Фрактальні розмірності великих півкуль головного мозку: анатомічні кореляції, вікові зміни та перспективи застосування у клінічній практиці

Анотація

Актуальність. Фрактальний аналіз є перспективним методом аналізу зображень, що може бути використаний у якості морфометричного методу в нейроморфології. Цей метод дозволяє кількісно оцінювати ступінь заповнення простору структурами з геометрично складною конфігурацією. Існують різні варіанти фрактальних розмірностей (ФР) структур головного мозку, однак бракує даних щодо анатомічних кореляцій ФР та особливостей будови структур головного мозку, що впливають на значення ФР. Мета даного дослідження – визначити фактори, що впливають на значення ФР великих півкуль головного мозку шляхом аналізу структурних моделей та кореляційного аналізу значень ФР і кількісних параметрів скелетонованих зображень. Методи. Були розроблені структурні моделі томографічного зрізу великих півкуль головного мозку із моделюванням зменшення кількості звивин та імітацією вікових змін. Після цього був проведений фрактальний аналіз та кількісний аналіз скелетонованих зображень. Також був проведений комплексний кореляційний аналіз досліджуваних параметрів. Результати та підсумок. Основними факторами, що впливають на різні значення фрактальної розмірності, є структурна складність та вікові зміні великих півкуль головного мозку. Структурна складність (кількість та складність конфігурації звивин) позитивно корелювала із ФР кори, цифрового скелету та контурів і мала негативні зв’язки із ФР білої речовини. До вікових змін найбільш чутливими виявились ФР кори, ФР контуру, визначена за допомогою методу згладжування контуру, та ФР тканини мозку в цілому (ФР силуетів). Основними перспективними сферами застосування фрактального аналізу в клінічній практиці є визначення та кількісне характеризування атрофічних змін, диференціювання атрофії при нормальному та патологічному старінні, а також діагностика мальформацій головного мозку.