基于多 b 值扩散磁共振成像的定量灌注与水流输运时间模型及其与中子捕获微球法的对比验证
医学物理
2025-01-22 v1 图像与视频处理
摘要
体素内不相干运动 (IVIM) 是一种基于扩散的无对比剂磁共振成像扫描，它利用多个 b 值来测量分子灌注和扩散的各种速度，从而规避了定量成像中动脉输入函数或团注动力学的误差。我们测试了一种新的 IVIM 定量方法，并在受控动物模型中于常碳酸血症、CO2 诱导的高碳酸血症和大脑中动脉闭塞状态下将我们的数值与参考标准中子捕获微球进行比较。以 ml/100g/min 为单位的灌注定量与微球灌注相比，使用了三维高斯概率分布，并将水流输运时间定义为当 50% 的分子仍留在感兴趣组织中时的时间。将灌注、水流输运时间和梗死体积与参考标准进行比较。研究模拟以抑制非特异性脑脊液 (CSF)。定量灌注的线性回归分析返回相关性（斜率 = 0.55，截距 = 52.5， = 0.64）。梗死组织中水流输运时间不对称的线性回归极好（斜率 = 0.59，截距 = 0.3， = 0.93）。梗死体积也发现了强线性一致性（斜率 = 1.01， = 0.79）。通过反转恢复模拟 CSF 抑制，由于 T1 和 T2 联合效应，血液信号降低了 82%。灌注的生理状态内比较显示出潜在的偏体积效应，需要进一步研究，尤其在疾病状态下。IVIM 的准确性和敏感性提供的证据表明，观察到的信号变化反映了细胞毒性水肿和组织灌注。CSF 的偏体积污染可能在后处理中更好地去除，而不是使用反转恢复，以避免人为的血液信号损失。
引用
@article{arxiv.2304.01888,
title = {Quantitative perfusion and water transport time model from multi b-value diffusion magnetic resonance imaging validated against neutron capture microspheres},
author = {M. Liu and N. Saadat and Y. Jeong and S. Roth and M. Niekrasz and M. Giurcanu and T. Carroll and G. Christoforidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.01888},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 1 table, 6 figures, 3 pages appendix