Arterial spin labeling performance in resting-state functional MRI : the effect of scan duration
Performance du marquage de spin artériel en IRM fonctionnelle à l'état de repos : l'effet de la durée d'acquisition
Résumé
Resting-state Arterial Spin Labeling (rsASL) in clinical routine and academic research remains confidential compared to resting-state BOLD. However, unlike BOLD, ASL provides with direct access to cerebral blood flow (CBF). This could lead to significant clinical subject scaled application as ASL is a non-invasive measurement of CBF (disease with CBF impairment follow-up, longitudinal studies of healthy subjects, etc.). Despite the significant increasing involvement of all MRI stakeholders is ASL over the past decade, the question of the acquisition duration (AD) in rsASL seems to have never been addressed in the literature, despite its strong practical consequences and its impact on functional networks representation. In this thesis, and as a preliminary work on the subject, we will first discuss how to study the role of AD in rsASL with simple methods that model what a researcher in rsMRI might experience. Our results show that the representation of functional networks stabilizes after a certain acquisition time for common functional networks. In a second part, we study the performance of the ASL in resting-state compared to the BOLD resting-state, while keeping the AD as a parameter. We show that the rsBOLD outperforms the rsASL on most aspects, but not on all. The ability to quantify the CBF, unlike the BOLD, tends to confirm that rsASL in particular and ASL in general deserve even more involvement from the functional MRI community.
L'arterial spin labeling en restingstate (rsASL) dans la routine clinique et la recherche universitaire reste confidentiel par rapport à l'état de repos BOLD. Cependant, contrairement au BOLD, l'ASL permet un accès direct au flux sanguin cérébral (CBF), ce qui pourrait conduire à une application clinique importante à l'échelle du sujet, car l'ASL est une mesure non invasive du CBF (suivi des maladies avec déficience du CBF, études longitudinales de sujets sains, etc.). Malgré l'implication croissante de tous les acteurs de l'IRM dans l'ASL au cours de la dernière décennie, la question de la durée d'acquisition (DA) en rsASL semble n'avoir jamais été abordée dans la littérature, malgré ses fortes conséquences pratiques (mise en œuvre clinique et maintien de l'état de repos du sujet) et son impact sur la représentation des réseaux fonctionnels. Dans cette thèse et comme travail préliminaire sur le sujet, nous discuterons tout d'abord de la manière d'étudier le rôle de la DA en rsASL avec des méthodes simples qui modélisent ce qu'un chercheur en rsMRI pourrait expérimenter. Nos résultats montrent que la représentation des réseaux fonctionnels se stabilise après une certaine durée d'acquisition pour des réseaux fonctionnels communs. Dans une deuxième partie, nous étudions les performance de l'ASL en resting-state par rapport au resting-state BOLD, tout en conservant la DA comme paramètre. Nous montrons que le rsBOLD surpasse la rsASL sur la plupart des aspects, mais pas sur tous. La possibilité de quantifier le CBF, contrairement au BOLD, tend à confirmer que le rsASL en particulier et l'ASL en général méritent encore plus d'implication de la part de la communauté de l'IRM fonctionnelle.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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