Spatially regularized super-resolved constrained spherical deconvolution (SR2-CSD) of diffusion MRI data
Notice bibliographique
Résumé
Constrained Spherical Deconvolution (CSD) is widely used to estimate the white matter fiber orientation distribution (FOD) from diffusion MRI data. Its angular resolution depends on the maximum spherical harmonic order ( ): low yields smooth but poorly resolved FODs, while high , as in Super-CSD, enables resolving fiber crossings with small inter-fiber angles but increases sensitivity to noise. In this proof-of-concept study, we introduce Spatially Regularized Super-Resolved CSD (SR -CSD), a novel method that regularizes Super-CSD using a spatial FOD prior estimated via a self-calibrated total variation denoiser. We evaluated SR -CSD against CSD and Super-CSD across four datasets: (i) the HARDI-2013 challenge numerical phantom, assessing angular and peak number errors across multiple signal-to-noise ratio (SNR) levels and CSD variants (single-/multi-shell, single-/multi-tissue); (ii) the Sherbrooke in vivo dataset, evaluating spatial coherence of FODs; (iii) a six-subject test–retest dataset acquired with both full (96 gradient directions) and subsampled (45 directions) protocols, assessing reproducibility; and (iv) the DiSCo phantom, evaluating tractography accuracy under varying SNR levels and multiple noise repetitions. Across all evaluations, SR -CSD consistently reduced angular and peak number errors, improved spatial coherence, enhanced test–retest reproducibility, and yielded connectivity matrices more strongly correlated with ground-truth. Most improvements were statistically significant under multiple-comparison correction. These results demonstrate that incorporating spatial priors into CSD is feasible, mitigates estimation instability, and improves FOD reconstruction accuracy.
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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 | 0,002 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».