人脑皮层中的分数阶磁共振指纹成像
医学物理
2021-06-10 v1 图像与视频处理
摘要
数学模型在磁共振成像（MRI）中日益重要，因为它们提供了一种机制性方法，将组织微观结构与使用医学成像仪器获取的信号联系起来。描述磁场中自旋与弛豫的 Bloch 方程是一组整数阶微分方程，其解在时间上呈现单指数行为。该模型的参数可使用非线性求解器估计，或通过建立模型参数字典、从中模拟 MRI 信号再与实验匹配来估计。我们此前已展示磁共振指纹成像（MRF）方法（即基于经典 Bloch 方程的字典匹配）用于划分人脑皮层的潜在效能。然而，这一经典模型无法完整描述基于异质且复杂组织微环境生成的毫米尺度 MRI 信号。时间分数阶 Bloch 方程已被证明能作为时间的函数良好拟合脑 MRI 信号。我们在 MRF 框架内用先前报道的时间分数阶对应方程替代整数阶 Bloch 方程，并开展实验以划分人脑灰质——即在不同空间位置具有不同细胞构筑的皮层脑组织。我们的发现表明，时间分数阶参数 α 和 β 可能与区间构筑变异性的效应相关，有望带来更精确的皮层划分。
引用
@article{arxiv.2106.04816,
title = {Fractional order magnetic resonance fingerprinting in the human cerebral cortex},
author = {Viktor Vegh and Shahrzad Moinian and Qianqian Yang and David C. Reutens},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04816},
year = {2021}
}