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Enregistrement W4410954986 · doi:10.1016/j.jocmr.2025.101920

Referenceless 4D flow cardiovascular magnetic resonance with deep learning

2025· article· en· W4410954986 sur OpenAlexfundno aff
Chiara Trenti, Erik Ylipää, Tino Ebbers, Carl‐Johan Carlhäll, Jan Engvall, Petter Dyverfeldt

Notice bibliographique

RevueJournal of Cardiovascular Magnetic Resonance · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAdvanced MRI Techniques and Applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesLinköpings UniversitetAlberta Law Foundation
Mots-clésMedicineAngiologyMagnetic resonance imagingCardiac magnetic resonanceNuclear magnetic resonanceCardiologyRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background Despite its potential to improve the assessment of cardiovascular diseases, 4D Flow CMR is hampered by long scan times. 4D Flow CMR is conventionally acquired with three motion encodings and one reference encoding, as the 3-dimensional velocity data are obtained by subtracting the phase of the reference from the phase of the motion encodings. In this study, we aim to use deep learning to predict the reference encoding from the three motion encodings for cardiovascular 4D Flow. Methods A U-Net was trained with adversarial learning (U-Net ADV ) and with a velocity frequency-weighted loss function (U-Net VEL ) to predict the reference encoding from the three motion encodings obtained with a non-symmetric velocity-encoding scheme. Whole-heart 4D Flow datasets from 126 patients with different types of cardiomyopathies were retrospectively included. The models were trained on 113 patients with a 5-fold cross-validation, and tested on 13 patients. Flow volumes in the aorta and pulmonary artery, mean and maximum velocity, total and maximum turbulent kinetic energy at peak systole in the cardiac chambers and main vessels were assessed. Results 3-dimensional velocity data reconstructed with the reference encoding predicted by deep learning agreed well with the velocities obtained with the reference encoding acquired at the scanner for both models. U-Net ADV performed more consistently throughout the cardiac cycle and across the test subjects, while U-Net VEL performed better for systolic velocities. Comprehensively, the largest error for flow volumes, maximum and mean velocities was -6.031% for maximum velocities in the right ventricle for the U-Net ADV , and -6.92% for mean velocities in the right ventricle for U-Net VEL . For total turbulent kinetic energy, the highest errors were in the left ventricle (-77.17%) for the U-Net ADV , and in the right ventricle (24.96%) for the U-Net VEL , while for maximum turbulent kinetic energy were in the pulmonary artery for both models, with a value of -15.5% for U-Net ADV and 15.38% for the U-Net VEL . Conclusion Deep learning-enabled referenceless 4D Flow CMR permits velocities and flow volumes quantification comparable to conventional 4D Flow. Omitting the reference encoding reduces the amount of acquired data by 25%, thus allowing shorter scan times or improved resolution, which is valuable for utilization in the clinical routine.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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 Opus0,009
Tête enseignante GPT0,244
Écart entre enseignants0,235 · 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'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations4
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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