Statistical properties of spike trains as well as other neurophysiological data suggest a number of mathematical models of neurons. These models range from entirely descriptive ones to those deduced from the properties of the real neurons. One of them, the diffusion leaky integrate-and-fire neuronal model, which is based on the Ornstein-Uhlenbeck (OU) stochastic process that is restricted by an absorbing barrier, can describe a wide range of neuronal activity in terms of its parameters. These parameters are readily associated with known physiological mechanisms. The other model is descriptive, Gamma renewal process, and its parameters only reflect the observed experimental data or assumed theoretical properties. Both of these commonly used models are related here. We show under which conditions the Gamma model is an output from the diffusion OU model. In some cases, we can see that the Gamma distribution is unrealistic to be achieved for the employed parameters of the OU process.

• MeSH
• difuze * MeSH
• kybernetika MeSH
• modely neurologické * MeSH
• neurony * MeSH
• stochastické procesy MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

• MeSH
• biologický transport MeSH
• ductus thoracicus fyziologie   MeSH
• jaterní cirhóza patofyziologie   MeSH
• proteiny MeSH
• trávicí systém - fyziologické jevy MeSH
• trávicí systém MeSH

• MeSH
• membránové potenciály fyziologie   MeSH
• metoda Monte Carlo MeSH
• modely neurologické MeSH
• neurony fyziologie   MeSH
• počítačová simulace MeSH
• stochastické procesy MeSH

Pathology of neurodegenerative diseases can be correlated with intra-neuronal as well as extracellular changes which lead to neuronal degeneration. The central nervous system (CNS) is a complex structure comprising of many biological barriers. These microstructural barriers might be affected by a variety of pathological processes. Specifically, changes in the brain tissue's microstructure affect the diffusion of water which can be assessed non-invasively by diffusion weighted (DW) magnetic resonance imaging (MRI) techniques. Diffusion tensor imaging (DTI) is a diffusion MRI technique that considers diffusivity as a Gaussian process, i.e. does not account for any diffusion hindrance. However, environment of the brain tissues is characterized by a non-Gaussian diffusion. Therefore, diffusion kurtosis imaging (DKI) was developed as an extension of DTI method in order to quantify the non-Gaussian distribution of water diffusion. This technique represents a promising approach for early diagnosis of neurodegenerative diseases when the neurodegenerative process starts. Hence, the purpose of this article is to summarize the ongoing clinical and preclinical research on Parkinson's, Alzheimer's and Huntington diseases, using DKI and to discuss the role of this technique as an early stage biomarker of neurodegenerative conditions.

• MeSH
• časná diagnóza MeSH
• lidé MeSH
• mozek diagnostické zobrazování   MeSH
• neurodegenerativní nemoci diagnostické zobrazování   MeSH
• počítačové zpracování obrazu MeSH
• zobrazování difuzních tenzorů metody   MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• přehledy MeSH

Zobrazení tenzorů difuze (diffusion tensor imaging, DT I) je poměrně nová technika vyšetření magnetickou rezonancí, která je v současné době jako jediná schopna zobrazit bližší strukturální detaily bílé hmoty mozku. Sofistikované softwarové zpracování základních dat umožňuje vizualizovat jednotlivé dráhy nebo měřit číselné hodnoty parametrů DTI, které dle dosavadních publikací citlivě reagují na strukturální poškození bílé hmoty. Autoři této práce si kladou za cíl přinést přehled současných aplikací DT I pro zobrazení bílé hmoty mozku. Probírány jsou základní technické aspekty, možnosti praktického využití této metody v běžné klinické praxi a v neposlední řadě i ryze výzkumné aplikace směřující k detekci a kvantifikaci diskrétní ultrastrukturální patologie u různých onemocnění bílé hmoty mozkové.

Diffusion tensor imaging (DTI) is a relatively new magnetic resonance imaging technique that is capable of unique depiction of the structural detail in brain white matter. Its sophisticated software algorithms provide either three-dimensional reconstructions and visualizations of the particular tracts of the white matter or quantifications of various DTI parameters that appear, according to certain studies, to be highly sensitive to structural abnormalities in white matter. The aim of the present paper is to review the current applications of DTI for the depiction of brain white matter. Some basic technical remarks are made and clinical aspects are discussed, as well as purely research applications aimed at the detection and quantification of the subtle ultra-structural pathology of brain white matter.

• MeSH
• amyotrofická laterální skleróza diagnóza   MeSH
• centrální nervový systém fyziologie   patofyziologie   patologie   MeSH
• diagnostické techniky neurologické přístrojové vybavení   trendy   využití   MeSH
• difuzní magnetická rezonance metody   přístrojové vybavení   využití   MeSH
• financování organizované MeSH
• lidé MeSH
• nádory mozku diagnóza   etiologie   MeSH
• nemoci mozku diagnóza   etiologie   MeSH
• nervová tkáň MeSH
• nervové dráhy MeSH
• počítačové zpracování obrazu metody   přístrojové vybavení   využití   MeSH
• předoperační péče metody   využití   MeSH
• roztroušená skleróza diagnóza   MeSH
• schizofrenie diagnóza   MeSH
• stereotaktické techniky přístrojové vybavení   využití   MeSH
• zobrazování trojrozměrné metody   přístrojové vybavení   využití   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

Estimating structural connectivity from diffusion-weighted magnetic resonance imaging is a challenging task, partly due to the presence of false-positive connections and the misestimation of connection weights. Building on previous efforts, the MICCAI-CDMRI Diffusion-Simulated Connectivity (DiSCo) challenge was carried out to evaluate state-of-the-art connectivity methods using novel large-scale numerical phantoms. The diffusion signal for the phantoms was obtained from Monte Carlo simulations. The results of the challenge suggest that methods selected by the 14 teams participating in the challenge can provide high correlations between estimated and ground-truth connectivity weights, in complex numerical environments. Additionally, the methods used by the participating teams were able to accurately identify the binary connectivity of the numerical dataset. However, specific false positive and false negative connections were consistently estimated across all methods. Although the challenge dataset doesn't capture the complexity of a real brain, it provided unique data with known macrostructure and microstructure ground-truth properties to facilitate the development of connectivity estimation methods.

• MeSH
• difuzní magnetická rezonance * metody   MeSH
• fantomy radiodiagnostické MeSH
• lidé MeSH
• metoda Monte Carlo MeSH
• mozek diagnostické zobrazování   MeSH
• počítačové zpracování obrazu * metody   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• Research Support, N.I.H., Extramural MeSH

Cíl: Vyvinout vyšetřovací protokol umožňující zobrazení funkční integrity a mikrostrukturálního postižení periferních nervů (PN) v různých lokalitách pomocí difuzního tenzoru (DTI). Následně implementovat vyšetřovací protokol do klinické praxe. Soubor a metodika: Vyšetřili jsme 15 zdravých dobrovolníků a 15 pacientů na 3T MR přístroji pomocí metody DTI. Snažili jsme se zobrazit brachiální plexus, lumbosakrální plexus a průběh PN na končetinách u zdravých dobrovolníků. U pacientů jsme cílili vyšetření na postižené úseky PN za účelem zobrazit tyto patologie. Výsledky: Podařilo se nám získat validní zobrazení brachiálního i lumbosakrálního plexu a průběhu PN na končetinách pomocí DTI. Setkali jsme se s některými limitacemi metody, zejména pohybovými artefakty, narušujícími kvalitní zobrazení nervových struktur, a problémy s odlišením nervových vláken od vláken svalových. Tyto technické problémy mohou být do určité míry eliminovány využitím adekvátních cívek, optimalizací zobrazovacích protokolů a metodikou následného zpracování dat. Závěr: Přes některé technické limitace práce demonstruje možnost získat validní zobrazení PN v různých lokalitách prostřednictvím metody DTI. DTI představuje doplňkovou neinvazivní zobrazovací techniku poskytující cenné informace využitelné v rozhodovacím diagnostickém a léčebném procesu u nejrůznějších patologií PN. Technologický pokrok a další zdokonalování metod MR v budoucnu pravděpodobně povede k rozšíření a širšímu uplatnění této techniky v klinické praxi.

Aim: Development of an examination protocol for investigation of functional integrity and microstructural damage of peripheral nerves (PN) at different locations using diffusion tensor imaging (DTI). Consequently, we want to implement this protocol into clinical practice. Subjects and methods: We investigated 15 healthy volunteers and 15 patients with a 3T MRI, scanner using the DTI method. We attempted to visualize the brachial plexus, lumbosacral plexus and the course of PN in the limbs of healthy volunteers. In patients, we focused on the examination of damaged parts of the PN to display these pathologies. Results: We managed to obtain a valid visualization of the brachial plexus, lumbosacral plexus and the course of PN in the limbs using DTI. Throughout the study, we encountered some limitations of this method, particularly motion artifacts which interfered with the quality of nerve structure imaging and problems in differentiating nerve fibers from muscle fibers. These technical problems could be reduced to a certain extent using adequate coils, optimizing imaging protocols and data procesing methodology. Conclusion: Despite some technical limitations, this paper demonstrates the possibility of obtaining a valid display of PN in different locations using the DTI method. DTI is an additional non-invasive imaging technique providing valuable information useful in the decision-making diagnostic and therapeutic process for various PN pathologies. Technological advances and further improvements of MRI techniques in the future are likely to result in a wider use of this technique in clinical practice.

• MeSH
• dospělí MeSH
• klinická studie jako téma MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• magnetická rezonanční tomografie * metody   MeSH
• mladý dospělý MeSH
• periferní nervy * diagnostické zobrazování   MeSH
• plexus brachialis diagnostické zobrazování   MeSH
• plexus lumbosacralis diagnostické zobrazování   MeSH
• zobrazování difuzních tenzorů * metody   MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mladý dospělý MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH

V krátkém sdělení dokumentujeme u pacienta s gliomem postihujícím precentrální gyrus relativitu výsledku zobrazení pyramidové dráhy pomocí DW traktografie a diskutujeme o faktorech, které mohou ovlivnit zobrazení dráhy. Dle našeho názoru se v dostupné literatuře nevěnuje dostatečná pozornost volbě oblasti zájmu trasování, přičemž právě ta je klíčovým determinantem výsledku.

In our short report, we show the relative nature of pyramidal tract representation using Diffusion Tensor Imaging in a patient with a precentral gyrus glioma and we discuss the factors that may affect tract reconstruction. We believe that, so far, inadequate attention has been paid in the published literature to the region of interest selection even though this is the key determinant of the imaging outcome. Key words: glioma – navigation – tractography – electric cortical stimulation The authors declare they have no potential conflicts of interest concerning drugs, products, or services used in the study. The Editorial Board declares that the manu­script met the ICMJE “uniform requirements” for biomedical papers.

• MeSH
• dospělí MeSH
• elektrická stimulace MeSH
• epilepsie parciální senzorická diagnóza   etiologie   MeSH
• gliom * diagnóza   chirurgie   MeSH
• magnetická rezonanční tomografie metody   využití   MeSH
• neurochirurgické výkony * metody   využití   MeSH
• perioperační období MeSH
• pooperační období MeSH
• pyramidové dráhy anatomie a histologie   patofyziologie   patologie   MeSH
• statistika jako téma MeSH
• stereotaktické techniky * využití   MeSH
• výsledky a postupy - zhodnocení (zdravotní péče) MeSH
• zobrazování difuzních tenzorů metody   využití   MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• kazuistiky MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Robust voxelwise analysis using tract-based spatial statistics (TBSS) together with permutation statistical method is standardly used in analyzing diffusion tensor imaging (DTI) of brain. A similar analytical method could be useful when studying DTI of cervical spinal cord. Based on anatomical data of sixty-four healthy volunteers, white (WM) and gray matter (GM) masks were created and subsequently registered into DTI space. Using TBSS, two skeleton types were created (single line and dilated for WM as well as GM). From anatomical data, percentage rates of overlap were calculated for all skeletons in relation to WM and GM masks. Voxelwise analysis of fractional anisotropy values depending on age and sex was conducted. Correlation of fraction anisotropy values with age of subjects was also evaluated. The two WM skeleton types showed a high overlap rate with WM masks (~94%); GM skeletons showed lower rates (56% and 42%, respectively, for single line and dilated). WM and GM areas where fraction anisotropy values differ between sexes were identified (p < .05). Furthermore, using voxelwise analysis such WM voxels were identified where fraction anisotropy values differ depending on age (p < .05) and in these voxels linear dependence of fraction anisotropy and age (r = -0.57, p < .001) was confirmed by regression analysis. This dependence was not proven when using WM anatomical masks (r = -0.21, p = .10). The analytical approach presented shown to be useful for group analysis of DTI data for cervical spinal cord.

• MeSH
• algoritmy * MeSH
• anizotropie MeSH
• bílá hmota diagnostické zobrazování   MeSH
• difuzní magnetická rezonance * MeSH
• dospělí MeSH
• krční mícha diagnostické zobrazování   MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• počítačové zpracování obrazu metody   MeSH
• zdraví dobrovolníci pro lékařské studie MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

INTRODUCTION: The paper focuses on the use of diffusion tensor imaging (DTI) in the evaluation of one case of Chiari III malformation. CASE REPORT: In the case discussed, DTI was used to delineate the position of large descending tracts within the malformation and the reconstructed images were used to plan the surgical procedure. DISCUSSION: The clinical and imaging findings, the technical aspects of the DTI fiber tract reconstruction and the outcome are summarized.

• MeSH
• Arnoldův-Chiariho syndrom patologie   chirurgie   MeSH
• difuzní magnetická rezonance MeSH
• encefalokéla patologie   chirurgie   MeSH
• fatální výsledek MeSH
• lidé MeSH
• nervová tkáň patologie   chirurgie   MeSH
• neurochirurgické výkony MeSH
• novorozenec MeSH
• počítačové zpracování obrazu MeSH
• pyramidové dráhy abnormality   patologie   chirurgie   MeSH
• ventrikuloperitoneální zkrat MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• novorozenec MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• kazuistiky MeSH
• práce podpořená grantem MeSH