دانلود ترجمه مقاله تقسیم ۴ بعدی آئورت قفسه سینه از MRI جریان ۴ بعدی (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۲۳)

تقسیم ۴ بعدی آئورت قفسه سینه از MRI جریان ۴ بعدی با استفاده از یادگیری عمیق

۴D segmentation of the thoracic aorta from 4D flow MRI using deep learning

چکیده
۱ مقدمه
۲ داده ها
۳ به ترتیب ۴۲ و ۳۴ میلی ثانیه
۴ روش
۵ نتایج
۶ بحث
۷ نتیجه گیری
منابع

چکیده
پیش زمینه: MRI جریان چهاربعدی امکان تحلیل تغییرات همودینامیک را در آئورت به دلیل آسیب شناسی هایی مانند آئوریسم آئورت قفسه سینه (TAA) فراهم می کند. شاخص های زیستی جدید برای مدیریت شخصی TAA نیاز به تحلیل اثر تکرار ساختار سیال دارند که می توان آن را از MRI جریان چهار بعدی بدست آورد. با این حال، تولید این شاخص های زیستی نیاز به قطعه بندی چهار بعدی قبلی قفسه سینه دارد.
هدف: توسعه مدل یادگیری عمیق خودکار برای قطعه بندی آئورت به صورت چهار بعدی از MRI جریان چهار بعدی.
روش ها: قطعه بندی با مدل قطعه بندی مبتنی بر U-Net بررسی می شود که هر فریم MRI جریان چهار بعدی را بعنوان یک نمونه مستقل در نظر می گیرد. عملکرد با توجه به امتیاز تشابه (DC) و فاصله هاوسدورف (HD) اندازه گیری می شود. علاوه بر این، حداکثر و حداقل مساحت سطح در سطح آئورت صعودی اندازه گیری می شوند و با نواحی سطح بدست آمده از تصویربرداری مغناطیسی قلب مقایسه می شوند.
نتایج: عملکرد قطعه بندی برای DS، ۰٫۹۰ ± ۰٫۰۲ بود و میانگین HD، ۹٫۵۸ ± ۴٫۳۶ mm بود. ضریب همبستگی r=0.85 برای حداکثر سطح و r=0.86 برای حداقل سطح بین MRI جریان چهاربعدی و MRI قلبی بود.
نتیجه گیری: به نظر می رسد که رویکرد خودکار پیشنهادی قطعه بندی آئورت چهاربعدی از MRI جریان چهاربعدی برای کمک به استفاده گسترده تر این روش تصویربرداری در تحلیل آسیب شناسی هایی مانند TAA به اندازه کافی دقیق باشد.

۲- داده ها
۲-۱ جمعیت مطالعه
در این تحقیق ۳۶ بیمار برای مشارکت در پروژه ۲۰۱۸-A02010–۵۵ که توسط کمیته اخلاق ملی تایید شده، رضایت داشتند. این تحقیق با شماره NCT03817008 بر روی ClinicalTrials.gov ثبت شده است. تمام ۳۶ بیمار در سطح آئورت صعودی مبتلا به TAA بودند. ده بیمار در این گروه زن و ۲۶ بیمار مرد بودند. نیمی از مردان و نیمی از زنان دریچه آئورت سه لتی داشتند، دیگران دریچه آئورت دو لتی داشتند. دریچه آئورت دو لتی یک ناهنجاری است که بر ۲% جمعیت تاثیر می گذارد و می تواند ناشی از شکل گیری آئوریسم آئورت باشد. میانگین سن بیماران ۶۰ سال بود.

۲-۲ معاینات MRI
تمام بیماران پس از تزریق ماده حاجب با گادولینیوم تحت MRI جریان چهار بعدی بر روی آهنربای ۳T زیمنس (اسکیرا، هلثتینرز زیمنس، ارلانگن، آلمان) قرار گرفتند. MRI جریان چهاربعدی، الکتروکاردیوگرام پسرو (ECG) بود که در طول تنفس آزاد بسته شد. حرکت دیافرگام با استفاده از یک ناوبر اکومدیریت شد. ۲۵ مرحله زمانی از سیکل قلبی در پروتکل MRI جریان چهاربعدی ما با وضوح زمانی ۲۴ تا ۵۲ میلی ثانیه با توجه به ضربان قلب بیمار بدست آمد. وضوح فضایی بر روی ۲×۲×۲ 〖mm〗^۳ و رمزگذاری سرعت (Venc) در محدود ۲۰۰ تا ۸۰۰ cm/s تعیین شد. زمان های اکو و تکرار به ترتیب بین ۲٫۱ و ۲٫۳ و ۳۸٫۵-۴۰ میلی ثانیه بودند. این اکتساب با توجه به بیمار ۱۰ تا ۱۵ دقیقه در نظر گرفته شد. تصحیح شدت غیریکنواخت و تصحیح اعوجاج دو بعدی در طول بازسازی تصویر انجام شدند.

توالی FLASH (نمای کم زاویه سریع) برای کسب MRI قلب استفاده می شود. این اکتساب در طول حبس نفس در صفحه ای عمود بر آئورت در سطح تنه شریان ریوی انجام می شود. ۳۵ مرحله سیکل قلبی از این توالی با وضوح زمانی بین ۲۰ و ۳۴ میلی ثانیه بدست می آید. وضوح فضایی بین ۱٫۲۵ × ۱٫۲۵ و ۱٫۹ × ۱٫۹ mm^2 تعیین می شود. زمان اکو و تکرار به ترتیب ۴۲ و ۳۴ میلی ثانیه بود.