Nowatorskie narzędzia umożliwiają automatyzację analizy uszkodzeń mózgu
Technika 7T MRI dostarcza informacji na temat budowy mózgu i składu tkanek o bezprecedensowo wysokiej dokładności, co samo w sobie oznacza nowe wyzwania. Przykładowo, większa ilość danych i silniejsze artefakty niejednorodności pól mogą znacząco utrudniać efektywną analizę obrazów. Zespół projektu HIRESBRAIN7T (High resolution segmentation of brain MR images at 7 Teslas) starał się opracować odpowiednie zautomatyzowane metody przetwarzania obrazów, które pozwoliłyby na przezwyciężenie tych trudności. W pierwszym etapie prac uczeni opracowali algorytmy segmentujące, służące do przetwarzania obrazów MR przy 0,4 mm. Jest to imponujące osiągnięcie, biorąc pod uwagę fakt, że oprogramowanie przetwarza 15 razy więcej danych niż dotychczas dostępne narzędzia. Stworzono też model kory mózgowej, pomagający w dokładnym przedstawianiu biomechaniki fałdowania kory. Przy pomocy nowo opracowanych narzędzi uczestnicy projektu HIRESBRAIN7T badali architekturę kory mózgowej w różnych obszarach. Określili także nową metodę analizy anatomii kory mózgowej, wykorzystującą kontrast wewnątrzkorowy. Ilościowa analiza T1 i z mapowaniem podatności pozwoliła na stworzenie kompleksowego atlasu małych, ale złożonych jąder podstawowych. Badano też wewnętrzną anatomię mniejszych jąder i innych mniejszych posegmentowanych struktur, takich jak podwzgórze czy jądro zębate. Wizualizacja waskularyzacji ma kluczowe znaczenie dla poznania czynności mózgu oraz wykrywania schorzeń, takich jak choroby nowotworowe. Uczestnicy projektu opracowali w tym celu nowe techniki. Udało im się wyodrębnić unaczynienie z obrazów MR podatności ilościowej oraz dokonać modelowania miejscowego natlenienia w obrębie każdego naczynia krwionośnego, zanim dotrze ono do kory mózgowej. Więcej zbiorów danych i narzędzi HIRESBRAIN7T można znaleźć w internecie w serwisach Openscience i NITRC. Mogą one potencjalnie znaleźć zastosowanie w badaniu normalnych procesów starzenia, stwardnienia rozsianego, choroby Alzheimera i choroby małych naczyń mózgowych.
Słowa kluczowe
Obraz mózgu, 7T MRI, algorytm segmentacji, model, kontrast wewnątrzkorowy, mapowanie podatności, jądra podstawowe
