基于扩散 MRI 的神经元微结构标量与取向度量的旋转不变映射

我们建立了一个通用的分析与数值框架，用于估计每个成像体素内的神经突内、外水分数和扩散系数，以及神经突的取向离散度。通过使用一组旋转不变量及其在扩散加权幂次下的展开，我们解析地揭示了参数估计景观的非平凡拓扑，表明多个参数分支几乎同样好地描述测量结果，而其中只有一个分支对应于生物物理现实。一项全面的采集显示，分支选择在整个大脑中各不相同。我们的框架揭示了神经元组织 MRI 参数估计中隐藏的简并性，在无约束或先验条件下提供全脑的微结构和取向图，并将现代生物物理建模与临床 MRI 联系起来。