論文の概要: DDTracking: A Deep Generative Framework for Diffusion MRI Tractography with Streamline Local-Global Spatiotemporal Modeling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.04568v1
- Date: Wed, 06 Aug 2025 15:51:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-07 20:09:22.801785
- Title: DDTracking: A Deep Generative Framework for Diffusion MRI Tractography with Streamline Local-Global Spatiotemporal Modeling
- Title(参考訳): DDTracking: 局所局所空間時空間モデルを用いた拡散MRIトラクトグラフィーの深部生成フレームワーク
- Authors: Yijie Li, Wei Zhang, Xi Zhu, Ye Wu, Yogesh Rathi, Lauren J. O'Donnell, Fan Zhang,
- Abstract要約: DDTrackingは拡散MRIトラクトグラフィーのための新しい深層生成フレームワークである。
局所的空間符号化と大域的時間依存性を共同でモデル化するデュアルパス符号化ネットワークを提案する。
DDTrackingは解剖学的に妥当で堅牢なトラクトグラフィーを提供し、広いdMRIアプリケーションに対してスケーラブルで適応性があり、エンドツーエンドで学習可能なソリューションを提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.125067735207887
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper presents DDTracking, a novel deep generative framework for diffusion MRI tractography that formulates streamline propagation as a conditional denoising diffusion process. In DDTracking, we introduce a dual-pathway encoding network that jointly models local spatial encoding (capturing fine-scale structural details at each streamline point) and global temporal dependencies (ensuring long-range consistency across the entire streamline). Furthermore, we design a conditional diffusion model module, which leverages the learned local and global embeddings to predict streamline propagation orientations for tractography in an end-to-end trainable manner. We conduct a comprehensive evaluation across diverse, independently acquired dMRI datasets, including both synthetic and clinical data. Experiments on two well-established benchmarks with ground truth (ISMRM Challenge and TractoInferno) demonstrate that DDTracking largely outperforms current state-of-the-art tractography methods. Furthermore, our results highlight DDTracking's strong generalizability across heterogeneous datasets, spanning varying health conditions, age groups, imaging protocols, and scanner types. Collectively, DDTracking offers anatomically plausible and robust tractography, presenting a scalable, adaptable, and end-to-end learnable solution for broad dMRI applications. Code is available at: https://github.com/yishengpoxiao/DDtracking.git
- Abstract(参考訳): 本稿では,DDTrackingについて述べる。DDTrackingは拡散MRIのための新しい深層生成フレームワークで,流線型伝搬を条件付きデノナイジング拡散過程として定式化する。
DDTrackingでは,局所的空間符号化(各流路点における微細な構造的詳細をキャプチャする)と大域的時間依存性(流路全体の長距離一貫性を保証する)を共同でモデル化するデュアルパス符号化ネットワークを導入する。
さらに,学習した局所的およびグローバルな埋め込みを利用した条件拡散モデルモジュールを設計し,終末訓練可能な方法でトラクトグラフィーの流線伝播方向を予測する。
我々は,合成データと臨床データの両方を含む,多種多様な独立に取得されたdMRIデータセットを包括的に評価する。
基底真理を持つ2つの確立されたベンチマーク(ISMRM Challenge と TractoInferno)の実験では、DDTracking が現在の最先端のトラクトグラフィー手法よりもかなり優れていることが示されている。
さらに、DDTrackingは、さまざまな健康状態、年齢グループ、イメージングプロトコル、スキャナータイプにまたがる、異種データセットにまたがる強力な一般化可能性を強調した。
まとめると、DDTrackingは解剖学的に可塑性で堅牢なトラクトグラフィーを提供し、広いdMRIアプリケーションに対してスケーラブルで適応性があり、エンドツーエンドで学習可能なソリューションを提供する。
コードは、https://github.com/yishengpoxiao/DDtracking.gitで入手できる。
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