論文の概要: Towards Super-Resolution CEST MRI for Visualization of Small Structures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.01905v1
- Date: Fri, 3 Dec 2021 13:41:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-12-06 19:55:34.948655
- Title: Towards Super-Resolution CEST MRI for Visualization of Small Structures
- Title(参考訳): 超解像CEST MRIによる微小構造の可視化
- Authors: Lukas Folle, Katharian Tkotz, Fasil Gadjimuradov, Lorenz Kapsner,
Moritz Fabian, Sebastian Bickelhaupt, David Simon, Arnd Kleyer, Gerhard
Kr\"onke, Moritz Zai{\ss}, Armin Nagel, Andreas Maier
- Abstract要約: 関節リウマチなどのリウマチ性疾患の発症は、典型的にはサブクリニカルであり、早期発見が困難である。
CEST(Chemical Exchange saturation Transfer) MRIのような最新のイメージング技術は、早期検出の改善を期待している。
CEST MRIは、買収の根底にある物理的制約のために本質的に低分解能に悩まされている。
ニューラルネットワークが低分解能から高分解能の不飽和CEST画像からマッピングを学習できることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.004046600770185
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: The onset of rheumatic diseases such as rheumatoid arthritis is typically
subclinical, which results in challenging early detection of the disease.
However, characteristic changes in the anatomy can be detected using imaging
techniques such as MRI or CT. Modern imaging techniques such as chemical
exchange saturation transfer (CEST) MRI drive the hope to improve early
detection even further through the imaging of metabolites in the body. To image
small structures in the joints of patients, typically one of the first regions
where changes due to the disease occur, a high resolution for the CEST MR
imaging is necessary. Currently, however, CEST MR suffers from an inherently
low resolution due to the underlying physical constraints of the acquisition.
In this work we compared established up-sampling techniques to neural
network-based super-resolution approaches. We could show, that neural networks
are able to learn the mapping from low-resolution to high-resolution
unsaturated CEST images considerably better than present methods. On the test
set a PSNR of 32.29dB (+10%), a NRMSE of 0.14 (+28%), and a SSIM of 0.85 (+15%)
could be achieved using a ResNet neural network, improving the baseline
considerably. This work paves the way for the prospective investigation of
neural networks for super-resolution CEST MRI and, followingly, might lead to a
earlier detection of the onset of rheumatic diseases.
- Abstract(参考訳): 関節リウマチなどのリウマチ性疾患の発症は、典型的にはサブクリニカルであり、早期発見が困難である。
しかし、MRIやCTなどのイメージング技術を用いて解剖学的特徴の変化を検出することができる。
CEST(Chemical Exchange saturation Transfer) MRIのような最新のイメージング技術は、体内の代謝物のイメージングにより、早期検出をさらに改善することを期待している。
CEST MR 画像の高解像度化は, 疾患による変化が生じた最初の領域の1つである患者の関節の小さな構造を画像化するために必要である。
しかし、CEST MRは買収の基盤となる物理的制約のため、本質的に低解像度である。
本研究では,確立されたアップサンプリング手法とニューラルネットワークを用いた超解像手法を比較した。
ニューラルネットワークは、現在の方法よりも、低解像度から高分解能の不飽和cest画像へのマッピングを学べることを示すことができる。
テストセットでは、PSNRが32.29dB(+10%)、NRMSEが0.14(+28%)、SSIMが0.85(+15%)となり、ベースラインが大幅に改善された。
この研究は、超高分解能CEST MRIのためのニューラルネットワークの今後の研究の道を開くもので、その後、リウマチ性疾患の早期発見につながる可能性がある。
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