論文の概要: Personalized 3D Myocardial Infarct Geometry Reconstruction from Cine MRI for Cardiac Digital Twins
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.01808v1
- Date: Mon, 01 Jun 2026 07:25:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-02 21:34:31.490423
- Title: Personalized 3D Myocardial Infarct Geometry Reconstruction from Cine MRI for Cardiac Digital Twins
- Title（参考訳）: 心臓デジタル双生児に対するCine MRIによる3次元心筋梗塞画像再構成
- Authors: Yilin Lyu, Mark YY Chan, Ching-Hui Sia, Lei Li,
- Abstract要約: 本研究では,3次元MIをシネMRIから直接再構成する新しい形状運動組込みモデルを提案する。
225 cine MRI 実験の結果,提案した 3D MI 再構成はDice スコア0.678 $pm$ 0.011 で高い性能を示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.407471411133294
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Accurate 3D geometric characterization of myocardial infarction (MI) is essential for building cardiac digital twins (CDTs) to precisely simulate infarct-related electrophysiology. Late gadolinium enhancement magnetic resonance imaging (LGE MRI) is the clinical reference for locating MI, yet its reliance on contrast agents restricts use in renally impaired patients and limits longitudinal follow-ups. As an alternative, contrast-free cine MRI visualizes abnormal ventricular wall motion, which is highly indicative of the infarcted area. In this study, we propose a novel explicit geometry-motion embedded model to fully automatically reconstruct personalized, simulation-ready 3D MI geometries directly from multi-view cine MRIs. Specifically, we construct a 4D (3D + t) biventricular mesh to explicitly extract and decouple geometry-aware and motion-aware features. We further design a dual-branch module for adaptive geometry-motion fusion to capture spatiotemporal dependencies for mapping infarcted region. Furthermore, we introduce multi-scale supervision utilizing an AHA-17 segment-guided cross-attention mechanism to steer the prediction, ensuring biophysically consistent reconstruction. Experimental results on 225 cine MRIs demonstrated that the proposed 3D MI reconstruction achieved high performance with an average Dice score of 0.678 $\pm$ 0.011. In the downstream in-silico electrophysiological simulation evaluations, the results were highly consistent with the LGE-derived ground truth, highlighting the great potential of the proposed model for contrast-free scar characterization and seamless integration into CDT modeling. The code will be released publicly upon acceptance of the manuscript for publication.
- Abstract（参考訳）: 心筋梗塞の正確な3次元計測は、心筋梗塞関連電気生理学を正確にシミュレートするために、心臓デジタル双生児(CDT)を構築するのに不可欠である。
後期ガドリニウム造影MRI (LGE MRI) はMIの検索における臨床基準であるが, 造影剤による腎障害患者の使用の制限と経時的経過の制限がある。
コントラストのないシネMRIは、梗塞領域を強く示唆する異常な心室壁運動を可視化する。
本研究では,マルチビューシネMRIから直接パーソナライズされたシミュレーション可能な3次元MIジオメトリを完全再構成する,新しい幾何運動埋め込みモデルを提案する。
具体的には、4D(3D + t)双室メッシュを構築し、幾何認識と運動認識の特徴を明示的に抽出し分離する。
さらに,脳梗塞領域のマッピングのための時空間依存性を捉えるために,適応的幾何移動融合のためのデュアルブランチモジュールを設計する。
さらに,AHA-17セグメント誘導型クロスアテンション機構を応用し,バイオ物理的に一貫した再構築を実現するため,マルチスケール・インスペクションを導入する。
225 cine MRI 実験の結果,提案した 3D MI 再構成はDice スコア0.678 $\pm$ 0.011 で高い性能を示した。
下流のシリカ中の電気生理学的シミュレーション評価では,LGE由来の基底真理と高い整合性を示し,コントラストフリーのスカーキャラクタリゼーションとCDTモデリングへのシームレスな統合の可能性を強調した。
コードは、出版のための原稿が受理されてから公開されます。
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