La difusión en las estructuras de gel Sephadex: la dependencia del tiempo revelada por la adquisición de múltiples secuencias en un amplio rango de tiempo de difusión
Autores: Dan, Guangyu; Li, Weiguo; Zhong, Zheng; Sun, Kaibao; Luo, Qingfei; Magin, Richard L.; Zhou, Xiaohong Joe; Karaman, M. Muge
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
La difusión en las estructuras de gel Sephadex: la dependencia del tiempo revelada por la adquisición de múltiples secuencias en un amplio rango de tiempo de difusión
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Difusión
Resonancia magnética
Modelo CTRW
Dependencia temporal
Simulaciones de Monte Carlo
Difusión intravóxel
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Se ha informado cada vez más que en los tejidos biológicos la atenuación de la señal de resonancia magnética ponderada en difusión se desvía de la decadencia monoexponencial, especialmente en valores altos de b. Se han propuesto varios modelos de difusión para caracterizar este comportamiento de difusión no gaussiano. Uno de estos modelos es el modelo de caminata aleatoria en tiempo continuo (CTRW), que introduce dos nuevos parámetros: una derivada temporal de orden fraccional y una derivada espacial de orden fraccional. Se cree que estos nuevos parámetros están vinculados a las heterogeneidades de difusión intravoxel en el tiempo y el espacio, respectivamente, y se cree que dependen de los tiempos de difusión. Los estudios sobre esta dependencia temporal son limitados, en gran parte porque el tiempo de difusión no puede variar en un amplio rango en una secuencia convencional de imágenes de eco de espín-eco debido a las decaídas de T2 que la acompañan. En este estudio, investigamos la dependencia temporal del modelo CTRW en los fantasmas de gel de Sephadex en un amplio rango de tiempos de difusión mediante secuencias de eco de espín con gradiente oscilante, eco de espín con gradiente pulsado y eco de estimulación con gradiente pulsado. También realizamos simulaciones de Monte Carlo para ayudar a comprender nuestros resultados experimentales. Se observó que el proceso de difusión caía en el régimen gaussiano en tiempos de difusión extremadamente cortos, mientras que mostraba una fuerte dependencia temporal en los parámetros CTRW en tiempos de difusión más largos.
Descripción
Se ha informado cada vez más que en los tejidos biológicos la atenuación de la señal de resonancia magnética ponderada en difusión se desvía de la decadencia monoexponencial, especialmente en valores altos de b. Se han propuesto varios modelos de difusión para caracterizar este comportamiento de difusión no gaussiano. Uno de estos modelos es el modelo de caminata aleatoria en tiempo continuo (CTRW), que introduce dos nuevos parámetros: una derivada temporal de orden fraccional y una derivada espacial de orden fraccional. Se cree que estos nuevos parámetros están vinculados a las heterogeneidades de difusión intravoxel en el tiempo y el espacio, respectivamente, y se cree que dependen de los tiempos de difusión. Los estudios sobre esta dependencia temporal son limitados, en gran parte porque el tiempo de difusión no puede variar en un amplio rango en una secuencia convencional de imágenes de eco de espín-eco debido a las decaídas de T2 que la acompañan. En este estudio, investigamos la dependencia temporal del modelo CTRW en los fantasmas de gel de Sephadex en un amplio rango de tiempos de difusión mediante secuencias de eco de espín con gradiente oscilante, eco de espín con gradiente pulsado y eco de estimulación con gradiente pulsado. También realizamos simulaciones de Monte Carlo para ayudar a comprender nuestros resultados experimentales. Se observó que el proceso de difusión caía en el régimen gaussiano en tiempos de difusión extremadamente cortos, mientras que mostraba una fuerte dependencia temporal en los parámetros CTRW en tiempos de difusión más largos.