درون‌یابی توابع توزیع جهتی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی انتشار با قدرت تفکیک زاویه‌ای زیاد

تصویربرداری تشدید مغناطیسی تانسور انتشار (DTMRI) روشی غیرتهاجمی برای بررسی ساختار ماده سفید مغز است. در این روش با فرض گوسی بودن PDFانتشار مولکول‌های آب، تانسور انتشار استخراج شده؛ در بررسی دسته‌ فیبرهای مغز از آن استفاده می‌شود. در نواحی از مغز که فیبرها تقاطع دارند تصویربرداری تانسور انتشار قادر نیست جهت اصلی فیبرها را مشخص کند. برای حل این مشکل، تصویربرداری انتشار با قدرت تفکیک زاویه‌ای زیاد با تعداد زیادی جهت انتشار پیشنهاد شده است و برای بازسازی از روش Q-ballاستفاده می‌شود. در این روش تابع توزیع جهت فیبرها (ODF) قابل محاسبه است که در آن مدل‌های ریاضی نقش مهمی دارند. برای نمونه در انطباق تصاویر Q-ballبرای کاربردهایی مثل تحلیل گروهی یا ساخت اطلس، درون‌یابی ODFها لازم است. بدین‌منظور، جهت‌های اصلی انتشار (PDD) هر ODFباید مشخص شود. در این مقاله، PDDها به عنوان بردارهایی توصیف می‌‌شوند که بیشینه‌های محلی را به هم وصل می‌کنند. پس از یافتن راستای انتشار غالب در دو ODF، درون‌یابی خطی برای جهت‌های غالب انجام می‌شود. سپس دو ODFدر راستای به‌دست آمده چرخانده می‌شوند و بعد از آن درون‌یابی خطی، برای دو ODFچرخانده شده به منظور یافتن ODFمیانی انجام می‌شود. روش پیشنهادی با روش‌های قبلی مقایسه شده است و نتایج آزمایش‌های نشان می‌دهد که الگوریتم درون‌یابی پیشنهادی جهت اصلی دسته فیبر را بدون انحراف در مسیرها حفظ می‌کند. همچنین مشاهده می‌شود که تغییرات آنتروپی ODFهای درون‌یابی شده تقریباً خطی است و اثر حجیم شدن (هموار شدن جهت‌های اصلی) حذف می‌شود.