【文献速览】自监督SACE网络实现3T至7T SWI合成,助力神经疾病诊断

学术   其他   2024-11-08 18:01   北京  

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Zhang D, Duan C, Anazodo U, et al. Self-supervised anatomical continuity enhancement network for 7T SWI synthesis from 3T SWI[J]. Medical Image Analysis, 2024, 95: 103184. DOI:10.1016/j.media.2024.103184



本文提出了一种新的自监督解剖连续性增强(SACE)网络,旨在将3T磁共振成像(MRI)的易感性加权成像(SWI)合成为7T SWI。由于在神经疾病诊断中的灵敏度较高,7T SWI成像模态受到广泛关注,但受限于在临床诊断中的普及度。当前主流技术主要关注在传统MRI模态的7T合成,而SWI合成则面临数据量有限以及组织不可见等问题的挑战。SACE网络通过两个预训练任务,由较丰富的3T SWI数据辅助合成7T SWI图像:第一个是形态学平衡的任务,需要消除冗余图像模式的同时保留关键形态,防止图像模糊;第二是相邻切片的对齐任务,通过预测差异场来改善在单一切片中不可见组织的合成。此外,该方法还结合了临床知识和脑亚结构图谱,创新性地增强了临床相关特征。


本工作结果用97个案例(5 495张切片)的数据集进行了评估,该方法实现了23.05 dB的峰值信噪比和0.688的结构相似性指数(SSIM),优于现有7T MRI合成技术。临床评估展示了合成7T SWI在临床上的有效性,并展现了其在临床应用中的潜力,为神经疾病诊断提供了一种新的工具。


图片摘要(来自原文Self-supervised anatomical continuity enhancement network for 7T SWI synthesis from 3T SWI


总的来说,该工作提出了一种由3T SWI数据合成7T SWI的新方法,通过自监督学习和预训练任务优化了合成图像的质量,并通过临床评估验证了其有效性。这种方法有望在临床实践中提供新的诊断工具。



(编译:张栋   审核:吕晗)


张栋

 清华大学生物医学工程博士,首都医科大学附属北京友谊医院精准与智慧影像实验室实习研究员。研究方向:磁共振图像处理、光声显微成像。


吕晗

 首都医科大学附属北京友谊医院科技处副处长、放射科副主任医师、博士生导师。兴趣方向:影像信息学。主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目等8项,在柳叶刀子刊等国际知名学术期刊上发表多篇论文,其中以第一作者发表的单篇最高被引用次数近600次,撰写指南共识7部。获国家科技进步二等奖(排第7)、2次荣获国际磁共振协会“临床研究奖”等。

杂志介绍



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办刊宗旨:聚焦国内外数字医学和健康领域的最新发展方向,刊载数字医学和健康领域的新理论、新技术、新方法,打造学术与技术的交流与合作平台,助力“健康中国”战略。


报道范围:国内外数字医学和健康领域前沿进展;数字和信息技术在公共卫生、疾病预防、健康管理、精准医疗、辅助决策、药物研发、临床科研、行业治理、医院管理、医学教育、医疗保险、数据管理及安全等领域的应用;医学和健康与现代信息学等相关学科交叉领域的新理论、新技术、新观点等;数字医学和健康领域的国家政策和法规、行业标准和共识、循证指南、伦理要求及产业信息。


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