从增强前MRI预测脑示踪剂分布：直接回归与流匹配的比较

脑内液体清除系统可通过鞘内对比增强磁共振成像（MRI）进行研究。将示踪剂注入椎管并在 24--48\,h 内进行 MRI 扫描，即可测量注入脑脊液的示踪剂如何在脑内扩散。由于这是一种需要多次 MRI 扫描的侵入性操作，我们想知道仅凭增强前扫描和经过时间能预测多少后期的示踪剂分布。我们使用 104 名训练患者（878 个 MRI 体积），比较了直接的图像到图像回归模型与基于条件流匹配的更复杂生成模型，并在 23 名留出患者和来自另一独立队列的 51 名特发性正常压力脑积水（iNPH）患者上对两者进行了测试。相对于简单复制增强前扫描，直接模型将平均绝对误差（强度归一化至 $[0,1]$）在留出患者中从 0.089 降至 0.036，约 60\%，在 iNPH 队列中从 0.075 降至 0.056，约 25\%。这一降低在每个采样的经过时间区间和脑区室中均成立，且误差在 20--30\,h 和脑室中仍然最大，因为那里的强化最强。其预测的变化图与观察到的示踪剂强化一致，而不仅仅是再现解剖结构。生成模型在两个队列中均较不准确。因此，后期示踪剂分布的相当一部分可从增强前 MRI 所见的患者脑解剖结构预测，而增加的模型复杂度在此数据规模下未带来益处。这一准确度是否足以满足特定临床用途仍有待确定；经前瞻性验证，此类预测可能有助于简化用于评估脑清除的 MRI 方案。

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