Unsupervised Deep Learning for FOD-Based Susceptibility Distortion Correction in Diffusion MRI

人类连接体项目 人工智能 失真(音乐) 计算机科学 磁共振弥散成像 深度学习 部分各向异性 编码(内存) 计算机视觉 模式识别(心理学) 流离失所(心理学) 磁共振成像 功能连接 放大器 心理治疗师 带宽(计算) 心理学 神经科学 放射科 生物 医学 计算机网络
作者
Yuchuan Qiao,Yonggang Shi
出处
期刊:IEEE Transactions on Medical Imaging [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:41 (5): 1165-1175 被引量:12
标识
DOI:10.1109/tmi.2021.3134496
摘要

Susceptibility induced distortion is a major artifact that affects the diffusion MRI (dMRI) data analysis. In the Human Connectome Project (HCP), the state-of-the-art method adopted to correct this kind of distortion is to exploit the displacement field from the B0 image in the reversed phase encoding images. However, both the traditional and learning-based approaches have limitations in achieving high correction accuracy in certain brain regions, such as brainstem. By utilizing the fiber orientation distribution (FOD) computed from the dMRI, we propose a novel deep learning framework named DistoRtion Correction Net (DrC-Net), which consists of the U-Net to capture the latent information from the 4D FOD images and the spatial transformer network to propagate the displacement field and back propagate the losses between the deformed FOD images. The experiments are performed on two datasets acquired with different phase encoding (PE) directions including the HCP and the Human Connectome Low Vision (HCLV) dataset. Compared to two traditional methods topup and FODReg and two deep learning methods S-Net and flow-net, the proposed method achieves significant improvements in terms of the mean squared difference (MSD) of fractional anisotropy (FA) images and minimum angular difference between two PEs in white matter and also brainstem regions. In the meantime, the proposed DrC-Net takes only several seconds to predict a displacement field, which is much faster than the FODReg method.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
zho发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
ywang发布了新的文献求助10
2秒前
ZD小草完成签到 ,获得积分10
3秒前
健忘曼冬完成签到,获得积分10
4秒前
hkl1542发布了新的文献求助50
5秒前
6秒前
7秒前
KYN完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
桐桐应助叶未晞yi采纳,获得10
8秒前
8秒前
su发布了新的文献求助10
9秒前
123456789完成签到,获得积分10
11秒前
炙热的如柏完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
13秒前
HWei完成签到,获得积分10
13秒前
Ryan完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Jzhang应助丙队长采纳,获得10
16秒前
17秒前
GXY发布了新的文献求助30
18秒前
Lucas应助专注秋尽采纳,获得10
18秒前
18秒前
754完成签到,获得积分10
18秒前
21秒前
学习猴发布了新的文献求助10
21秒前
充电宝应助炙热的如柏采纳,获得10
22秒前
所所应助qzaima采纳,获得10
22秒前
米兰达完成签到 ,获得积分0
23秒前
xg发布了新的文献求助10
25秒前
Loooong应助Ni采纳,获得10
26秒前
26秒前
WZ0904发布了新的文献求助10
26秒前
顾矜应助博ge采纳,获得10
28秒前
28秒前
Lotus发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527990
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108173
关于积分的说明 9287913
捐赠科研通 2805882
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540119
邀请新用户注册赠送积分活动 716941
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709824