論文の概要: Diffusion MRI with Machine Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00019v1
• Date: Mon, 1 Jan 2024 13:03:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-04 05:21:20.847349
• Title: Diffusion MRI with Machine Learning
• Title（参考訳）: 機械学習を用いた拡散MRI
• Authors: Davood Karimi
• Abstract要約: 拡散強調磁気共鳴イメージング(dMRI)はユニークな機能を備えている。 機械学習は、dMRI分析の難しいタスクのいくつかに取り組むのに非常に適しているかもしれない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9798034349981164
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Diffusion-weighted magnetic resonance imaging (dMRI) offers unique capabilities such as noninvasive assessment of brain's micro-structure and structural connectivity. However, analyzing the dMRI data to extract useful information for clinical and scientific purposes is challenging. The dMRI measurements often suffer from strong noise and artifacts, there is usually high inter-session and inter-scanner heterogeneity in the data and considerable inter-subject variability in brain structure, and the relationship between measurements and the phenomena of interest can be highly complex. Recent years have witnessed increasing use of machine learning methods for dMRI analysis. This manuscript aims to assess these efforts, with a focus on methods that have addressed micro-structure mapping, tractography, white matter tract analysis, as well as data preprocessing and harmonization. We summarize the main findings, strengths, and weaknesses of the existing methods and suggest topics for future research. We find that machine learning may be exceptionally suited to tackle some of the difficult tasks in dMRI analysis. However, for this to happen, several shortcomings of existing methods and critical unresolved issues need to be addressed. These include deficient evaluation practices, lack of rich training datasets and validation benchmarks, as well as model generalizability, reliability, and explainability concerns.
• Abstract（参考訳）: 拡散強調磁気共鳴イメージング(dMRI)は、脳の微細構造と構造的接続性の非侵襲的な評価のようなユニークな機能を提供する。 しかし,臨床的,科学的目的で有用な情報を抽出するためにdMRIデータを解析することは困難である。 dMRI測定は、しばしば強いノイズやアーティファクトに悩まされ、通常、データには高いセッション間およびスキャン間不均一性があり、脳構造におけるかなりのオブジェクト間変動があり、測定と興味の現象の関係は非常に複雑である。 近年,dMRI解析における機械学習手法の利用が増加している。 本書は, マイクロ構造マッピング, トラクトグラフィ, ホワイトマタートラクト解析, データ前処理, 調和化に対処した手法に着目し, これらの取り組みを評価することを目的とする。 本稿では,既存手法の主な発見,強み,弱点を概説し,今後の研究課題を提案する。 機械学習は、dMRI分析の難しい課題に取り組むのに非常に適しているかもしれない。 しかし、これが起こるためには、既存のメソッドと重大な未解決の問題に対処する必要がある。 評価プラクティスの不足、豊富なトレーニングデータセットと検証ベンチマークの欠如、モデルの一般化性、信頼性、説明可能性に関する懸念などが含まれている。

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