Determining the partial volumes of brain tissue from spectroscopy voxels

MS tai magneettispektroskopia on kuvantamistekniikka, jolla saadaan tietoa kudosten metaboli ittikonsentraatioista tietystä tilavuudesta. Näistä konsentraatioarvoista voidaan tehdä potilaan diagnostiikkaan vaikuttavia johtopäätöksiä. Tekniikkaa voidaan käyttää myös aivokuvantamisessa. Aivot koostuvat pääasiassa kolmesta kudoksesta, jotka ovat selkäydinneste, valkoinen ja harmaa aine. MS:n kannalta on tärkeä tietää näiden aivokudosten suhteelliset tilavuusosuudet, koska tekni ikan resoluutio on huomattavasti pienempi kuin perinteisen magneettikuvantamisen. Jokaisella kudostyypillä on erilainen metaboliittiprofiili. Saadakseen merkityksellistä dataa, on otettava huomioon kudosten suhteelliset määrät. Tämä tieto voidaan saada segmentoimalla magneettiku vauksella muodostetut kuvat. Tässä työssä luotiin ohjelma, joka pystyy määrittämään suhteelliset tilavuusosuudet kuvauslait teen tuottamasta .rda-tiedostosta ja Nifti-tiedostosta. Nifti-tiedosto on magneettikuvauksella muo dostettu kolmiulotteinen kuvatiedosto ja .rda-tiedosto on valmistajan raakadataformaatti spek troskopiadatalle, jossa on tarvittava informaatio valitusta tilavuudesta. Ohjelma on toteutettu käyttäen Python ja JavaScript ohjelmointikieliä sekä FSL:n eri toimintoja. FSL on kattava kirjasto analyysityökaluja, joka on tarkoitettu aivojen kuvantamisdatan käsittelyyn. Ohjelman toimintavaiheet ovat: valitun tilavuuden koordinaattien määrittäminen FSL:n vokseli koordinaateissa, maskin luominen oikeaan orientaatioon ja sijaintiin, aivokudoksen erottaminen käyttäen FSL:n siihen tarkoitettua työkalua (BET), kuvan segmentointi käyttäen FSL:n segmen tointi työkalua (FAST), maskin rekisteröinti segmentoituihin kuviin ja suhteellisten tilavuuksien laskeminen. Ohjelmaa testattiin Meilahden Kolmiosairaalassa tätä työtä varten kuvattuun dataan. Dataan ku ului viisi eri spektroskopiatilavuutta eri osista aivoja ja T1-painoitteinen aivokuva. Ohjelmalle an nettiin tarvittavat tiedot .rda-tiedoston muodossa ja T1-painoitteinen aivokuva Nifti-tiedoston muo dossa. Ohjelma määritti näiden tiedostojen perusteella suhteelliset tilavuusosuudet jokaisesta vii destä tilavuudesta. Aivojen eri alueiden suhteellisissa tilavuusosuuksissa on yksilöllisiä vaihteluita, joten absoluuttista vertailuarvoa ei voi määrittää. Tulokset vastasivat valittujen tilavuuksien mah dollisia suhteellisia tilavuusosuuksia. Kehitettyä ohjelmaa voidaan käyttää tutkimuksissa, jotka tarvitsevat aivokudosten suhteelliset tilavuusosuudet spektroskopiatilavuudesta. Kliinisen käytön mahdollisuus vaatisi ohjelmalta DICOM-standardi tukea.

Grantor dc:publisher

Helsingin yliopisto

Year dc:date.issued

2022

Author dc:creator

• Halkoaho, Johannes

Contributors dc:contributor

• Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
• University of Helsinki, Faculty of Science
• Helsingfors universitet, Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten

Language dc:language.iso

eng

Identifier URI

URN:NBN:fi:hulib-202202251351

OAI identifier oai:identifier

oai:helda.helsinki.fi:10138/341022