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Enregistrement W2018457357 · doi:10.1118/1.3466832

A PET supersets data framework for exploitation of known motion in image reconstruction

2010· article· en· W2018457357 sur OpenAlexafffund
Jeroen Verhaeghe, Andrew J. Reader

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2010
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMedical Imaging Techniques and Applications
Établissements canadiensMcGill UniversityMontreal Neurological Institute and Hospital
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésMedical imagingIterative reconstructionComputer visionMotion (physics)Image (mathematics)Artificial intelligenceMedical physicsComputer scienceMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: Motion during PET data acquisition is either introduced by design (e.g., couch wobble to enrich data sampling) or through unintentional motion of the object under study (e.g., subject head motion). Prior to this present work, such effects have been considered within distinctly different frameworks in PET imaging, with a rather basic approach having been devised for the cases of intentional motion (such as couch wobble or bed translation) in contrast to the relatively advanced modeling approaches devised for object motion. This article unifies the treatment of these different types of acquisition motion within a generalized framework through the use of the PET supersets data format. From this general framework, a range of conventional motion-compensation methods can be examined as special cases, permitting a revealing investigation into both the suboptimality of commonly adopted approximations, as well as the beneficial impact of known acquisition motion on image quality. METHODS: The PET superset data format is a data representation ideally suited for the (potentially lossless) combination of conventional PET data with complementary motion information. Different practical implementations for the reconstruction from PET superset data involving varying levels of approximation to facilitate computation are identified and their impact on the final reconstructed image quality is assessed. Three main simulated case studies are investigated: (i) Motion compensation for subject head motion for 18F-FDG imaging, (ii) motion exploitation using either couch wobble or random motion, and (iii) motion exploitation using involuntary object motion both with and without couch wobble occurring. The motion exploitation case study goes beyond merely correcting for motion: The motion is directly modeled by the iterative reconstruction to exploit the increased sampling which is available to the benefit of reconstructed image quality. RESULTS: Reconstruction from superset data was successfully demonstrated for the case of motion correction for a 18F-FDG brain phantom simulation. Building on this success, the methodology was then applied to the case of motion exploitation. The case study resulted in three important findings. First, only reconstruction implementations which model the motion directly within the iterative reconstruction can succeed in significantly improving image resolution and contrast recovery for a given reconstructed noise level. Therefore, the commonly adopted approximation of binning the motion-adjusted data (which is the only method reported to date in the literature) is suboptimal and underestimates the beneficial impact of methods such as wobble during acquisition. Second, similar improvements were found for both types of motion patterns: Periodic wobble motion as well as random motion. Finally, for the case of simulated realistic involuntary object motion, similar resolution improvements were found (both with and without couch wobble). CONCLUSIONS: The proposed superset framework allows comprehensive analysis of the commonly adopted approximations when considering motion in PET reconstruction. The findings demonstrate that the supersets data format successfully unify reconstruction in the presence of different sources of known acquisition motion into one framework, and as a result leads to hitherto unreported image quality improvements for all the cases tested where the object motion is accurately known.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,048
Tête enseignante GPT0,371
Écart entre enseignants0,323 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations7
Publié2010
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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