从单扩散磁共振成像进行白物质束重建:测试-测试可靠性和预测能力跨方向分布功能重建方法

科学领域:

• 神经成像是一种神经成像.
• 扩散式核磁共振成像 (MRI)
• 白物质的解剖学 白物质的解剖学

背景情况:

• 白物质 (WM) 捆绑衍生通常需要高分辨率,多扩散MRI (dMRI) 采购,由于成本和时间,限制其用于研究设置.
• 现有的遗留的dMRI数据集,通常是单的,具有较低的角度分辨率,代表了更广泛的临床应用和人口研究的巨大资源.
• 从这些遗留数据集重建的WM捆绑的可靠性目前尚不清楚.

研究的目的:

• 为了评估WM捆重建的测试-重新测试可靠性,从较低分辨率的单dMRI数据.
• 为了比较三个方向分布函数 (ODF) 重建方法的性能:通用化q采样成像 (GQI),受约束的球形解卷 (CSD) 和单三组织CSD (SS3T).
• 评估重建的WM捆绑用于预测认知功能的潜力.

主要方法:

• 利用了大量的研究数据集,采用了64方向的dMRI扫描,每个受试者获得了两个独立的32方向运行.
• 从32方向扫描中使用GQI,CSD和SS3T方法重建了WM捆绑.
• 使用子系数评估捆绑可靠性,并使用提取的捆绑特征评估复杂推理的预测性能.

主要成果:

• 在所有测试的ODF方法中,大多数WM捆绑可靠地从32个方向的单dMRI数据中提取.
• 参与者内部的子系数始终高于参与者之间的系数,这表明保留了个体解剖学.
• 对复杂推理的稳定预测准确度 (r:0.15-0.36) 在测试-重新测试数据中观察到.
• 与GQI和CSD相比,SS3T表现出了敏感性和特异性的良好平衡,高的类内相关性,可信的捆绑和强大的预测性能.

结论:

• 捆绑特定的重建方法可以实现强大的性能,即使具有较低的角度分辨率,单 shell dMRI 数据.
• 为单数据优化的ODF方法,如SS3T,为从传统数据集中重建WM捆绑提供了特别的优势.
• 这项工作突出了利用来自医疗保健和研究环境的现有dMRI数据来推进WM研究和临床应用的重大潜力.