Imaging con tensore di diffusione: differenze tra le versioni

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{{spostare|Tensore di diffusione|bandirei l'anglofilia; nel caso si voglia tenere "imaging" sarebbe invece più appropriato usare "col" piuttosto che "del", poiché il tensore è solo una metodica di scansione RM}}

{{C|confusione tra DTI e DWI|scienza|marzo 2011}}

{{Disclaimer medico}}

Il '''tensore di diffusione''' è uno strumento di [[risonanza magnetica]] attraverso il quale si possono costruire [[imaging biomedico|immagini biomediche]] ('''DTI''', [[acronimo]] [[lingua inglese|inglese]] per '''Diffusion Tensor Imaging''') anche [[tridimensionalità|tridimensionali]], ma di tipo ''[[Geometria_differenziale#Oggetto_intrinseco|intrinseco]]''.

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Il [[tensore]], cioè, usa il [[calcolo infinitesimale]] per definire nozioni geometriche di [[distanza (matematica)|distanza]], [[angolo]] e [[volume]] e studiare le [[curva (matematica)|curve]] di strutture anatomiche nelle quali una dimensione è di molto maggiore delle altre due (per esempio i fasci di fibre nervose della [[sostanza bianca]]).

Le molecole d'acqua in un tessuto biologico non sono libere di muoversi, a causa della presenza delle [[membrana biologica|membrane biologiche]] e delle strutture [[cellula|cellulari]] e [[organelli cellulari|infracellulari]], ma proprio per questo nel complesso si può osservare un'[[isotropia]] di tali movimenti: apparentemente, cioè, le molecole d'acqua non si muovono in una direzione particolare, ma lo fanno nella medesima misura in tutte e tre le direzioni.</br>Invece strutture anatomiche omogenee, come possono essere i fasci di fibre nervose, presentano un'[[anisotropia]], cioè una peculiare direzionalità che si riflette nella diffusione delle molecole d'acqua e che viene per l'appunto sfruttata per creare le immagini 3D del DTI.

==DWI==

{{vedi anche|Diffusione (RMN)}}

Nello '''imaging pesato per diffusione''' (in [[Lingua inglese|inglese]]: '''Diffusion Weighted Imaging''', con acronimo '''DWI'''), il [[voxel]] di ogni immagine possiede un'intensità dell'immagine che riflette la singola migliore misura del tasso di diffusione dell'acqua in quella localizzazione. Questa misura è più sensibile al precoce cambiamento dopo un [[ictus]] (stroke) rispetto a misure di [[risonanza magnetica]] tradizionale come i tassi di T1 oppure il [[Tempo di rilassamento trasversale|rilassamento T2]]. DWI è più utile quando il tessuto d'interesse è una regione dominata da un movimento isotropico dell'acqua, ad es. la [[materia grigia]] nella [[corteccia cerebrale]] e nei principali (e maggiori) nuclei cerebrali, dove il tasso di diffusione sembra essere sempre lo stesso quando lo si misura su qualsiasi asse.

==DTI==

Nello '''imaging del tensore di diffusione''' (in inglese: '''Diffusion tensor imaging''' , con acronimo '''DTI''') si evidenziano tessuti come gli [[Assone|assoni]] neurali della [[materia bianca]] nel cervello oppure le fibre del muscolo cardiaco nel cuore. Queste strutture hanno in comune una struttura interna fibrosa analoga alla [[anisotropia]] di alcuni cristalli. L'acqua si diffonderà allora più rapidamente nelle direzioni allineate con la struttura interna, e più lentamente mentre si muove perpendicolarmente alla direzione preferenziale. Questo implica anche che il tasso misurato di diffusione differirà in rapporto alla direzione dalla quale un osservatore sta guardando la rappresentazione stereoscopica.

==Tecnica==

Tradizionalmente, nelle DWI (''diffusion-weighted imaging''), si applicano tre direzioni di gradiente, sufficienti per stimare la traccia del tensore di diffusione o 'diffusione media' (''average diffusivity''), una misura imndiretta dell'[[edema]]. Clinicamente, le immagini pesate sulla traccia si sono dimostrate come molto utili per diagnosticare [[ictus]] vascolari nel cervello, grazie alla capacità del pronto rilevamento dell'edema da [[ipossia]] (in un paio di minuti).

Occorrono 6 acquisizioni pesate in [[diffusione (RMN)|DWI]] per ottenere un'immagine DTI.

LeQuesta scansioni DTI (''diffusion tensor imaging''), più estese e che necessitano un più lungo tempo di scansione derivanoderiva l'informazione direzionale dei tratti neurali da più dati provenienti dallo stesso voxel, servendosi di algoritmi 3D o di vettore multidimensionale basandosi su tre, sei, o più direzioni di gradiente, sufficienti per [[alcolo tensoriale|elaborare il [[tensore]] di diffusione. Il modello di diffusione è un modello piuttosto semplice del processo di diffusione, che assume l'omogeneità e la linearità della diffusione all'interno di ogni voxel d'immagine. Dal tensore di diffusione, tramite elaborazione si ricavano misure dell'anisotropia di diffusione come l'anisotropia frazionale (FA). Inoltre la principale direzione del tensore di diffusione può essere usato per [[Inferenza|inferire]] la connettività della materia bianca del cervello (ad.es. nella [[trattografia]] per determinare quale porzione del cervello è connessa con un'altra parte).

Recentemente, sono stati proposti modelli più avanzati del processo di diffusione, con lo scopo di superare la debolezza del [[modello matematico]] del tensore di diffusione. Tra gli altri, questi includono il "Q-Space Imaging"<ref> [http://www.ismrm.org/08/Session04.htm HARDI/Q-Space Imaging]</ref><ref>[http://cds.ismrm.org/ismrm-2002/PDF1/0042.PDF q-Space imaging correlates with mechanical strain]</ref><ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7869892 q-Space imaging of the brain]</ref> e l'imaging generalizzato del tensore di diffusione ("generalized diffusion tensor imaging").