常见扩散MRI模型关于人类成人全生命周期白质差异的独特信息
医学物理
2023-06-19 v1
摘要
扩散磁共振成像（dMRI）对人类全生命周期的白质（WM）变化敏感。已提出若干模型以提供比传统扩散张量成像（DTI）分析更具特异性的指标。然而，以往使用不同指标的研究就年龄对成人纤维脱髓鞘和轴突丢失的影响得出了矛盾结论。此外，这些指标是否提供关于年龄效应的不同信息仍不清楚。为此，我们分析了来自Cam-CAN队列的651名18至88岁均匀年龄成人的dMRI数据，使用六项dMRI指标：来自DTI的分数各向异性（FA）；来自扩散峰度成像（DKI）的平均信号扩散（MSD）和平均信号峰度（MSK）；以及来自神经突方向离散与密度成像（NODDI）估计的神经突密度指数（NDI）、方向离散指数（ODI）和各向同性自由水体积分数（Fiso）。跨白质ROI平均后，二阶多项式拟合显示MSD、MSK和Fiso表现出最强的年龄效应，具有显著的二次分量。在不同年龄亚组中分析数据揭示，先前研究中的一些明显差异可由具有不同年龄范围的队列解释。对跨所有ROI的六项指标进行因子分析揭示了三个可关联于1）组织非高斯扩散效应，2）自由水污染，以及3）组织构型复杂性的独立因子。虽然FA捕获了不同因子的组合，其他dMRI指标与特定因子紧密对齐（NDI/MSK与因子1，Fiso与因子2，ODI与因子3）。总之，我们的研究解释了dMRI衰老研究中的先前差异，并为在白质微结构特性背景下解释dMRI指标提供了进一步见解。
引用
@article{arxiv.2306.09942,
title = {Unique information from common diffusion MRI models about white-matter differences across the human adult lifespan},
author = {Rafael Neto Henriques1 and Richard Henson and Cam-CAN and Marta Morgado Correia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.09942},
year = {2023}
}
备注
54 pages, 11 figures (8 main + 3 supplementary figures)