We would like to thank Mr. Nachum Stern and Ms. Fanny Attar for their excellent technical assistance. H.D. holds the Fred and Andrea Fallek Chair for Breast Cancer Research.

<ol>
	<li>Turnbull, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+contrast-enhanced+MRI+in+the+diagnosis+and+management+of+breast+cancer.">Dynamic contrast-enhanced MRI in the diagnosis and management of breast cancer.</a> NMR Biomed. 22 (1), 28-39 (2009).</li><li>Sardanelli, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+imaging+of+the+breast:+recommendations+from+the+EUSOMA+working+group.">Magnetic resonance imaging of the breast: recommendations from the EUSOMA working group.</a> Eur J Cancer. 46 (8), 1296-1316 (2010).</li><li>Lehman, C. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+and+interpretation+time+of+computer-aided+detection+among+novice+and+experienced+breast+MRI+readers.">Accuracy and interpretation time of computer-aided detection among novice and experienced breast MRI readers.</a> AJR Am J Roentgenol. 200 (6), 683-689 (2013).</li><li>Riedl, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+imaging+of+the+breast+improves+detection+of+invasive+cancer,+preinvasive+cancer,+and+premalignant+lesions+during+surveillance+of+women+at+high+risk+for+breast+cancer.">Magnetic resonance imaging of the breast improves detection of invasive cancer, preinvasive cancer, and premalignant lesions during surveillance of women at high risk for breast cancer.</a> Clin Cancer Res. 13 (20), 6144-6152 (2007).</li><li>Heywang-K&#246;brunner, S. H., Hacker, A., Sedlacek, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+imaging:+the+evolution+of+breast+imaging.">Magnetic resonance imaging: the evolution of breast imaging.</a> Breast. 22 (2), 77-82 (2013).</li><li>Peters, N. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meta-analysis+of+MR+imaging+in+the+diagnosis+of+breast+lesions.">Meta-analysis of MR imaging in the diagnosis of breast lesions.</a> Radiology. 246 (1), 116-124 (2008).</li><li>Warner, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+review:+using+magnetic+resonance+imaging+to+screen+women+at+high+risk+for+breast+cancer.">Systematic review: using magnetic resonance imaging to screen women at high risk for breast cancer.</a> Ann Intern Med. 148 (9), 671-679 (2008).</li><li>Benndorf, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breast+MRI+as+an+adjunct+to+mammography:+Does+it+really+suffer+from+low+specificity?+A+retrospective+analysis+stratified+by+mammographic+BI-RADS+classes.">Breast MRI as an adjunct to mammography: Does it really suffer from low specificity? A retrospective analysis stratified by mammographic BI-RADS classes.</a> Acta Radiol. 51 (7), 715-721 (2010).</li><li>Thomassin-Naggara, I., De Bazelaire, C., Chopier, J., Bazot, M., Marsault, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trop+I+Diffusion-weighted+MR+imaging+of+the+breast:+advantages+and+pitfalls.">Trop I Diffusion-weighted MR imaging of the breast: advantages and pitfalls.</a> Eur J Radiol. 82 (3), 435-443 (2013).</li><li>Bogner, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion-weighted+MR+for+differentiation+of+breast+lesions+at+3.0+T:+how+does+selection+of+diffusion+protocols+affect+diagnosis.">Diffusion-weighted MR for differentiation of breast lesions at 3.0 T: how does selection of diffusion protocols affect diagnosis.</a> Radiology. 253 (2), 341-351 (2009).</li><li>Partridge, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+imaging+of+the+breast:+preliminary+clinical+findings+[abstr].">Diffusion tensor imaging of the breast: preliminary clinical findings [abstr].</a> Proceedings of the Fourteenth Meeting of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. , (2006).</li><li>Partridge, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+MRI:+preliminary+anisotropy+measures+and+mapping+of+breast+tumors.">Diffusion tensor MRI: preliminary anisotropy measures and mapping of breast tumors.</a> J Magn Reson Imaging. 31 (2), 339-347 (2010).</li><li>Partridge, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+magnetic+resonance+imaging+of+the+normal+breast.">Diffusion tensor magnetic resonance imaging of the normal breast.</a> Magn Reson Imaging. 28 (3), 320-328 (2010).</li><li>Baltzer, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+magnetic+resonance+imaging+of+the+breast:+a+pilot+study.">Diffusion tensor magnetic resonance imaging of the breast: a pilot study.</a> Eur Radiol. 21 (1), 1-10 (2011).</li><li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+the+parameters+for+diffusion+tensor+magnetic+resonance+imaging+data+acquisition+for+breast+fiber+tractography+at+1.5.">Optimization of the parameters for diffusion tensor magnetic resonance imaging data acquisition for breast fiber tractography at 1.5.</a> T. Clin Breast Cancer. 14 (1), 61-67 (2014).</li><li>Eyal, E., Degani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+and+apparatus+for+ductal+tube+tracking+imaging+for+breast+cancer+and+diagnosis+and+product.">Method and apparatus for ductal tube tracking imaging for breast cancer and diagnosis and product.</a> US Patent. , (2008).</li><li>Eyal, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+MRI+method+for+breast+cancer+detection+based+on+diffusion+tensor+tracking+of+the+ductal+trees+[abstr].">Novel MRI method for breast cancer detection based on diffusion tensor tracking of the ductal trees [abstr].</a> , 362 (2010).</li><li>Furman-Haran, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breast+cancer+detection+and+diagnosis+based+on+diffusion+tensor+imaging+[abstr].">Breast cancer detection and diagnosis based on diffusion tensor imaging [abstr].</a> , 515 (2011).</li><li>Eyal, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parametric+diffusion+tensor+imaging+of+the+breast.">Parametric diffusion tensor imaging of the breast.</a> Invest Radiol. 47 (5), 284-291 (2012).</li><li>Tagliafico, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+magnetic+resonance+imaging+of+the+normal+breast:+reproducibility+of+DTI-derived+fractional+anisotropy+and+apparent+diffusion+coefficient+at+3.0+T.">Diffusion tensor magnetic resonance imaging of the normal breast: reproducibility of DTI-derived fractional anisotropy and apparent diffusion coefficient at 3.0 T.</a> Radiol Med. 117 (6), 992-1003 (2012).</li><li>Cakir, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+diagnostic+performances+of+diffusion+parameters+in+diffusion+weighted+imaging+and+diffusion+tensor+imaging+of+breast+lesions.Eur.">Comparison of the diagnostic performances of diffusion parameters in diffusion weighted imaging and diffusion tensor imaging of breast lesions.Eur.</a> J Radiol. 82 (12), e801-e806 (2013).</li><li>Tsougos, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contribution+of+diffusion+tensor+imaging+and+magnetic+resonance+spectroscopy+for+the+differentiation+of+breast+lesions+at+3T.">The contribution of diffusion tensor imaging and magnetic resonance spectroscopy for the differentiation of breast lesions at 3T.</a> Acta Radiol. 55 (1), 14-23 (2014).</li><li>Wiederer, P. a. z. a. h. r. S., Leo, C., Nanz, D., Boss, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+breast+MRI:+2D+histogram+analysis+of+diffusion+tensor+parameters+in+normal+tissue.">Quantitative breast MRI: 2D histogram analysis of diffusion tensor parameters in normal tissue.</a> Magn Reson Mater Phy. 27, 185-193 (2014).</li><li>Nissan, N., Furman-Haran, E., Shapiro-Feinberg, M., Grobgeld, D., Degani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion-tensor+MR+imaging+of+the+breast:+hormonal+regulation.">Diffusion-tensor MR imaging of the breast: hormonal regulation.</a> Radiology. 271 (3), 672-680 (2014).</li><li>Cooper, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> On the Anatomy of the breast. , (1840).</li><li>Ohtake, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-assisted+complete+three-dimensional+reconstruction+of+the+mammary+ductal/lobular+systems:+implications+of+ductal+anastomoses+for+breast-conserving+surgery).">Computer-assisted complete three-dimensional reconstruction of the mammary ductal/lobular systems: implications of ductal anastomoses for breast-conserving surgery).</a> Cancer. 91 (12), 2263-2272 (2001).</li><li>Going, J. J., Moffat, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escaping+from+Flatland:+clinical+and+biological+aspects+of+human+mammary+duct+anatomy+in+three+dimensions.">Escaping from Flatland: clinical and biological aspects of human mammary duct anatomy in three dimensions.</a> J Pathol. 203 (1), 538-544 (2004).</li><li>Hancu, I., Govenkar, A., Lenkinski, R. E., Lee, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+shimming+approaches+in+3T+breast+MRI.">On shimming approaches in 3T breast MRI.</a> Magn Reson Med. 69 (3), 862-867 (2013).</li><li>Basser, P. J., Jones, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion-tensor+MRI:+theory,+experimental+design+and+data+analysis+-+a+technical+review.">Diffusion-tensor MRI: theory, experimental design and data analysis - a technical review.</a> NMR Biomed. 15 (7-8), 465-467 (2002).</li><li>Reese, T. G., Heid, O., Weisskoff, R. M., Wedeen, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+eddy-current-induced+distortion+in+diffusion+MRI+using+a+twice-refocused+spin+echo.">Reduction of eddy-current-induced distortion in diffusion MRI using a twice-refocused spin echo.</a> Magn Reson Med. 49 (1), 1771-1782 (2003).</li><li>Jezzard, P., Balaban, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correction+for+geometric+distortion+in+echo+planar+images+from+B0+field+variations.">Correction for geometric distortion in echo planar images from B0 field variations.</a> Magn Reson Med. 34 (1), 65-73 (1995).</li><li>Kelcz, F., Furman-Haran, E., Grobgeld, D., Degani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+testing+of+high-spatial+resolution+parametric+contrast-enhanced+MR+imaging+of+the+breast.">Clinical testing of high-spatial resolution parametric contrast-enhanced MR imaging of the breast.</a> AJR Am J Roentgenol. 179 (6), 1485-1492 (2002).</li><li>Le Bihan, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+imaging:+concepts+and+applications.">Diffusion tensor imaging: concepts and applications.</a> J Magn Reson Imaging. 13 (4), 534-546 (2001).</li><li>Marquardt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Algorithm+for+Least-Squares+Estimation+of+Nonlinear+Parameter.">An Algorithm for Least-Squares Estimation of Nonlinear Parameter.</a> SIAM Journal on Applied Mathematics. 11 (2), 431-441 (1963).</li><li>Jolliffe, I. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principal+Component+Analysis:+A+Beginner's+Guide+&#8212;+I.+Introduction+and+application.">Principal Component Analysis: A Beginner's Guide &#8212; I. Introduction and application.</a> Weather. 45 (10), 375-382 (1990).</li><li>Mayr, N. A., Staples, J. J., Robinson, R. A., Vanmetre, J. E., Hussey, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometric+studies+in+intraductal+breast+carcinoma+using+computerized+image+analysis.">Morphometric studies in intraductal breast carcinoma using computerized image analysis.</a> Cancer. 67 (11), 2805-2812 (1991).</li><li>Ramsay, D. T., Kent, J. C., Hartmann, R. A., Hartmann, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomy+of+the+lactating+human+breast+redefined+with+ultrasound+imaging.">Anatomy of the lactating human breast redefined with ultrasound imaging.</a> J Anat. 206 (6), 525-534 (2005).</li><li>Gooding, M. J., Mellor, M., Shipley, J. A., Broadbent, K. A., Goddard, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+mammary+duct+detection+in+3D+ultrasound.">Automatic mammary duct detection in 3D ultrasound.</a> Med Image Comput Comput Assist Interv. 8 (1), 434-441 (2005).</li><li>Reisert, M. M., Eyal, E., Grobgeld, D., Degani, H., Hennig, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+based+reconstruction+of+the+ductal+tree+[abstr].">Diffusion tensor based reconstruction of the ductal tree [abstr].</a> , 3649 (2011).</li><li>Jezzard, P., Clare, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sources+of+distortion+in+functional+MRI+data.">Sources of distortion in functional MRI data.</a> Hum Brain Mapp. 8 (2-3), 80-85 (1999).</li><li>Jones, D. K., Cercignani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Twenty-five+pitfalls+in+the+analysis+of+diffusion+MRI+data.">Twenty-five pitfalls in the analysis of diffusion MRI data.</a> NMR Biomed. 23 (7), 803-820 (2010).</li></ol>

יש לי המחברים אין לחשוף.

עבודה זו מדגימה את היכולת של DTI, נסרקה ב 3 T ברזולוציה מרחבית גבוהה (~ 8 מ&quot;מ 3), כדי למדוד in vivo הפרמטרים המותחים דיפוזי מים ברקמת fibroglandular השלם של שני השדיים. ההרכב של אלגוריתמים ותוכנה שפותחו במסגרת ניתוח זה אפשר מחקר של מערכי נתונים הגדולים ובו-זמנית DTI להציג מפות פרמטרית דיפוזיה של המקדמים השונים דיפוזיה, λ 1, λ 2, 3 λ, מדדי ADC ואנאיזוטרופיה λ 1 -λ 3, וFA של כל פרוסות החזה. עבודה זו גם מדגישה את הפוטנציאל של מקדמי דיפוזיה השונים ומדדי אנאיזוטרופיה כדי לזהות ולאבחן סרטן השד. הממצאים הצביעו על כך שהמקדם הדיפוזיה ראש, λ 1, הוא הפרמטר העיקרי לגילוי סרטן השד, עם יכולת משמעותית להבדיל ממאיר מרקמת שד נורמלית. Indepen המשניפרמטר שקע, עם רגישות גבוהה אך סגוליות נמוכים בהרבה מλ 1, הוא מדד אנאיזוטרופיה המרבי הפועל על מנת לאשר את זיהוי על ידי מקדם הדיפוזיה ראש. התוצאות גם הדגימו את היכולת של MRI כדי למדוד in vivo דיפוזיה מים כיוונית ולכמת את אנאיזוטרופיה של דיפוזיה במערכת כולה ductal / הבלוטות בשני השדיים. על מנת להבטיח את פרופיל דיוק אחיד של כיווני שיפוע 30 דיפוזיה מדידות אנאיזוטרופיים יושמו. הבחירה של הד-זמן הגבוה של 120 אלפיות שני, ואופטימיזציה של הרזולוציה מרחבית חשפה את ההגבלה של דיפוזיה המים בצינורות. הגודל הממוצע של צינורות רגילים נמסר להיות 90 מיקרומטר, עם ~ 70% בטווח של 40-100 מיקרומטר 36. על פי משוואת איינשטיין אומר עקירה של דיפוזיה מים חופשית, x = (6Dt) 1/2, כאשר D היא מקדם דיפוזיה מים החופשית ו- T דיפוזיהזמן. בניסוי שלנו x הוא כ 25 מיקרומטר, ולכן, רק חלק קטן ממולקולות המים ductal מוגבלים על ידי קירות ductal החלב, שמוביל לערכי FA הנמוכים יחסית בשד (ערכים העליונים ~ 0.3) בהשוואה לערכים שנמצאו בחומר לבן במוח (≥0.5). בסר אסטלי קופר לומד 25 נחשף כי רקמת שד אנושית מאורגנת באונות נפרדות, כל אחד מורכב מעץ ductal. מחקרי אולטרסאונד ראשוניים של שד מניק 37 ניסו, כמו גם זיהוי של מבני ductal חתך באמצעות מדידות צורה מסדר שני 38. עם זאת, אין שיטת הדמיה הצליחה עד כה חושפת את מערכות ductal שלמות בשני השדיים in vivo. האלגוריתם לקבלת מערכת עץ ductal 3D השלם מתוצאות DTI הוא עדיין בפיתוח, אבל וקטור מפות בבירור להפגין את הפוטנציאל לחשוף את האנטומיה מפורטת ומגוונת מאוד של עצי החלב. לאחרונה אניניסיון nitial של מעקב 3D מלא של השד המבוסס על מערכי נתונים DTI דווח 39. במסגרת עבודה זו יש מגבלות טכניות כבר שמו לב בשל דיכוי שומן לא יעיל ועיוותי EPI. דיכוי שומן הושג על ידי רצף הרוויה שומן (FAT-SAT) שהיה בדרך כלל יעיל בשד צפוף. עם זאת, בשדי שומן Spectral הבחירה מוחלש היפוך שחזור (SPAIR), שהוא יותר יעיל ופחות רגיש לinhomogeneity B1, יושם. היו לי פרוטוקולי דיפוזיה מבוססים EPI מגבלות נוספות בשל שיפוע זרמי מערבולת מושרה, B 0 inhomogeneity שדה והבדלי רגישות 40,41. מגבלות אלה ממוזערים באמצעות shimming האוטומטי וידני החוזר ונשנה באותות מים ושומן ובחירת מרווח הד האפשרי נמוך יותר. בנוסף, תיקון שלאחר עיבוד של עיוותים גיאומטריות היה לעתים מיושם כמתואר בפרוטוקול. בסך הכל, במקרה של שד צפוף עם אות מים חזקה שאפשר להתגבר על המגבלות הטכניות; עם זאת, 5 מקרים במחקר זה עם שדיים שומן מאוד לא יכלו להיות מנותחים בשל המגבלות לעיל. לסיכום, פרוטוקול ועיבוד תמונת כלים למותח דיפוזי שד MRI פותחו. המתודולוגיה בטוחה לחלוטין, מהירה, לא פולשנית וזה בדיוק דנה בארכיטקטורת שד ויכולה להקל על זיהוי של סרטן השד במרפאת. מקדם ראש דיפוזיה, λ 1, ומדד אנאיזוטרופיה המקסימאלי, λ 1 -λ 3, נמצאו לשמש כשני פרמטרים דיפוזיה עצמאיים לאיתור הסרטן. מחקרים קליניים בחולי סרטן השד הראו כי יעילות זיהוי עם שני פרמטרים אלה דומה לזו של DCE MRI. כך, מתעורר בשיטה זו מהבנה בסיסית של ארכיטקטורת השד ושל התפתחות הסרטן והסתמכותה על חשיפהשינויים משמעותיים לכימות, כמו גם היותו שיטה בטוחה ומהירה לעשות את זה כלי רב ערך לחקר היבטים התפתחותיים שונים מעורבים התפשטות ductal, ולבדיקת ההשפעה הקלינית שלה להקרנת סרטן השד במחקרים פרוספקטיביים בקנה מידה גדולים.

סרטן השד הוא הסיבה השכיחה ביותר של סרטן בקרב נשים בכל העולם. גילוי מוקדם של סרטן השד יש תפקיד קריטי בשיפור איכות החיים וההישרדות של חולות סרטן השד. השיטות המקובלות כיום לאבחון סרטן השד מבוססות על ממוגרפיה רנטגן ואולטרסאונד סריקה. רגיש והסגוליות של שיטות אלו, במיוחד לאיתור נגעים בשד צפוף מספיק, עוררו את הפיתוח של טכניקות אחרות, כוללים הדמיה בתהודה מגנטית שד (MRI). ניגודיות דינמית משופר (DCE) MRI כבר נקבע ככלי רב עוצמה לאיתור והאבחון של סרטן השד 1,2, והוא הקל לעתים קרובות על ידי אבחון בעזרת מחשב אומר 3. כיום הוא משמש למקרים מיוחדים, כגון חולים בסיכון גבוהים 4, אך לא לבדיקה שגרתית, ככל הנראה בגלל העלויות גבוהות, את הצורך בשימוש בהזרקת חומר ניגוד של, חוסר סטנדרטיזציהnd הסגוליות משתנה באבחנה שפירה מנגעים ממאירים החל / ערכים מתונים נמוכים 5,6 לערכים גבוהים שהתקבלו באמצעות ממוגרפיה המשולבת וDCE-MRI 7,8. לאחרונה, דיפוזיה משוקללת MRI ומפות של מקדם הדיפוזיה לכאורה (ADC) וכתוצאה מכך הוערכה כשיטת השלמה לDCE-MRI והוא הראה כי ערכי ADC יכול לעזור להבחין בין סוגי הסרטן, נגעים שפירים ורקמת שד נורמלית 9,10 . בנוסף, מחקרי הדמיה של השד המותח דיפוזי (DTI) היו ביוזמת במתנדבים וחולים עם נגעי שד בריאים בעוצמת שדה של 1.5 T 11-15 ושל 3 T 16-24. רוב המחקרים הללו דיווחו ADC ואנאיזוטרופיה השבר (FA) ערכי 11,12,14,15,20-23 ומצא שני פרמטרים אלה להיות לשחזור עם ערכי ADC יותר לשחזור מ FA 13,20. התוצאות של מחקרים אלה מצביעות על כך שנגעים ממאירים להציג ערכי ADC נמוכים כמו compared לנגעים שפירים ורקמה נורמלים, עם זאת, תוצאות סותרות דווחו על הערכים ויכולת אבחון של FA 11,12,14,20-23. בסט של 3 T- מחקרי DTI את ערכיה של הערכים עצמיים ווקטורים עצמיים שלושה מותח במסגרת רקמת השד דווחו גם כן, והתוצאות הוצגו במפות וקטור של eigenvector העיקרי ומפות פרמטרית של הערכים העצמיים, ADC, FA ואנאיזוטרופיה מקסימאלי מדד 16-19,24. במחקרים אלה הערכים העצמיים דיפוזיה העיקריות ואנאיזוטרופיה המקסימאלי הוצגו לשמש כפרמטרים עצמאיים הרגישים ביותר לגילוי והאבחון של נגעי הסרטן השד מורכב מרקמת fibroglandular ורקמת שומן. רקמת fibroglandular מורכבת נוספת של אונות רבות, שהם משתנים מאוד בגודל ובצורה. כל מיקרו אונה כולל עץ הפונקציונלי החלב ואוניות הקשורים יוצרות רקמת הבלוטות, וחיבור לאינטרנט אלחוטי שמסביברקמה בראוס. רוב גידולים ממאירים החלב להתחיל על ידי התפשטות חריגה של תאי האפיתל בצינורות או אוניות, המתפתחים בקרצינומה באתר, אשר על ידי חדירה לתוך הרקמה הסובבת להפוך לקרצינומה חודרנית. לכן, ductal / המבנים lobular הם אזור חיוני של חקירה של שינוי שד ממאיר. התכונות המבניות של עצי ductal נחקרו ראשונה vivo לשעבר בשנת 1840 על ידי סר אסטלי קופר באמצעות הזרקה של שעווה צבעונית לצינוריות של דגימות כריתת שד 25. לאחרונה, מעקב אחר מחשב נגזר עצי ductal כל-שד הושג בכמה שדיים אנושית באמצעות דגימות כריתת שד 26,27. העבודה שהוצגה כאן מראה כי פרמטרים המתקבלים על ידי הדמיה המותחת דיפוזי in vivo לספק מידע הקשור לתכונות microstructural רקמת החלב שונות, מה שמאפשר גם גילוי סרטן השד לא פולשני. Pעקרונות שבבסיס hysical הדמיה מותח דיפוזי שד מבוססים על יכולת MRI כדי למדוד ולכמת דיפוזיה מים איזוטרופי בסביבות מוגבלות 28. באופן כללי, דיפוזיה מים בפתרונות הומוגנית היא בחינם ואיזוטרופי, עם זאת, אם תנועת המים הופסקה בגלל הגבלה על ידי קירות בלתי חדירים דיפוזיה הופכת אנאיזוטרופיים עם מקביל מהירה חינם דיפוזיה לקירות ודיפוזיה מוגבלת איטי יותר בניצב לקירות ( איור 1). דיפוזיה מים ברקמות היא מורכבת ותלויה בתכונות מבניות ופיזיולוגיות של תאי התוך וחוץ-תאיים כוללים &#39;גדלים, תאי תאי צפיפות, tortuosity תאי והחלפת מים דרך ממברנות, כמו גם על נוכחותם של כלי דם ורשתות הלימפה (איור 2). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig1highres.jpg" /><bדיפוזיה חינם ומוגבלת ציור סכמטי של דיפוזיה מולקולת מים חופשית (משמאל) ודיפוזיה מוגבלת על ידי קירות בלתי חדירים (מימין): r /&gt; איור 1.. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig2highres.jpg" /> איור 2: דיפוזיה המורכבת ברקמת ציור סכמטי של דיפוזיה מים במערכת סלולרית מראה תנועת מולקולות מים בתאים התאיים ו תאיים והחלפת מים (חיצים) בין שני תאים אלה.. בשל המאפיינים האדריכליים הספציפיים של שד דיפוזיה של מולקולות מים בצינורות ואוניות החלב להציג דוגמא מסוימת של תנועה מוגבלת ואיזוטרופי: במקביל לקירות של הצינורות ואוניות דיפוזיה קרובה לזה של דיפוזיה ללא תשלום, אך בכיוונים ניצבת לקירות הוא מוגבל על ידי הקירות, מורכב משנישכבות של קרום תא ומרתף. כתוצאה מכך דיפוזיה במערכת ductal / בלוטות היא יחסית מהירה ואיזוטרופי. מצד השני, דיפוזיה ברקמה הסיבית החיבור המקיפה את הצינוריות היא מהירה ואיזוטרופיים כתוצאה מתכולת מים הגבוהים וצפיפות תאים נמוכה ברקמה זו (איורים 3 ו -4). בנוכחות של גידול ממאיר, חסימה של הצינוריות והאוניות על ידי תאי סרטן מגבירה את tortuosity והגבלה של תנועת המים, גורם להפחתה במקדמי דיפוזיה לכל הכיוונים ובתנועת איזוטרופי (איור 3 ו -4). <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig3highres.jpg" /> איור 3: דיפוזיה באוניות שד ציור סכמטי של חתך דרך האוניות ודיפוזיה המים בתוך lobule אחד.. משמאל: דיפוזיה של מים המוגבלים על ידי קירות האוניות מראים מהירבמקביל דיפוזיה לקירות ופיזור מוגבל בניצב לקירות. מימין: דיפוזיה באוניות עם תאים סרטניים. דיפוזיה בתא תאי מתעכבת מאוד אבל דומה לכל הכיוונים, ולכן, כמעט איזוטרופיים. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig4highres.jpg" /> איור 4:. דיפוזיה מים במערכת עץ ductal שמאל: צינוריות החלב מוזרקים עם שעווה צבעונית, המראות כיוונם המוקרן, ובין ההשלכה שלהם 25. התיכון: ציור סכמטי של עץ ductal נורמלי עם וקטורים המציינים את דיפוזיה בתוך הצינורות (חיצים שחורים) וברקמת החיבור (חיצים ירוקים). מימין: ציור סכמטי של עץ ductal עם שני לוקוסים של תאי סרטן (סגולים). חיצים אדומים להפגין דיפוזיה בסרטן. מאמר זה מתאר בפירוט את שיטת הסריקה המותחת דיפוזי ויחסי הציבוראלגוריתמי ocessing וניתוח תוכנה של מערכי נתונים DTI שאפשרו גילוי ממאירות שד. כל סוגי הסרטן אושרו על ידי ממצאים של ביופסית histopathology שד ו / או דגימות כירורגית. אנו גם מתארים את פרוטוקול סריקת T2 המשוקלל לקבלת התכונות אנטומיים שד, כמו גם את פרוטוקול סריקת DCE ששימש כשיטת התייחסות להערכת רגישות זיהוי DTI. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52048/52048fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1079">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:364px;">Material/Equipment&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td style="width:180px;">Company/ Catalog No.&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td style="width:355px;">Comments/ Description</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="41" rowspan="2" style="height:41px;width:364px;">Magnetol-Gadopentetatedimeglumine</td>
			<td rowspan="2" style="width:180px;">Soreq, Yavne, Israel</td>
			<td rowspan="2" style="width:180px;"></td>
			<td rowspan="2" style="width:355px;">0.5M</td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="41" rowspan="2" style="height:41px;width:364px;">3 Tesla MRI scanner,&#160; MAGNETON Trio&#160;&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:180px;">Siemens, Erlangn, Germany</td>
			<td rowspan="2" style="width:180px;"></td>
			<td rowspan="2" style="width:355px;">120</td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:364px;">Bilateral breast&#160; array coil&#160;&#160;</td>
			<td style="width:180px;">Siemens, Erlangn, Germany</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td style="width:355px;">4-channel</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:364px;">Bilateral breast&#160; array coil&#160;&#160;</td>
			<td style="width:180px;">In-Vivo, Orlando FA</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td style="width:355px;">7.channel</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="41" rowspan="2" style="height:41px;">Automated pump, Spectris Solaris MR Injector&#160;&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:180px;">Medrad, Indianola , PA&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:180px;"></td>
			<td rowspan="2" style="width:355px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="61" rowspan="3" style="height:61px;width:364px;">DTI Image processing software&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td rowspan="3" style="width:180px;">Home-built</td>
			<td rowspan="3" style="width:180px;"></td>
			<td rowspan="3" style="width:355px;">Property of Yeda Research and Development Co.&#160; Ltd http://www.yedarnd.com/ContactUs.asp&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:364px;">3TP Image processing software</td>
			<td style="width:180px;">Home-built</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td style="width:355px;">Property of Yeda Research and Development Co.&#160; Ltd http://www.yedarnd.com/ContactUs.asp&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tracking the mammary architectural features and detecting breast cancer with magnetic resonance diffusion tensor imaging

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of life and survival of breast cancer patients. In this paper a new approach for the detection of breast cancer is described, based on tracking the mammary architectural elements using diffusion tensor imaging (DTI). 
The paper focuses on the scanning protocols and image processing algorithms and software that were designed to fit the diffusion properties of the mammary fibroglandular tissue and its changes during malignant transformation. The final output yields pixel by pixel vector maps that track the architecture of the entire mammary ductal glandular trees and parametric maps of the diffusion tensor coefficients and anisotropy indices. 
The efficiency of the method to detect breast cancer was tested by scanning women volunteers including 68 patients with breast cancer confirmed by histopathology findings. Regions with cancer cells exhibited a marked reduction in the diffusion coefficients and in the maximal anisotropy index as compared to the normal breast tissue, providing an intrinsic contrast for delineating the boundaries of malignant growth. Overall, the sensitivity of the DTI parameters to detect breast cancer was found to be high, particularly in dense breasts, and comparable to the current standard breast MRI method that requires injection of a contrast agent. Thus, this method offers a completely non-invasive, safe and sensitive tool for breast cancer detection.

השיטה בתחילה נבדקה והוכיחה על ידי הסריקה מתנדבת בריאים בשלבים שונים הורמונליים. איור 11 הפגינו מפות פרמטרית ווקטור שהושגו באמצעות התוכנה של פרוסת מתנדבת צעיר ובריא עם גבוה יחסית חלק קטן של רקמת fibroglandular מרכזית שלנו, כפי שניתן לראות בבירור על התמונה המשוקללת T2 (כל האזורים האפורים הם רקמת fibroglandular ואזורים בהירים הם שומן). הכיוון של מקדם הדיפוזיה ראש λ 1 מוצג בv1 מפת הווקטור עם חלק גדול של פיקסלים והצביעו לעבר הפטמה. כצפוי את ערכיה של דיפוזיה מקדמים מותח לרדת מλ 1 עד 2 λ λ ל3. באמצעות שלושת מקדמי דיפוזיה אלה אפשרו חישוב של ADC diffusivity הממוצע, אנאיזוטרופיה השבר (FA) ואנאיזוטרופיה המקסימאלי, λ 1 - λ 3. שים לב במפות של FA וλ 1 - λ <sub&gt; 3 הגבוהה ההלימה בפריסה המרחבית של הערכים של שני מדדים אלו. בנשים בגיל הבלות השדיים הם בדרך כלל פחות צפוף כפי שמוצגים בדוגמא באיור 13 למתנדב נורמלי בן 63 שנה. מקדמי דיפוזיה נמוכים בהתנדבות הקשישים אבל מדדי אנאיזוטרופיה גבוהים, אולי בגלל הקוטר התחתון של הצינורות ואוניות ולכן, הגבלה גבוהה שהוטלה על דיפוזיה בכיוונים מאונך לקירות ductal. דוגמא נוספת הממחישה את הרגישות של מותח לגודל של הצינוריות מוצגת בדוגמא של התנדבות מניקות באיור 14. מאז חלב הוא קולואיד של כדוריות שומן בתוך נוזל על בסיס מים המכיל פחמימות מומסים ואגרגטים חלבון עם מינרלים , הצמיגות של חלב היא גבוהה יותר מזה של הנוזל הנורמלי מים בצינורות, ובכך, מקדמי דיפוזיה מים שדיים מניק הם lower מאלה של נשים לפני גיל המעבר 24. יתר על כן, הצינורות ליד הפטמה גדולים וההגבלה בכיוונים המאונכות לצינוריות היא נמוכה יותר מאשר בשד שאינו מניק, וכתוצאה מכך מדדי אנאיזוטרופיה נמוכים גם כן. עם זאת באזורי -posterior lobular של השד המניק אנאיזוטרופיה עדיין גבוה. בחולים עם ממאירות השינוי העיקרי בפרמטרים המותחים דיפוזי מוצג בירידה משמעותית בשלושת מקדמי דיפוזיה. השינויים בλ 1 נמצאו כדי לספק את הניגוד הגבוה ביותר יחס רעש 19. מחקר זה כלל 68 חולים עם הפתולוגיה אישרה כולל 33 חולים שאובחנו עם סרטן ductal פולשנית (IDC), 19 עם קרצינומה ductal באתר (DCIS), 13 עם סרטן פולשני lobular (ILC) ו- 3 עם ממאירויות אחרות. היו כמה חולי מוקדי רב או סרטן השד ממוקד רב. גודלו של הסרטן ואריed 3-95 מ&quot;מ עם חציון של טווח מ&quot;מ וinterquartile 14 של 10 עד 30 מ&quot;מ. בכל החולים הללו שיעור זיהוי של DCE וDTI היה דומה. עם זאת, 5 מקרים שהראו שיפור בDCE ואושרו על ידי פתולוגיה כסרטן לא נכלל בניתוח DTI בשל בעיות טכניות בשדיים שומן, הקשורים בעיקר לinhomogeneity שדה ודיכוי שומן מספיק וכתוצאה מעיוותים וחפצים. איורים 15, 16 ו -17 להפגין מפות פרמטרית טיפוסיות של שני הפרמטרים העיקריים דיפוזיה λ 1 λ ו1 - λ 3 המשמשים לאיתור מחלות ממאירות שד. מופעי נתון זה, בנוסף לT2 תמונות משוקללים, את התוצאות של ניתוח DCE בשיטת הצבעים 3TP. כפי שהוסבר במבוא הנוכחות של תאים ממאירים בבלוטות או באוניות וסביבתם לעכב את דיפוזיה בתא תאי הפחתה משמעותית tהוא דיפוזיה מקדמים. בנוסף, אנאיזוטרופיה בשל מבני ductal הולך ונעלם כמו התאים הסרטניים מתפשטים לכל הכיוונים באופן כאוטי ללא כיוון ברור. FA הוא לא פרמטר נאות לגילוי סרטן השד מאז הנורמליזציה של פרמטר זה כדי diffusivity הממוצע מובילה לערכים גבוהים של FA בסרטן דומה לאלו ברקמה נורמלית 19. עם זאת, אנאיזוטרופיה המקסימאלי מספק אמצעי לגילוי הסרטן (איורים 15-17). אף על פי כן, משום שהרקמה הסיבית החיבור היא גם קרובה לאיזוטרופיים ולהציג ערכים נמוכים של אנאיזוטרופיה מקסימאלי, פרמטר זה הוא פחות ספציפי מאשר λ מקדם דיפוזיה 1 ומשמש כפרמטר משני לλ 1. איור 17 גם מדגים את היכולת של DTI לאפיין תגובה לכימותרפיה neoadjuvant. בדוגמא זו, החולה הגיב באופן מלא לטיפול (4 מחזורים של מודעותriamycin + Cycloxane -, ואחרי 4 מחזורים של טקסול). ואכן, התגובה לטיפול גרמה לעלייה משמעותית במקדמי דיפוזיה לערכים אופייניים לרקמת שד רגילה, דבר המצביעה על הנוכחות של רקמת חיבור מתקן שהחליפה את תאי הסרטן. תוצאות דומות התקבלו ב -4 מטופלים אחרים שהגיבו לטיפול. <img alt="איור 13" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig13highres.jpg" /> איור 13: פלט של מפות DTI פרמטרית של פרוסת חזה מרכזית של מתנדב בריא בן 63 מעולף על התמונה המשוקללת T2 של אותה פרוסת דיר.. - מפת הכיוון עם אדום המצביעה שמאל לימין קדמי, ירוק מציינים אל אחורית וירוקה ראש המצביע לכיווני רגליים. שים לב שהווקטורים מסומנים בקווים לבנים. כל מקדמי דיפוזיה ומדד אנאיזוטרופיה המקסימאלי הם ביחידות של x10 1 -3 מ&quot;מ 2 / sec. FA הוא יחידה-פחות. סרגל קנה המידה בנ&quot;צ הווקטורERS לאורך של 20 מ&quot;מ וסרגל קנה המידה בתמונה T2 מתייחס לאורך של 20 מ&quot;מ בכל התמונות שנותרו. <img alt="איור 14" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig14highres.jpg" /> איור 14: פלט של מפות DTI פרמטרית של פרוסת חזה מרכזית של מתנדב מניקות בן 40 מעולף על התמונה המשוקללת T2 של אותה פרוסת דיר.. - מפת הכיוון עם אדום המצביעה שמאל לימין קדמי, ירוק מציינים אל אחורית וירוקה ראש המצביע לכיווני רגליים. כל מקדמי דיפוזיה ומדד אנאיזוטרופיה המקסימאלי הם ביחידות של x10 1 -3 מ&quot;מ 2 / sec. FA הוא יחידה-פחות. שים לב במפת מפת הכיוון והווקטור שרוב פיקסלים מיושרים לכיוון הפטמה. כמו כן שימו לב מקדמי דיפוזיה הנמוכים יחסית לערכים באיורים 7 ו -10 מתנדבים בריאים. סרגל קנה המידה במפת הווקטור מתייחס לאורך של 20 מ&quot;מ וסרגל קנה מידה בתמונה T2 מתייחס לאורך של 20 מ&quot;מ בכל התמונות שנותרו. <img alt="איור 15" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig15highres.jpg" /> איור 15:. מפות פרמטרים של λ 1 λ ו1 - λ 3 בחולה בת 38 עם סרטן ductal רב מוקדי פולשנית בst הגלם 1 הפרמטרים DTI מוצגים עם סף של 1.7 x 10 -3 מ&quot;מ 2 / sec לλ 1 ו 0.6 מ&quot;מ 2 / sec לλ 1 -λ 3 (כל הערכים מעל הסף הם בצבע סגול). ב 2 nd גלם, הערכים מעל הסף אינם צבעוניים ולהראות את התמונה המשוקללת T2 הבסיסית. הדמות כוללת גם בעמודת 1 st על תמונה משוקללת T2 עזב ומפה פרמטרית DCE, מתקבלת על ידי שיטת 3TP, מאותו הפרוסה כמפות פרמטרית DTI. סרגל קנה המידה בתמונה T2 מתייחס לאורך של 20 מ&quot;מ in כל התמונות. שים לב שהרזולוציה מרחבית במטוס של תמונות DCE היא בערך פי שניים גבוהים יותר מזה של DTI, לעומת זאת, יש הלימה חזותית גבוהה במיקום והגודל של 3TP וλ 1 המפות פרמטרית. <img alt="איור 16" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig16highres.jpg" /> איור 16: מפות פרמטרים של λ 1 λ 1 ו-λ 3 בחולה בן 60 שנים עם הציון נמוך DCIS הדמות כוללת גם בעמודת -1 בתמונה מהשמאל T2 משוקללת ומפה פרמטרית DCE, מתקבל על ידי. שיטת 3TP, מאותו הפרוסה כמפות פרמטרית DTI. סרגל קנה המידה בתמונה T2 מתייחס לאורך של 20 מ&quot;מ בכל התמונות. שים לב ליכולת של DTI לגילוי סרטן בשד שומני מאוד. <img alt="איור 17" src="/files/ftp_upload/52048/52048fig17highres.jpg" /> איור 17: מפות פרמטרים של λ 1 λ ו1 - λ 3 בחולה בת 39 עם סרטן lobular פולשנית לפני ואחרי כימותרפיה neoadjuvant המטופל נסרק פעמיים, פעם אחת לפני הטיפול וברגע שלפני הניתוח, לאחר 4 מחזורים של Adryamicin +. מחזורי Cycloxan ו -4 לטקסול. שים לב לעלייה בλ 1 ובλ 1 -λ 3 באזורי הסרטן שהגיבו לטיפול. 1 תמונות מופעי גלם st הושגו לפני הטיפול ו-2 מופעי גלם התמונות של בערך באותו האזור כמו בשורת 1 st, שהושגו לפני הניתוח. לפני אזורי סרטן הטיפול הציגו λ 1 λ 1 ו-λ 3 ערכים מתחת לסף שלהם, ואחרי טיפול שני פרמטרים אלה עלו לערכים מעל הסף שלהם. הדמות כוללת גם בעמודת -1 בתמונות T2 משוקללים עזבו; בעמודת 2 nd מותמונת ltiple הקרנה-MIP, שהושג על ידי הפחתת התמונות מראש לעומת זאת מהתמונות שלאחר לעומת 2 דקות; בעמודת 3 ​​rd מפות פרמטרית DCE מתקבלות על ידי שיטת 3TP. סרגל קנה המידה בתמונה T2 מתייחס לאורך של 20 מ&quot;מ בכל התמונות

Watch this Scientific Journal Video about Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging at JoVE.com

Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

We describe how to obtain parametric and vector maps of the diffusion tensor of the breast using magnetic resonance imaging. The protocol and final output following imaging processing are tailored for tracking breast architectural features and detecting breast malignancy.

סרטן שד מעקב מאפיינים אדריכליים החלב וזיהוי עם דימות מותחת דיפוזי תהודה מגנטית

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of ...

tracking-mammary-architectural-features-detecting-breast-cancer-with

Research

JoVE Journal

Medicine

22.1K Views.  Weizmann Institute of Science. We describe how to obtain parametric and vector maps of the diffusion tensor of the breast using magnetic resonance imaging. The protocol and final output following imaging processing are tailored for tracking breast architectural features and detecting breast malignancy. 

Video: Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

תהודה מגנטית נגזר מסננים הערכה שריר הלב באמצעות מעקב אחר תכונות

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral symptoms displayed by individuals with autism. While structural neuroimaging findings have provided some insights into brain abnormalities in autism, the consistency of such findings is questionable. Functional neuroimaging, on the other hand, has been more fruitful in this regard because autism is a disorder of dynamic processing and allows examination of communication between cortical networks, which appears to be where the underlying problem occurs in autism. Functional connectivity is defined as the temporal correlation of spatially separate neurological events1. Findings from a number of recent fMRI studies have supported the idea that there is weaker coordination between different parts of the brain that should be working together to accomplish complex social or language problems2,3,4,5,6. One of the mysteries of autism is the coexistence of deficits in several domains along with relatively intact, sometimes enhanced, abilities. Such complex manifestation of autism calls for a global and comprehensive examination of the disorder at the neural level. A compelling recent account of the brain functioning in autism, the cortical underconnectivity theory,2,7 provides an integrating framework for the neurobiological bases of autism. The cortical underconnectivity theory of autism suggests that any language, social, or psychological function that is dependent on the integration of multiple brain regions is susceptible to disruption as the processing demand increases. In autism, the underfunctioning of integrative circuitry in the brain may cause widespread underconnectivity. In other words, people with autism may interpret information in a piecemeal fashion at the expense of the whole. Since cortical underconnectivity among brain regions, especially the frontal cortex and more posterior areas 3,6, has now been relatively well established, we can begin to further understand brain connectivity as a critical component of autism symptomatology.
A logical next step in this direction is to examine the anatomical connections that may mediate the functional connections mentioned above. Diffusion Tensor Imaging (DTI) is a relatively novel neuroimaging technique that helps probe the diffusion of water in the brain to infer the integrity of white matter fibers. In this technique, water diffusion in the brain is examined in several directions using diffusion gradients. While functional connectivity provides information about the synchronization of brain activation across different brain areas during a task or during rest, DTI helps in understanding the underlying axonal organization which may facilitate the cross-talk among brain areas. This paper will describe these techniques as valuable tools in understanding the brain in autism and the challenges involved in this line of research.

Neuroimaging techniques, such as functional MRI and Diffusion Tensor Imaging have become increasingly useful in characterizing the cognitive and neural deficits in autism. An examination of brain connectivity in autism at a network level along with adaptations for scanning children with developmental disabilities is presented.

לחקור את המוח באוטיזם באמצעות fMRI ו דימות מותח דיפוזי

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral ...

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

רב מודלי הדמיה של אנגיוגנזה מודל עכברים עירום של גרורות סרטן השד עצם באמצעות דימות תהודה מגנטית, טומוגרפיה ממוחשבת נפחית ו אולטראסאונד

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Time-lapse Imaging of Primary Preneoplastic Mammary Epithelial Cells Derived from Genetically Engineered Mouse Models of Breast Cancer

Time-lapse imaging can be used to compare behavior of cultured primary preneoplastic mammary epithelial cells derived from different genetically engineered mouse models of breast cancer. For example, time between cell divisions (cell lifetimes), apoptotic cell numbers, evolution of morphological changes, and mechanism of colony formation can be quantified and compared in cells carrying specific genetic lesions. Primary mammary epithelial cell cultures are generated from mammary glands without palpable tumor. Glands are carefully resected with clear separation from adjacent muscle, lymph nodes are removed, and single-cell suspensions of enriched mammary epithelial cells are generated by mincing mammary tissue followed by enzymatic dissociation and filtration. Single-cell suspensions are plated and placed directly under a microscope within an incubator chamber for live-cell imaging. Sixteen 650 &mu;m x 700 &mu;m fields in a 4x4 configuration from each well of a 6-well plate are imaged every 15 min for 5 days. Time-lapse images are examined directly to measure cellular behaviors that can include mechanism and frequency of cell colony formation within the first 24 hr of plating the cells (aggregation versus cell proliferation), incidence of apoptosis, and phasing of morphological changes. Single-cell tracking is used to generate cell fate maps for measurement of individual cell lifetimes and investigation of cell division patterns. Quantitative data are statistically analyzed to assess for significant differences in behavior correlated with specific genetic lesions.

Time-lapse imaging is used to assess behavior of primary preneoplastic mammary epithelial cells derived from genetically engineered mouse models of breast cancer risk to determine if there are correlations between specific behavioral parameters and distinct genetic lesions.

הדמית זמן לשגות של תאי אפיתל חלב Preneoplastic ראשוניים הנגזרת ממודלי עכבר מהונדס גנטי של סרטן השד

Time-lapse  imaging can be used to compare behavior of cultured primary preneoplastic  mammary epithelial cells derived from different genetically ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present applications are designed to investigate differences of WM involvement patterns in different brain diseases, especially neurodegenerative disorders, by use of different DTI analyses in comparison with matched controls. 	
DTI data analysis is performed in a variate fashion, i.e. voxelwise comparison of regional diffusion direction-based metrics such as fractional anisotropy (FA), together with fiber tracking (FT) accompanied by tractwise fractional anisotropy statistics (TFAS) at the group level in order to identify differences in FA along WM structures, aiming at the definition of regional patterns of WM alterations at the group level. Transformation into a stereotaxic standard space is a prerequisite for group studies and requires thorough data processing to preserve directional inter-dependencies. The present applications show optimized technical approaches for this preservation of quantitative and directional information during spatial normalization in data analyses at the group level. On this basis, FT techniques can be applied to group averaged data in order to quantify metrics information as defined by FT. Additionally, application of DTI methods, i.e. differences in FA-maps after stereotaxic alignment, in a longitudinal analysis at an individual subject basis reveal information about the progression of neurological disorders. Further quality improvement of DTI based results can be obtained during preprocessing by application of a controlled elimination of gradient directions with high noise levels.	
In summary, DTI is used to define a distinct WM pathoanatomy of different brain diseases by the combination of whole brain-based and tract-based DTI analysis.

Diffusion tensor imaging (DTI) basically serves as an MRI-based tool to identify in vivo the microstructure of the brain and pathological processes due to neurological disorders within the cerebral white matter. DTI-based analyses allow for application to brain diseases both at the group level and in single subject data.

הדמיית תהודה מגנטית מותחת דיפוזי בניתוח של מחלות ניווניות

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe respiratory motion artifact in the abdominal area. Orthotopic tumor models offer advantages over subcutaneous ones, because those can reflect the primary tumor microenvironment affecting blood supply, neovascularization, and tumor cell invasion. We have recently established a protocol of DCE-MRI of orthotopic pancreatic tumor xenografts in mouse models by securing tumors with an orthogonally bent plastic board to prevent motion transfer from the chest region during imaging. The pressure by this board was localized on the abdominal area, and has not resulted in respiratory difficulty of the animals. This article demonstrates the detailed procedure of orthotopic pancreatic tumor modeling using small animals and DCE-MRI of the tumor xenografts. Quantification method of pharmacokinetic parameters in DCE-MRI is also introduced. The procedure described in this article will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy.

הדמיית תהודה מגנטית משופרת ניגודיות דינמית של דגם orthotopic סרטן לבלב עכבר

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics disturbance in affected cells. Diffusion weighted magnetic resonance imaging (MRI) identifies regions that are damaged, potentially irreversibly, by hypoxia-ischemia. Alterations in glucose utilization in the affected tissue may be detectable by positron emission tomography (PET) imaging of 2-deoxy-2-(18F)fluoro-&#7429;-glucose ([18F]FDG) uptake. Due to the rapid and variable nature of injury in this animal model, acquisition of both modes of data must be performed simultaneously in order to meaningfully correlate PET and MRI data. In addition, inter-animal variability in the hypoxic-ischemic injury due to vascular differences limits the ability to analyze multi-modal data and observe changes to a group-wise approach if data is not acquired simultaneously in individual subjects. The method presented here allows one to acquire both diffusion-weighted MRI and [18F]FDG uptake data in the same animal before, during, and after the hypoxic challenge in order to interrogate immediate physiological changes.

The method presented here uses simultaneous positron emission tomography and magnetic resonance imaging. In the cerebral hypoxia-ischemia model, dynamic changes in diffusion and glucose metabolism occur during and after injury. The evolving and irreproducible damage in this model necessitates simultaneous acquisition if meaningful multi-modal imaging data are to be acquired.

ההדמיה PET / MRI בו זמנית בעכבר מוחין היפוקסיה-איסכמיה

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher magnetic field strengths and potentially provides improved signal contrast and spatial resolution. While promising results have been achieved, ultra-high field CMR is challenging due to energy deposition constraints and physical phenomena such as transmission field non-uniformities and magnetic field inhomogeneities. In addition, the magneto-hydrodynamic effect renders the synchronization of the data acquisition with the cardiac motion difficult. The challenges are currently addressed by explorations into novel magnetic resonance technology. If all impediments can be overcome, ultra-high field CMR may generate new opportunities for functional CMR, myocardial tissue characterization, microstructure imaging or metabolic imaging. Recognizing this potential, we show that multi-channel radio frequency (RF) coil technology tailored for CMR at 7 Tesla together with higher order B0 shimming and a backup signal for cardiac triggering facilitates high fidelity functional CMR. With the proposed setup, cardiac chamber quantification can be accomplished in examination times similar to those achieved at lower field strengths. To share this experience and to support the dissemination of this expertise, this work describes our setup and protocol tailored for functional CMR at 7 Tesla.

The sensitivity gain inherent to ultrahigh field magnetic resonance holds promise for high spatial resolution imaging of the heart. Here, we describe a protocol customized for functional cardiovascular magnetic resonance (CMR) at 7 Tesla using an advanced multi-channel radio-frequency coil, magnetic field shimming and a triggering concept.

דימות תהודה מגנטית לב בטסלה 7

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous studies have shown that abnormal blood flow may be associated with systemic vascular risk. Thus, PC-MRI can facilitate the translation of data obtained from animal models of cardiovascular diseases to pertinent clinical investigations. In this report, we describe the procedure for measuring blood flow in the common carotid artery (CCA) of rats using cine-gated PC-MRI and discuss relevant analysis methods. This procedure can be performed in a live, anesthetized animal and does not require euthanasia after the procedure. The proposed scanning parameters yield repeatable measurements for blood flow, indicating excellent reproducibility of the results. The PC-MRI procedure described in this article can be used for pharmacological testing, pathophysiological assessment, and cerebral hemodynamics evaluation.

The overall goal of this procedure is to measure the blood flow in the rat common carotid artery by using noninvasive phase contrast magnetic resonance imaging.

שלב ניגודיות תהודה מגנטית בעורק החולדה נפוצים

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Quantification of Levator Ani Hiatus Enlargement by Magnetic Resonance Imaging in Males and Females with Pelvic Organ Prolapse

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while evacuating acoustic gel, using a horizontally oriented 1.5 T magnetic resonance (MR) scanner. On midsagittal images, the vertical distance of pelvic organs is measured in millimeters relative to the hymen plane (female) and to the lower border of the symphysis pubis (male), preceded by - (above) or + ( below) signs. On axial images, the levator ani area is calculated in square centimeters with a free-hand tracing method from three key images, passing through the midsymphysis (level I), tangential to the lower border of the symphysis (level II), and at the maximal anterior rectal wall bulging (level III). Areas at rest and strained are compared to find evidence of a percentage of increase. The purpose is to provide objective evidence of the maximal extent of pelvic organs descent and hiatus enlargement without the interference of foreign objects or the examiner&#39;s proximity, so as to overcome the limitations of pelvic examination and transperineal sonography (i.e., subjectivity and sex-related limitations [female only]).

Here we present a protocol to standardize the measurement of the levator ani hiatus size&#160;by magnetic resonance imaging. The purpose is to extract biomechanical inferences from image analysis by comparing resting and straining values in patients of both sexes with pelvic prolapse, using consistent anatomical bony landmarks.

כימות של מרים Ani היאטוס הגדלה על ידי תהודה מגנטית של זכרים ונקבות עם צניחת אברי האגן

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while ...