高精細光ファイバー追跡

高解像度ファイバートラッキング（HDFT）^{[ 1 ]}は、 MRIスキャナーからのデータをコンピュータアルゴリズムで処理して脳の詳細な配線を明らかにし、線維束を特定するトラクトグラフィー技術です。各線維束には数百万の神経接続が含まれています。HDFTは拡散スペクトルイメージング^{[ 2 ]}から取得したデータに基づいており、一般化qサンプリングイメージングによって処理されます。^{[ 3 ] [ 4 ]}この技術により、脳内の40の主要な線維束を仮想的に解剖することが可能になります。^{[ 1 ]} HDFTスキャンは、拡散テンソルイメージング（DTI）とは異なり、脳の解剖学的構造と一致しています。^{[ 5 ]}したがって、HDFTの使用は、損傷した神経接続を特定する上で不可欠です。^{[ 6 ]}

従来の DTI は、6 つの拡散特性を使用して脳組織内での水分子の拡散をモデル化し、軸索線維の追跡を可能にしています。^{[ 5 ]}しかし、DTI には、異なる経路からの軸索が標的に向かう途中で交差したり交差したりするのを解読するという大きな制限がありました。2009 年に、ピッツバーグ大学の学習研究開発センター (LRDC) は、この問題に取り組む最高の研究チームを招待するために、 2009 年ピッツバーグ脳コンペティションを開始しました^{[ 7 ] 。 [ 8 ]}視放線を追跡できるチームには 10,000 ドルの賞金が提供され、168 か国からチームがコンペティションに参加しました。台湾の優勝チームは、他のどのチームも追跡に成功していなかったマイヤーのループを明らかにしました。この方法の鍵は、水分子の複数回の観測と、軸索が脳領域をどのように接続するかをよりよく捉えるための改良されたアルゴリズムでした。^{[ 8 ]}この技術は、ピッツバーグ大学とカーネギーメロン大学の間でHDFTとしてさらに発展した。^{[ 1 ] [ 9 ]}

HDFTは現在、UPMCの脳神経外科部門で、脳神経外科手術の計画、神経構造損傷の評価、術中ナビゲーション、脳外科手術後のリハビリテーション療法に対する変化と反応の評価に使用されています。^{[ 10 ]}

HDFTは、外傷性脳損傷（TBI）において、どの脳の接続が切断され、どの接続がまだ無傷であるかを特定するために応用されている。^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} HDFTにより、脳神経外科医は外傷性脳損傷によって引き起こされた線維の切断を局所化し、より良い診断と予後を提供することができる。また、脳損傷を特定し、結果を予測し、リハビリテーションを計画するための客観的な方法を提供することもできる。^{[ 14 ]} HDFTは、到達困難な腫瘍や血管奇形に対する最適な外科的アプローチを決定するためにも使用できる。^{[ 15 ]}

• 拡散MRI（DTI）は、水の磁気特性を利用する。
• 機能的磁気共鳴画像法（fMRI）は、血流を測定して神経活動を推測する。

• 線維トラクトグラフィー検査室
• pitt.edu: コンセプト| HDFT
• thejns.org: 外傷性脳損傷症例における神経学的欠損の評価のための高解像度ファイバートラッキング：損傷の微小部位の発見、可視化、および解釈 症例報告(2012-04-30)
• upmc.com：ピッツバーグ大学チームが、高解像度ファイバートラッキング技術により外傷性脳損傷による損傷を明らかに（2012年3月2日）と報告
• hdft.info: 接続障害のためのHDFT
• pitt.edu：テレビ番組「60 Minutes」で紹介された「自閉症向けアプリ」（2011年10月23日）