Suppr超能文献

在使用不可渗透的拉普拉斯特征函数时,将界面渗透性纳入扩散 MRI 信号表示中。

Incorporating interface permeability into the diffusion MRI signal representation while using impermeable Laplace eigenfunctions.

机构信息

Equipe IDEFIX, INRIA Saclay, UMA, ENSTA PARIS, Palaiseau, France.

出版信息

Phys Med Biol. 2023 Aug 29;68(17). doi: 10.1088/1361-6560/acf022.

Abstract

. The complex-valued transverse magnetization due to diffusion-encoding magnetic field gradients acting on a permeable medium can be modeled by the Bloch-Torrey partial differential equation. The diffusion magnetic resonance imaging (MRI) signal has a representation in the basis of the Laplace eigenfunctions of the medium. However, in order to estimate the permeability coefficient from diffusion MRI data, it is desirable that the forward solution can be calculated efficiently for many values of permeability.. In this paper we propose a new formulation of the permeable diffusion MRI signal representation in the basis of the Laplace eigenfunctions of the same medium where the interfaces are made impermeable.We proved the theoretical equivalence between our new formulation and the original formulation in the case that the full eigendecomposition is used. We validated our method numerically and showed promising numerical results when a partial eigendecomposition is used. Two diffusion MRI sequences were used to illustrate the numerical validity of our new method.Our approach means that the same basis (the impermeable set) can be used for all permeability values, which reduces the computational time significantly, enabling the study of the effects of the permeability coefficient on the diffusion MRI signal in the future.

摘要

. 作用于可渗透介质的扩散编码磁场梯度引起的复横向磁化可以通过 Bloch-Torrey 偏微分方程进行建模。扩散磁共振成像 (MRI) 信号在介质的拉普拉斯本征函数的基础上有一个表示。然而,为了从扩散 MRI 数据中估计渗透率系数,希望能够为许多渗透率值高效地计算正向解。在本文中,我们提出了一种在相同介质的拉普拉斯本征函数的基础上表示可渗透扩散 MRI 信号的新公式,其中界面是不可渗透的。我们证明了在使用完整本征分解的情况下,我们的新公式与原始公式之间的理论等价性。我们通过数值验证了我们的方法,并展示了在使用部分本征分解时的有前景的数值结果。使用两种扩散 MRI 序列来说明我们新方法的数值有效性。我们的方法意味着相同的基(不可渗透集)可以用于所有渗透率值,这大大减少了计算时间,为未来研究渗透率系数对扩散 MRI 信号的影响提供了可能。

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