L’effetto avverso delle non linearità del gradiente sulla RM in diffusione dai voxel agli studi di gruppo

    Publication Date
    Source Authors
    Source Title
    Source Issue
    Publication Date

    2020

    Source Authors

    Mesri HDavid SViergever MLeemans A

    Source Title

    L’effetto avverso delle non linearità del gradiente sulla RM in diffusione dai voxel agli studi di gruppo

    Source Issue

    NeuroImage

    Volume 205

    Page Range:

     

    L’articolo si colloca nel contesto scientifico della diagnostica per immagini, in particolar modo pone l’attenzione sull’importanza degli studi eseguiti con medotica MRI.
    Le non linearità dei campi magnetici a gradiente nella RM in diffusione (dMRI) possono introdurre errori sistematici nelle stime delle misure di diffusione. Sebbene esistano metodi di correzione che possono compensare questi errori, come presentato nel Progetto Human Connectome, si presume spesso che tali effetti non lineari siano trascurabili per le applicazioni tipiche e, di conseguenza, le non linearità del gradiente sono per lo più lasciate non corrette. In questo lavoro, eseguiamo un’analisi sistematica per indagare l’effetto delle non linearità del gradiente sugli studi dMRI, dalle stime voxel ai risultati degli studi di gruppo. Presentiamo un nuovo quadro per quantificare e visualizzare questi effetti scomponendoli nelle loro componenti di grandezza e angolo. La deviazione della magnitudine media e l’anisotropia del gradiente frazionario vengono introdotte per quantificare le distorsioni nella dimensione e nella forma delle distribuzioni del vettore del gradiente. Mediante simulazioni Monte-Carlo e dati reali del Progetto Human Connectome, vengono evidenziati gli errori sulle misure dMRI derivanti dall’imaging del tensore di diffusione e dall’imaging della curtosi diffusionale. Eseguiamo uno studio di gruppo per mostrare l’alterazione del significato e della dimensione dell’effetto dovuta all’ignoranza della correzione della non linearità del gradiente. I nostri risultati indicano che l’effetto delle non linearità del campo del gradiente sugli studi dMRI può essere significativo e può complicare l’interpretazione dei risultati e delle conclusioni. vengono evidenziati gli errori sulle misure dMRI derivate dall’imaging del tensore di diffusione e dall’imaging della curtosi diffusionale. Eseguiamo uno studio di gruppo per mostrare l’alterazione del significato e della dimensione dell’effetto dovuta all’ignoranza della correzione della non linearità del gradiente. I nostri risultati indicano che l’effetto delle non linearità del campo del gradiente sugli studi dMRI può essere significativo e può complicare l’interpretazione dei risultati e delle conclusioni. vengono evidenziati gli errori sulle misure dMRI derivate dall’imaging del tensore di diffusione e dall’imaging della curtosi diffusionale. Eseguiamo uno studio di gruppo per mostrare l’alterazione della significatività e della dimensione dell’effetto dovuta all’ignoranza della correzione della non linearità del gradiente. I nostri risultati indicano che l’effetto delle non linearità del campo del gradiente sugli studi dMRI può essere significativo e può complicare l’interpretazione dei risultati e delle conclusioni. Il lavoro è composto in 3 parti in principali. dove in primo luogo avviene la presentazione dell’argomento, al fine di ampliare le conoscenze sia sull’indagine svolta e sull’importanza che essa riveste, nella sulla branca radiologica a cui afferisce.

    In seguito viene sviluppata la tematica centrale, dove viene spiegata la tecnica dell’esame, e il ruolo fulcro del TSRM nello svolgimento dell indagine.

    References

    1. Bammer et al., 2003 R. Bammer , M. Markl , A. Barnett , B. Acar , MT Alley , NJ Pelc , GH Glover , ME Moseley Analisi e correzione generalizzata dell’effetto delle distorsioni di campo del gradiente spaziale nell’imaging pesato in diffusione Magn. Risonanza. Med. , 50 ( 2003 ) , pp. 560 – 569
    2. Basser et al., 1994 PJ Basser , J. Mattiello , D. LeBihan Spettroscopia e imaging del tensore di diffusione RM Biophys. J. , 66 ( 1994 ) , pp. 259 – 267
    3. Borkowski et al., 2017 K. Borkowski , K. Kłodowski , H. Figiel , AT Krzyżak Una convalida teorica dell’approccio di distribuzione spaziale della matrice B all’imaging del tensore di diffusione Magn. Risonanza. Imag. , 36 ( 2017 ) , pp. 01 – 06
    4. Conturo et al., 1996 TE Conturo , RC McKinstry , JA Aronovitz , JJ Neil MRI a diffusione: precisione, accuratezza ed effetti di flusso NMR Biomed. , 8 ( 1996 ) , pp. 307 – 332
    5. Doran et al., 2005 SJ Doran , L. Charles-Edwards , SA Reinsberg , MO Leach Una correzione completa della distorsione per le immagini RM: I. Correzione della deformazione del gradiente Phys. Med. Biol. , 50 ( 2005 ) , pp. 1343 – 1361
    6. Dyrby et al., 2013 TB Dyrby , LV Søgaard , MG Hall , M. Ptito , DC Alexander Contrasto e stabilità dell’indice del diametro dell’assone dall’imaging della microstruttura con diffusione MRI Magn. Risonanza. Med. , 70 ( 2013 ) , pp. 711 – 721
    7. Eklund et al., 2016 A. Eklund , TE Nichols , H. Knutsson Fallimento del cluster: perché le inferenze fMRI per l’estensione spaziale hanno gonfiato i tassi di falsi positivi Proc. Natl. Acad. Sci. , 113 ( il 2016 ) , pp. 7900 – 7905
    8. Ferizi et al., 2015 U. Ferizi , T. Schneider , T. Witzel , LL Wald , H. Zhang , CA Wheeler-Kingshott , DC Alexander Modelli di compartimenti di sostanza bianca per RM a diffusione in vivo a 300mT / m Neuroimage , 118 ( il 2015 ) , pp. 468 – 483
    9. Fischl, 2012 B. Fischl NeuroImage , 62 ( 2012 ) , pp. 774 – 781 , 10.1016 / j.neuroimage.2012.01.021
    10. Glasser et al., 2013 MF Glasser , SN Sotiropoulos , JA Wilson , TS Coalson , B. Fischl , JL Andersson , J. Xu , S. Jbabdi , M. Webster , JR Polimeni , DC Van Essen , M. Jenkinson Le pipeline di pre-elaborazione minime per il progetto Human Connectome Neuroimage , 80 ( 2013 ) , pp. 105 – 124
    11. Glover e Pelc, 1983 GH Glover , NJ Pelc Metodo per la correzione della distorsione dell’immagine dovuta alla non uniformità del gradiente ( 1983 ) URL: https://patents.google.com/patent/US4591789A/en
    12. Herting et al., 2012 MM Herting , EC Maxwell , C. Irvine , BJ Nagel L’impatto del sesso, della pubertà e degli ormoni sulla microstruttura della sostanza bianca negli adolescenti Cerebr. Cortex , 22 ( 2012 ) , pp. 1979, – 1992,
    13. Holmes et al., 1996 AP Holmes , RC Blair , G. Watson , I. Ford Analisi non parametrica di immagini statistiche da esperimenti di mappatura funzionale J. Cereb. Metab per il flusso sanguigno. , 16 ( 1996 ) , pp. 7 – 22
    14. Hsu et al., 2008 JL Hsu , A. Leemans , CH Bai , CH Lee , YF Tsai , HC Chiu , WH Chen Differenze di genere e cambiamenti della sostanza bianca legati all’età del cervello umano: uno studio di imaging del tensore di diffusione Neuroimage , 39 ( 2008 ) , pp. 566 – 577
    15. Ingalhalikar et al., 2014 M. Ingalhalikar , A. Smith , D. Parker , TD Satterthwaite , MA Elliott , K. Ruparel , H. Hakonarson , RE Gur , RC Gur , R. Verma Differenze di sesso nel connettoma strutturale del cervello umano Proc. Natl. Acad. Sci. , 111 ( il 2014 ) , pp. 823 – 828
    16. Janke et al., 2004 A. Janke , H. Zhao , GJ Cowin , GJ Galloway , DM Doddrell Uso di metodi di deconvoluzione armonica sferica per compensare gli effetti del gradiente non lineare sulle immagini MRI Magn. Risonanza. Med. , 52 ( 2004 ) , pp. 115 – 122