扩散磁共振中的鲁棒蒙特卡洛模拟：基底复杂性与参数选择对结果可重复性的影响
医学物理
2019-11-14 v2 信号处理
摘要
蒙特卡洛扩散模拟（MCDS）已被广泛用作验证扩散加权MRI微观结构模型的基准真值工具。然而，在仿生几何构型设计与模拟参数中的方法学缺陷可能导致近似偏差。此类缺陷会影响估计信号的可靠性，以及其作为基准真值数据的有效性与可重复性。在本工作中，我们首先提出一组实验，以研究文献中MCDS设计所遇到的三个关键缺陷，即模拟粒子数与时间步数、轴突内基底表示中的简化，以及基底尺寸对轴突外空间信号的影响。所得结果表明，当引入这些参数的改变时，模拟信号与恢复的微观结构特征发生显著变化。据此，受初步研究发现的驱动，我们勾勒出一个能够生成复杂基底的通用框架。我们展示了该框架通过生成复杂的交叉基底来克服上述简化的能力，该基底在交叉区域保持体积并实现高填充密度。本工作所呈现的结果以及所开发的模拟器，为扩散加权MRI迈向更真实且可重复的蒙特卡洛模拟铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1908.11203,
title = {Robust Monte-Carlo Simulations in Diffusion-MRI: Effect of the substrate complexity and parameter choice on the reproducibility of results},
author = {Jonathan Rafael-Patino and David Romascano and Alonso Ramirez-Manzanares and Erick Jorge Canales-Rodríguez and Gabriel Girard and Jean-Philippe Thiran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.11203},
year = {2019}
}