Estimating the viscoelastic properties of the human brain at <scp>7 T MRI</scp> using intrinsic <scp>MRE</scp> and nonlinear inversion
Notice bibliographique
Résumé
Intrinsic actuation magnetic resonance elastography (MRE) is a phase-contrast MRI technique that allows for in vivo quantification of mechanical properties of the brain by exploiting brain motion that arise naturally due to the cardiac pulse. The mechanical properties of the brain reflect its tissue microstructure, making it a potentially valuable parameter in studying brain disease. The main purpose of this study was to assess the feasibility of reconstructing the viscoelastic properties of the brain using high-quality 7 T MRI displacement measurements, obtained using displacement encoding with stimulated echoes (DENSE) and intrinsic actuation. The repeatability and sensitivity of the method for detecting normal regional variation in brain tissue properties was assessed as secondary goal. The displacement measurements used in this analysis were previously acquired for a separate study, where eight healthy subjects (27 ± 7 years) were imaged with repeated scans (spatial resolution approx. 2 mm isotropic, temporal resolution 75 ms, motion sensitivity 0.35 mm/2π for displacements in anterior-posterior and left-right directions, and 0.7 mm/2π for feet-head displacements). The viscoelastic properties of the brain were estimated using a subzone based non-linear inversion scheme. The results show comparable consistency to that of extrinsic MRE between the viscoelastic property maps obtained from repeated displacement measurements. The shear stiffness maps showed fairly consistent spatial patterns. The whole-brain repeatability coefficient (RC) for shear stiffness was (mean ± standard deviation) 8 ± 8% relative to the mean whole-brain stiffness, and the damping ratio RC was 28 ± 17% relative to the whole-brain damping ratio. The shear stiffness maps showed similar statistically significant regional trends as demonstrated in a publicly available atlas of viscoelastic properties obtained with extrinsic actuation MRE at 50 Hz. The damping ratio maps showed less consistency, likely due to data-model mismatch of describing the brain as a viscoelastic material under low frequencies. While artifacts induced by fluid flow within the brain remain a limitation of the technique in its current state, intrinsic actuation based MRE allow for consistent and repeatable estimation of the mechanical properties of the brain. The method provides enough sensitivity to investigate regional variation in such properties in the normal brain, which is likely sufficient to also investigate pathological changes.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| 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 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 ».