Kas masinõpe võib anda üheminutilise aju MRI-skaneerimise?

Mõne täiustusega, sealhulgas masinõppega, võib kvantitatiivne tehnika, mida nimetatakse MR-sõrmejälgedeks, muuta üheminutilise kliinilise aju MRI-skanni reaalsuseks, selgub hiljutisest Rahvusvahelises Meditsiini Magnetresonantsi Seltsis peetud kõnest.ISMRM) kohtumine Londonis.

Stanfordi ülikooli teadlased töötasid välja MR-i sõrmejälgede kogumise ja rekonstrueerimise raamistiku kvantitatiivseks ja multikontrastseks pildistamiseks, mis nõuab ligikaudu ühe minuti pikkust skaneerimisaega ja kõigest viis minutit rekonstrueerimisaega.

Kujutiste sünteesiks kasutatava masinõppe algoritmi abil saab meetod ettekandja sõnul pakkuda viis kvaliteetset pilti tavaliste kliiniliste kontrastidega 1 mm isotroopse eraldusvõimega, samuti kvantitatiivseid T1, T2 ja prootonite tiheduse kaarte. Sophie Schauman ja kolleegid.

. ISMRMi koosolek toimus koostöös Euroopa Meditsiini ja Bioloogia Magnetresonantsi Seltsi ja Rahvusvahelise MR Radiograafide ja Tehnoloogide Seltsiga.

Arenemisruumi

Kindlasti on ruumi MRI kiirendamiseks. Traditsiooniline MRI töötab k-ruumi andmetel, võimaldades seega Schaumani sõnul kiiret rekonstrueerimist standardsete paralleelse pildistamise meetodite abil.

Kuid "skannimisajad on pikad ja selle ületamiseks saadakse sageli paksud viilud," ütles ta. "Enamik kliinilisi MRI uuringuid on T1- või T2-kaalutud. Seega on pildi kontrastsus kvalitatiivne, mitte kvantitatiivne.

Kaasaegsed, väga alavalimitud kogumismeetodid võivad järsult vähendada skaneerimisaega ja kodeerida koe omadusi kvantitatiivsel viisil. Schaumani sõnul maksavad need kiiremad omandamise ajad aga sageli pikema rekonstrueerimisaja hinnaga, mis muudab need tehnikad kliinilistes tingimustes ebapraktiliseks.

"Kaasaegse MRI muutmiseks kliiniliselt kasulikeks tööriistadeks on vaja kiiret omandamist, kiiremat rekonstrueerimist ja paindlikkust nii arstidele kasulike kontrastide hankimisel kui ka kvantitatiivsel pildistamisel, mida saab näiteks kasutada. , pikisuunalistes uuringutes, ”ütles ta.

MR sõrmejälgede võtmine

Teadlased pöördusid selle eesmärgi saavutamiseks MR-i sõrmejälgede võtmise poole. MRI-sõrmejälgede võtmine on kvantitatiivne meetod, mis võimaldab ühe andmehõivega samaaegselt mõõta mitut koe omadust.

Stanfordi teadlased kasutasid oma projektis pisikest kuldse nurga all segavat mitmeteljelist spiraalprojektsiooni MR-sõrmejälgede võtmist. See meetod annab kogu aju jaoks 1-mm isotroopse eraldusvõime, kuid praegu pole seda võimalik kasutada, kuna see vajab rohkem kui neli tundi rekonstrueerimisaega.

Püüdes muuta MR-sõrmejälgede võtmine kliinilistes tingimustes veelgi paljulubavamaks meetodiks, püüdsid teadlased lisada kiire rekonstrueerimismeetodi, ütles Schauman. Nad kasutasid alamruumi rekonstrueerimise tehnikat, mille teostamiseks kulub umbes seitse minutit ja mis hõlmab kolme alamruumi komponenti – tavapärase viie asemel – ja kolme pooli.

Seejärel kasutasid teadlased masinõppepõhist sünteesi, et veelgi parandada skaneerimise kvaliteeti ja kiirust. Algoritmi koolitamiseks kasutasid nad 14 terve vabatahtliku andmeid. 14 katsealusest 10 kasutati koolituseks, kahte kasutati valideerimiseks ja kahte katsetati mudelit – varem pakutud generatiivset võistlevat võrgustikku.

"Kliiniku torujuhtme töökindluse parandamiseks lisati 30-sekundiline suur vaatevälja eelskaneerimine," ütles Schauman. "Edaspidises töös kavatseme kasutada eelskaneerimist B0 ja B1 hindamiseks, kuid praegu kasutame seda mähise tihendamise optimeerimiseks, et summutada signaali väljaspool vaatevälja, kasutades meetodit, mida nimetatakse [regioonile optimeeritud virtuaalseteks (ROVir) mähisteks. ] ja rakendab andmetele automaatselt nihkeid, [tagamaks], et aju oleks vaateväljas tsentreeritud.

Võrreldes piltidega, mis on rekonstrueeritud traditsioonilise tehnikaga, mis võtab aega neli tundi, on kiirel rekonstrueerimismeetodil rohkem alaproovimise artefakte, rohkem hägusust ja rohkem müra, ütles Schauman.

"Kuid kui seda teavet saab sünteesivõrgus taastada, pole see kõik üldse oluline, " ütles ta.

Kahel katsealusel olid sünteesitud T1-kaalutud magnetiseerimisega ettevalmistatud kiire omandamisgradient-kaja (MP-RAGE), T2-kaalutud, T2 vedelikuga nõrgestatud inversioonitaaste (FLAIR) ja topeltinversioonitaaste (DIR) kujutised lõikude kaupa väga sarnased. struktuursed sarnasuse indeksid võrreldes võrdlusrekonstrueerimise tehnikaga toodetud sünteesitud kujutistega.

"Projekti tulevased suunad hõlmavad jätkuvat kliiniliste andmete kogumist, eesmärgiga kaasata patsiendid koolitusandmete kogumisse, kasutades pooljärelvalvega meetodeid, ja parandada torujuhtme tugevust patsiendi positsioneerimisel vaateväljas," ütles Schauman. "Samuti eesmärk on aja ja kvaliteedi kompromissi veelgi optimeerida, hankides kvantitatiivse pildistamise kalibreerimiseks kiiremad B0 ja B1 kaardid."

• See artikkel oli algselt avaldatud TädiMinnieEurope.com ©2022 autor TädiMinnieEurope.com. Mis tahes kopeerimine, taasavaldamine või levitamine TädiMinnieEurope.com sisu on selgesõnaliselt keelatud ilma eelneva kirjaliku nõusolekuta TädiMinnieEurope.com.

Postitus Kas masinõpe võib anda üheminutilise aju MRI-skaneerimise? ilmus esmalt Füüsika maailm.

• Münditark. Euroopa parim Bitcoini ja krüptobörs.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. TASUTA PÄÄS.
• CryptoHawk. Altcoini radar. Tasuta prooviversioon.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/can-machine-learning-deliver-one-minute-brain-mri-scans/