単一b値データからの自由水DTI推定は一見信頼できるように思えるが、慎重に解釈する必要がある

目的：自由水排除DTI（FWE-DTI）は、健康な老化や変性疾患における組織の拡散から自由水の部分体積効果の増加を区別するために広く使用されている。FWE-DTIフィッティングはマルチシェル取得に対してのみ適切に定義されるため、臨床でより一般的なシングルシェルデータへの適用を可能にするために、正則化勾配降下（RGD）法が提案された。しかし、RGD法の妥当性は十分に評価されていない。本研究は、シングルシェルおよびマルチシェルデータに対するFWE-DTI手続きの特異性を定量化することを目的としている。方法：異なるFWE-DTIフィッティング手続きがオープンソースのin vivo拡散データセットとシングルシェルおよびマルチシェル合成信号上でテストされ、RGDおよび標準非線形最小二乗法を含む。初期化アプローチを比較するために、シングルボクセルシミュレーションが行われた。方法間の比較における空間的正則化の効果を評価するために、マルチボクセルファントムシミュレーションが実施された。アルゴリズムの特異性をテストするために、異なる2種類の病変を持つファントムがシミュレーションされた：平均拡散率が変更されたものと自由水が変更されたものである。結果：シングルシェルのin vivoデータからRGDにより信頼できるパラメータマップが得られた。これらのマップの妥当性は初期化によって決定されることが示された。in vivoデータに挿入されたシミュレーション病変でのテストは、RGDアプローチが組織の平均拡散率の変化から自由水を区別できないことを明らかにした。非線形最小二乗法アルゴリズムとは対照的に。結論：RGD FWE-DTI法は限られた特異性を持ち、したがってシングルシェルデータからの結果は慎重に解釈されるべきである。可能であれば、マルチシェル取得および非線形最小二乗法アプローチが優先されるべきである。