की दिशा एक नई उच्च आवृत्ति पल्स द्वारा उलट जाती है, तो वे वापस चरण में आते हैं और संकेत फिर से होता है।

हालांकि, दूसरे संकेत की तीव्रता कमजोर है क्योंकि कुछ नाभिक अब चरण में नहीं हैं। सिग्नल की तीव्रता का यह नुकसान पानी के प्रसार का वर्णन करता है। कमजोर दूसरा संकेत, अधिक नाभिक ढाल क्षेत्र की दिशा में फैल गया है और प्रसार प्रतिरोध कम है। प्रसार का प्रतिरोध तंत्रिका कोशिकाओं की आंतरिक संरचना पर निर्भर करता है। मापा डेटा की मदद से, जांच किए गए ऊतक की संरचना की गणना और चित्रण किया जा सकता है।

प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग का उपयोग अक्सर स्ट्रोक निदान में किया जाता है। स्ट्रोक की स्थिति में सोडियम-पोटेशियम पंप की विफलता गंभीर रूप से प्रसार आंदोलनों को प्रतिबंधित करती है। डीडब्ल्यू-एमआरआई के साथ यह तुरंत दिखाई देता है, जबकि पारंपरिक एमआरआई के साथ बदलाव अक्सर कई घंटों के बाद ही दर्ज किए जा सकते हैं। आवेदन का एक अन्य क्षेत्र मस्तिष्क शल्य चिकित्सा में संचालन की योजना से संबंधित है।

डिफ्यूजन टेन्सर इमेजिंग तंत्रिका पथों के पाठ्यक्रम को निर्धारित करता है। ऑपरेशन की योजना बनाते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। रिकॉर्डिंग यह भी दिखा सकती है कि क्या ट्यूमर पहले से तंत्रिका तंत्र में प्रवेश कर चुका है। इस पद्धति का उपयोग इस सवाल के आकलन के लिए भी किया जा सकता है कि क्या किसी ऑपरेशन की कोई संभावना है। कई न्यूरोलॉजिकल और मनोरोग रोग, जैसे अल्जाइमर रोग, मिर्गी, मल्टीपल स्केलेरोसिस, सिज़ोफ्रेनिया या एचआईवी एन्सेफैलोपैथी, अब प्रसार टेंसर इमेजिंग में शोध का विषय हैं। सवाल यह है कि कौन से मस्तिष्क क्षेत्र किन बीमारियों से प्रभावित हैं। संज्ञानात्मक विज्ञान के अध्ययन के लिए एक शोध उपकरण के रूप में डिफ्यूजन टैंसर इमेजिंग का भी तेजी से उपयोग किया जाता है।

जोखिम, दुष्प्रभाव और खतरे

मस्तिष्क के संचालन की तैयारी में और कई नैदानिक ​​अध्ययनों में एक शोध उपकरण के रूप में स्ट्रोक के निदान में इसके अच्छे परिणाम के बावजूद, प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद टोमोग्राफी में अभी भी इसकी आवेदन सीमाएं हैं।

कुछ मामलों में, प्रक्रिया अभी तक पूरी तरह से विकसित नहीं हुई है और इसे सुधारने के लिए गहन शोध और विकास कार्य की आवश्यकता है। प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद टोमोग्राफी के माप अक्सर केवल एक सीमित छवि गुणवत्ता प्रदान करते हैं क्योंकि प्रसार आंदोलन केवल मापा संकेत के क्षीणन द्वारा व्यक्त किया जाता है। उच्चतर स्थानिक रिज़ॉल्यूशन के साथ भी थोड़ी प्रगति की गई है, क्योंकि छोटी मात्रा के तत्वों के साथ माप उपकरण के शोर में सिग्नल क्षीणन गायब हो जाता है। इसके अलावा, व्यक्तिगत माप की एक बड़ी संख्या आवश्यक है।

माप डेटा को कुछ गड़बड़ियों को ठीक करने में सक्षम होने के लिए कंप्यूटर में पुन: काम किया जाना चाहिए। अब तक, एक जटिल प्रसार व्यवहार को संतोषजनक ढंग से प्रस्तुत करने के लिए अभी भी समस्याएं हैं। कला की वर्तमान स्थिति के अनुसार, एक स्वर में विसरण केवल एक दिशा में सही ढंग से दर्ज किया जा सकता है। उन तरीकों का परीक्षण किया जा रहा है जो एक साथ विभिन्न दिशाओं में प्रसार-भारित रिकॉर्डिंग कर सकते हैं। ये ऐसी प्रक्रियाएं हैं जिनके लिए उच्च कोणीय संकल्प की आवश्यकता होती है।

डेटा के मूल्यांकन और प्रसंस्करण के लिए तरीकों को अभी भी अनुकूलित करने की आवश्यकता है। पिछले अध्ययनों में, उदाहरण के लिए, प्रसार-भारित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग से प्राप्त डेटा की तुलना परीक्षण विषयों के बड़े समूहों के साथ की गई थी। अलग-अलग व्यक्तियों की विभिन्न शारीरिक संरचनाओं के कारण, हालांकि, इससे भ्रामक अध्ययन परिणाम हो सकते हैं। इसीलिए सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए नए तरीके विकसित करने होंगे।