האם למידת מכונה יכולה לספק סריקות MRI במוח של דקה?

עם כמה שיפורים, כולל למידת מכונה, טכניקה כמותית הנקראת טביעת אצבע MR יכולה להפוך סריקת MRI קלינית מוחית של דקה אחת למציאות, על פי הרצאה שהוצגה לאחרונה בחברה הבינלאומית לתהודה מגנטית ברפואה (ISMRM) פגישה בלונדון.

חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד פיתחו מסגרת לרכישה ושחזור של טביעות אצבע של MR להדמיה כמותית ורב-ניגודיות הדורשת זמן סריקה של כדקה אחת וזמן שחזור של חמש דקות בלבד.

בעזרת אלגוריתם למידת מכונה לסינתזת תמונות, השיטה יכולה לספק חמש תמונות באיכות גבוהה עם ניגודים קליניים נפוצים ברזולוציה איזוטרית של 1 מ"מ, כמו גם מפות כמותיות T1, T2 וצפיפות פרוטונים, על פי המציג סופי שאומן ועמיתים.

השמיים פגישת ISMRM התקיים בשיתוף עם האגודה האירופית לתהודה מגנטית ברפואה וביולוגיה והאגודה הבינלאומית לרדיוגרפי MR וטכנולוגים.

מקום לשיפור

בהחלט יש מקום להאיץ את ה-MRI. MRI מסורתי פועל על נתוני k-space, ובכך מאפשר שחזור מהיר באמצעות שיטות הדמיה מקבילות סטנדרטיות, לפי Schauman.

עם זאת, "זמני הסריקה ארוכים, ולעתים קרובות נרכשים פרוסות עבות כדי להתגבר על זה", אמרה. "רוב סריקות ה-MRI הקליניות הן במשקל T1 או T2. לפיכך, ניגודיות התמונה היא איכותית ולא כמותית".

שיטות רכישה מודרניות וחסרות דגימה יכולות להפחית באופן דרסטי את זמני הסריקה, כמו גם לקודד מאפייני רקמה בצורה כמותית. עם זאת, זמני הרכישה המהירים הללו באים לעתים קרובות במחיר של זמן שחזור ארוך יותר, מה שהופך את הטכניקות הללו לבלתי מעשיות במסגרות קליניות, לדברי Schauman.

"על מנת לתרגם MRI מודרני לכלים שימושיים מבחינה קלינית, אנו זקוקים לרכישה מהירה, אנו זקוקים לשחזור מהיר יותר, ואנחנו זקוקים לגמישות ברכישת שני הניגודים המועילים לרופאים, כמו גם הדמיה כמותית שניתן להשתמש בה, למשל. , במחקרי אורך", אמרה.

טביעת אצבע של MR

החוקרים פנו לטביעת אצבע של MR כדי להשיג מטרה זו. טביעת אצבע של MRI היא טכניקה כמותית המאפשרת מדידה בו-זמנית של מספר מאפייני רקמה ברכישת נתונים אחת.

בפרויקט שלהם, החוקרים מסטנפורד השתמשו ברצף טביעות אצבע MR של הקרנת ספירלה מרובה צירים זעירה בזווית זהב. שיטה זו מניבה רזולוציה איזוטרית של 1 מ"מ עבור כל המוח, אך כעת היא אינה ניתנת לשימוש עקב הצורך שלה ביותר מארבע שעות של זמן שחזור.

במאמץ להפוך את טביעת האצבע של MR לשיטה מבטיחה עוד יותר עבור הגדרות קליניות, החוקרים ביקשו לשלב שיטת שחזור מהירה, אמר Schauman. הם השתמשו בטכניקת שחזור תת-חלל שלוקחת כשבע דקות לביצוע וכוללת שלושה מרכיבי תת-חלל - במקום חמשת הרגילים שבהם משתמשים - ושלושה סלילים.

החוקרים השתמשו אז בסינתזה מבוססת למידת מכונה כדי לשפר עוד יותר את איכות הסריקה והמהירות. כדי לאמן את האלגוריתם, הם השתמשו בנתונים שנתרמו מ-14 מתנדבים בריאים. מתוך 14 הנבדקים, 10 שימשו להדרכה, שניים שימשו לאימות, ושניים שימשו לבדיקת המודל - רשת יריביות יצירתית שהוצעה בעבר.

"כדי לשפר את החוסן של הצינור במרפאה, נכללה סריקה מקדימה של שדה ראייה גדול של 30 שניות", אמר Schauman. "בעבודה עתידית, אנו מתכוונים להשתמש בסריקה המוקדמת להערכת B0 ו-B1, אך לעת עתה, אנו משתמשים בה כדי לייעל את דחיסת הסליל שלנו כדי לדכא אות מחוץ לשדה הראייה באמצעות שיטה הנקראת [סלילים וירטואליים מותאמים באזורים (ROVir) ] וגם להחיל שינויים אוטומטית על הנתונים [כדי] להבטיח שהמוח היה מרוכז בשדה הראייה."

בהשוואה לתמונות ששוחזרו בטכניקה המסורתית שלוקחת ארבע שעות, לשיטת השחזור המהיר יש יותר חפצי אמנות חסרי דגימה, יותר טשטוש ויותר רעש, אמר Schauman.

"עם זאת, אם ניתן לשחזר את המידע הזה ברשת הסינתזה, כל זה לא משנה בכלל", אמרה.

בשני הנבדקים, התמונות המסונתזות ל-T1 משוקלל מגנטיזציה (MP-RAGE), שיפוע רכישה מהירה (MP-RAGE), T2 משוקלל, T2 שחזור היפוך מוחלש (FLAIR) והתאוששות כפולה (DIR) היו דומים מאוד לחלקים. מדדי דמיון מבניים בהשוואה לתמונות מסונתזות שהופקו מטכניקת שחזור ההתייחסות.

"כיוונים עתידיים של הפרויקט כוללים המשך איסוף נתונים קליניים, במטרה לכלול מטופלים במערך נתוני ההדרכה תוך שימוש בשיטות מפוקחות למחצה ושיפור החוסן של הצינור לגבי מיצוב המטופלים בשדה הראייה", אמר Schauman. "אנו גם שואפים לייעל עוד יותר את הפשרה בין זמן לאיכות על ידי רכישת מפות B0 ו-B1 מהירות יותר לכיול של הדמיה כמותית."

• מאמר זה פורסם במקור ב AuntMinnieEurope.com כל הזכויות שמורות © 2022 AuntMinnieEurope.com. כל העתקה, רפובליקציה או הפצה מחדש של AuntMinnieEurope.com תוכן אסור במפורש ללא הסכמה מראש ובכתב של AuntMinnieEurope.com.

ההודעה האם למידת מכונה יכולה לספק סריקות MRI במוח של דקה? הופיע לראשונה ב עולם הפיזיקה.

• Coinsmart. בורסת הביטקוין והקריפטו הטובה באירופה.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה חופשית.
• CryptoHawk. רדאר אלטקוין. ניסיון חינם.
• מקור: https://physicsworld.com/a/can-machine-learning-deliver-one-minute-brain-mri-scans/