Intravoxel incoherent motion
انٹراوکسیل انکوہرنٹ موشن (آئی وی آئی ایم) امیجنگ ایک تصور اور ایک طریقہ ہے جسے ابتدائی طور پر لی بیہان اور دیگر نے متعارف کرایا اور تیار کیا۔ ان تمام خوردبین ٹرانسلیشنل حرکتوں کا مقداری طور پر جائزہ لینا جو پھیلاؤ ایم آر آئی کے ساتھ حاصل کردہ سگنل میں حصہ ڈال سکتے ہیں۔ اس ماڈل میں، حیاتیاتی ٹشو دو الگ الگ ماحول پر مشتمل ہوتا ہے: ٹشو میں پانی کا سالماتی پھیلاؤ (جسے بعض اوقات 'حقیقی پھیلاؤ' کہا جاتا ہے)، اور کیپلری نیٹ ورک میں خون کا مائکرو سرکولیشن (پرفیوژن)۔ ڈی لی بیہان کی طرف سے متعارف کرایا گیا تصور یہ ہے کہ کیپلیریوں میں بہتا ہوا پانی (ووکسیل کی سطح پر) بے ترتیب چہل قدمی ("چھدم پھیلاؤ") (Fig.1) کی نقل کرتا ہے، جب تک کہ یہ مفروضہ کہ تمام سمتوں کی نمائندگی کیپلیریوں میں ہوتی ہے (یعنی۔ کسی بھی سمت میں کوئی خالص مربوط بہاؤ نہیں ہے) مطمئن ہے۔ یہ پھیلاؤ ایم آر آئی میں سگنل کی تخفیف کے لیے ذمہ دار ہے، جو بہتے ہوئے خون کی رفتار اور ویسکولر فن تعمیر پر منحصر ہے۔ اسی طرح مالیکیولر ڈفیوژن کے لیے، سگنل کی تخفیف پر سیوڈو ڈفیوژن کا اثر بی ویلیو پر منحصر ہوتا ہے۔ تاہم، چھدم پھیلاؤ کے نتیجے میں سگنل کی تخفیف کی شرح عام طور پر بافتوں میں سالماتی پھیلاؤ سے زیادہ شدت کی ترتیب ہوتی ہے، لہذا پھیلاؤ والے وزن والے ایم آر آئی سگنل میں اس کی رشتہ دار شراکت صرف بہت کم بی اقدار پر اہم ہو جاتی ہے، جس سے پھیلاؤ اور پرفیوژن کے اثرات کو الگ کیا جا سکتا ہے۔ ماڈل ڈفیوژن ایم آر آئی سیکوینس کی مقناطیسی فیلڈ گریڈینٹ دالوں کی موجودگی میں، ڈفیوژن اور پرفیوژن اثرات کی وجہ سے ایم آر آئی سگنل کم ہو جاتا ہے۔ ایک سادہ ماڈل میں، اس سگنل کی تخفیف، S/So، کو اس طرح لکھا جا سکتا ہے: [1] ٹشو میں غیر مربوط طور پر بہتے ہوئے خون کا حجم حصہ کہاں ہے ("بہتا ہوا ویسکولر حجم")، IVIM اثر سے سگنل کی تخفیف اور ٹشو میں سالماتی پھیلاؤ سے سگنل کی تخفیف ہے۔ یہ فرض کرتے ہوئے کہ بے ترتیب طور پر مبنی ویسکولچر میں بہنے والا خون کا پانی پیمائش کے وقت (ماڈل 1) کے دوران کئی بار سمت (کم از کم 2) بدلتا ہے، کسی کے پاس ہے: [2] جہاں ایم آر آئی ترتیب کی بازی-حساسیت ہے، آئی وی آئی ایم اثر سے وابستہ فرضی بازی گتانک کا مجموعہ ہے اور، خون میں پانی کا بازی گتانک: [3] جہاں کیپلیری حصے کی اوسط لمبائی ہے اور خون کی رفتار ہے۔ اگر خون کا پانی سمت تبدیل کیے بغیر بہتا ہے (یا تو اس وجہ سے کہ بہاؤ سست ہے یا پیمائش کا وقت کم ہے) جبکہ کیپلری کے حصے بے ترتیب اور آئسوٹروپک طور پر مبنی ہیں (ماڈل 2)، بن جاتا ہے: [4] جہاں گریڈینٹ پلس ایمپلیٹیوڈ اور ٹائم کورس سے منسلک ایک پیرامیٹر ہے (بی ویلیو کی طرح)۔ دونوں صورتوں میں، پرفیوژن اثر کے نتیجے میں b = 0 (Fig.2) کی طرف ڈفیوژن ایٹینویشن پلاٹ کا منحنی پن ہوتا ہے۔ ایک سادہ انداز میں اور کچھ تخمینوں کے تحت، اے ڈی سی کا حساب b0 = 0 اور b1 کے ساتھ حاصل کردہ 2 پھیلاؤ وزن والی تصاویر سے کیا جاتا ہے، جیسا کہ ADC = ln (S (b0)/S (b1))، یہ ہے: [5] بافت پھیلاؤ گتانک کہاں ہے۔ اس طرح اے ڈی سی کا انحصار صرف بہتے ہوئے ویسکولر حجم (ٹشو ویسکولرٹی) پر ہوتا ہے نہ کہ خون کی رفتار اور کیپلری جیومیٹری پر، جو کہ ایک مضبوط فائدہ ہے۔ چھوٹے بی ویلیوز کا استعمال کرتے وقت اے ڈی سی میں پرفیوژن کی شراکت زیادہ ہوتی ہے۔ دوسری طرف، متعدد b اقدار کے ساتھ حاصل کردہ تصاویر سے حاصل کردہ ڈیٹا کا مجموعہ Eq کے ساتھ فٹ کیا جا سکتا ہے۔ [1] ماڈل 1 (Eq. [2,3]) یا ماڈل 2 (Eq. [4]) اندازہ لگانا اور/یا خون کی رفتار۔ منحنی خطوط کا آخری حصہ (اعلی b اقدار کی طرف، عام طور پر 1000 سیکنڈ/ملی میٹر 2 سے اوپر) بھی کچھ حد تک منحنی خطوط (Fig.2) پیش کرتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ حیاتیاتی بافتوں میں پھیلاؤ آزاد نہیں ہے (گوسیئن)، لیکن بہت سی رکاوٹوں (خاص طور پر خلیوں کی جھلیوں میں) یا یہاں تک کہ محدود (یعنی۔ انٹرا سیلولر)۔ اس منحنی پن کو اعلی بی-ویلیوز پر بیان کرنے کے لیے کئی ماڈلز تجویز کیے گئے ہیں، بنیادی طور پر "بائی ایکسپونینشیل" ماڈل جو تیز اور سست پھیلاؤ کے ساتھ 2 پانی کے ڈبوں کی موجودگی کو فرض کرتا ہے (جہاں کوئی بھی ڈبہ آئی وی آئی ایم سے نہیں ہے)، رشتہ دار 'تیز' اور 'سست' لیبل محدود اور رکاوٹ پھیلاؤ کا حوالہ دیتے ہیں، بجائے اس کے کہ سڈو ڈفیوژن/پرفیوژن اور حقیقی (رکاوٹ) پھیلاؤ۔ ایک اور متبادل "کرٹوسس" ماڈل ہے جو پیرامیٹر (Eq.) میں آزاد (گوسیائی) پھیلاؤ سے انحراف کی مقدار طے کرتا ہے۔ [7])۔ بیکسپونینشیل ماڈل: [6] تیز اور سست ڈبوں کے متعلقہ حصوں اور پھیلاؤ کے گتانک کہاں اور کہاں ہیں۔ بی-ویلیو کے ساتھ ڈفیوژن ویٹڈ امیجنگ سگنل کے بائی ایکسپونینشیل ڈیک کی یہ عمومی تشکیل آئی وی آئی ایم کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے، جس میں سیڈو ڈفیوژن ڈیک کو پکڑنے کے لیے کم بی-ویلیوز (<100 سیکنڈ/ملی میٹر 2) کے نمونے لینے کی ضرورت ہوتی ہے، یا پابندی والی امیجنگ کے لیے، جس میں محدود ڈفیوژن کو پکڑنے کے لیے زیادہ بی-ویلیو کے حصول (> 1000 سیکنڈ/ملی میٹر 2) کی ضرورت ہوتی ہے۔ کرٹوسس ماڈل: [7] ٹشو کا اندرونی پھیلاؤ گتانک اور کرٹوسس پیرامیٹر (گوسیائی پھیلاؤ سے انحراف) کہاں ہے۔ ٹشو کی ساخت اور پیمائش کے حالات کے بارے میں کچھ مفروضوں کو فرض کرتے ہوئے دونوں ماڈلز کا تعلق ہو سکتا ہے۔ پھیلاؤ سے پرفیوژن کو الگ کرنے کے لیے اچھے سگنل سے شور کے تناسب کی ضرورت ہوتی ہے اور اس پر قابو پانے کے لیے کچھ تکنیکی چیلنجز ہیں (نمونے، دیگر بلک فلو مظاہر کا اثر وغیرہ)۔ نیز آئی وی آئی ایم طریقہ کار کے ساتھ قابل رسائی "پرفیوژن" پیرامیٹرز ٹریسر طریقوں سے حاصل کردہ "کلاسیکی" پرفیوژن پیرامیٹرز سے کچھ مختلف ہیں: "پرفیوژن" کو فزیالوجسٹ آنکھوں (خون کے بہاؤ) یا ریڈیولوجسٹ آنکھوں (ویسکولر ڈینسٹی) سے دیکھا جا سکتا ہے۔ درحقیقت، آئی وی آئی ایم ماڈل کو بہتر بنانے اور فنکشنل ویسکولر فن تعمیر اور اس کی حیاتیاتی مطابقت کے ساتھ اس کے تعلقات کو بہتر طور پر سمجھنے کی گنجائش ہے۔ ایپلی کیشنز IVIM MRI کو ابتدائی طور پر پرفیوژن کا اندازہ کرنے اور دماغی پرفیوژن کے نقشے تیار کرنے کے لیے متعارف کرایا گیا تھا، دماغی ایکٹیویشن اسٹڈیز (BOLD fMRI کے تعارف سے پہلے) اور کلینیکل ایپلی کیشنز (اسٹروک، برین ٹیومر) کے لیے۔ حالیہ کام نے ایف ایم آر آئی سے آئی وی آئی ایم تصور کی صداقت کو ثابت کیا ہے، جس میں دماغ کے فعال علاقوں میں آئی وی آئی ایم پرفیوژن پیرامیٹرز میں اضافہ ہوا ہے، اور ایف ایم آر آئی سگنل میں مختلف ویسکولر شراکت کے بارے میں ہماری سمجھ میں مدد کرنے کے نقطہ نظر کی صلاحیت ہے۔ آئی وی آئی ایم ایم آر آئی کو ایف ایم آر آئی کے تناظر میں بھی منفی طریقے سے استعمال کیا گیا ہے۔ بولڈ ایف ایم آر آئی کی ایک حد اس کی مقامی ریزولوشن ہے، کیونکہ کسی حد تک بڑی شریانوں یا رگوں میں بہاؤ میں اضافہ بڑے نیورونل علاقوں کو کھلاتا یا نکالتا ہے۔ ایم آر آئی ترتیب (کم بی-ویلیوز کے مطابق) میں "ڈفیوژن" گریڈینٹ دالوں کو داخل کرنے سے، کوئی بھی بولڈ سگنل میں سب سے بڑے برتنوں (تیز بہاؤ سے وابستہ اعلی ڈی * ویلیوز کے ساتھ) کی شراکت کو کچل سکتا ہے اور ایکٹیویشن نقشوں کے مقامی ریزولوشن کو بہتر بنا سکتا ہے۔ کئی گروہوں نے اس چال پر انحصار کیا ہے، حالانکہ ہمیشہ IVIM تصور کا حوالہ دینے پر غور نہیں کیا جاتا ہے۔ یہ آئی وی آئی ایم تصور دیگر ایپلی کیشنز کو بہتر بنانے کے لیے بھی لیا گیا ہے، مثال کے طور پر، آرٹیریل اسپن لیبلنگ (اے ایس ایل) یا پرفیوزڈ سیل سسٹمز میں ایکسٹرا سیلولر فلوئڈ سے سگنل کو دبانے کے لیے۔ تاہم، آئی وی آئی ایم ایم آر آئی نے حال ہی میں دماغ میں نہیں بلکہ پورے جسم میں بھی ایپلی کیشنز کے لیے ایک حیرت انگیز بحالی کی ہے۔ گردے، یا یہاں تک کہ دل میں پہلے کے حوصلہ افزا نتائج کے بعد، آئی وی آئی ایم ایم آر آئی واقعی جگر کے استعمال کے لیے شروع ہوا۔ مثال کے طور پر، لوسیانی اور دیگر۔ پتہ چلا کہ سرہوٹک مریضوں میں ڈی * نمایاں طور پر کم ہو گیا تھا، جو آئی وی آئی ایم ماڈل کے مطابق خون کی رفتار (اور بہاؤ) کو کم کرنے کی طرف اشارہ کرتا ہے۔ (ایک اور نظریاتی، بلکہ غیر متوقع تشریح یہ ہوگی کہ جگر کے فائبراسس کے مریضوں میں کیپلری کے حصے لمبے یا زیادہ سیدھے ہو جاتے ہیں)۔ پرفیوژن فریکشن، ایف، جو آئی وی آئی ایم ماڈل میں خون کے حجم سے منسلک ہے، معمول پر رہا، جس سے یامادا اور دیگر کے پہلے نتائج کی تصدیق ہوتی ہے۔ تاہم، جگر کے سرسوس میں خون کا حجم کم ہونے کی توقع ہے۔ کسی کو یہ بات ذہن میں رکھنی ہوگی کہ آئی وی آئی ایم امیجنگ میں استعمال ہونے والی موشن سنسیٹائزیشن (بی ویلیوز) کی حد کے مطابق برتن کی اقسام کے لیے تفریقی حساسیت ہوتی ہے۔ تیز بہاؤ والے بڑے جہازوں سے سگنل بہت کم بی ویلیوز کے ساتھ تیزی سے غائب ہو جاتا ہے، جبکہ سست بہاؤ والے چھوٹے جہاز اب بھی 200 سیکنڈ/ملی میٹر 2 سے بڑی بی ویلیوز کے ساتھ حاصل کردہ آئی وی آئی ایم سگنل میں حصہ ڈال سکتے ہیں۔ یہ بھی دکھایا گیا ہے کہ پیرامیٹر f، جو اکثر پرفیوژن فریکشن سے متعلق ہوتا ہے، دو ماڈل کمپارٹمنٹس (خون/ٹشو) میں تفریق اسپن-اسپن نرمی کی شرحوں کے لیے حساس ہے اور اس طرح انتہائی پرفیوزڈ ٹشو میں اس کا زیادہ اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ اس اثر کی اصلاح ایک مختلف گونج وقت پر اضافی تصاویر کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔ بہت سی اور ایپلی کیشنز اب زیر تفتیش ہیں، خاص طور پر جسم میں کینسر کے مشتبہ مریضوں (پروسٹیٹ، جگر، گردے، پینکریاز وغیرہ) کی امیجنگ کے لیے۔ اور انسانی نال۔ آئی وی آئی ایم ڈفیوژن ایم آر آئی کی ایک اہم خصوصیت یہ ہے کہ اس میں برعکس ایجنٹ شامل نہیں ہوتے ہیں، اور یہ کچھ مریضوں میں نیفروجینک سسٹمک فائبروسس (این ایس ایف) کے خطرے میں پرفیوژن ایم آر آئی کے لیے ایک دلچسپ متبادل کے طور پر ظاہر ہو سکتا ہے۔ حوالہ جات مقناطیسی گونج امیجنگ