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Accès ouvert déclaré 2024 article

Accelerating multipool CEST MRI of Parkinson's disease using deep learning–based Z‐spectral compressed sensing

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2Pays d’affiliation déclarés

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

Le résumé fourni par la source

PURPOSE: To develop a deep learning-based approach to reduce the scan time of multipool CEST MRI for Parkinson's disease (PD) while maintaining sufficient prediction accuracy. METHOD: A deep learning approach based on a modified one-dimensional U-Net, termed Z-spectral compressed sensing (CS), was proposed to recover dense Z-spectra from sparse ones. The neural network was trained using simulated Z-spectra generated by the Bloch equation with various parameter settings. Its feasibility and effectiveness were validated through numerical simulations and in vivo rat brain experiments, compared with commonly used linear, pchip, and Lorentzian interpolation methods. The proposed method was applied to detect metabolism-related changes in the 6-hydroxydopamine PD model with multipool CEST MRI, including APT, CEST@2 ppm, nuclear Overhauser enhancement, direct saturation, and magnetization transfer, and the prediction performance was evaluated by area under the curve. RESULTS: The numerical simulations and in vivo rat-brain experiments demonstrated that the proposed method could yield superior fidelity in retrieving dense Z-spectra compared with existing methods. Significant differences were observed in APT, CEST@2 ppm, nuclear Overhauser enhancement, and direct saturation between the striatum regions of wild-type and PD models, whereas magnetization transfer exhibited no significant difference. Receiver operating characteristic analysis demonstrated that multipool CEST achieved better predictive performance compared with individual pools. Combined with Z-spectral CS, the scan time of multipool CEST MRI can be reduced to 33% without distinctly compromising prediction accuracy. CONCLUSION: The integration of Z-spectral CS with multipool CEST MRI can enhance the prediction accuracy of PD and maintain the scan time within a reasonable range.

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, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Accelerating multipool <scp>CEST MRI</scp> of Parkinson's disease using deep learning–based Z‐spectral compressed sensing
Date Crossref
24/07/2024
Éditeur
Wiley
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.

Les institutions déclarées

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

Les sujets associés

Parkinson's Disease Mechanisms and TreatmentsAdvanced MRI Techniques and ApplicationsLanthanide and Transition Metal Complexes

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