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Accès ouvert déclaré 2025 article

Equivariant spherical CNNs for accurate fiber orientation distribution estimation in neonatal diffusion MRI with reduced acquisition time

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

Le résumé fourni par la source

Early and accurate assessment of brain microstructure using diffusion Magnetic Resonance Imaging (dMRI) is crucial for identifying neurodevelopmental disorders in neonates, but remains challenging due to low signal-to-noise ratio (SNR), motion artifacts, and ongoing myelination. In this study, we propose a rotationally equivariant Spherical Convolutional Neural Network (sCNN) framework tailored for neonatal dMRI. We predict the Fiber Orientation Distribution (FOD) from multi-shell dMRI signals acquired with a reduced set of gradient directions (30% of the full protocol), enabling faster and more cost-effective acquisitions. We train and evaluate the performance of our sCNN using real data from 43 neonatal dMRI datasets provided by the Developing Human Connectome Project (dHCP). Our results demonstrate that the sCNN significantly outperforms a Multi-Layer Perceptron (MLP) baseline across multiple quantitative metrics, including Mean Squared Error (MSE), Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR), Angular Correlation Coefficient (ACC), angular error, and peak match rate, indicating superior FOD estimation accuracy. More importantly, it yields FODs and tractography that are quantitatively comparable and qualitatively highly similar to those from a reliable Hybrid-CSD ground truth, despite using only 30% of the full acquisition data. These findings highlight sCNNs' potential for accurate and clinically efficient dMRI analysis, paving the way for improved diagnostic capabilities and characterization of early brain development with shorter scan times.

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
Equivariant spherical CNNs for accurate fiber orientation distribution estimation in neonatal diffusion MRI with reduced acquisition time
Date Crossref
30/07/2025
Éditeur
Frontiers Media SA
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

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Les sujets associés

Advanced Neuroimaging Techniques and ApplicationsFetal and Pediatric Neurological DisordersNeonatal and fetal brain pathology

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