球面平均单扩散编码MRI中微观各向异性误估
医学物理
2019-03-21 v1
摘要
目的：微观分数各向异性（{\mu}FA）可将微结构信息从取向离散中解离。尽管双扩散编码（DDE）MRI方法被广泛用于提取准确的{\mu}FA，但直至最近才有人提出，粉末平均单扩散编码（SDE）信号结合扩散标准模型（SM）与一组约束条件，可用于{\mu}FA估计。本研究旨在评估由球面平均技术（SMT）约束集推导的{\mu}FA，以及更一般地针对粉末平均SM信号的情况。方法：在16.4 T下对离体小鼠脑（{\Delta}/{\delta} = 12/1.5 ms）进行SDE实验。然后将粉末平均SDE信号获得的{\mu}FA图与DDE-MRI实验（{\Delta}/{\tau}/{\delta} = 12/12/1.5 ms）获得的图进行比较，后者可实现无模型{\mu}FA估计。给出考虑不同类型异质性的理论与仿真以佐证实验发现。结果：在灰质和白质中，由粉末平均SDE信号导出的{\mu}FA及其他估计值均与真实值产生较大偏差。仿真揭示这些误估可能是底层微结构模型未考虑的因素（如组间和隔室内峰度）所致。结论：粉末平均SMT与（双组分）SM无法在离体组织中准确报告{\mu}FA及其他微结构参数。不当的模型假设与约束会严重损害参数特异性。在临床或临床前研究中应用这些模型前，需进一步开发与验证。
引用
@article{arxiv.1903.08455,
title = {Microscopic anisotropy misestimation in spherical-mean single diffusion encoding MRI},
author = {Rafael Neto Henriques and Sune N Jespersen and Noam Shemesh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08455},
year = {2019}
}