مدلسازی و آنالیز مورفولوژی رشد مغز نوزادان با استفاده از تصاویر تشدید مغناطیسی

آگاهی از فرآیند رشد مغز در هفته های ابتدایی پس از تولد با استفاده از تصاویر غیر تهاجی تشدید مغناطیسی (mr) در تشخیص، پیشگیری و درمان بیماری های سیستم عصبی و همچنین تغییرات مورفولوژی ناشی از آنها و یا حتی تغییرات ناشی از سن و جنسیت در زمان نوزادی بسیار حائز اهمیت است. وجود یک مدل هندسی مناسب برای مطالعات مورفولوژی لازم است که انتخاب و تخمین بازه زمانی مناسب برای ساخت این مدل وابسته به سن با توجه به نرخ رشد مغز نوزادان و به منظور تحلیل رشد مغز موضوع مهمی است که هیچ تحلیلی مبتنی بر این امر در پژوهش های انجام شده در زمینه ساخت اطلس نوزادان ارائه نشده است. در این رساله، با توجه به نمودارهای رشد سر نوزدان در هفته های پس از تولد، دو بازه زمانی دو هفته ای بعنوان تفکیک پذیری زمانی مدل های هندسی وابسته به سن برای مطالعه رشد مورفولوژی در سطح ماکروسکوپی در هفته های پس از تولد فرض شد. بدین منظور دو بازه سنی 40-39 و 42-41 هفتگی از زمان شروع بارداری (ga) در نظر گرفته شده و دو مدل هندسی مبتنی بر تصاویر mr با وزن t1 در این بازه های سنی ساخته شد. سپس انحراف مکانی و پراکندگی برخی نشانگرهای آناتومی و میانگین متوسط و بیشینه طول بردار دگردیسی مکانی در 30 تصویر آزمون یکسان سازی شده به مدل های هندسی مقایسه و بررسی شدند. نتایج آزمون manova تفاوت معنی دار در انحراف مکان ویژگی های آناتومی و میانگین متوسط و بیشینه طول بردار دگردیسی مکانی را در این دو بازه سنی نشان داد. همچنین تحلیل کمی پراکندگی داده های یکسان سازی شده بین دو بازه سنی، تفاوت معنی دار بین ویژگی های مذکور و تاثیر یکسان سازی به مدل هندسی پویا را در مواردی که آزمون manova منجر به عدم رد فرضیه پوچ می شود نیز تایید کرد. با توجه به نتایج مطروحه در رنج سنی 42-39 هفتگی ga می توان نتیجه گرفت که فاصله زمانی دو هفته، کمینه فاصله زمانی در هفته های پس از تولد برای ساخت مدل هندسی وابسته به سن به منظور بررسی رشد مغز در سطح ماکروسکوپی می-باشد. سپس در این رساله، به کمک نگاشت گروهی بهبود یافته و با استفاده از 16 تصویر mr با وزن t1، دو اطلس مغز بدون بایاس و بدون تارشدگی در بازه های سنی مذکور ، 40-bt39 و 42-bt41، ساخته شد. بزرگتر بودن اطلاعات متقابل بین اطلس های ایجاد شده و تصاویر نگاشت یافته به آنها بدلیل شباهت بیشتر بین آنها در مقایسه با اطلس های موجود برای نوزادان و اطلس های ایجاد شده با روش نگاشت گروهی معمولی می باشد. بعلاوه نتایج نشان می دهد که اطلس مغزی نوزادان ایجاد شده در این رساله حاوی اطلاعات آناتومی غنی تری در مقایسه با دیگر اطلس های موجود برای نوزادان می باشد. با استفاده از اطلاعات دگردیسی و دترمینان ژاکوبین حاصل از یکسان سازی تصاویر به اطلس ها و یکسان سازی دو اطلس 40-bt39 و 42-bt41 به یکدیگر، تحلیل رشد مغز نوزادان در بازه زمانی مورد نظر انجام شد. بطور مثال، با استفاده از همپوشانی دترمینان ماتریس ژاکوبین حاصل از یکسان سازی اطلس مغزی 40-bt39 به اطلس مغزی 42-bt41 می توان نواحی که تغییر حجم بزرگتر و یا کوچکتر از تصویر مرجع در یکسان سازی دارند را مشخص کرد.