Hacia parámetros de ajuste óptimos para el análisis de imágenes DWI multi-exponenciales del riñón humano: un estudio de simulación comparando diferentes algoritmos de ajuste
Autores: Jasse, Jonas; Wittsack, Hans-Joerg; Thiel, Thomas Andreas; Zukovs, Romans; Valentin, Birte; Antoch, Gerald; Ljimani, Alexandra
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Hacia parámetros de ajuste óptimos para el análisis de imágenes DWI multi-exponenciales del riñón humano: un estudio de simulación comparando diferentes algoritmos de ajuste
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Difusión
Análisis de señales
Multi-exponencial
Parámetros de ajuste
NNLS
NLLS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
En DWI, el análisis de señal multi-exponencial se puede utilizar para determinar los componentes de difusión subyacentes a la señal. Sin embargo, el enfoque es muy complejo debido al bajo SNR inherente, al número limitado de puntos de datos de decaimiento de la señal y a la ausencia de parámetros de adquisición apropiados y métodos de análisis estandarizados. Dentro del alcance de este trabajo, se compararon diferentes métodos para el análisis multi-exponencial de la señal de difusión en el riñón. Para evaluar el impacto de los parámetros de ajuste, se realizó una simulación comparando los métodos de ajuste no negativo libre (NNLS) y de mínimos cuadrados no lineales rígidos (NLLS). La simulación demostró una mayor precisión para NNLS en combinación con la estimación del área bajo la curva. Además, la precisión y la estabilidad de los resultados se mejoraron aún más utilizando parámetros optimizados, concretamente 350 coeficientes de difusión espaciados logarítmicamente dentro de [0,7, 300] x 10 mm/s y un SNR mínimo de 100. El enfoque NNLS muestra una mejora sobre el método NLLS rígido. Esto se hace evidente no solo en términos de precisión y omisión de conocimientos previos, sino también en una mejor representación de la fisiología del tejido renal. Al emplear los parámetros de ajuste determinados, se espera lograr resultados más estables y confiables para la imagen de difusión en el riñón. Esto podría permitir obtener resultados de DWI más precisos para su utilización clínica.
Descripción
En DWI, el análisis de señal multi-exponencial se puede utilizar para determinar los componentes de difusión subyacentes a la señal. Sin embargo, el enfoque es muy complejo debido al bajo SNR inherente, al número limitado de puntos de datos de decaimiento de la señal y a la ausencia de parámetros de adquisición apropiados y métodos de análisis estandarizados. Dentro del alcance de este trabajo, se compararon diferentes métodos para el análisis multi-exponencial de la señal de difusión en el riñón. Para evaluar el impacto de los parámetros de ajuste, se realizó una simulación comparando los métodos de ajuste no negativo libre (NNLS) y de mínimos cuadrados no lineales rígidos (NLLS). La simulación demostró una mayor precisión para NNLS en combinación con la estimación del área bajo la curva. Además, la precisión y la estabilidad de los resultados se mejoraron aún más utilizando parámetros optimizados, concretamente 350 coeficientes de difusión espaciados logarítmicamente dentro de [0,7, 300] x 10 mm/s y un SNR mínimo de 100. El enfoque NNLS muestra una mejora sobre el método NLLS rígido. Esto se hace evidente no solo en términos de precisión y omisión de conocimientos previos, sino también en una mejor representación de la fisiología del tejido renal. Al emplear los parámetros de ajuste determinados, se espera lograr resultados más estables y confiables para la imagen de difusión en el riñón. Esto podría permitir obtener resultados de DWI más precisos para su utilización clínica.