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fwdmodel_asl_quasar.h
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/* fwdmodel_asl_quasar.h - Resting state ASL model for QUASAR acquisitions
Michael Chappell, IBME & FMRIB Image Analysis Group
Copyright (C) 2010 University of Oxford */
/* CCOPYRIGHT */
#pragma once
#include "fabber_core/fwdmodel.h"
#include <string>
#include <vector>
class QuasarFwdModel : public FwdModel
{
public:
static FwdModel *NewInstance();
// Virtual function overrides
virtual void Initialize(ArgsType &args);
virtual void Evaluate(const NEWMAT::ColumnVector ¶ms, NEWMAT::ColumnVector &result) const;
virtual std::string ModelVersion() const;
virtual void GetOptions(std::vector<OptionSpec> &opts) const;
virtual std::string GetDescription() const;
virtual void NameParams(std::vector<std::string> &names) const;
virtual int NumParams() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) - (singleti ? 1 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0)
+ (inferart ? 2 : 0) + (infert1 ? 2 : 0) + (infertaub ? 1 : 0)
+ (inferwm ? (2 + (infertau ? 1 : 0) + (infert1 ? 1 : 0) + (usepve ? 2 : 0)) : 0) + 2
+ (inferart ? (artdir ? 3 : 4) : 0) + (calibon ? 1 : 0);
}
virtual ~QuasarFwdModel() { return; }
virtual void HardcodedInitialDists(MVNDist &prior, MVNDist &posterior) const;
using FwdModel::SetupARD;
virtual void SetupARD(const MVNDist &posterior, MVNDist &prior, double &Fard);
virtual void UpdateARD(const MVNDist &posterior, MVNDist &prior, double &Fard) const;
protected:
// Constants
// Lookup the starting indices of the parameters
int tiss_index() const
{
return (infertiss ? 1 : 0);
} // main tissue parameters: ftiss and delttiss alway come first
int tau_index() const { return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0); }
int art_index() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0) + (inferart ? 1 : 0);
}
int t1_index() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0) + (inferart ? 2 : 0)
+ (infert1 ? 1 : 0);
}
int taub_index() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0) + (inferart ? 2 : 0)
+ (infert1 ? 2 : 0) + (infertaub ? 1 : 0);
}
int wm_index() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0) + (inferart ? 2 : 0)
+ (infert1 ? 2 : 0) + (infertaub ? 1 : 0) + (inferwm ? 1 : 0);
}
int pv_index() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0) + (inferart ? 2 : 0)
+ (infert1 ? 2 : 0) + (infertaub ? 1 : 0)
+ (inferwm ? (2 + (infertau ? 1 : 0) + (infert1 ? 1 : 0)) : 0) + (usepve ? 1 : 0);
}
int disp_index() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0) + (inferart ? 2 : 0)
+ (infert1 ? 2 : 0) + (infertaub ? 1 : 0)
+ (inferwm ? (2 + (infertau ? 1 : 0) + (infert1 ? 1 : 0)) : 0) + (usepve ? 2 : 0) + 1;
}
int crush_index() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0) + (inferart ? 2 : 0)
+ (infert1 ? 2 : 0) + (infertaub ? 1 : 0)
+ (inferwm ? (2 + (infertau ? 1 : 0) + (infert1 ? 1 : 0)) : 0) + (usepve ? 2 : 0) + 2
+ (inferart ? 1 : 0);
}
int calib_index() const
{
return (infertiss ? 2 : 0) + (infertiss ? (infertau ? 1 : 0) : 0) + (inferart ? 2 : 0)
+ (infert1 ? 2 : 0) + (infertaub ? 1 : 0)
+ (inferwm ? (2 + (infertau ? 1 : 0) + (infert1 ? 1 : 0)) : 0) + (usepve ? 2 : 0) + 2
+ (inferart ? (artdir ? 3 : 4) : 0) + (calibon ? 1 : 0);
}
// vector indices for the parameters to expereicne ARD
vector<int> ard_index;
// scan parameters
double seqtau; // bolus length as set by the sequence
int repeats;
double t1;
double t1b;
double t1wm;
double lambda;
double slicedt;
double pretisat;
float dti; // TI interval
float FA; // flip angle
bool infertiss;
bool singleti; // specifies that only tissue perfusion should be inferred
bool infertau;
bool infertaub;
bool inferart;
bool infert1;
bool inferwm;
bool usepve;
bool artdir;
bool calibon;
bool onephase;
std::string disptype;
// ard flags
bool doard;
bool tissard;
bool artard;
bool wmard;
NEWMAT::ColumnVector tis;
double timax;
NEWMAT::Matrix crushdir;
// kinetic curve functions
NEWMAT::ColumnVector kcblood_nodisp(const NEWMAT::ColumnVector &tis, float deltblood,
float taub, float T_1b, float deltll, float T_1ll) const;
NEWMAT::ColumnVector kcblood_gammadisp(const NEWMAT::ColumnVector &tis, float deltblood,
float taub, float T_1b, float s, float p, float deltll, float T_1ll) const;
NEWMAT::ColumnVector kcblood_gvf(const NEWMAT::ColumnVector &tis, float deltblood, float taub,
float T_1b, float s, float p, float deltll, float T_1ll) const;
NEWMAT::ColumnVector kcblood_gaussdisp(const NEWMAT::ColumnVector &tis, float deltblood,
float taub, float T_1b, float sig1, float sig2, float deltll, float T_1ll) const;
// Tissue
NEWMAT::ColumnVector kctissue_nodisp(const NEWMAT::ColumnVector &tis, float delttiss, float tau,
float T1_b, float T1_app, float deltll, float T_1ll) const;
NEWMAT::ColumnVector kctissue_gammadisp(const NEWMAT::ColumnVector &tis, float delttiss,
float tau, float T1_b, float T1_app, float s, float p, float deltll, float T_1ll) const;
NEWMAT::ColumnVector kctissue_gvf(const NEWMAT::ColumnVector &tis, float delttiss, float tau,
float T1_b, float T1_app, float s, float p, float deltll, float T_1ll) const;
NEWMAT::ColumnVector kctissue_gaussdisp(const NEWMAT::ColumnVector &tis, float delttiss,
float tau, float T_1b, float T_1app, float sig1, float sig2, float deltll,
float T_1ll) const;
// useful functions
float icgf(float a, float x) const;
float gvf(float t, float s, float p) const;
private:
/** Auto-register with forward model factory. */
static FactoryRegistration<FwdModelFactory, QuasarFwdModel> registration;
};