Maryenko, N. I.     Fractal dimension of skeletonized MR images as a measure of cerebral hemispheres spatial complexity [] = Фрактальна розмірність скелетонованих магнітно-резонансних зображень як міра просторової складності великих півкуль головного мозку / N. I. Maryenko, O. Yu. Stepanenko // Вісник морфології. - 2022. - Т. 28, № 2. - P40-47. - Bibliogr. at the end of the art. MeSH-головна: МОЗГ ГОЛОВНОЙ -- BRAIN (рентгенография) МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА ИЗОБРАЖЕНИЕ -- MAGNETIC RESONANCE IMAGING (тенденции) Анотація: In recent decades, fractal analysis has been increasingly used in various scientific fields, including neuroscience; this method of mathematical analysis allows you to quantify the space filling degree of the studied object and the degree of its spatial configuration complexity. The aim of the study was to determine the values of the fractal dimension of the cerebral hemispheres using fractal analysis of skeletonized magnetic resonance brain images. The present study used magnetic resonance brain images of 100 relatively healthy individuals (who had no structural changes in the brain) of both sexes (56 women, 44 men) aged 18-86 years (mean age 41.72±1.58 years). 5 tomographic sections of each brain were studied. The 1st coronal tomographic section was located at the level of the most anterior points of the temporal lobes, the 2nd – at the level of the mammillary bodies, the 3rd – at the level of the quadrigeminal plate, the 4th – at the level of the splenium of corpus callosum. The axial tomographic section was located at the level of the thalamus. Fractal analysis of skeletonized images was performed using box counting method. The obtained data were processed using generally accepted statistical methods. The average, minimum and maximum values of the fractal dimension of different tomographic sections were the following: 1st coronal section – 1.207±0.003 (1.147÷1.277), 2nd coronal section – 1.162±0.003 (1.077÷1.243), 3rd coronal section – 1.156±0.003 (1.094÷1.224), 4th coronal section – 1.158±0.003 (1.109÷1.218), axial section – 1.138±0.002 (1.079÷1.194). The average value of the fractal dimension of the five tomographic sections was 1.164±0.002 (1.126÷1.209), and the average value of the fractal dimension of the four coronal sections was 1.171±0.002 (1.122÷1.219). Fractal analysis of skeletonized images of the cerebral hemispheres allows to quantify the features of the topology and complexity of the spatial configuration of the cerebral hemispheres. The value of the fractal dimension can be influenced by the anatomical features of the studied areas of the brain, individual anatomical features, as well as atrophic and other pathological changes that lead to changes in the shape of the cerebral hemispheres. The values of the fractal dimension of skeletonized brain images tend to decrease with age. Coronal tomographic sections are the most representative for characterizing age-related atrophic changes. Fractal analysis of skeletonized images of the cerebral hemispheres can be used to diagnose diseases of the nervous system, and the results of the present study can be used as norm criteria Фрактальний аналіз в останні десятиліття дедалі ширше використовується у різних наукових сферах, у тому числі нейронауках. Цей спосіб математичного аналізу дозволяє кількісно визначати ступінь заповнення простору об’єктом та ступінь складності його просторової конфігурації. Мета дослідження – визначити значення фрактальної розмірності великих півкуль головного мозку за допомогою фрактального аналізу скелетонованих магнітно-резонансних зображень головного мозку. Для дослідження було використано магнітно-резонансні томограми головного мозку 100 умовно здорових осіб (які не мали структурних змін головного мозку) обох статей (жінок 56, чоловіків 44) віком 18-86 років (середній вік 41,72±1,58 років). У кожному мозку були досліджені 5 томографічних зрізів. 1-й корональний томографічний зріз був розташований на рівні найбільш передніх точок скроневих часток, 2-й – на рівні сосочкових тіл, 3-й – на рівні чотиригорбкової пластинки, 4-й – на рівні валка мозолистого тіла. Аксіальний томографічний зріз був розташований на рівні таламуса. Проводився фрактальний аналіз скелетонованих зображень за допомогою способу підрахунку квадратів. Отримані дані оброблялися за допомогою загальноприйнятих статистичних методів. Середні, мінімальне та максимальне значення фрактальної розмірності різних томографічних зрізів були наступними: 1-й корональний зріз – 1,207±0,003 (1,147÷1,277), 2-й корональний зріз – 1,162±0,003 (1,077÷1,243), 3-й корональний зріз – 1,156±0,003 (1,094÷1,224), 4-й корональний зріз – 1,158±0,003 (1,109÷1,218), аксіальний зріз – 1,138±0,002 (1,079÷1,194). Середнє значення фрактальної розмірності п’яти зрізів складало 1,164±0,002 (1,126÷1,209), середнє значення фрактальної розмірності чотирьох корональних зрізів складало 1,171±0,002 (1,122÷1,219). Фрактальний аналіз скелетонованих зображень великих півкуль головного мозку дозволяє кількісно характеризувати особливості топології та складності просторової конфігурації великих півкуль головного мозку. На значення фрактальної розмірності можуть впливати анатомічні особливості досліджуваних ділянок головного мозку, індивідуальні анатомічні особливості, а також атрофічні та інші патологічні зміни, що призводять до змін форми великих півкуль головного мозку. Значення фрактальної розмірності скелетонованих зображень головного мозку мають тенденцію до зниження з віком. Найбільш репрезентативними для характеризування вікових атрофічних змін є корональні томографічні зрізи. Фрактальний аналіз скелетонованих зображень великих півкуль головного мозку може бути використаний для діагностики захворювань нервової системи, а результати даного дослідження можуть бути використані у якості критеріїв норми Дод.точки доступу: Stepanenko, O. Yu. Вільних прим. немає