MRI-guidance techniques that dynamically adapt radiation beams to follow tumor motion in real-time will lead to more accurate cancer treatments and reduced collateral healthy tissue damage. The gold-standard for reconstruction of undersampled MR data is compressed sensing (CS) which is computationally slow and limits the rate that images can be available for real-time adaptation. Here, we demonstrate the use of automated transform by manifold approximation (AUTOMAP), a generalized framework that maps raw MR signal to the target image domain, to rapidly reconstruct images from undersampled radial k-space data. The AUTOMAP neural network was trained to reconstruct images from a golden-angle radial acquisition, a benchmark for motion-sensitive imaging, on lung cancer patient data and generic images from ImageNet. Model training was subsequently augmented with motion-encoded k-space data derived from videos in the YouTube-8M dataset to encourage motion robust reconstruction. We find that AUTOMAP-reconstructed radial k-space has equivalent accuracy to CS but with much shorter processing times after initial fine-tuning on retrospectively acquired lung cancer patient data. Validation of motion-trained models with a virtual dynamic lung tumor phantom showed that the generalized motion properties learned from YouTube lead to improved target tracking accuracy. Our work shows that AUTOMAP can achieve real-time, accurate reconstruction of radial data. These findings imply that neural-network-based reconstruction is potentially superior to existing approaches for real-time image guidance applications.


翻译:对辐射束进行动态调整以实时跟踪肿瘤运动的辐射光束的MRI指导技术将带来更准确的癌症治疗和减少附带健康组织损害。重建未充分抽样的MR数据的金标准是压缩感测(CS),该标准计算缓慢,并限制图像可用于实时适应的速率。在这里,我们展示了使用多光速自动变换(AUTOMAP),该通用框架将MW原始信号映射到目标图像域,以迅速从未充分抽样的放射K-空间数据重建图像。AUTOMAP神经网络接受了培训,以从一个金形的辐射应用获取图像,一个运动敏感成像、肺癌病人数据和图像网络通用图像的基准,重建图像。随后,模型培训又增加了从YouTube-8M数据集的视频中提取的移动编码K-空间数据,鼓励动态重建。我们发现AUTOMAP重新构建的这些辐射K-空间信号相当于CS的准确度,但在对追溯性获得的肺癌感应感应指示的图像应用初步调整后,处理时间要短得多,从追溯获得的升级的神经-直观感应变现的神经-运动-运动-运动的校正运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动性运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动-运动

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员