Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:1911.12389v1

帮助 | 高级搜索

物理学 > 医学物理

arXiv:1911.12389v1 (physics)
[提交于 2019年11月27日 ]

标题: 通过多任务学习的MRI同时分割和松弛率分析

标题: Simultaneous Segmentation and Relaxometry for MRI through Multitask Learning

Authors:Peng Cao, Jing Liu, Shuyu Tang, Andrew Leynes, Janine M. Lupo, Duan Xu, Peder E. Z. Larson
摘要: 目的:本研究展示了一种用于人体脑组织三维同时分割和弛豫时间测量的MR信号多任务学习方法。 材料和方法:使用了3D反转准备平衡稳态自由进动序列来获取体内多对比度脑部图像。 深度神经网络包含3个残差块,每个块具有8个全连接层,每个层具有Sigmoid激活函数、层归一化和256个神经元。 在线合成的MR信号演化和标签被用来逐批训练神经网络。 经验定义的正常灰质、白质和脑脊液(CSF)的T1和T2值范围被用作先验知识。 在3名健康志愿者以及动物(N=6)和前列腺患者(N=1)实验中进行了MRI脑部实验。 结果:在动物验证实验中,从所提出的方法估计的T1和T2值与真实值之间的差异/误差(均值差异$\pm$标准差差异)分别为T1的113$\pm$486和154$\pm$512毫秒,以及T2的5$\pm$33和7$\pm$41毫秒。 在健康志愿者实验(N=3)中,整个大脑的分割和弛豫时间测量在~5秒内完成。 估计的表观T1和T2图与已知的大脑解剖结构一致,并且不受线圈灵敏度变化的影响。 灰质、白质和CSF成功地被分割出来。 深度神经网络还可以生成合成的T1和T2加权图像。 结论:所提出的多任务学习方法可以结合灰质、白质和CSF的分割,直接生成大脑表观T1和T2图以及合成的T1和T2加权图像。
摘要: Purpose: This study demonstrated an MR signal multitask learning method for 3D simultaneous segmentation and relaxometry of human brain tissues. Materials and Methods: A 3D inversion-prepared balanced steady-state free precession sequence was used for acquiring in vivo multi-contrast brain images. The deep neural network contained 3 residual blocks, and each block had 8 fully connected layers with sigmoid activation, layer norm, and 256 neurons in each layer. Online synthesized MR signal evolutions and labels were used to train the neural network batch-by-batch. Empirically defined ranges of T1 and T2 values for the normal gray matter, white matter and cerebrospinal fluid (CSF) were used as the prior knowledge. MRI brain experiments were performed on 3 healthy volunteers as well as animal (N=6) and prostate patient (N=1) experiments. Results: In animal validation experiment, the differences/errors (mean difference $\pm$ standard deviation of difference) between the T1 and T2 values estimated from the proposed method and the ground truth were 113 $\pm$ 486 and 154 $\pm$ 512 ms for T1, and 5 $\pm$ 33 and 7 $\pm$ 41 ms for T2, respectively. In healthy volunteer experiments (N=3), whole brain segmentation and relaxometry were finished within ~5 seconds. The estimated apparent T1 and T2 maps were in accordance with known brain anatomy, and not affected by coil sensitivity variation. Gray matter, white matter, and CSF were successfully segmented. The deep neural network can also generate synthetic T1 and T2 weighted images. Conclusion: The proposed multitask learning method can directly generate brain apparent T1 and T2 maps, as well as synthetic T1 and T2 weighted images, in conjunction with segmentation of gray matter, white matter and CSF.
主题: 医学物理 (physics.med-ph) ; 图像与视频处理 (eess.IV)
引用方式: arXiv:1911.12389 [physics.med-ph]
  (或者 arXiv:1911.12389v1 [physics.med-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1911.12389
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Med Phys. 2019 Oct; 46(10):4610-4621. PMID: 31396973
相关 DOI: https://doi.org/10.1002/mp.13756
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Peder Larson [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2019 年 11 月 27 日 19:31:15 UTC (1,396 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
physics.med-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2019-11
切换浏览方式为:
eess
eess.IV
physics

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号