轴突微结构与区室化影响介观横向弛豫的方向和时间依赖性
医学物理
2026-03-18 v5 生物物理
摘要
在生物组织中，磁共振横向弛豫源于跨越多个尺度的机制，从分子偶极-偶极相互作用到由组织微结构驱动的介观场变化。虽然介观弛豫反映了细胞组织，但其在白质中的动力学，特别是其对轴突方向和回波时间的依赖性，研究较少。本研究采用理论框架和基于 3D 电子显微镜的白质几何结构的蒙特卡洛模拟，来研究区室化和真实形态如何驱动这些效应。具体来说，我们模拟了由真实轴突髓鞘和作为含铁线粒体模型的轴突内球体诱导的磁场驱动的轴突内弛豫。我们的结果证实，白质中介观弛豫的方向依赖性是可检测的，并与实验观察结果一致。其时间依赖性与一维短程结构无序相符，但在临床回波时间下，这一特征可能被占主导地位的分子弛豫所掩盖。这项工作超越了理想化模型，有助于开发更具体的介观弛豫生物物理模型，以实现更好的神经退行性疾病生物标志物。
引用
@article{arxiv.2509.26267,
title = {Axonal microstructure and compartmentalization impact the orientation and time dependence of mesoscopic transverse relaxation},
author = {Anders Dyhr Sandgaard and Rafael Neto Henriques and Noam Shemesh and Sune Nørhøj Jespersen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.26267},
year = {2026}
}