論文の概要: Perfusion Imaging: A Data Assimilation Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.02796v1
- Date: Sun, 6 Sep 2020 18:44:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-21 08:29:37.456315
- Title: Perfusion Imaging: A Data Assimilation Approach
- Title(参考訳): Perfusion Imaging: データ同化アプローチ
- Authors: Peirong Liu, Yueh Z. Lee, Stephen R. Aylward, and Marc Niethammer
- Abstract要約: 灌流画像(PI)は脳卒中や脳腫瘍の診断に用いられる。
コントラスト・エイジェント・フリーアプローチ(例えば、ボクセル内不整合運動に基づく)も存在するが、これまでは日常的に臨床応用は行われていない。
これらの手法は、動脈入力関数(AIF)をおよそモデル組織灌流に頼り、空間的依存を無視し、AIFを確実に推定することにも依存する。
本研究では, 対流拡散モデルの速度場と拡散場を推定し, コントラストのダイナミクスを最もよく説明するデータ同化手法(PIANO)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.418067945495203
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Perfusion imaging (PI) is clinically used to assess strokes and brain tumors.
Commonly used PI approaches based on magnetic resonance imaging (MRI) or
computed tomography (CT) measure the effect of a contrast agent moving through
blood vessels and into tissue. Contrast-agent free approaches, for example,
based on intravoxel incoherent motion, also exist, but are so far not routinely
used clinically. These methods rely on estimating on the arterial input
function (AIF) to approximately model tissue perfusion, neglecting spatial
dependencies, and reliably estimating the AIF is also non-trivial, leading to
difficulties with standardizing perfusion measures. In this work we therefore
propose a data-assimilation approach (PIANO) which estimates the velocity and
diffusion fields of an advection-diffusion model that best explains the
contrast dynamics. PIANO accounts for spatial dependencies and neither requires
estimating the AIF nor relies on a particular contrast agent bolus shape.
Specifically, we propose a convenient parameterization of the estimation
problem, a numerical estimation approach, and extensively evaluate PIANO. We
demonstrate that PIANO can successfully resolve velocity and diffusion field
ambiguities and results in sensitive measures for the assessment of stroke,
comparing favorably to conventional measures of perfusion.
- Abstract(参考訳): 灌流画像(PI)は脳卒中や脳腫瘍の診断に用いられる。
一般的に用いられるPIアプローチはMRI(MRI)またはCT(CT)に基づいており、造影剤が血管を通って組織に移動する影響を測定する。
例えば、ボクセル内無干渉運動に基づくコントラストエージェントフリーアプローチも存在しているが、臨床ではあまり使われていない。
これらの方法は動脈入力関数(aif)を概ねモデル組織灌流まで推定し、空間依存を無視し、確実にaifを推定することは非自明であり、灌流対策の標準化が困難となる。
そこで本研究では, コントラスト力学を最もよく説明できる対流拡散モデルの速度場と拡散場を推定するデータ同化手法(PIANO)を提案する。
PIANOは空間的依存を考慮せず、AIFを推定したり、特定のコントラスト剤のボーラス形状に依存したりする必要もない。
具体的には, 推定問題のパラメータ化, 数値推定手法を提案し, PIANOを広範囲に評価する。
PIANOは, 脳卒中評価において, 従来の灌流法と比較して, 速度と拡散場の曖昧さの解消に成功し, 感度の高い測定結果が得られることを示した。
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