Intravoxel incoherent motion
इंट्रावोक्सेल इनकॉहरेंट मोशन (आई. वी. आई. एम.) इमेजिंग एक अवधारणा और एक विधि है जिसे शुरू में ले बिहान एट अल द्वारा पेश और विकसित किया गया था। प्रसार एम. आर. आई. के साथ प्राप्त संकेत में योगदान करने वाले सभी सूक्ष्म अनुवादात्मक गतियों का मात्रात्मक रूप से आकलन करना। इस मॉडल में, जैविक ऊतक में दो अलग-अलग वातावरण होते हैंः ऊतक में पानी का आणविक प्रसार (जिसे कभी-कभी 'सच्चे प्रसार' के रूप में संदर्भित किया जाता है), और केशिका नेटवर्क में रक्त का सूक्ष्म परिसंचरण (परफ्यूजन)। डी. ले बिहान द्वारा शुरू की गई अवधारणा यह है कि केशिकाओं में बहने वाला पानी (वोक्सेल स्तर पर) एक यादृच्छिक चलने ("छद्म-प्रसार") (Fig.1) की नकल करता है, जब तक कि यह धारणा है कि सभी दिशाओं को केशिकाओं में दर्शाया जाता है (यानी। किसी भी दिशा में कोई शुद्ध सुसंगत प्रवाह नहीं है) संतुष्ट है। यह प्रसार एम. आर. आई. में संकेत क्षीणन के लिए जिम्मेदार है, जो बहते रक्त के वेग और संवहनी संरचना पर निर्भर करता है। इसी तरह आणविक प्रसार के लिए, संकेत क्षीणन पर छद्म प्रसार का प्रभाव बी मान पर निर्भर करता है। हालांकि, छद्म प्रसार के परिणामस्वरूप संकेत क्षीणन की दर आम तौर पर ऊतकों में आणविक प्रसार की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम है, इसलिए प्रसार-भारित एमआरआई संकेत में इसका सापेक्ष योगदान केवल बहुत कम बी मानों पर महत्वपूर्ण हो जाता है, जिससे प्रसार और परफ्यूजन प्रभाव अलग हो जाते हैं। मॉडल एक प्रसार एम. आर. आई. अनुक्रम के चुंबकीय क्षेत्र प्रवणता स्पंदों की उपस्थिति में, प्रसार और परफ्यूजन प्रभावों के कारण एम. आर. आई. संकेत क्षीण हो जाता है। एक सरल मॉडल में, इस संकेत क्षीणन, एस/सो, को इस प्रकार लिखा जा सकता हैः [1] जहाँ ऊतक में असंगत रूप से बहने वाले रक्त का आयतन अंश ("बहती संवहनी आयतन") है, आईवीआईएम प्रभाव से संकेत क्षीणन और ऊतक में आणविक प्रसार से संकेत क्षीणन है। यह मानते हुए कि यादृच्छिक रूप से उन्मुख वास्कुलेचर में बहने वाला रक्त का पानी माप समय (मॉडल 1) के दौरान कई बार दिशा (कम से कम 2) बदलता है, एक के लिए हैः [2] जहां एमआरआई अनुक्रम का प्रसार-संवेदनशीलता है, आईवीआईएम प्रभाव से जुड़े छद्म-प्रसार गुणांक का योग है और, रक्त में पानी का प्रसार गुणांकः [3] जहां औसत केशिका खंड की लंबाई है और रक्त वेग है। यदि रक्त का पानी बिना दिशा बदले बहता है (या तो क्योंकि प्रवाह धीमा है या माप का समय कम है) जबकि केशिका खंड यादृच्छिक और समस्थानिक उन्मुख (मॉडल 2) हैं, तो यह बन जाता हैः [4] जहाँ ढाल पल्स आयाम और समय पाठ्यक्रम (बी मान के समान) से जुड़ा एक पैरामीटर है। दोनों ही मामलों में, परफ्यूजन प्रभाव के परिणामस्वरूप b = 0 (Fig.2) की ओर प्रसार क्षीणन प्लॉट की वक्रता होती है। एक सरल दृष्टिकोण में और कुछ अनुमानों के तहत, एडीसी की गणना बी0 = 0 और बी1 के साथ प्राप्त 2 प्रसार-भारित छवियों से की जाती है, एडीसी = एलएन (एस (बी0)/एस (बी1)) के रूप में, हैः [5] ऊतक प्रसार गुणांक कहाँ है। ए. डी. सी. इस प्रकार केवल बहती संवहनी मात्रा (ऊतक संवहनीता) पर निर्भर करता है न कि रक्त वेग और केशिका ज्यामिति पर, जो एक मजबूत लाभ है। छोटे बी मानों का उपयोग करते समय ए. डी. सी. में परफ्यूजन का योगदान अधिक होता है। दूसरी ओर, कई बी मानों के साथ प्राप्त छवियों से प्राप्त डेटा के सेट को ईक्यू के साथ फिट किया जा सकता है। [1] मॉडल 1 (Eq. [2,3]) या मॉडल 2 (Eq. [4]) अनुमान लगाने के लिए और/या रक्त वेग। वक्र का अंतिम भाग (उच्च बी मानों की ओर, आम तौर पर 1000 एस/मिमी 2 से ऊपर) भी कुछ हद तक वक्रता (Fig.2) प्रस्तुत करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जैविक ऊतकों में प्रसार मुक्त (गौसियन) नहीं होता है, लेकिन कई बाधाओं (विशेष रूप से कोशिका झिल्ली में) या यहां तक कि प्रतिबंधित (यानी। अंतःकोशिकीय)। उच्च बी-मानों पर इस वक्रता का वर्णन करने के लिए कई मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं, मुख्य रूप से "बाइएक्सपोनेंशियल" मॉडल जो तेज और धीमे प्रसार के साथ 2 जल डिब्बों की उपस्थिति मानता है (जहां कोई भी डिब्बे आईवीआईएम से नहीं है), सापेक्ष 'तेज' और 'धीमा' लेबल प्रतिबंधित और बाधित प्रसार का उल्लेख करते हैं, न कि छद्म प्रसार/परफ्यूजन और सही (बाधित) प्रसार। एक अन्य विकल्प "कुर्टोसिस" मॉडल है जो पैरामीटर (Eq) में मुक्त (गॉसियन) प्रसार से विचलन की मात्रा निर्धारित करता है। [7])। बीएक्सपोनेंशियल मॉडलः [6] तेज़ और धीमे डिब्बों के सापेक्ष अंश और प्रसार गुणांक कहाँ और कहाँ हैं। बी-मान के साथ प्रसार-भारित इमेजिंग संकेत के द्वि-घातीय क्षय के इस सामान्य सूत्रीकरण का उपयोग आई. वी. आई. एम. के लिए किया जा सकता है, जिसमें छद्म प्रसार क्षय को पकड़ने के लिए कम बी-मान (<100 एस/एम. एम. 2) के नमूने की आवश्यकता होती है, या प्रतिबंध इमेजिंग के लिए, जिसमें प्रतिबंधित प्रसार को पकड़ने के लिए उच्च बी-मान अधिग्रहण (> 1000 एस/एम. एम. 2) की आवश्यकता होती है। कर्टोसिस मॉडलः [7] जहाँ ऊतक आंतरिक प्रसार गुणांक और कर्टोसिस पैरामीटर (गौसियन प्रसार से विचलन) है। दोनों मॉडल ऊतक संरचना और माप स्थितियों के बारे में कुछ परिकल्पनाओं को मानते हुए संबंधित हो सकते हैं। प्रसार से परफ्यूजन के पृथक्करण के लिए अच्छे संकेत-से-शोर अनुपात की आवश्यकता होती है और कुछ तकनीकी चुनौतियों को दूर करने की आवश्यकता होती है (कलाकृतियाँ, अन्य थोक प्रवाह घटनाओं का प्रभाव, आदि)। इसके अलावा आई. वी. आई. एम. विधि के साथ सुलभ "परफ्यूजन" मापदंड ट्रेसर विधियों के साथ प्राप्त "शास्त्रीय" परफ्यूजन मापदंडों से कुछ अलग हैंः "परफ्यूजन" को फिजियोलॉजिस्ट आंखों (रक्त प्रवाह) या रेडियोलॉजिस्ट आंखों (संवहनी घनत्व) के साथ देखा जा सकता है। वास्तव में, आई. वी. आई. एम. मॉडल में सुधार करने और कार्यात्मक संवहनी वास्तुकला और इसकी जैविक प्रासंगिकता के साथ इसके संबंध को बेहतर ढंग से समझने की गुंजाइश है। आई. वी. आई. एम. एम. आर. आई. अनुप्रयोगों को शुरू में मस्तिष्क सक्रियण अध्ययन (बी. ओ. एल. डी. एफ. एम. आर. आई. की शुरुआत से पहले) और नैदानिक अनुप्रयोगों (स्ट्रोक, मस्तिष्क ट्यूमर) के लिए परफ्यूजन का मूल्यांकन करने और मस्तिष्क परफ्यूजन के मानचित्र बनाने के लिए पेश किया गया था। हाल के काम ने एफ. एम. आर. आई. से आई. वी. आई. एम. अवधारणा की वैधता को साबित किया है, जिसमें मस्तिष्क सक्रिय क्षेत्रों में आई. वी. आई. एम. परफ्यूजन मापदंडों में वृद्धि हुई है, और एफ. एम. आर. आई. संकेत में विभिन्न संवहनी योगदान की हमारी समझ में सहायता करने के लिए दृष्टिकोण की क्षमता है। आई. वी. आई. एम. एम. आर. आई. का उपयोग एफ. एम. आर. आई. के संदर्भ में भी नकारात्मक तरीके से किया गया है। बी. ओ. एल. डी. एफ. एम. आर. आई. की एक सीमा इसका स्थानिक संकल्प है, क्योंकि कुछ बड़ी धमनियों या नसों में प्रवाह में वृद्धि बड़े न्यूरोनल क्षेत्रों को खिलाती है या निकालती है। एम. आर. आई. अनुक्रम (कम बी-मानों के अनुरूप) में "प्रसार" ढाल दालों को डालने से, कोई भी बी. ओ. एल. डी. संकेत में सबसे बड़े जहाजों (तेज प्रवाह से जुड़े उच्च डी * मानों के साथ) के योगदान को कुचल सकता है और सक्रियण मानचित्रों के स्थानिक संकल्प में सुधार कर सकता है। कई समूहों ने इस चाल पर भरोसा किया है, हालांकि हमेशा आईवीआईएम अवधारणा का उल्लेख करने पर विचार नहीं किया है। इस आई. वी. आई. एम. अवधारणा को अन्य अनुप्रयोगों में सुधार के लिए भी उधार लिया गया है, उदाहरण के लिए, धमनी स्पिन लेबलिंग (ए. एस. एल.) या सुगंधित कोशिका प्रणालियों में बाह्य कोशिकीय प्रवाहित द्रव से संकेत को दबाने के लिए। हालाँकि, आई. वी. आई. एम. एम. आर. आई. ने हाल ही में मस्तिष्क में नहीं, बल्कि पूरे शरीर में भी अनुप्रयोगों के लिए एक आश्चर्यजनक पुनरुद्धार किया है। गुर्दे, या यहाँ तक कि हृदय में पहले के उत्साहजनक परिणामों के बाद, आई. वी. आई. एम. एम. आर. आई. ने वास्तव में यकृत अनुप्रयोगों के लिए शुरुआत की। उदाहरण के लिए, लुसियानी एट अल। यह पाया गया कि सिरोटिक रोगियों में डी * काफी कम हो गया था, जो आईवीआईएम मॉडल के अनुसार, रक्त वेग (और प्रवाह) को कम करने के लिए इंगित करता है। (एक अन्य सैद्धांतिक, बल्कि असंभव व्याख्या यह होगी कि यकृत फाइब्रोसिस वाले रोगियों में केशिका खंड लंबे या अधिक सीधे हो जाते हैं)। परफ्यूजन अंश, एफ, जो आई. वी. आई. एम. मॉडल में रक्त की मात्रा से जुड़ा हुआ है, सामान्य बना रहा, जो यामादा एट अल द्वारा पहले के परिणामों की पुष्टि करता है। हालांकि, लीवर सिरोसिस में रक्त की मात्रा कम होने की उम्मीद है। यह ध्यान रखना होगा कि आई. वी. आई. एम. इमेजिंग में उपयोग किए जाने वाले गति संवेदीकरण (बी मान) की सीमा के अनुसार वाहिका के प्रकारों के प्रति अंतर संवेदनशीलता होती है। तेजी से प्रवाह वाले बड़े जहाजों से संकेत बहुत कम बी मानों के साथ जल्दी से गायब हो जाते हैं, जबकि धीमी गति से प्रवाह वाले छोटे जहाज अभी भी 200 एस/मिमी 2 से बड़े बी मानों के साथ प्राप्त आईवीआईएम संकेत में योगदान कर सकते हैं। यह भी दिखाया गया है कि पैरामीटर एफ, जो अक्सर परफ्यूजन अंश से संबंधित होता है, दो मॉडल डिब्बों (रक्त/ऊतक) में अंतर स्पिन-स्पिन विश्राम दरों के प्रति संवेदनशील है और इस प्रकार अत्यधिक सुगंधित ऊतक में अधिक अनुमानित किया जा सकता है। इस प्रभाव का सुधार एक अलग प्रतिध्वनि समय पर अतिरिक्त छवियों द्वारा प्राप्त किया जाता है। कई और अनुप्रयोगों की अब जांच की जा रही है, विशेष रूप से शरीर में कैंसर के संदिग्ध रोगियों (प्रोस्टेट, यकृत, गुर्दे, अग्न्याशय, आदि) की इमेजिंग के लिए। और मानव नाल। आई. वी. आई. एम. प्रसार एम. आर. आई. की एक प्रमुख विशेषता यह है कि इसमें कंट्रास्ट एजेंट शामिल नहीं होते हैं, और यह नेफ्रोजेनिक सिस्टमिक फाइब्रोसिस (एन. एस. एफ.) के जोखिम वाले कुछ रोगियों में परफ्यूजन एम. आर. आई. के लिए एक दिलचस्प विकल्प के रूप में दिखाई दे सकता है। संदर्भ चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग