在 11.7T 下重新审视小鼠脑中的双扩散编码 MRS：我们对哪些微结构特征敏感？
医学物理
2019-08-02 v1
摘要
脑代谢物，如 N-乙酰天冬氨酸或肌醇，在扩散作用下不断探测其局部细胞环境。因此扩散加权 NMR 波谱具有产生细胞类型特异性微结构信息的无与伦比的潜力。双扩散编码（DDE）依赖于两个扩散块，其相对方向在实验过程中描述一个变化的角度。不同于单扩散编码，长混合时间下的 DDE 测量显示出信号幅度的某种角度调制，反映了隔室形状各向异性，同时所需梯度强度相对较低。这种角度依赖性曾被先前用于借助各向同性取向无限长圆柱模型来量化细胞纤维直径。然而，细胞微结构的附加特征（如细胞体直径、纤维长度与分支）也可能如何影响 DDE 信号尚少有探索。在此，我们使用低温探头以及最先进的后处理，在 11.7 T 下以高精度与高准确度进行小鼠脑的 DDE 采集。随后我们将结果与各种 3D 细胞模型中获得的模拟 DDE 数据集比较，以精确定位细胞形态的哪些特征可能对 DDE 信号的角度依赖性影响最大。无限长圆柱模型很差地拟合我们的实验数据，而我们发现，在模型中纳入分支纤维结构对于合理诠释 DDE 信号至关重要。最后，短混合时间机制下的实验与模拟表明，可能可恢复对某些细胞体直径的敏感性，尽管需额外实验以进一步支持此论断。
引用
@article{arxiv.1908.00317,
title = {Revisiting double diffusion encoding MRS in the mouse brain at 11.7T: which microstructural features are we sensitive to?},
author = {Melissa Vincent and Marco Palombo and Julien Valette},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.00317},
year = {2019}
}