Învățarea automată poate oferi scanări RMN ale creierului de un minut?

Cu câteva îmbunătățiri, inclusiv învățarea automată, o tehnică cantitativă numită amprenta RM ar putea face ca o scanare RMN clinică a creierului de un minut să devină realitate, potrivit unei discuții prezentate recent la Societatea Internațională pentru Rezonanță Magnetică în Medicină (ISMRM) întâlnire la Londra.

Cercetătorii de la Universitatea Stanford au dezvoltat un cadru de achiziție și reconstrucție a amprentelor RM pentru imagistica cantitativă și multicontrast, care necesită un timp de scanare de aproximativ un minut și un timp de reconstrucție de până la cinci minute.

Cu ajutorul unui algoritm de învățare automată pentru sinteza imaginilor, metoda poate oferi cinci imagini de înaltă calitate cu contraste clinice comune la rezoluție izotropă de 1 mm, precum și hărți cantitative T1, T2 și densitatea protonilor, potrivit prezentatorului. Sophie Schauman și colegii.

întâlnire ISMRM a avut loc în colaborare cu Societatea Europeană pentru Rezonanță Magnetică în Medicină și Biologie și Societatea Internațională pentru Radiografi și Tehnologi MR.

Loc pentru imbunatatiri

Cu siguranță există loc pentru a accelera RMN-ul. RMN-ul tradițional funcționează pe date din spațiul k, permițând astfel reconstrucția rapidă folosind metode standard de imagistică paralelă, conform lui Schauman.

Cu toate acestea, „timpii de scanare sunt lungi și sunt adesea obținute felii groase pentru a depăși acest lucru”, a spus ea. „Majoritatea scanărilor RMN clinice sunt ponderate T1 sau T2. Astfel, contrastul imaginii este calitativ și nu cantitativ.”

Metodele de achiziție moderne, foarte subeșantionate, pot reduce drastic timpul de scanare și pot codifica proprietățile țesuturilor într-o manieră cantitativă. Cu toate acestea, acești timpi mai rapidi de achiziție vin adesea cu prețul unui timp mai lung de reconstrucție, făcând aceste tehnici nepractice în setările clinice, potrivit Schauman.

„Pentru a transpune RMN-ul modern în instrumente utile din punct de vedere clinic, avem nevoie de achiziție rapidă, avem nevoie de reconstrucție mai rapidă și avem nevoie de flexibilitate în obținerea atât a contrastelor care sunt utile pentru medici, cât și a imaginilor cantitative care pot fi utilizate, de exemplu , în studii longitudinale”, a spus ea.

Amprentarea MR

Cercetătorii au apelat la amprentarea MR pentru a urmări acest obiectiv. Amprentarea RMN este o tehnică cantitativă care permite măsurarea simultană a proprietăților multiple ale țesutului într-o singură achiziție de date.

În proiectul lor, cercetătorii de la Stanford au folosit o secvență de amprentă MR de proiecție spirală cu mai multe axe în unghi auriu. Această metodă oferă o rezoluție izotropă de 1 mm pentru întregul creier, dar în prezent nu este fezabilă pentru utilizare din cauza necesității de mai mult de patru ore de reconstrucție.

Într-un efort de a face amprenta RM o metodă și mai promițătoare pentru setările clinice, cercetătorii au încercat să încorporeze o metodă rapidă de reconstrucție, a spus Schauman. Ei au folosit o tehnică de reconstrucție subspațială care durează aproximativ șapte minute și implică trei componente subspațiale - în loc de cele cinci obișnuite care sunt utilizate - și trei bobine.

Cercetătorii au folosit apoi sinteza bazată pe învățarea automată pentru a îmbunătăți și mai mult calitatea și viteza scanării. Pentru a antrena algoritmul, au folosit date furnizate de la 14 voluntari sănătoși. Dintre cei 14 subiecți, 10 au fost folosiți pentru antrenament, doi au fost folosiți pentru validare și doi au fost folosiți pentru a testa modelul - o rețea generativă adversativă propusă anterior.

„Pentru a îmbunătăți robustețea conductei în clinică, a fost inclusă o prescanare cu câmp vizual mare de 30 de secunde”, a spus Schauman. „În lucrările viitoare, intenționăm să folosim prescanarea pentru estimarea B0 și B1, dar deocamdată o folosim pentru a optimiza compresia bobinei noastre pentru a suprima semnalul din afara câmpului vizual folosind o metodă numită [bobine virtuale optimizate pentru regiune (ROVir) ] și, de asemenea, aplică automat modificări datelor [pentru] a se asigura că creierul a fost centrat în câmpul vizual.”

În comparație cu imaginile reconstruite folosind tehnica tradițională care durează patru ore, metoda de reconstrucție rapidă are mai multe artefacte subeșantionate, mai mult neclare și mai mult zgomot, a spus Schauman.

„Cu toate acestea, dacă aceste informații pot fi recuperate în rețeaua de sinteză, toate acestea nu contează deloc”, a spus ea.

La cei doi subiecți de testare, imaginile sintetizate de gradient-eco de achiziție rapidă (MP-RAGE), ponderate T1, recuperarea inversiei atenuate cu fluid T2 (FLAIR) și recuperarea inversării duble (DIR) sintetizate au avut un nivel foarte asemănător. indici de similaritate structurală în comparație cu imaginile sintetizate produse din tehnica de reconstrucție de referință.

„Directiile viitoare ale proiectului includ colectarea continuă de date clinice, cu scopul de a include pacienții în setul de date de antrenament folosind metode semisupravegheate și robustețe îmbunătățită a conductei în ceea ce privește poziționarea pacientului în câmpul vizual”, a spus Schauman. „De asemenea, ne propunem să optimizăm și mai mult compromisul timp/calitate prin achiziționarea de hărți B0 și B1 mai rapide pentru calibrarea imaginilor cantitative.”

• Acest articol a fost publicat inițial Mătușa MinnieEurope.com © 2022 de Mătușa MinnieEurope.com. Orice copiere, republicare sau redistribuire a Mătușa MinnieEurope.com conținutul este în mod expres interzis fără acordul prealabil scris al Mătușa MinnieEurope.com.

Mesaj Învățarea automată poate oferi scanări RMN ale creierului de un minut? a apărut în primul rând pe Lumea fizicii.

• Coinsmart. Cel mai bun schimb de Bitcoin și Crypto din Europa.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. ACCES LIBER.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Încercare gratuită.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/can-machine-learning-deliver-one-minute-brain-mri-scans/