Diffusion-weighted MRI can probe tissue microstructure non-invasively, however interpreting microstructural parameter estimates remains challenging due to the intrinsic ambiguity of the inverse problem. While simulation-based approaches can incorporate increasingly realistic tissue models, they still lack voxel-wise characterisation of the reliability and degeneracy of the inferred parameters. Here, we introduce a reliability framework for simulation-based microstructure estimation based on three complementary scores that identify distinct sources of unreliability in the estimation process: out-of-distribution signals, local signal mismatch, and parameter degeneracy. The framework was implemented using a Monte Carlo dictionary of 1,050 synthetic voxels generated from geometrically realistic substrates, with parameter ranges grounded in electron microscopy measurements of rat corpus callosum. The dictionary spans biologically plausible axon radii (0.25-0.85 $μ$m), microscopic angular spread (0-10$^\circ$), packing densities (60-92%), and intrinsic diffusivities (1.75-3.0 $μ$m$^2$/ms). On synthetic data, the resulting Reliability Index correlated with actual estimation error (Spearman $ρ= -0.742$) and distinguished between extrapolation, poor local interpolation, and parameter degeneracy. Applied to in vivo corpus callosum DW-MRI in rat (256 voxels, four animals) and human (MGH-USC HCP, 18,765 voxels, nine subjects), 91% and 73% of voxels respectively exceeded $R > 0.5$. These results demonstrate how reliability-aware analysis can support the interpretation and future development of simulation-based diffusion MRI microstructure models.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【CVPR2022】基于粗-精视觉Transformer的仿射医学图像配准
专知会员服务
36+阅读 · 2022年4月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
【CVPR2022】基于粗-精视觉Transformer的仿射医学图像配准
专知会员服务
36+阅读 · 2022年4月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员