هل يمكن للتعلم الآلي تقديم فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ لمدة دقيقة واحدة؟

مع بعض التحسينات ، بما في ذلك التعلم الآلي ، يمكن لتقنية كمية تسمى MR fingerprinting أن تجعل فحص التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ لمدة دقيقة واحدة حقيقة ، وفقًا لمحادثة تم تقديمها في الجمعية الدولية الأخيرة للرنين المغناطيسي في الطب (ISMRM) اجتماع في لندن.

طور باحثون من جامعة ستانفورد إطارًا لاقتناء وإعادة بناء بصمات الأصابع بالرنين المغناطيسي للتصوير الكمي ومتعدد التباين الذي يتطلب وقت مسح مدته دقيقة واحدة تقريبًا ووقت إعادة بناء لا يتجاوز خمس دقائق.

بمساعدة من خوارزمية التعلم الآلي لتركيب الصور ، يمكن أن توفر الطريقة خمس صور عالية الجودة مع تباينات سريرية شائعة بدقة متناحية 1 مم ، بالإضافة إلى خرائط كمية T1 و T2 وكثافة البروتون ، وفقًا لمقدم العرض صوفي شومان والزملاء.

• اجتماع ISMRM بالاشتراك مع الجمعية الأوروبية للرنين المغناطيسي في الطب والبيولوجيا والجمعية الدولية لمصوري الأشعة بالرنين المغناطيسي والتقنيين.

مجال للتحسين

هناك بالتأكيد مجال لتسريع التصوير بالرنين المغناطيسي. يعمل التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي على بيانات k-space ، مما يتيح إعادة البناء السريع باستخدام طرق التصوير الموازية القياسية ، وفقًا لشومان.

ومع ذلك ، قالت "أوقات الفحص طويلة ، وغالبًا ما يتم الحصول على شرائح سميكة للتغلب على هذا". "معظم فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي السريرية هي T1 أو T2 مرجح. وبالتالي ، فإن تباين الصورة نوعي وليس كميًا ".

يمكن لطرق الاستحواذ الحديثة قليلة العينات أن تقلل من أوقات الفحص بشكل كبير ، فضلاً عن ترميز خصائص الأنسجة بطريقة كمية. ومع ذلك ، غالبًا ما تأتي أوقات الاستحواذ الأسرع هذه على حساب وقت إعادة بناء أطول ، مما يجعل هذه التقنيات غير عملية في الإعدادات السريرية ، وفقًا لشومان.

"من أجل ترجمة التصوير بالرنين المغناطيسي الحديث إلى أدوات مفيدة سريريًا ، نحتاج إلى اكتساب سريع ، ونحتاج إلى إعادة بناء أسرع ، ونحتاج إلى المرونة في الحصول على كل من التناقضات المفيدة للأطباء وكذلك التصوير الكمي الذي يمكن استخدامه ، على سبيل المثال ، في دراسات طولية.

بصمة MR

لجأ الباحثون إلى أخذ البصمات بالرنين المغناطيسي لتحقيق هذا الهدف. بصمة التصوير بالرنين المغناطيسي هي تقنية كمية تسمح بالقياس المتزامن لخصائص الأنسجة المتعددة في عملية الحصول على بيانات واحدة.

في مشروعهم ، استخدم باحثو جامعة ستانفورد تسلسلًا صغيرًا للغاية من الإسقاط الحلزوني متعدد المحاور بزاوية ذهبية متسلسلة لبصمات الأصابع بالرنين المغناطيسي. تنتج هذه الطريقة دقة خواص 1 مم للدماغ كله ، ولكن هذا ليس ممكنًا حاليًا للاستخدام نظرًا لحاجته لأكثر من أربع ساعات من وقت إعادة البناء.

قال شاومان إنه في محاولة لجعل بصمة MR طريقة واعدة أكثر للإعدادات السريرية ، سعى الباحثون إلى دمج طريقة إعادة بناء سريعة. استخدموا تقنية إعادة بناء الفضاء الجزئي التي تستغرق ما يقرب من سبع دقائق لتنفيذها وتتضمن ثلاثة مكونات فضاء جزئي - بدلاً من المكونات الخمسة المعتادة المستخدمة - وثلاثة ملفات.

استخدم الباحثون بعد ذلك التوليف القائم على التعلم الآلي لتحسين جودة المسح الضوئي وسرعته. لتدريب الخوارزمية ، استخدموا بيانات من 14 متطوعًا سليمًا. من بين 14 شخصًا ، تم استخدام 10 منهم للتدريب ، واثنان تم استخدامهما للتحقق من الصحة ، واثنان تم استخدامهما لاختبار النموذج - وهي شبكة خصومة توليدية مقترحة مسبقًا.

قال شومان: "لتحسين متانة خط الأنابيب في العيادة ، تم تضمين ما قبل المسح الضوئي لمجال الرؤية الكبير لمدة 30 ثانية". "في العمل المستقبلي ، نعتزم استخدام المسح المسبق لتقدير B0 و B1 ، ولكن في الوقت الحالي ، نستخدمه لتحسين ضغط الملف لقمع الإشارة خارج مجال الرؤية باستخدام طريقة تسمى ملفات افتراضية محسّنة للمنطقة (ROVir) ] وكذلك تطبيق التحولات تلقائيًا على البيانات [لضمان] أن يكون الدماغ متمركزًا في مجال الرؤية ".

قال شومان إنه مقارنة بالصور التي أعيد بناؤها باستخدام التقنية التقليدية التي تستغرق أربع ساعات ، فإن طريقة إعادة البناء السريعة بها عدد أقل من القطع الأثرية ، والمزيد من الضبابية والمزيد من الضوضاء.

وقالت: "ومع ذلك ، إذا كان من الممكن استعادة هذه المعلومات في شبكة التوليف ، فكل هذا لا يهم على الإطلاق".

في موضوعي الاختبار ، كان للصور المُصنَّعة التي تم تحضيرها بواسطة المغناطيسية والمغناطيسية المُعدَّة بسرعة اكتساب صدى (MP-RAGE) ، واسترداد الانعكاس المخفف بالسوائل T1 (FLAIR) ، واستعادة الانعكاس المزدوج (DIR) المُصنَّعة بدرجة عالية من التشابه إلى حد كبير. فهارس التشابه الهيكلي مقارنة بالصور المركبة الناتجة من تقنية إعادة البناء المرجعية.

قال شاومان: "تشمل الاتجاهات المستقبلية للمشروع استمرار جمع البيانات السريرية ، بهدف تضمين المرضى في مجموعة بيانات التدريب باستخدام أساليب شبه خاضعة للإشراف وتحسين متانة خط الأنابيب فيما يتعلق بوضع المريض في مجال الرؤية". "نهدف أيضًا إلى زيادة تحسين مفاضلة الوقت / الجودة من خلال الحصول على خرائط B0 و B1 أسرع لمعايرة التصوير الكمي."

• تم نشر هذه المقالة في الأصل AuntMinnieEurope.com © 2022 بواسطة AuntMinnieEurope.com. أي نسخ أو إعادة نشر أو إعادة توزيع AuntMinnieEurope.com المحتوى محظور صراحةً دون موافقة خطية مسبقة من AuntMinnieEurope.com.

وظيفة هل يمكن للتعلم الآلي تقديم فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ لمدة دقيقة واحدة؟ ظهرت للمرة الأولى على عالم الفيزياء.

• كوينسمارت. أفضل بورصة للبيتكوين والعملات المشفرة في أوروبا.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. دخول مجاني.
• كريبتوهوك. الرادار. تجربة مجانية.
• المصدر: https://physicsworld.com/a/can-machine-learning-deliver-one-minute-brain-mri-scans/