基于轴对称扩散峰度成像快速协议的白质生物标志物
医学物理
2017-05-12 v2
摘要
白质纤维束完整性（WMTI）可以表征纤维束高度对齐区域的脑微结构。若干 WMTI 生物标志物已通过显微镜验证，并在脑发育与衰老以及多种脑疾病研究中展现出有前景的结果。目前，WMTI 主要用于专门的动物研究和缓慢进展疾病的临床研究，但尚未成为常规临床工具。为此，一种数据密集度较低的实验方法将有助于实现高分辨率验证研究，并通过加快数据采集速度（相较于 WMTI 成像中使用的典型扩散峰度成像 DKI 协议）来简化临床应用。本文中，我们评估了基于最近引入的轴对称 DKI 的 WMTI，该方法的数据需求低于传统 DKI。我们将从传统 DKI 导出的 WMTI 参数与从轴对称 DKI 解析计算得到的参数进行比较。我们采用了数值模拟，以及来自固定大鼠脊髓（1）、活体人脑（3）和活体大鼠脑（4）的数据。我们的分析表明，基于稀疏数据集（19 幅图像）的轴对称 DKI 解析 WMTI 产生的 WMTI 度量与传统 DKI 数据集（60 幅或更多图像）的估计值强相关。我们在活体大鼠脑中展示了所提出的 WMTI 技术的临床前潜力（300 μm 各向同性分辨率，全脑覆盖）。WMTI 参数估计受制于一个对偶性，导致依赖于一个当前存在争议的符号选择的两个解分支。我们呈现并讨论了整个分析中这两个分支的结果。所提出的快速 WMTI 方法可能对临床前研究以及例如创伤性白质损伤或神经血管或神经炎症性疾病症状患者的临床评估有用。
引用
@article{arxiv.1610.02783,
title = {White matter biomarkers from fast protocols using axially symmetric diffusion kurtosis imaging},
author = {Brian Hansen and Ahmad R. Khan and Noam Shemesh and Torben E. Lund and Ryan Sangill and Simon F. Eskildsen and Leif Østergaard and Sune N. Jespersen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.02783},
year = {2017}
}
备注
41 pages, 8 figures, 1 table, 3 supplementary figures