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New technique makes brain scans better

研究人员在澳门太阳城最新网站和其他机构都想出了一个办法,以提高低分辨率患者MRI扫描质量,使他们可以用于大规模的研究。可以通过算法,在中心列中所示产生的图像,更接近在右列中示出的高分辨率扫描。在左栏是通过用于改善低分辨率扫描不同的技术产生的图像。

Boosting quality of patient MRIs could enable large-scale studies of stroke outcome.


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萨拉·麦克唐纳
电子邮件: s_mcd@mit.edu
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谁患中风的人经常在医院接受脑部扫描,允许医生确定损伤的位置和程度。谁研究中风的影响,研究人员很想能够分析这些图片,但分辨率常常太低许多分析。

帮助科学家采取从医院扫描,一队澳门太阳城最新网站的研究人员的数据,这个尚未开发的丰富的优势,与马萨诸塞州总医院等多家机构的医生工作,已经设计了一种方法,以提高这些扫描的质量,使它们可以用于招如何影响不同的人,他们对治疗如何应对大规模研究。

“这些图像是相当独特的,因为它们在日常临床实践时,患者中风进来收购,”波林娜golland,电气工程和计算机科学的澳门太阳城最新网站教授如是说。 “你不能像舞台,一个研究。”

使用这些扫描,研究人员可以研究的因素是如何遗传影响中风存活或人不同的治疗方法如何回应。他们也可以使用这种方法来研究其他疾病如阿尔茨海默氏病。

golland是纸,这将在医疗成像会议的信息处理过程中6月25日该论文的第一作者的一周呈现的资深作者是阿德里安dalca,在澳门太阳城最新网站计算机科学和人工智能实验室的博士后。其他作者是凯蒂·布曼,澳门太阳城最新网站的研究生;威廉·弗里曼,托马斯和胃食管反流帕金斯电气工程教授在澳门太阳城最新网站;纳塔利娅ROST,麻省总医院的急性卒中服务中心主任;和MERT sabuncu,电气和计算机工程在康奈尔大学的助理教授。

填充数据

Scanning the brain with magnetic resonance imaging (MRI) produces many 2-D “slices” that can be combined to f要么m a 3-D representation of the brain.

对于谁曾中风患者的临床扫描,图像迅速采取由于有限的扫描时间。其结果是,扫描是非常稀少的,这意味着图像切片取相隔约5-7毫米。 (中切片分辨率为1毫米。)

科学的研究中,研究人员通常获得更高分辨率的图像,使用片相隔只有1毫米,这就需要使被试者在扫描仪的时间更长的时间。科学家们已经开发了专门的计算机算法来分析这些图像,但这些算法并不在医院所采取的更丰富,但品质较低的患者扫描很好地工作。

澳门太阳城最新网站的研究人员,与麻省总医院和其他医院及其合作者一起,有兴趣采取了广大患者的扫描,这将让他们学到许多可以从较小的研究,生产出更高质量的扫描中收集的优势。

“These research studies are very small because you need volunteers, but hospitals have hundreds of thousands of images. Our motivation was to take advantage of this huge set of data,” Dalca says.

新办法涉及基本填补从每个患者扫描丢失的数据。这可以通过从整个扫描的以信息,并用它来重新创建从其他扫描丢失的解剖特点来完成。

“的核心思想是生成图像即解剖学上合理,并进行运算,看起来像那些研究扫描的一个,并与被收购是临床图像完全一致,” golland说。 “一旦你有,你可以申请这是为美丽的研究开发图像每一个国家的最先进的算法和运行相同的分析,并获得满意的结果,就好像这些是研究的图像。”

一旦生成这些研究质量的图像,研究人员就可以运行一套旨在帮助分析解剖特征的算法。这些包括片的定位和这个过程被称为头骨剥离,消除了一切,但在图像的大脑。

在此过程中,该算法跟踪哪些像素从原始扫描进来并填充在随后的,使得分析后完成,如测量的脑损伤的程度,只能在从原始扫描的信息来执行。

“In a sense, this is a scaffold that allows us to bring the image into the collection as if it were a high-resolution image, and then make measurements only on the pixels where we have the inf要么mation,” Golland says.

更高质量

现在MIT的研究小组已经开发出这种技术提高低质量的图像,他们计划将其应用到大集由麻省总医院牵头的财团,其中包括来自12家医院4000扫描得到的笔划图像的。 

“理解这是为了白质的承诺,帮助我们更详细地了解疾病是如何与人的认知能力进行交互,他们从中风康复等所造成的伤害的空间格局,” golland说。

The researchers also hope to apply this technique to scans of patients with other brain dis要么ders.

“It opens up lots of interesting directions,” Golland says. “Images acquired in routine medical practice can give anatomical insight, because we lift them up to that quality that the alg要么ithms can analyze.”

The research was funded by the National Institute of Neurological Dis要么ders and Stroke and the National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering.


主题: 研究, 神经科学, Electrical Engineering & Computer Science (eecs), Computer Science and Artificial Intelligence Laborat要么y (CSAIL), 工程学院, 医学, 健康

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