Quantitative susceptibility mapping
কোয়ান্টিটেটিভ সাসসেপ্টিবিলিটি ম্যাপিং (কিউএসএম) চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং (এমআরআই)-এ একটি অভিনব বৈসাদৃশ্য প্রক্রিয়া প্রদান করে যা প্রচলিত সাসসেপ্টিবিলিটি ওয়েটেড ইমেজিং থেকে আলাদা। কিউএসএম-এ ভক্সেলের তীব্রতা অন্তর্নিহিত টিস্যু আপাত চৌম্বকীয় সংবেদনশীলতার রৈখিকভাবে আনুপাতিক, যা লোহা, ক্যালসিয়াম, গ্যাডোলিনিয়াম এবং সুপার প্যারাম্যাগনেটিক আয়রন অক্সাইড (এসপিআইও) ন্যানো-কণা সহ নির্দিষ্ট বায়োমার্কারগুলির রাসায়নিক সনাক্তকরণ এবং পরিমাণের জন্য দরকারী। কিউএসএম পর্যায় চিত্রগুলি ব্যবহার করে, চৌম্বক ক্ষেত্রকে সংবেদনশীলতা উৎস বিপরীত সমস্যার সমাধান করে এবং একটি ত্রিমাত্রিক সংবেদনশীলতা বিতরণ তৈরি করে। এর পরিমাণগত প্রকৃতি এবং নির্দিষ্ট ধরনের উপাদানের প্রতি সংবেদনশীলতার কারণে, সম্ভাব্য কিউএসএম প্রয়োগগুলির মধ্যে রয়েছে সেরিব্রাল মাইক্রোব্লিড এবং নিউরোডিজেনারেটিভ রোগের মানসম্মত পরিমাণগত স্তরবিন্যাস, বিপরীতে সঠিক গ্যাডোলিনিয়ামের পরিমাণবিন্যাস বর্ধিত এমআরআই, এবং ন্যানোমেডিসিন-এ লক্ষ্যযুক্ত থেরানোস্টিক ড্রাগ জৈব বিতরণের সরাসরি পর্যবেক্ষণ। পটভূমি এম. আর. আই-তে, প্রধান মেরুকরণ বি0 ক্ষেত্র বরাবর অ-লৌহচুম্বকীয় জৈব উপাদান সংবেদনশীলতা দ্বারা প্ররোচিত স্থানীয় ক্ষেত্র হল দ্বিমেরু কার্নেলের সাথে আয়তনের সংবেদনশীলতা বিতরণের সংমিশ্রণঃ এই স্থানিক কনভোলিউশনকে ফুরিয়ার ডোমেনে বিন্দু-ভিত্তিক গুণ হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারেঃ এই ফুরিয়ার অভিব্যক্তি ক্ষেত্রের বিশৃঙ্খলার পূর্বাভাস দেওয়ার একটি কার্যকর উপায় প্রদান করে যখন সংবেদনশীলতা বিতরণ জানা যায়। যাইহোক, ফিল্ড টু সোর্স বিপরীত সমস্যাটি ফুরিয়ার ডোমেনের B0-এর সাপেক্ষে ম্যাজিক কোণে এক জোড়া শঙ্কু পৃষ্ঠে শূন্য দ্বারা বিভক্ত। ফলস্বরূপ, শঙ্কু পৃষ্ঠের স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে সংবেদনশীলতা কম নির্ধারিত হয়, যা প্রায়শই পুনর্গঠিত কিউএসএম-এ গুরুতর স্ট্রিকিং শিল্পকর্মের দিকে পরিচালিত করে। কৌশল তথ্য অধিগ্রহণ নীতিগতভাবে, যে কোনও 3ডি গ্রেডিয়েন্ট প্রতিধ্বনি ক্রম তথ্য অধিগ্রহণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। বাস্তবে, পর্যাপ্ত সংবেদনশীলতা প্রভাব অর্জনের জন্য মাঝারি দীর্ঘ প্রতিধ্বনি সময়ের সাথে উচ্চ রেজোলিউশনের ইমেজিং পছন্দ করা হয়, যদিও সর্বোত্তম ইমেজিং পরামিতিগুলি নির্দিষ্ট প্রয়োগ এবং ক্ষেত্রের শক্তির উপর নির্ভর করে। বি1 অসামঞ্জস্যতা থেকে অবদান ছাড়াই সঠিক বি0 ক্ষেত্র পরিমাপের জন্য একটি বহু-ইকো অধিগ্রহণ উপকারী। প্রবাহ ক্ষতিপূরণ শিরাযুক্ত রক্তে সংবেদনশীলতা পরিমাপের নির্ভুলতার আরও উন্নতি করতে পারে, তবে একটি সম্পূর্ণ প্রবাহ ক্ষতিপূরণ বহু-ইকো ক্রম তৈরি করতে কিছু প্রযুক্তিগত অসুবিধা রয়েছে। পটভূমি ক্ষেত্র অপসারণ মানুষের মস্তিষ্কের পরিমাণগত সংবেদনশীলতা ম্যাপিংয়ে, শুধুমাত্র মস্তিষ্কের অভ্যন্তরে স্থানীয় সংবেদনশীলতার উৎসগুলি আগ্রহের বিষয়। যাইহোক, স্থানীয় উৎস দ্বারা প্ররোচিত চৌম্বক ক্ষেত্র অনিবার্যভাবে অন্যান্য উৎস দ্বারা প্ররোচিত ক্ষেত্র দ্বারা দূষিত হয় যেমন প্রধান ক্ষেত্রের অসমতা (অসম্পূর্ণ সিমিং) এবং বায়ু-টিস্যু ইন্টারফেস, যার সংবেদনশীলতার পার্থক্য স্থানীয় উৎসের তুলনায় শক্তিশালী মাত্রার ক্রম। অতএব, পর্যায় চিত্রগুলিতে স্পষ্ট দৃশ্যায়ন এবং কিউএসএম-এ সুনির্দিষ্ট পরিমাণ নির্ধারণের জন্য অ-জৈবিক পটভূমি ক্ষেত্রটি অপসারণ করা প্রয়োজন। আদর্শভাবে, পটভূমি ক্ষেত্রটি সরাসরি একটি পৃথক রেফারেন্স স্ক্যানের মাধ্যমে পরিমাপ করা যেতে পারে, যেখানে স্ক্যানারকে একই আকারে রেখে আগ্রহের নমুনাটি একটি অভিন্ন ফ্যান্টম দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। যাইহোক, ক্লিনিকাল প্রয়োগের জন্য, এই ধরনের পদ্ধতি অসম্ভব এবং প্রক্রিয়াকরণ-পরবর্তী ভিত্তিক পদ্ধতিগুলি পছন্দ করা হয়। হাই-পাস ফিল্টারিং সহ ঐতিহ্যবাহী অনুসন্ধানমূলক পদ্ধতিগুলি পটভূমি ক্ষেত্র অপসারণের জন্য কার্যকর, যদিও তারা স্থানীয় ক্ষেত্রের সাথেও হস্তক্ষেপ করে এবং পরিমাণগত নির্ভুলতাকে হ্রাস করে। আরও সাম্প্রতিক পটভূমি ক্ষেত্র অপসারণ পদ্ধতিগুলি প্রত্যক্ষ বা পরোক্ষভাবে এই সত্যটিকে কাজে লাগায় যে পটভূমি ক্ষেত্রটি একটি সুরেলা ফাংশন। প্রজেকশন অন ডাইপোল ফিল্ডস (পিডিএফ) এবং সোফিস্টিকেটেড হারমনিক আর্টিফ্যাক্ট রিডাকশন অন ফেজ ডেটা (এসএইচএআরপি), দুটি সাম্প্রতিক পদ্ধতি যা ভৌত নীতির উপর ভিত্তি করে, আনুমানিক স্থানীয় ক্ষেত্রে উন্নত বৈসাদৃশ্য এবং উচ্চতর নির্ভুলতা প্রদর্শন করেছে। উভয় পদ্ধতিই পটভূমি ক্ষেত্রকে একটি অজানা পটভূমি সংবেদনশীলতা বন্টন দ্বারা উত্পন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র হিসাবে মডেল করে এবং আনুমানিক অর্থোগোনালিটি বা সুরেলা বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে স্থানীয় ক্ষেত্র থেকে এটিকে আলাদা করে। ল্যাপ্লাসিয়ান বাউন্ডারি ভ্যালু (এলবিভি) পদ্ধতিতে যেমন দেখানো হয়েছে, সরল সীমানা মান দিয়ে ল্যাপ্লাসের সমীকরণ সমাধান করে পটভূমি ক্ষেত্রটি সরাসরি গণনা করা যেতে পারে। ফিল্ড-টু-সোর্স ইনভার্স ফিল্ড-টু-সোর্স ইনভার্স সমস্যাটি বিভিন্ন সম্পর্কিত সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতার সাথে বিভিন্ন পদ্ধতিতে সমাধান করা যেতে পারে। মাল্টিপল ওরিয়েন্টেশন স্যাম্পলিং (সি. ও. এস. এম. ও. এস)-এর মাধ্যমে সংবেদনশীলতার গণনা সি. ও. এস. এম. ও. এস একাধিক ওরিয়েন্টেশন থেকে অতিরিক্ত স্যাম্পলিং করে বিপরীত সমস্যার সমাধান করে। কসমোস এই সত্যটি ব্যবহার করে যে ফুরিয়ার ডোমেনের শূন্য শঙ্কু পৃষ্ঠটি বি0 ক্ষেত্রের সাপেক্ষে ম্যাজিক কোণে স্থির থাকে। অতএব, যদি কোনও বস্তু B0 ক্ষেত্রের সাপেক্ষে আবর্তিত হয়, তবে বস্তুর ফ্রেমে, B0 ক্ষেত্রটি আবর্তিত হয় এবং এইভাবে শঙ্কুটি আবর্তিত হয়। ফলস্বরূপ, শঙ্কুজনিত কারণে গণনা করা যায় না এমন তথ্য নতুন দিকে পাওয়া যায়। সি. ও. এস. এম. ও. এস একটি মডেল-মুক্ত সংবেদনশীলতা বন্টন ধরে নেয় এবং পরিমাপ করা তথ্যের প্রতি সম্পূর্ণ বিশ্বস্ততা রাখে। এই পদ্ধতিটি ইন ভিট্রো, এক্স ভিভো এবং ফ্যান্টম পরীক্ষায় ব্যাপকভাবে বৈধ করা হয়েছে। ইন ভিভো হিউম্যান ব্রেইন ইমেজিং থেকে প্রাপ্ত পরিমাণগত সংবেদনশীলতার মানচিত্রগুলিও মস্তিষ্কের শারীরস্থান সম্পর্কে পূর্ববর্তী জ্ঞানের সাথে উচ্চ মাত্রার সম্মতি দেখিয়েছে। সি. ও. এস. এম. ও. এস-এর জন্য সাধারণত তিনটি দিকনির্দেশনা প্রয়োজন, যা ক্লিনিকাল প্রয়োগের জন্য কার্যকারিতা সীমিত করে। যাইহোক, অন্যান্য কৌশল ক্রমাঙ্কন করার জন্য উপলব্ধ হলে এটি একটি রেফারেন্স মান হিসাবে কাজ করতে পারে। অঙ্গসংস্থান সক্রিয় ডাইপোল ইনভার্সন (এম. ই. ডি. আই) এম. আর. আই-এর একটি অনন্য সুবিধা হল যে এটি শুধুমাত্র পর্যায়ের চিত্রই নয়, মাত্রার চিত্রও সরবরাহ করে। নীতিগতভাবে, একটি মাত্রার চিত্রের বিপরীতে পরিবর্তন, বা সমতুল্যভাবে প্রান্ত, টিস্যুর প্রকারের অন্তর্নিহিত পরিবর্তন থেকে উদ্ভূত হয়, যা সংবেদনশীলতার পরিবর্তনের একই কারণ। এই পর্যবেক্ষণটি এম. ই. ডি. আই-তে গণিতে অনুবাদ করা হয়েছে, যেখানে একটি কিউ. এস. এম-এর প্রান্তগুলি যা সংশ্লিষ্ট মাত্রার ছবিতে বিদ্যমান নয়, একটি ওজনযুক্ত আদর্শ ন্যূনতমকরণ সমস্যা সমাধান করে বিক্ষিপ্ত করা হয়। এমইডিআই ফ্যান্টম, ইন ভিট্রো এবং এক্স ভিভো পরীক্ষায়ও ব্যাপকভাবে বৈধ হয়েছে। ইন ভিভো হিউম্যান ব্রেইনে, এম. ই. ডি. আই গণনা করা কিউ. এস. এম পরিসংখ্যানগতভাবে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য ছাড়াই সি. ও. এস. এম. ও. এস-এর তুলনায় অনুরূপ ফলাফল দেখিয়েছে। এম. ই. ডি. আই-এর জন্য শুধুমাত্র একটি একক কোণ অধিগ্রহণ প্রয়োজন, তাই এটি কিউ. এস. এম-এর আরও ব্যবহারিক সমাধান। থ্রেশহোল্ডড কে-স্পেস ডিভিশন (টি. কে. ডি) ফুরিয়ার ডোমেনে অনির্ধারিত তথ্য শুধুমাত্র শঙ্কু এবং তার নিকটবর্তী স্থানে থাকে। কে-স্পেসে এই অঞ্চলের জন্য, দ্বিমেরু কার্নেলের স্থানিক-ফ্রিকোয়েন্সিগুলি বিভাজনের জন্য একটি পূর্বনির্ধারিত অ-শূন্য মানে সেট করা হয়। এই কে-স্পেস অঞ্চলে তথ্য পুনরুদ্ধারের জন্য আরও উন্নত কৌশলগুলির তদন্তও চলমান গবেষণার একটি বিষয়। সীমাবদ্ধ কে-স্পেস বিভাগের জন্য শুধুমাত্র একটি একক কোণ অধিগ্রহণ প্রয়োজন, এবং বাস্তবায়নের স্বাচ্ছন্দ্যের পাশাপাশি দ্রুত গণনার গতি থেকে সুবিধা। যাইহোক, স্ট্রিকিং শিল্পকর্মগুলি প্রায়শই কিউএসএম-এ উপস্থিত থাকে এবং কোসমোস গণনা করা কিউএসএম-এর তুলনায় সংবেদনশীলতার মানকে অবমূল্যায়ন করা হয়। সম্ভাব্য ক্লিনিকাল প্রয়োগ আয়রন থেকে ক্যাল্সিফিকেশনকে আলাদা করা ভিভো এবং ফ্যান্টম পরীক্ষায় নিশ্চিত করা হয়েছে যে কর্টিকাল হাড়, যার প্রধান গঠন ক্যাল্সিফিকেশন, জলের তুলনায় ডায়াম্যাগনেটিক। অতএব, এই ডায়াম্যাগনেটিজম ব্যবহার করে লোহার জমা থেকে ক্যালসিফিকেশনকে আলাদা করা সম্ভব যা সাধারণত শক্তিশালী প্যারাম্যাগনেটিজম প্রদর্শন করে। এটি কিউএসএম-কে টি2 * ওজনযুক্ত চিত্রগুলিতে বিভ্রান্তিকর হাইপয়েন্টেন্স ফলাফল নির্ণয়ের জন্য একটি সমস্যা সমাধানের সরঞ্জাম হিসাবে কাজ করার অনুমতি দিতে পারে। বৈসাদৃশ্য এজেন্টের পরিমাণ বহির্জাগতিক সংবেদনশীলতার উৎসগুলির জন্য, সংবেদনশীলতার মান তাত্ত্বিকভাবে বৈসাদৃশ্য এজেন্টের ঘনত্বের রৈখিকভাবে আনুপাতিক। এটি গ্যাডোলিনিয়াম বা এসপিআইও ঘনত্বের ইন ভিভো কোয়ান্টিফিকেশনের জন্য একটি নতুন উপায় প্রদান করে। তথ্যসূত্র চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং