論文の概要: Motion Correction and Volumetric Reconstruction for Fetal Functional
Magnetic Resonance Imaging Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.05863v1
- Date: Fri, 11 Feb 2022 19:11:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-02-15 15:54:12.390610
- Title: Motion Correction and Volumetric Reconstruction for Fetal Functional
Magnetic Resonance Imaging Data
- Title(参考訳): 胎児機能的磁気共鳴画像データの運動補正と体積再構成
- Authors: Daniel Sobotka, Michael Ebner, Ernst Schwartz, Karl-Heinz Nenning,
Athena Taymourtash, Tom Vercauteren, Sebastien Ourselin, Gregor Kasprian,
Daniela Prayer, Georg Langs, Roxane Licandro
- Abstract要約: 運動補正は胎児脳の機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)において重要な前処理ステップである。
胎児のfMRIに対する現在の動作補正手法は、特定の取得時点から1つの3Dボリュームを選択する。
本稿では,外乱運動補正を用いて高解像度の基準体積を推定する新しいフレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.690756997172894
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Motion correction is an essential preprocessing step in functional Magnetic
Resonance Imaging (fMRI) of the fetal brain with the aim to remove artifacts
caused by fetal movement and maternal breathing and consequently to suppress
erroneous signal correlations. Current motion correction approaches for fetal
fMRI choose a single 3D volume from a specific acquisition timepoint with least
motion artefacts as reference volume, and perform interpolation for the
reconstruction of the motion corrected time series. The results can suffer, if
no low-motion frame is available, and if reconstruction does not exploit any
assumptions about the continuity of the fMRI signal. Here, we propose a novel
framework, which estimates a high-resolution reference volume by using
outlier-robust motion correction, and by utilizing Huber L2 regularization for
intra-stack volumetric reconstruction of the motion-corrected fetal brain fMRI.
We performed an extensive parameter study to investigate the effectiveness of
motion estimation and present in this work benchmark metrics to quantify the
effect of motion correction and regularised volumetric reconstruction
approaches on functional connectivity computations. We demonstrate the proposed
framework's ability to improve functional connectivity estimates,
reproducibility and signal interpretability, which is clinically highly
desirable for the establishment of prognostic noninvasive imaging biomarkers.
The motion correction and volumetric reconstruction framework is made available
as an open-source package of NiftyMIC.
- Abstract(参考訳): 運動補正は胎児脳の機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)における重要な前処理ステップであり、胎児の運動や母体呼吸によって引き起こされる人工物を除去し、結果として誤った信号相関を抑えることを目的としている。
胎児のfMRIに対する現在の動作補正アプローチは、少なくとも運動アーチファクトを基準体積とする特定の取得時間点から1つの3次元ボリュームを選択し、運動補正時系列の再構成を補間する。
結果は、低モーションフレームが利用できない場合や、再構成がfMRI信号の連続性に関する仮定を生かしていない場合などに悩まされる。
本稿では,外乱運動補正法を用いて高分解能基準容積を推定し,hber l2正則化を用いて運動補正した胎児脳fmriのスタック内体積再構成法を提案する。
本研究では, 運動推定の有効性を検討するために, 運動補正と正規化ボリュームリコンストラクション手法が機能的接続計算に与える影響を定量化するためのベンチマーク指標として, 広範なパラメータスタディを行った。
本研究は, 予後非侵襲型バイオマーカーの確立に臨床的に極めて望ましい, 機能的接続推定, 再現性, 信号解釈性を向上させるためのフレームワークの能力を示す。
NiftyMICのオープンソースパッケージとして動作補正とボリューム再構築フレームワークが利用可能である。
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