Novel residual GAN for synthetic T2 mapping from OS-CMR to enhance myocardial edema detection
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Myocardial edema is a key factor of acute myocardial injury that substantially impairs microvascular function [1]. Although T2-weighted MRI is essential for identifying this edema, its performance is often compromised by motion artifacts, prolonged acquisition times, and heterogeneous imaging protocols. [2, 3] In contrast, needle-free OS-CMR promising approach to provides functional insights and included T2 information [4-6]. With recent advances in deep learning, especially in generative models [7], the synthesis of medical images has become a promising avenue. This study introduces a novel R-GAN coupled with an edema validation pipeline designed to synthesize T2 parametric maps from OS-CMR, thereby facilitating accurate edema detection. Purpose The purpose of this study is to develop and validate a novel R-GAN framework for synthesizing T2 parametric maps from OS-CMR images, enabling precise detection of myocardial edema. Methods Two independent datasets comprising matched OS-CMR and T2-weighted images from 2189 patients were analyzed. Preprocessing steps included normalization, data augmentation, and image registration. The proposed R-GAN (figure1), which incorporates residual blocks, was benchmarked against the Pix2Pix model using performance metrics such as PSNR, SSIM, and PCC. The evaluation focused on both edematous and healthy myocardial regions through signal intensity measurements, Extended Phase Graph (EPG) simulations, and T2 curve analyses performed with Python scripts and CVI42 software (Figure2). Results The R-GAN consistently outperformed the Pix2Pix model across all evaluated metrics. It achieved PSNR values ranging from 21.56 to 24.95 dB and SSIM scores between 0.672 and 0.739, and PCC scores between 0.862 to 0.923 compared to Pix2Pix’s 18.80–19.20 dB and 0.055–0.659 and 0.802 – 0.890, respectively. The edema signal intensity remained robust, with the original values of 452 for the edema ROI and 283 for the healthy ROI closely matching the synthesized values of 459.0 and 269.0, respectively. Extended Phase Graph (EPG) simulations revealed a 99% correlation between the synthesized T2 curves and the original data. Furthermore, analysis of two regions of interest, representing edematous and healthy myocardium, validated the fidelity of the synthetic T2 curves, as demonstrated by error metrics showing MAE values from 0.0007 to 0.0185, RMSE as low as 0.0008, and consistently high R² values (≥0.87). Notably, T2 curves for both edematous and healthy regions exhibited an almost perfect correlation (0.99) between the synthesized and ground truth data. Conclusion The novel R-GAN method demonstrates the feasibility of generating high-quality T2 maps from OS-CMR images, offering a promising non-invasive approach for myocardial edema detection. Further studies are warranted to validate these findings.Figure1 Figure2
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 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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».