自动分类的磁共振组织学外围动脉慢性总闭塞使用变量自编码器:一个可行性研究
Judit Csore1,2, Christof Karmonik3, Kayla Wilhoit3
1DeBakey Heart and Vascular Center, Houston Methodist Hospital, 6565 Fannin Street, Houston, TX 77030, USA.
Diagnostics (Basel, Switzerland)
|June 10, 2023
概括
这项研究使用自定义变异自编码器 (VAE) 与卷积神经网络 (CNN) 来分析外周动脉疾病 (PAD) 斑块的磁共振成像 (MRI). VAE成功地区分了软质和硬质斑块组成部分,有助于对潜在的内血管手术指导进行分类.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 人工智能在医学中的应用
- 心血管研究研究心血管研究
背景情况:
- 周围动脉疾病 (PAD) 的诊断和治疗规划需要准确地描述斑块的组成.
- 在PAD中区分软与硬斑块成分对于有效的内血管干预至关重要.
- 当前的成像技术在精确量化斑块特征方面可能存在局限性.
研究的目的:
- 适应和评估一个自定义的变化自编码器 (VAE),使用2D卷积神经网络 (CNN) 来分类PAD中的软硬斑块.
- 评估VAE使用高场7特斯拉MRI数据区分斑块组件的能力.
- 探索VAE在MRI图像的快速组织学分类方面的潜力,以协助内血管程序.
主要方法:
- 获取超高场7特斯拉MRI数据集 (UTE,T1w,T2w) 来自五个截肢的下肢与PAD.
- 从对齐的多平面重建 (MPR) 图像创建伪色RGB图像.
- 训练VAE根据它们在潜伏空间中的位置来分类图像,为光膜,软和硬组织组成部分分配组织分数 (TS).
- 从2390张重建图像中计算每次TS的平均值和相对百分比.
主要成果:
- 成功训练VAE,证明在潜伏空间内的PAD病变中,软和硬组织的分离是令人满意的.
- 病变的分类揭示了各种比例的专用光线,软组织和硬组织组成部分.
- 损伤#4包含所有分类的组织类型,而损伤#2,#3和#5主要包括软组织,硬组织的存在有限.
结论:
- 开发的VAE方法有效地使用7特斯拉MRI数据在PAD中区分软硬斑块组件.
- 这种由人工智能驱动的方法对MRI图像的快速组织学分类充满希望.
- VAE可能有助于临床医生规划和执行PAD的内血管程序.
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