Ocena skuteczności protokołu DTI typu multi-shell i jego wariantów w różnicowaniu wczesnego SM z wykorzystaniem korekcji BSD-DTI

Badanie ocenia, czy protokół DTI typu multi-shell i jego warianty pozwalają rozróżnić osoby zdrowe od pacjentów ze stwardnieniem rozsianym (SM) o niskim EDSS i łagodnych zmianach MRI. Uwzględniono korekcję przestrzennych błędów systematycznych za pomocą metody BSD-DTI. Analizowano wskaźniki FA, MD, RD i AD w trzech regionach mózgu (WB, WM, GM) oraz 95 ROI.

Po korekcji BSD znacząco zmniejszyły się błędy pomiarowe, np. odchylenie standardowe MD mierzone dla izotropowego fantomu kalibracyjnego spadło pięciokrotnie (z 1,9% do 0,37%) w dla podzbioru 1000(20). Wartości FA i MD różniły się nawet o 40–50% między wariantami, co podważa możliwość ich bezpośredniego porównywania. Korekcja BSD umożliwia precyzyjne odwzorowanie tensora dyfuzji niezależnie od analizowanego obiektu, a jej skuteczność utrzymuje się nawet po zastosowaniu standardowego przetwarzania (denoising, korekcja zniekształceń).

Mimo podobnej skuteczności protokołów w rozróżnianiu grup HC vs MS, tylko analiza uwzględniająca rzeczywisty rozkład gradientów pola magnetycznego pozwala na wiarygodną interpretację wyników. Wyniki wspierają przydatność korekcji BSD-DTI w badaniach klinicznych i diagnostyce neurodegeneracyjnej.

Referencje

1. Krzyżak AT, Lasek J, Słowik A. Diagnostic Performance of a Multi-Shell DTI Protocol and Its Subsets with B-matrix Spatial Distribution Correction in Differentiating Early Multiple Sclerosis Patients from Healthy Controls. Frontiers in Neurology – Applied Neuroimaging. 2025.
   https://doi.org/10.3389/fneur.2025.1618582
2. Krzyżak AT, Lasek J, Schneider Z, Wnuk M, Bryll A, Popiela T, Słowik A. Diffusion tensor imaging metrics as natural markers of multiple sclerosis-induced brain disorders with a low Expanded Disability Status Scale score. NeuroImage. 2024; 290:120567.
   https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120567
3. Lasek J, Stefańska AK, Kierońska Siwak S, Obuchowicz R, Krzyżak AT. Reduction of systematic errors in diffusion tensor imaging of the human brain as a prospect for increasing the precision of planning neurosurgical operations with particular emphasis on fiber tracking. Computers in Biology and Medicine. 2025; 194:110503.
   https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2025.110503