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Accès ouvert déclaré 2023 article

Deep Learning-Based Denoising of CEST MR Data: A Feasibility Study on Applying Synthetic Phantoms in Medical Imaging

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : de, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) magnetic resonance imaging (MRI) provides a novel method for analyzing biomolecule concentrations in tissues without exogenous contrast agents. Despite its potential, achieving a high signal-to-noise ratio (SNR) is imperative for detecting small CEST effects. Traditional metrics such as Magnetization Transfer Ratio Asymmetry (MTRasym) and Lorentzian analyses are vulnerable to image noise, hampering their precision in quantitative concentration estimations. Recent noise-reduction algorithms like principal component analysis (PCA), nonlocal mean filtering (NLM), and block matching combined with 3D filtering (BM3D) have shown promise, as there is a burgeoning interest in the utilization of neural networks (NNs), particularly autoencoders, for imaging denoising. This study uses the Bloch–McConnell equations, which allow for the synthetic generation of CEST images and explores NNs efficacy in denoising these images. Using synthetically generated phantoms, autoencoders were created, and their performance was compared with traditional denoising methods using various datasets. The results underscored the superior performance of NNs, notably the ResUNet architectures, in noise identification and abatement compared to analytical approaches across a wide noise gamut. This superiority was particularly pronounced at elevated noise intensities in the in vitro data. Notably, the neural architectures significantly improved the PSNR values, achieving up to 35.0, while some traditional methods struggled, especially in low-noise reduction scenarios. However, the application to the in vivo data presented challenges due to varying noise profiles. This study accentuates the potential of NNs as robust denoising tools, but their translation to clinical settings warrants further investigation.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Deep Learning-Based Denoising of CEST MR Data: A Feasibility Study on Applying Synthetic Phantoms in Medical Imaging
Date Crossref
27/10/2023
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Heinrich Heine University Düsseldorf pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Kennedy Krieger Institute pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif
  • Johns Hopkins University The Russell H. Morgan Department of Radiology and Radiological Science pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Medical Faculty Department of Diagnostic and Interventional Radiology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • F.M. Kirby Research Center for Functional Brain Imaging pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

Heinrich Heine University Düsseldorf, Kennedy Krieger Institute et The Russell H. Morgan Department of Radiology and Radiological Science — Johns Hopkins University, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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