Quantification of pulmonary functional MRI: state-of-the-art and emerging image processing methods and measurements
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Pulmonary functional magnetic resonance imaging (PfMRI) provides a way to non-invasively map and measure the spatial distribution of pulmonary ventilation, perfusion and gas-exchange abnormalities with unprecedented detail of functional processes at the level of airways, alveoli and the alveolar-capillary membrane. Current PfMRI approaches are dominated by hyperpolarized helium-3 ( 3 He) and xenon-129 ( 129 Xe) gases, which both provide rapid (8–15 s) and well-tolerated imaging examinations in patients with severe pulmonary diseases and pediatric populations, whilst employing no ionizing radiation. While a number of review papers summarize the required image acquisition hardware and software requirements needed to enable PfMRI, here we focus on the image analysis and processing methods required for reproducible measurements using hyperpolarized gas ventilation MRI. We start with the transition in the literature from qualitative and subjective scoring systems to quantitative and objective measurements which enable precise quantification of the lung’s critical structure-function relationship. We provide an overview of quantitative biomarkers and the relevant respiratory system parameters that may be measured using PfMRI methods, outlining the history of developments in the field, current methods and then knowledge gaps and typical limitations. We focus on hyperpolarized noble gas MR image processing methods used for quantifying ventilation and gas distribution in the lungs, and discuss the utility and applications of imaging biomarkers generated through these techniques. We conclude with a summary of the current and future directions to further the development of image processing methods, and discuss the remaining challenges for potential clinical translation of these approaches and their integration into standard clinical workflows.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,009 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».