Strona główna » Zagadnienia badawcze » Zaawansowane przetwarzanie danych i analiza sygnału » Wpływ korekcji BSD-DTI i parametrów rekonstrukcji na jakość traktografii w obszarach o złożonej topologii mózgu
Wpływ korekcji BSD-DTI i parametrów rekonstrukcji na jakość traktografii w obszarach o złożonej topologii mózgu
Rysunek. Porównanie wyników traktografii DTI uzyskanych za pomocą sześciu różnych podejść do przetwarzania danych: STD-RAW, STD-DENOISED, STD-PREPROC, BSD-RAW, BSD-DENOISED oraz BSD-PREPROC. Rysunek ilustruje wpływ odszumiania, pełnego przetwarzania wstępnego oraz korekcji BSD na anatomiczną spójność i zasięg rekonstrukcji włókien. W pierwszym wierszu przedstawiono trójwymiarowe segmentacje wykorzystywane jako maski ROI dla traktografii.
Aby zapewnić wsparcie wizualne dla analiz prowadzonych w obszarach o złożonej geometrii i topologii, wyniki traktografii dla regionów wymienionych w Tabeli 2 (2) zostały przedstawione na Rysunku. W jego pierwszym wierszu zaprezentowano trójwymiarowe maski pochodzące z atlasu traktograficznego HCP-842 (Population-Averaged Tractography Atlas), stanowiące anatomiczne odniesienie dla każdego analizowanego obszaru.
W analizie zastosowano trójwymiarowe maski wolumetryczne zarówno jako regiony inicjalizacji, jak i ograniczenia przestrzenne dla rekonstrukcji. Większa objętość seedingowa skutkuje naturalnie większą liczbą punktów startowych, co prowadzi do gęstszych i bardziej kompletnych rekonstrukcji włókien.
We wszystkich analizach użyto tego samego algorytmu traktografii i identycznych parametrów, co zapewnia metodologiczną spójność porównań. Największe korzyści jakościowe przyniosła procedura odszumiania, znacząco poprawiając organizację i ciągłość przebiegu włókien.
W szczególności, w obrębie drogi korowo-rdzeniowej zastosowanie niskich progów FA, małych kroków rekonstrukcyjnych oraz pełnej sekwencji 3D spowodowało pojawienie się charakterystycznego wachlarzowego rozchodzenia się włókien w kierunku zakończeń korowych — efektu rzadko obserwowanego w klasycznych rekonstrukcjach.
W analizie promienistości wzrokowej nie uzyskano pełnej rekonstrukcji pętli Meyera, co wynika z ograniczeń deterministycznej traktografii oraz granic samego ROI z atlasu HCP-842. Ograniczenia te jednak celowo utrzymano, by zapewnić spójność analiz we wszystkich obszarach.
Co istotne, zastosowanie korekcji BSD przyniosło zmiany porównywalne z efektami uzyskiwanymi dzięki standardowym procedurom wstępnego przetwarzania danych DTI (np. odszumianie). Wyniki te wskazują, że integracja metody BSD-DTI z rutynowym pipeline’em przetwarzania danych może znacząco poprawić jakość analiz traktograficznych, szczególnie w trudnych anatomicznie rejonach mózgu.
Referencje
- 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 - 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. Comput Biol Med. 2025; 194:110503.
https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2025.110503
