定量扩散 MRI 轨迹和微结构对各向异性空间抽样的灵敏度
信号处理
2024-09-30 v1
摘要
目的：扩散加权 MRI (dMRI) 及其神经结构模型为人类大脑组织及白质变异提供洞察。最近一项研究表明，复杂的连接组图度量随空间抽样变化而变化，但关于各向异性体素过程引入的偏差尚未得到很好的阐述。本研究使用微结构度量（分数各向异性和平均扩散率）和白质束属性（束积体积、长度和表面积）进一步了解各向异性体素对微结构和轨迹的影响。方法：通过对比 Human Connectome Project Young Adult 数据集中 44 名受试者的扫描/复扫描数据使用 Wilcoxon 符号秩检验评估所选度量的统计显著性。探索了原始各向同性分辨率 (1.25 mm 各向同性) 以及六个各向异性分辨率（在 z 维度上以 0.25 mm 步长递增）。然后，将所有生成的分辨率上采样到 1.25 mm 各向同性和 1 mm 各向同性。结果：在每个分辨率下，至少有一个微结构度量和一个束度量之间存在统计显著差异（p <= 0.05，已校正）。Cohen's d 系数评估了各向异性体素对微结构和轨迹影响的效应大小。结论：分数各向异性和平均扩散率无法从低质量数据通过基本上采样恢复到金标准数据。然而，轨迹的束度量在体素上采样到 1 mm 各向同性后变得更可重复。
引用
@article{arxiv.2409.18255,
title = {Sensitivity of quantitative diffusion MRI tractography and microstructure to anisotropic spatial sampling},
author = {Elyssa M. McMaster and Nancy R. Newlin and Chloe Cho and Gaurav Rudravaram and Adam M. Saunders and Aravind R. Krishnan and Lucas W. Remedios and Michael E. Kim and Hanliang Xu and Kurt G. Schilling and François Rheault and Laurie E. Cutting and Bennett A. Landman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18255},
year = {2024}
}