Imaging del tensore di diffusione, stato dell'arte e possibili sviluppi

Magnetic resonance Imaging, among all radiological techniques, allows to obtain the greatest variety of contrast weightings. This paper aims to assess the technique known as Diffusion Tensor Imaging (DTI), which is capable of generating images thanks to the pieces of information, given by the Diffusion Tensor Matrix. Anisotropy of water diffusion allows to study the characteristics of the environment around water itself. It is possible to assess the variation of diffusivity through multiple acquisitions taken by the application of specific pulse gradients of magnetic field along different directions. Tensor matrix includes both scalar and vectorial information. The former allow to construct the Scalar Maps, as for instance the Fractional Anisotropy map or the Mean Diffusivity map. This technique, though, has limits. Tensorial model, based on the assumption that water diffuses along one preferencial direction, fails in presence of crossing fibers. The necessity to overcome limitations of the tensorial model lead to the development of advanced techniques, analized in the final chapter of the paper.

La risonanza magnetica, tra tutte le tecniche di imaging radiologico, è sicuramente la metodica con maggior varietà di pesature di contrasto ottenibili. Questo lavoro si propone di analizzare la metodica nota come Diffusion Tensor Imaging (DTI), una tecnica in grado di produrre immagini grazie alle informazioni contenute nella matrice detta Tensore di Diffusione. L’anisotropia della diffusione dell’acqua permette di studiare le caratteristiche dell’ambiente in cui si trova. È possibile studiare la variazione della diffusività tramite ripetute acquisizioni eseguite applicando degli specifici gradienti pulsati di campo magnetico lungo direzioni diverse. La matrice Tensore contiene informazioni sia di tipo scalare sia di tipo vettoriale. Le prime permettono di costruire le Mappe Scalari come la mappa della Fractional Anisotropy o della Mean Diffusivity. Tale metodica, però, presenta dei limiti. Il modello tensoriale, che si fonda sul principio di base che l’acqua diffonda principalmente lungo una sola direzione, fallisce in presenza delle crossing fibers. La necessità di superare i limiti del modello tensoriale ha portato allo sviluppo di tecniche avanzate, che verranno analizzate nel capitolo finale.