Spherical Deconvolution of Multichannel Diffusion MRI Data with Non-Gaussian Noise Models and Spatial Regularization
Notice bibliographique
Résumé
Spherical deconvolution (SD) methods are widely used to estimate the intra-voxel white-matter fiber orientations from diffusion MRI data. However, while some of these methods assume a zero-mean Gaussian distribution for the underlying noise, its real distribution is known to be non-Gaussian and to depend on many factors such as the number of coils and the methodology used to combine multichannel MRI signals. Indeed, the two prevailing methods for multichannel signal combination lead to noise patterns better described by Rician and noncentral Chi distributions. Here we develop a Robust and Unbiased Model-BAsed Spherical Deconvolution (RUMBA-SD) technique, intended to deal with realistic MRI noise, based on a Richardson-Lucy (RL) algorithm adapted to Rician and noncentral Chi likelihood models. To quantify the benefits of using proper noise models, RUMBA-SD was compared with dRL-SD, a well-established method based on the RL algorithm for Gaussian noise. Another aim of the study was to quantify the impact of including a total variation (TV) spatial regularization term in the estimation framework. To do this, we developed TV spatially-regularized versions of both RUMBA-SD and dRL-SD algorithms. The evaluation was performed by comparing various quality metrics on 132 three-dimensional synthetic phantoms involving different inter-fiber angles and volume fractions, which were contaminated with noise mimicking patterns generated by data processing in multichannel scanners. The results demonstrate that the inclusion of proper likelihood models leads to an increased ability to resolve fiber crossings with smaller inter-fiber angles and to better detect non-dominant fibers. The inclusion of TV regularization dramatically improved the resolution power of both techniques. The above findings were also verified in human brain data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».