Perfusion Quantification in the Human Brain Using DSC MRI – Simulations and Validations at 3T
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Gadolinium (Gd) and deoxyhemoglobin (dOHb) are paramagnetic contrast agents capable of inducing changes in T 2 *-weighted MRI signal, utilized in dynamic susceptibility contrast (DSC) MRI. With multiple contrast agents and analysis choices, there are a variety of questions as to its capability to accurately quantify perfusion values. To address these questions, we developed a novel signal model for DSC MRI that incorporates signal contributions from intravascular and extravascular water proton spins at 3T for arterial, venous, and cerebral tissue voxels. This framework allowed us to model the MRI signal in response to changes in Gd and dOHb concentrations, and the effects that various experimental and tissue parameters have on perfusion quantification. We compared the predictions of the numerical simulations with those obtained from experimental data at 3T on six healthy human subjects using Gd and dOHb boluses as contrast agents. Using standard DSC analysis, we identified perfusion quantification dependencies in the experimental results that were in close agreement with the simulations. We found that a reduced baseline oxygen saturation (base-S a O 2 ), greater susceptibility of applied contrast agent (Gd vs dOHb), and larger magnitude of the hypoxic drop (ΔS a O 2 ) reduces overestimation of the cerebral blood volume ( rCBV ) and flow ( rCBF ). Furthermore, shortening the bolus duration increases the accuracy and reduces the calculated values of mean transit time ( MTT ). This study demonstrates that changes in Gd and dOHb can be described by the same unifying theoretical framework, as validated by the experimental results. Based on our work, we suggest practices in DSC MRI that increase accuracy and reduce inter- and intra-subject variability. In uncovering a wide array of quantification dependencies, we argue that caution must be exercised when comparing perfusion values obtained from a standard DSC MRI analysis when employing different experimental paradigms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».