แมชชีนเลิร์นนิงสามารถสแกน MRI สมองหนึ่งนาทีได้หรือไม่

ด้วยการปรับปรุงบางอย่าง รวมถึงการเรียนรู้ของเครื่อง เทคนิคเชิงปริมาณที่เรียกว่า MRprinting สามารถทำให้การสแกน MRI สมองทางคลินิกหนึ่งนาทีเป็นจริงได้ ตามการพูดคุยที่นำเสนอในสมาคมระหว่างประเทศเพื่อการสะท้อนด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กในการแพทย์เมื่อเร็ว ๆ นี้ (ไอเอสเอ็มอาร์เอ็ม) การประชุมที่ลอนดอน

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนากรอบงานการได้มาซึ่งลายนิ้วมือของ MR และการสร้างใหม่สำหรับการถ่ายภาพเชิงปริมาณและคอนทราสต์หลายรูปแบบ ซึ่งต้องใช้เวลาในการสแกนประมาณหนึ่งนาที และเวลาในการสร้างใหม่เพียงห้านาที

ด้วยความช่วยเหลือจากอัลกอริธึมแมชชีนเลิร์นนิงสำหรับการสังเคราะห์ภาพ วิธีการดังกล่าวสามารถให้ภาพคุณภาพสูง 1 ภาพโดยมีความแตกต่างทางคลินิกทั่วไปที่ความละเอียดไอโซโทรปิก 1 มม. ตลอดจนแผนที่ความหนาแน่นของ T2, TXNUMX และโปรตอนเชิงปริมาณ ตามที่ผู้นำเสนอกล่าว โซฟี ชอแมน และเพื่อนร่วมงาน

พื้นที่ การประชุม ISMRM จัดขึ้นร่วมกับ European Society for Magnetic Resonance in Medicine and Biology และ International Society for MR Radiographers and Technologists

ห้องพักสำหรับการปรับปรุง

มีโอกาสที่จะเร่ง MRI ได้อย่างแน่นอน MRI แบบดั้งเดิมดำเนินการกับข้อมูล k-space จึงช่วยให้สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้อย่างรวดเร็วโดยใช้วิธีการถ่ายภาพคู่ขนานมาตรฐาน ตามข้อมูลของ Schauman

อย่างไรก็ตาม “เวลาในการสแกนใช้เวลานาน และมักจะต้องใช้ชิ้นหนาเพื่อแก้ไขปัญหานี้” เธอกล่าว “การสแกน MRI ทางคลินิกส่วนใหญ่จะมีน้ำหนัก T1- หรือ T2 ดังนั้นคอนทราสต์ของภาพจึงเป็นเชิงคุณภาพไม่ใช่เชิงปริมาณ”

วิธีการได้มาซึ่งสมัยใหม่ที่มีการสุ่มตัวอย่างไม่มากสามารถลดเวลาในการสแกนได้อย่างมาก พร้อมทั้งเข้ารหัสคุณสมบัติของเนื้อเยื่อในลักษณะเชิงปริมาณ อย่างไรก็ตาม เวลาในการได้มาซึ่งเร็วขึ้นเหล่านี้มักจะต้องแลกมาด้วยระยะเวลาในการฟื้นฟูที่ยาวนานขึ้น ส่งผลให้เทคนิคเหล่านี้ใช้ไม่ได้ในทางปฏิบัติในสภาพแวดล้อมทางคลินิก ตามข้อมูลของ Schauman

“เพื่อที่จะแปล MRI สมัยใหม่ให้เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ทางคลินิก เราต้องการการได้มาอย่างรวดเร็ว เราต้องการการสร้างใหม่ที่รวดเร็วขึ้น และเราต้องการความยืดหยุ่นในการได้มาซึ่งความแตกต่าง [the] ที่เป็นประโยชน์สำหรับแพทย์ตลอดจนการถ่ายภาพเชิงปริมาณที่สามารถนำมาใช้ได้ เป็นต้น ในการศึกษาระยะยาว” เธอกล่าว

MR ลายนิ้วมือ

นักวิจัยหันมาใช้การพิมพ์ลายนิ้วมือ MR เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ การพิมพ์ลายนิ้วมือด้วย MRI เป็นเทคนิคเชิงปริมาณที่ช่วยให้สามารถตรวจวัดคุณสมบัติของเนื้อเยื่อหลายชนิดได้พร้อมกันในการเก็บข้อมูลเพียงครั้งเดียว

ในโครงการของพวกเขา นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้ใช้ลำดับลายนิ้วมือ MR ของการฉายภาพเกลียวหลายแกนสีทองที่สับเปลี่ยนมุมทอง วิธีการนี้ให้ความละเอียดไอโซโทรปิก 1 มม. สำหรับทั้งสมอง แต่ปัจจุบันยังไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากต้องใช้เวลาในการฟื้นฟูนานกว่าสี่ชั่วโมง

ในความพยายามที่จะทำให้ MR พิมพ์ลายนิ้วมือเป็นวิธีที่มีแนวโน้มมากขึ้นสำหรับการตั้งค่าทางคลินิก นักวิจัยพยายามที่จะรวมวิธีการฟื้นฟูที่รวดเร็ว Schauman กล่าว พวกเขาใช้เทคนิคการสร้างพื้นที่ย่อยใหม่ซึ่งใช้เวลาประมาณเจ็ดนาทีในการดำเนินการและเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบของพื้นที่ย่อย XNUMX ชิ้น แทนที่จะเป็น XNUMX ชิ้นตามปกติที่ใช้ และขดลวด XNUMX ชิ้น

จากนั้นนักวิจัยได้ใช้การสังเคราะห์ด้วยการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อปรับปรุงคุณภาพและความเร็วการสแกนให้ดียิ่งขึ้น เพื่อฝึกอัลกอริธึม พวกเขาใช้ข้อมูลจากอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี 14 คน จากทั้งหมด 14 วิชา มี 10 วิชาที่ถูกใช้สำหรับการฝึกอบรม XNUMX วิชาที่ใช้สำหรับการตรวจสอบ และ XNUMX วิชาที่ใช้ทดสอบแบบจำลอง ซึ่งเป็นเครือข่ายปฏิปักษ์เชิงกำเนิดที่เสนอไว้ก่อนหน้านี้

“เพื่อปรับปรุงความแข็งแกร่งของท่อส่งก๊าซในคลินิก จึงได้มีการรวมเครื่องสแกนระยะรับภาพขนาดใหญ่ความยาว 30 วินาทีเข้าด้วยกัน” Schauman กล่าว “ในการทำงานในอนาคต เราตั้งใจที่จะใช้พรีสแกนสำหรับการประมาณค่า B0 และ B1 แต่สำหรับตอนนี้ เราใช้มันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบีบอัดคอยล์ของเราเพื่อระงับสัญญาณนอกขอบเขตการมองเห็น โดยใช้วิธีที่เรียกว่า [คอยล์เสมือนที่ปรับให้เหมาะสมตามภูมิภาค (ROVir) ] และยังใช้การเปลี่ยนแปลงกับข้อมูลโดยอัตโนมัติ [เพื่อ] ให้แน่ใจว่าสมองมีศูนย์กลางอยู่ที่ขอบเขตการมองเห็น”

เมื่อเทียบกับภาพที่ถูกสร้างขึ้นใหม่โดยใช้เทคนิคดั้งเดิมที่ใช้เวลาสี่ชั่วโมง วิธีการสร้างใหม่อย่างรวดเร็วนั้นมีสิ่งประดิษฐ์จากการสุ่มตัวอย่างต่ำกว่า ความเบลอมากกว่า และสัญญาณรบกวนมากกว่า Schauman กล่าว

“อย่างไรก็ตาม หากข้อมูลนี้สามารถกู้คืนได้ในเครือข่ายการสังเคราะห์ ทั้งหมดนี้ไม่สำคัญเลย” เธอกล่าว

ในผู้เข้ารับการทดสอบทั้งสอง ภาพการสังเคราะห์การกลับตัวแบบผกผันด้วยของเหลว T1-weighted ที่เตรียมการไล่ระดับสีอย่างรวดเร็ว-echo (MP-RAGE), การถ่วงน้ำหนักด้วย T2, การฟื้นตัวแบบผกผันด้วยของเหลวลดทอนด้วยของเหลว T2 (FLAIR) และภาพการกู้คืนแบบผกผันสองเท่า (DIR) มีความคล้ายคลึงกันมากในแนวแบ่งส่วน ดัชนีความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างเมื่อเปรียบเทียบกับภาพที่สังเคราะห์ขึ้นจากเทคนิคการสร้างใหม่อ้างอิง

“ทิศทางในอนาคตของโครงการรวมถึงการรวบรวมข้อมูลทางคลินิกอย่างต่อเนื่อง โดยมีเป้าหมายเพื่อรวมผู้ป่วยไว้ในชุดข้อมูลการฝึกอบรมโดยใช้วิธีการแบบกึ่งกำกับดูแล และปรับปรุงความทนทานของไปป์ไลน์เกี่ยวกับการวางตำแหน่งของผู้ป่วยในมุมมอง” Schauman กล่าว “เรายังตั้งเป้าที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนเวลา/คุณภาพด้วยการจัดหาแผนที่ B0 และ B1 ที่เร็วขึ้นสำหรับการสอบเทียบการถ่ายภาพเชิงปริมาณ”

• บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ ป้ามินนี่ยุโรป.คอม © 2022 โดย ป้ามินนี่ยุโรป.คอม. การคัดลอก ตีพิมพ์ซ้ำ หรือแจกจ่ายซ้ำใดๆ ของ ป้ามินนี่ยุโรป.คอม ห้ามเนื้อหาโดยชัดแจ้งโดยไม่ได้รับความยินยอมเป็นลายลักษณ์อักษรล่วงหน้าจาก ป้ามินนี่ยุโรป.com

โพสต์ แมชชีนเลิร์นนิงสามารถสแกน MRI สมองหนึ่งนาทีได้หรือไม่ ปรากฏตัวครั้งแรกเมื่อ โลกฟิสิกส์.

• คอยน์สมาร์ท การแลกเปลี่ยน Bitcoin และ Crypto ที่ดีที่สุดในยุโรป
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าฟรี
• คริปโตฮอว์ก เรดาร์ Altcoin ทดลองฟรี.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/can-machine-learning-deliver-one-minute-brain-mri-scans/