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dc.contributor.author
Gimenez, Melisa Lucía  
dc.contributor.author
Jiménez, Pablo Javier  
dc.contributor.author
Pedraza Pérez, Leonardo Andrés  
dc.contributor.author
Betancourth Giraldo, Diana Maria  
dc.contributor.author
Zwick, Analía Elizabeth  
dc.contributor.author
Alvarez, Gonzalo Agustin  
dc.date.available
2025-06-25T13:42:42Z  
dc.date.issued
2024-05  
dc.identifier.citation
Gimenez, Melisa Lucía; Jiménez, Pablo Javier; Pedraza Pérez, Leonardo Andrés; Betancourth Giraldo, Diana Maria; Zwick, Analía Elizabeth; et al.; Optimising microstructural characterisation of white-matter phantoms: impact of gradient waveform modulation on Non-uniform Oscillating Gradient Spin-Echo sequences; Cornell University; arXiv; 5-2024; 1-18  
dc.identifier.issn
2331-8422  
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/264611  
dc.description.abstract
Changes in the nervous system due to neurological diseases take place at very small spatial scales, on the order of the micro and nanometers. Developing non-invasive imaging methods for obtaining this microscopic information as quantitative biomarkers is therefore crucial for improved medical diagnosis. In this context, diffusion weighted magnetic resonance imaging has shown significant advances in revealing tissue microstructural features by probing molecular diffusion processes. Implementing modulated gradient spin-echo sequences allows monitoring time-dependent diffusion processes to reveal such detailed information. In particular, one of those sequences termed Non-uniform Oscillating Gradient Spin-Echo (NOGSE), has shown to selectively characterise microstructure sizes by generating an image contrast based on a signal decay-shift rather than on the conventionally used signal decay rate. In this work, we prove that such decay-shift is more pronounced with instantaneous switches of the sign of the magnetic field gradient strength. As fast gradient ramps need to be avoided in clinical settings, due to potential patient discomfort and artefacts in imaging, we evaluate the method’s efficacy for estimating microstructure sizes using both idealised, sharp gradient modulations and more realistic, smooth modulations. In this more realistic scenario we find that the signal decay-shift might be lost as the diffusion time increases, likely hindering the accurate estimation of microstructural characteristics. We demonstrate, by a combination of numerical simulations, information theory analysis and proof-of-principle experiments with white-matter phantoms, that optimal sequence design to estimate microstructure size distributions can be achieved using either sharp or smooth gradient spin-echo modulations. This approach simplifies the translation of the NOGSE method for its use in clinical settings.  
dc.format
application/pdf  
dc.language.iso
eng  
dc.publisher
Cornell University  
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess  
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/  
dc.subject
MRI  
dc.subject
CEREBRO  
dc.subject
TEJIDOS  
dc.subject.classification
Otras Biotecnologías de la Salud  
dc.subject.classification
Biotecnología de la Salud  
dc.subject.classification
CIENCIAS MÉDICAS Y DE LA SALUD  
dc.title
Optimising microstructural characterisation of white-matter phantoms: impact of gradient waveform modulation on Non-uniform Oscillating Gradient Spin-Echo sequences  
dc.type
info:eu-repo/semantics/article  
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo  
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion  
dc.date.updated
2025-06-25T11:57:55Z  
dc.journal.pagination
1-18  
dc.journal.pais
Estados Unidos  
dc.journal.ciudad
Ithaca  
dc.description.fil
Fil: Gimenez, Melisa Lucía. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Jiménez, Pablo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Pedraza Pérez, Leonardo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Betancourth Giraldo, Diana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Zwick, Analía Elizabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Alvarez, Gonzalo Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina  
dc.journal.title
arXiv  
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.48550/arXiv.2406.02568  
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/https://arxiv.org/abs/2406.02568